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1、第八章 汽车空调系统主讲：薛燕第一节概述汽车空调是利用多媒体对车内的空气进行调节， 使之在温度、湿度、流速和洁净度上能满足人体 舒适的需要，并预防或去除玻璃上的雾、霜和冰 雪，保障乘员身体健康和行车安全。衡量汽车空调的主要指标有：温度、湿度、流速 和洁净度等。 汽车空调主要包括：制冷系统、暖风系统、通风 系统、空气净化系统和控制系统。一、汽车空调的功能1、车内温度调节：温度：是物质冷热程度的度量制热:非独立式-以发动机冷却液作为热源 ，用于轿车和中小型汽车独立式-底盘上另加装一个散热器 ，用于大、中型客车制冷:非独立式-压缩机由汽车发动机驱动 ，工作状态受发动机工况的影响，用于中 小型汽车。独
2、立式-压缩机由副发动机驱动不 受发动机工况的影响，由于大中型客车。2、车内湿度的调节：湿度:是指空气中所含水蒸气量的多少。湿度的大小直接影响人体内的水分蒸发速 率和口腔、鼻腔黏膜等健康状况和驾驶的 工作状况。车内的湿度一般应保持在 30%70%以内。普通汽车空调一般不具备 这种功能，只有高级豪华汽车采用冷暖一 体化空调器，才能对车内的湿度进行适当 调节。3、车内气流速度调节： 空气的流速和方向对人体舒适性影响很 大，夏季流速应限制在0.25m/s以内，总 之根据乘客的生活环境，年龄、健康状 况、冷热习惯等生理特点来控制出风口的 风量，免得过大的风速直接吹到人体上， 使人感到不舒服。4、车内空气
3、净化：车厢内的空气质量是乘员舒适性的重要保 证，由于车内空间小、乘员密度大，车内 极易出现缺氧和二氧化碳浓度过高的情况 ，还有尾气、灰尘、烟味等造成车内空气 污浊，影响乘员的身体健康，因此必须要 求汽车空调具有补充车外新鲜空气过滤和 净化内空气的功能。一般在汽车空调的进 风口都装有空气过滤装置和空气净化装 置。5、热辐射调节：太阳的辐射会对车内产生一股热浪，容易 灼伤人的眼睛和皮肤，对人体的舒适性影 响很大，选用太阳膜和阳光传感器对车内 温度能立即作出必要的校正。 二、汽车空调的特点从1925年汽车加热器的出现就表明了汽车空 调已经出现了。但是，由于其技术含量较低 ，人们并没有真正意识到这门专
4、业技术，而 一直到制冷技术被汽车所应用，才广泛被人 们所关注。因此，谈到汽车空调的特点，也 就是制冷技术的一些特点，概括起来汽车空 调的特点如下：1、抗冲击能力强：制冷系统安装在运动的车辆上，承受剧烈 频繁的振动和冲击，因此，要求各个零部 件应有较强的抗震能力，接头牢固，并防 漏，而且，压缩机与冷凝器、蒸发器与压 缩机都用软管连接。2、动力源多样：汽车空调系统不能用电力作动源，原因是 设计上比较困难，轿车、轻型汽车及中型 客车其制冷所需的动力来自同一发动机， 这种空调系统叫非独立空调系统。对于大 型客车，冷藏车，由于所需制冷量比较大 ，采用专用发动机驱动，故称为独立式空 调系统。3、电力控制源
5、多样：汽车空调系统电气控制所需的电力有所不 同，一般车辆采用12V（单线制）作电源 ，大型车辆则采用24V（单线制）作电源 ，而高级豪华轿车采用5V（双线制）作电 力源。4、制冷效果强：汽车在野外工作，直接受太阳的辐射，热 量较强，要使汽车空调能迅速地降温，在 最短时间内达到舒适的环境，要求制冷系 统的制冷量特别大。这就导致压缩机输送 的制冷剂流量变化大，但不能无限制的大 ，如果过大，会导致汽车空调设计困难， 制冷效果不佳，而且会引起压力过高或压 缩机产生液击现象，使得故障频繁。5、控制方式不一样：由于车辆的性能要求不同，汽车空调的控 制方式也就多样。一般车辆采用手动控制 ，高级豪华型轿车则采
6、用自动控制或气动 控制。6、结构紧凑、质量小：由于汽车车身的特点，要求汽车空调结构 紧凑，能在有限的空间进行安装，而且安 装了空调后不至于使汽车增重太多影响其 他性能。7、车内风量分配不均匀：这是由汽车车身的结构所造成的。汽车空 调风道的设计是研制汽车空调最大的难 点。三、空调指令系统的结构与工作原理1、概念：（1）物质的三态气态液态固态放热放热放热吸热（2）汽化和凝结汽化：物质由液态变为气态的过程称为“ 汽化”。凝结：物质由气态变为液态的过程 称 “凝 结”。（3）潜热值潜热值:温度不变物质由液态变成气态或气 态变成液态时吸热和放热的热量。R12-165.65kJkgR134a-219.8k
7、J kg2、冷媒（1）制冷剂的要求：无色、无味、无毒、无刺激性，对人体健 康无损害；不易燃烧，不易爆炸；无腐蚀性；价格合理，容易得；与冷冻油接触时，化学、物理安定性良好 ；有较低的凝固点，能在低温下工作；泄漏时容易侦测易于改变吸热和散热的状态，有很强的 变态能力。与润滑油无亲和作用，可与冷冻机油任 意比互溶。制冷剂R12的特性A、R12-二氯二氟甲烷（CF2CL2）B、沸点-29.8潜热值165.65kJkgC、对大气臭氧层有破坏作用，使全球变暖产生温室效应。制冷剂R134a的特点A、沸点-26.5 潜热值219.8kJ kgB、优点：a、传热速度快蒸发器、散热器等热交 换器面积体积减小，还不
8、影响热交换。b、潜热值高，制冷量大 。c、不破坏臭氧层，在大气层停留寿命 短，温室效应影响也很小C、缺点：对橡胶管和密封圈材料有较强 的溶解与分离作用，导致制冷剂泄漏。制冷剂使用时的注意事项：操作制冷剂时，不要与皮肤接触，应戴护 目镜，以免冻伤皮肤和眼球；避免振动和放置高温处，以免发生爆炸；原离火苗，避免R12分解产生有毒光气；R134a与R12不能混用，因为不相溶，回导 致压缩机损坏；使用R134a制冷剂的系统，应避免使用铜 材料，这样会产生镀铜现象；制冷剂应放置在低于40以下的地方保存3、制冷原理（1）组成：压缩机、冷凝器、储液干燥 器、膨胀 阀、蒸发器（2）制冷过程1、压缩过程：将流经蒸
9、发器的低温、低压的气态制 冷剂压缩为高温、高压的气态制冷剂，输送到冷凝 器。2、冷凝过程：将高温、高压的气态制冷剂冷却，使 其变为中温、高压的液态制冷剂，送入干燥瓶。图9 -2 制冷系统的组成3、干燥过程：将中温、高压的液态制冷剂过滤，除 去制冷剂中的杂质和水份，送入节流阀，并储存小 部分的制冷剂。4、膨胀过程：将过滤后的中温、高压液态制冷剂利 用节流原理，使其转变为低压雾状的液/气态混合物 ，送入蒸发器。5、蒸发过程：低压雾状的液/气态混合物流至蒸发 器，吸收周围的热量而汽化，达到制冷的目的。 四、制冷系统主要零件1、压缩机压缩机是制冷系统中低压和高压、低温和 高温的转换装置，是推动制冷剂在
10、制冷系 统中不断循环的动力。输送制冷剂、保障 制冷系统正常工作具有十分的作用。汽车用空调压缩机的性能要求要有良好的低速性能，即要求在怠速运转时有 较大的制冷能力和较高的效率。高速运转时要求输入功率低，即降低油耗，提 高汽车动力性。体积小、重量轻，便于安装和维修。安全稳定、可靠性好，能够在恶劣的条件下有 良好的抗震性和密封性。对汽车不利影响小，要求压缩机运行平稳，噪 音低、震动小，开、停压缩机时对发动机转速的 影响压缩机主要有：曲轴连杆式压缩机、斜盘式压缩 机、摆盘式压缩机、旋叶式压缩机、滚动 活塞式压缩机、涡旋式压缩机等。 曲轴连杆式压缩机斜盘式压缩机（称双向斜盘式）刮片式压缩机刮片式压缩机工
11、作原理如下：在圆形或椭圆形汽缸内对圆形 汽缸偏心或对椭圆形汽缸同心地 安装一个带有几个刮片的转子， 转子一回转，由于离心力和油压 的作用，使刮片从刮片槽中向外 伸张，碰到汽缸壁，把汽缸分成 几个隔腔，随着轴的旋转，隔腔 内的容积发生变化，以进行制冷 剂的吸入、压缩、膨胀和排出。 冷凝器冷凝器是把来自压缩机的高温高压气体通过管壁和 翅片将其中的热量传递给冷凝器周围的空气，从而 使高温、高压的气态制冷剂冷凝成高温、高压的液 体。1）汽车用空调冷凝器的性能要求 要有较高的散热效率。 结构、重量、尺寸、空间合理。 抗震性能好。 冷凝空气阻力小。 耐腐蚀性能好。2）冷凝器的种类 主要有管带式、管翅式、平
