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1、项目八 汽车空调系统项目描述：该项目主要是让学生掌握汽车空调的工作原理，会操作汽车空调，会使用检测工具及仪器检测基本的元器件，能进行空调系统制冷剂的充注工作，通过压力分析能简单判断空调系统的机械性故障，通过电路分析、诊断仪能诊断空调系统的电路故障。本项目讲空调系统以制冷为主。工作任务：任务一 汽车空调系统的认知任务二 汽车空调系统元器件的检修任务三 汽车空调系统操纵机构与控制电路任务四 汽车空调系统制冷剂的回收、净化、加注任务五 汽车自动空调原理与诊断任务六 汽车空调常见故障检修（压力故障）任务七 汽车空调常见故障检修（电路故障）任务八 汽车空调综合操作任务一 汽车空调系统的认知【任务目标】1
2、、 能认识汽车空调系统2、 能理解汽车空调的工作原理3、会操作汽车空调系统【任务实施】一、任务需求知识（一）汽车空调的功能与特点1、汽车空调的功能汽车空调即汽车室内空气调节的简称，它用以调节车内的温度、湿度、气流速度、空气洁净度等，从而为乘员创造清新舒适的车内环境。（1）调节车内温度汽车空调在冬季利用其采暖装置升高车室内的温度。轿车和中小型汽车一般以发动机冷却液作为暖气的热源，在夏季,车内降温则由制冷装置完成。（2）调节车内的湿度普通汽车空调一般不具各这种功能，只有采用的冷暖一体化空调器，才能对车内的湿度进行适量调节。它通过制冷装置冷却、去除空气中的水分，再由取暖装置升温以降低空气的相对湿度。
3、但目前在多数汽车上还没有安装加湿装置，只能通过打开车窗或通风设施，靠车外新风来调节。（3）调节车内空气流速空气的流速和方向对人体舒适性影响很大。夏季，气流速度稍大,有利于人体散热降温；但过大的风速直接吹到人体上，也会使人感到不舒服。舒适的气流速度一般为0.25/s左右。冬季，风速太大会影响人体保温，因而冬季采暖时气流速度应尽量小一些，一般为0.150.20m/s。根据人体生理特点,头部对冷比较敏感，脚部对热比较敏感，因此，在布置空调出风口时，应采取上冷下暖的方式，即让冷风吹到乘员头部，暖风吹到乘员脚部。（4）过滤、净化车内空气由于车内空间小，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
4、；汽车发动机废气中的一氧化碳和道路上的粉尘、野外的花粉都容易进人车内，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、过滤和净化车内空气的功能。一般汽车空调装置上都设有进风门、排风门、空气过滤装置和空气净化装置。2、汽车空调的特点汽车空调是以消耗发动机的动力来调节控制车内环境的。了解汽车空调特点，有利于汽车空调的使用和维修。汽车空调主要有如下特点：（1）抗冲击能力强汽车空调安装在运动中的车辆上，承受剧烈、频繁的振动和冲击，困此汽车空调的各个零部件应有足够的强度和抗振能力，接头牢固并防漏。汽车空调制冷系统极容易发生制冷剂的世漏，破坏整个空调系统的工作条件，甚至破坏
5、制冷系统的部件，如压缩机。所以，各部件的连接要牢固。（2）动力源多样化空调系统所需的动力来自发动机。轿车、轻型汽车、中小型客车及工程机械，其空调所需的动力和驱动汽车的动力都来自同一发动机，这种空调系统叫非独立空调系统；对于大型客车和豪华型大中客车,由于所需制冷量和暖气量大,一般采用专用发动机驱动制冷压缩机和设置独立的采暖设备，故称之为独立式空调系统。非独立空调系统，会影响汽车的动力性能，但比独立式在设备成本和运行成本上都经济。汽车安装了非独立式空调后，耗油量平均增加10%20%(和汽车的速度有关)，发动机的输出功率减少10%12%。非独立式汽车空调的采暖系统般利用发动机的冷却液。独立式空调系统
6、则采用独立采暖燃烧器。（3）制冷制热能力强要求汽车的制冷制热能力大,其原因在于：1)车内乘员密度,产生热量多，热负荷大，而冬天人体所需的热量也大。2)汽车为了减轻自重，隔热层薄；汽车的门窗多、面积大，所以汽车隔热性能差，热量流失严重。3)汽车都在野外工作，直接接受太阳的热、霜雪的冷、风雨的潮湿，环境恶劣，千变万化。要使汽车空调能迅速地降温，在最短的时间里达到舒适的环境，要求制冷量特别大。非独立式空调系统，由于汽车发动机的工况孪化频繁，所以，制冷系统的制冷剂流量变化大。例如，汽车高速运动时，发动机的转速高达6000r/min，而在怠速时才600700r/min。两者相差10倍之多，这导致压缩机输
7、送的制冷剂变化大。制冷剂流量变化大，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者压缩机的液击现象而发生事故。（4）结构紧凑、质量小由于汽车本身的特点，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。（二）汽车空调系统的组成与分类1、汽车空调系统的组成汽车安装空调系统的目的是为了调节车内空气的温度、湿度,改善车内空气的流动性提高空气的清洁度。因此，汽车空调系统主要由以下几部分组成：(1)制冷装置 对车内空气或由外部进人车内的新鲜空气进行冷却或除湿，使车内空气变得凉爽舒适。制冷装置由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、蒸发器、冷凝器
8、散热风扇、制冷管道、制冷剂等组成，如图8-1所示。 图8-1空调系统的组成(2)暖风装置 主要用于取暖，对车内空气或由外部进人车内的新鲜空气进行加热，达到取暖除霜的目的。它由加热器、水阀、水管、发动机冷却液组成，如图8-2所示。图8-2暖风装置1热交换器软管 2热水阀 3 节温器 4散热器软管 5 膨胀水箱 6热交换器芯 7 发动机 8 水泵 9 风扇 10 散热器(3)通风装置 将外部新鲜空气吸进车内，起通风和换气作用。同时，通风对防止风窗玻璃起雾也起着良好作用。它由进气模式风门、鼓风机、混合气模式风门、气流模式风门、导风管等组成，如图8-3所示。图8-3 通风装置1前风窗玻璃除霜或除水气通
9、风口 2前风窗玻璃除霜或除水气通风口3侧面通风口 4中间通风口 5前排下部通风口 6后排下部通风口(4)空气净化装置 除去车内空气中的尘埃、臭昧、烟气及有毒气体，使车内空气变得清洁。它由车内、外空气交换和车内空气循环两部分组成。(5)空调控制装置 对制冷、取暖和空气配送系统的温度、压力进行控制，同时对车内的温度、风量、流向进行调节，并配有故障诊断和网络通信的功能，完善了控制系统的自动程度。控制装置包括点火开关、AC开关、电磁离合器、鼓风机开关、调速电阻器、各种温度传感器、制冷剂高低压力开关、温度控制器、送风模式控制装置、各种继电器。近几年来不少高级轿车上普遍采用了电脑自动控制，大幅度降低了人工
10、调节的麻烦，提高了空调经济性和空调效果。将上述全部或部分有机地组合在一起安装在汽车上，便组成了汽车空调系统。在一般的轿车和客、货车上,通常只有制冷装置、暖风装置和通风装置，在高级轿车和高级大、中客车上,还有加湿装置和空气净化装置。2、汽车空调系统的分类（1）按功能分汽车空调系统按功能可分为单一功能和组合式两种。1)单一功能是指冷风、暖风各自独立，自成系统，一般用于大、中型客车上。2)组合式是指冷、暖风合用一个鼓风机、一套操纵机构。这种结构又分为冷、暖风分别工作和冷、暖风可同时工作两种方式，多用于轿车上。（2）按驱动方式分汽车空调系统按驱动方式可分为非独立式和独立式汽车两种。1)非独立式汽车空调
11、系统空调制冷压缩机由汽车本身的发动机驱动，汽车空调系统的制冷性能受汽车发动机工况的影响较大，工作稳定性较差，尤其是低速时制冷量不足，而在高速时制冷量过剩，并且消耗功率较大，影响发动机动力性。这种类型的汽车空调系统一般多用于制冷量相对较小的中、小型汽车上。(2)独立式汽车空调系统空调制冷压缩机由专用的空调发动机(也称副发动机)驱动，故汽车空调系统的制冷性能不受汽车主发动机工况的影响，工作稳定，制冷量大，但由于加装了一台发动机，不仅成本增加，而且体积和质量增加。这种类型的汽车空调系统多用于大、中型客车。（3）按控制方式分汽车空调系统按控制方式可分为手动、半自动和全自动(智能)三种。1)手动空调系统
12、 这类系统不具各车内温度和空气配送自动调节功能，制冷、采暖和风量的调节需要使用者按照需要瑁节，控制电路简单,通常使用在普及型轿车和中、大型货车上。2)半自动空调系统这类系统虽然具各车内温度和空气配送调节功能，但制冷、采暖和送风量等部分功能仍然需要使用者调节，它配有电子控制和保护电路，通常使用在普及型或者部分中档轿车上。3)全自动(智能)空调系统 这类系统具有自动调节和控制车内温度、风量以及空气配送方式的功能，保护系统完善,并具有故障诊断和网络通信功能,工作稳定可靠，目前广泛应用在中、高档轿车和大型豪华客车上。（三）汽车空调总体结构认知1、汽车空调在汽车上布置位置的认知汽车空调部件的布置位置如图
13、8-4所示。图8-4汽车空调部件的布置1）冷凝器和储液干燥器安装在汽车的前部,与汽车发动机散热器左右并排或前后重叠放置，便于冷凝器和储液干燥器通风散热，电动冷却风扇置于冷凝器的前端或后端，以加强通风散热。2）双重压力开关安装在储液干燥器上，用于感应汽车空调制冷系统高压端的压力。3）汽车空调压缩机安装在发动机前端,通过发动机曲轴皮带轮驱动运转工作。4）膨胀阀和蒸发器安装在汽车驾驶室的仪表下面，便于向驾驶室吹风配气蒸发器位于通风配气通道中，暖风系统加热器、鼓风机也置于其中,夏季将蒸发器周围的低温空气吹入驾驶室,冬季将加热器周围的暖空气吹入驾驶室。6）由金属管道或橡胶软管连接制冷系统上述各部件,在汽
14、车空调压缩机的作用下,制冷剂在上述部件和管道中循环流动,作为制冷系统热传递的媒介。7）通风配气通道总体位于驾驶室仪表台的下面。进风口通过进风风门连通前挡风玻璃下的气和驾驶室窒内,进风风门控制汽车空调通风系统的内外循环，出风口通过各气流方式风门连通驾驶窒出风口。2、汽车空调的工作原理空调制冷系统是利用液态制冷剂汽化吸热产生冷效应的原理进行制冷的，其工作原理如图8-5所示。空调压缩机把低温低压（约0、0.15MPa）气态制冷剂（冷媒）压缩成高温高压（约80、1.5MPa）气态后进入冷凝器，使其能在冷凝器内将热量释放给车外的空气，失去热量的气态制冷剂在冷凝器内冷凝成中温高压（约40、1.01.2MP
15、a）的液态制冷剂，液态的制冷剂在通过节流装置时，又转变成低温低压（约-5、0.15MPa）的液态制冷剂，然后进入到蒸发器中在低压下汽化，由于制冷剂在蒸发器内汽化时的温度低于蒸发器外空气的温度，因此能吸收将被强制送入车厢内的空气中的热量，使进入车厢内空气降低温度，产生制冷效果。从蒸发器中出来的制冷剂又变成低温低压（约0、0.15MPa）的气体，再次进入压缩机中去重新工作。图8-5工作原理（四）汽车空调的基本部件1、汽车空调压缩机斜盘式压缩机是汽车空调中使用最广泛的一种。斜盘式压缩机有单向作用式和双向作用式，其结构如图8-6a、图8-6b所示。双向作用式的工作原理为:当主轴带动斜盘转动时，斜盘便驱动活塞作轴向移动，由于活塞在前后布置的气缸中同时作轴向运动，这相当于两个活塞在作双向运动。即当前缸活塞向左移动时，排气阀片关闭，余隙容积的气体首先膨胀，在缸内压力略小于吸气腔压力时，吸气阀片打开,低压蒸气进入气缸开始了吸气过程，一直到活塞向左移动到终点为止；当后缸活塞向左移动时，开始压缩过程,蒸气不断压缩，压力和温度不断上升，当压缩蒸气的压力略大于排气腔压力时，排气阀片打开，转到排
