汽车空调的功能和特点(共85页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上一汽车空调的功能和特点1功能 现代汽车空调有四种基本功能,其中任何一种功能都是为了使乘客感到舒适。(1) 空调器能控制车厢内的气温,既能加热空气,也能冷却空气,以便把车厢内温度控制到舒适的水平(本培训教程主要介绍制冷过程);(2) 空调器能够排除空气中的湿气。干燥空气吸收人体的汗液,造成更舒适的环境;(3) 空调器可吸入新风,具有通风功能;(4) 空调器可过滤空气,排除空气中的灰尘和花粉。2特点汽车是运载工具,内部空间有限;工作环境温度高、振动大;发动机驱动压缩机,其转速变化大;汽车一起动,就要快速冷却,要求压缩机效率高、体积小、性能可靠;对空调器的其它部件也有同样要
2、求。因此,汽车空调必须采取相应的技术措施,以适应上述特点。二汽车空调工作过程汽车空调制冷系统和发动机冷却系统类似。水泵使发动机冷却液循环流动,冷却液吸收了发动机产生的热量,送往散热器(水箱),散热器把热量散发到空气中去,热量总是从高温(发动机)传递到低温(车外空气)。冷却液散热后,又重新流回发动机,以继续排除发动机产生的热量。发动机冷却液是在封闭的发动机-散热器系统内循环的。汽车空调制冷系统中的制冷剂,从车厢内吸收热量,然后把温暖的制冷剂通过空调压缩机的压缩效应进入冷凝器,制冷剂的热量被排放到车外空气中。然后制冷剂流回车内蒸发器,吸收热量,保持车厢一定的温度和湿度范围,使乘客感到舒适。制冷剂是
3、在一个封闭的空调制冷系统内循环的。但是,制冷剂与发动机冷却液不同之处在于冷却液没有发生相变,而汽车空调则依靠制冷剂的状态变化吸热和排热。制冷剂从车厢内吸收热量,从液态蒸发变成气态 ;制冷剂向大气环境排放热量,从气态冷凝变成液态。下图是一个典型的汽车空调制冷系统循环图。视液镜膨胀阀车 外 冷 却 风冷凝器排风向车厢送冷风蒸发器风机高压液管低压气管高压气管压缩机高压充注阀低压充注阀蒸发器冷凝器冷凝器风机干燥贮液过滤器车 厢 回 风 从下图中可以看出一轿车空调系统制冷剂的相变过程,以及制冷剂与空气进行热交换的温差效应。12从上图看出,假定车外环境温度均为30,使用制冷剂为环保R134a。压缩机将低温
4、低压的制冷剂气体(292kPa,0)压缩成高温高压的过热蒸气(1762.3 kPa,70),然后进入冷凝器与大气环境空气(101.33kPa,30)进行热交换,结果,车外空气被加热至大约42,而制冷剂被冷却至温度仍较高(1681.3kPa,60)的液态工质(发生相变)后进入膨胀阀。由于膨胀阀的小孔作用(直径仅1mm左右),液体制冷剂压力和温度急剧降低(282.37kPa,-1),同时少部分液体制冷剂(仅1520%)闪发成气体状态,然后进入蒸发器,与车厢内的空气(101.35kPa,30)进行热交换。结果,车厢内的部分空气经过蒸发器冷却降温至12,再与车厢其它空气混合,达到车厢环境降温除湿的目的
5、。而制冷剂则被加热至低温低压的制冷剂气体(发生相变)(282.1kPa,0)被压缩机吸入进行新的循环。三汽车空调系统组成1制冷基本部件从前面介绍,可以看出汽车空调系统必须有以下四种基本部件,缺一不可。发动机V型槽压缩机空气泵曲柄箱滑轮水泵滑轮换向器多V型槽发动机换向器从动轮压缩机空气泵曲柄箱滑轮水泵滑轮双皮带轮驱动蛇型皮带轮驱动1)压缩机类似发动机-散热器系统中的水泵,是制冷系统中的心脏部件,通过皮带或其它动力驱动,将低温低压的制冷剂气体压缩成高温高压的制冷剂气体,并保持整个制冷系统内部制冷剂的正常流动方向往复活塞式客车空调压缩机BOCK/FK40 BITEZR/N/P/T大中型客车斜盘式空调
6、压缩机ZEXEL/DKS32/DKS22 DENSO/10P30B UNICLA/UX200轻型客车螺杆式回转压缩机MITSUBISHI/MSN大中型客车2)冷凝器类似发动机-散热器系统中的水箱散热器,其作用是将高温高压的制冷剂气体冷却成制冷剂液体管片式冷凝器铜管铝箔/全铝管片式/涂层铝箔全铝管带式冷凝器全铝平行流冷凝器R134a R12 对比因R134a运行压力较高,流动较慢,就需要较先进的冷