12、流式等类型。其结 构如图9-7所示。 蒸发器蒸发器对蒸发器性能的要求重量轻、体积小、散热面空气阻力小， 具有高的散热效率。耐腐蚀，抗震性能好。材料低温性能好，无毒性，冲击后不产 生火花，且价格便宜。2）蒸发器的种类主要有管片式、管带式、层叠式。干燥瓶干燥瓶1）干燥瓶的组成 主要由储液器、干燥器、过滤器、观察窗和安 全装置等几部分构成，如图9-9。2）干燥剂的种类 主要有硅胶和分子筛两种。3）储液干燥瓶的安装 干燥瓶要安装在通风、冷却好、远离热源的地 方。 干燥瓶要直立安装，倾斜度不能大于150。 安装时，干燥瓶必须装在最后。 不同制冷剂所装干燥瓶不一样，不能混用。 膨胀阀膨胀阀的作用节流降压：
13、它将从干燥瓶来的中温、高压的液 态制冷剂降压为容易蒸发的低温、低压、雾状制 冷剂，进入蒸发器，即分开了制冷剂的高压侧和 低压侧。调节制冷剂流量：由于制冷剂负荷的改变以及 压缩机转速的改变，要求流量作相应调节，以保 持车内温度稳定，膨胀阀能自动调节进入蒸发器 的流量，以满足制冷剂循环要求。防止液击：避免液态制冷剂进入压缩机而造成 液击现象，同时又控制了过热度处在一定范围 内。 内平衡式热力膨胀阀内平衡式热力膨胀阀工作原理：固定在回气管路上的感温包内装有惰性液体 或制冷剂，当蒸发器出口温度较高时，感温包内 液体温度随之上升，内压升高，作用在膜片上的 压力大于蒸发器进口压力和过热弹簧压力总和时 ，针
14、阀离开阀座，阀门开启，制冷剂流入蒸发 器。针阀开启后，制冷剂进入蒸发器，蒸发器内 压力随之上升，回气温度降低，膜片下侧压力增 加，上侧压力降低，阀门关闭。由于膜片上、下 侧压力经常处于不平衡状态，所以不断地作开 启、闭合的循环。 外平衡热力膨胀阀 Pf为感温包感受到蒸发器出口温度相对应的饱 和压力，Pe为蒸发器出口蒸发压力，Ps为过热调整 弹簧的压力。当车内温度处在某一工况时，膨胀阀 有一定开度，Pf、Pe和Ps应处于平衡状态，即 Pf=Pe+ Ps。如果车内温度升高，蒸发器出口过热 度增大，则感受温度上升，相应的感应压力Pf增大 ，即Pf Pe+ Ps，因此波纹膜片向下移，推动传 动杆工作，
15、使得膨胀阀孔开度增大，制冷剂流量增 加，制冷量也增大，蒸发器出口过热度相应下降， 反之，如果PfPe+ Ps，则波纹膜片向上移，传动 杆也随之上移，使得膨胀阀孔开度减小，制冷剂流 量减小，制冷量也减小，蒸发器出口过热度也相应 上升，从而满足了蒸发器热负荷变化的需要。 H型膨胀阀节流膨胀管冷冻油对冷冻机油性能的要求要有适当的粘度，受温度的影响要小要有良好的低温流动性和互溶性化学性质要稳定毒性腐蚀要小，闪点要高，吸水性要小冷冻油的作用润滑作用冷却作用密封作用降低压缩机的噪声冷冻机油使用注意事项冷冻机油应保存在干燥、密封的容 器里，放在阴暗处以免空气中的水分 和其他杂质进入油中。不同牌号的冷冻油不能混装、混 用。变质的冷冻油不能使用。制冷系统中不能加注过量的冷冬油 ，以免影响制冷效果。汽车空调的控制部件1、电磁离合器电磁离合器皮带盘衔铁和摩擦片电磁线圈电磁离合器的工作原理 是当电流通过离合器绕组时产生较强 的磁场，衔铁被线圈磁力牢牢吸住，压缩 机主轴通过键与毂连接，而衔铁与毂紧箍 ，这时皮带轮旋转，通过转板上吸力带动 衔铁旋转，主轴即被驱动。当离合器线圈 断电时，衔铁被弹簧弹回，皮带轮只在轴 承上空转。2、温度控制器作用： 温度控制器又称恒温开关，感受蒸发 器表面的温度，控制压缩机离合器线圈中 电流的通、断致使压缩机产生开与停的动 作，起到调节车
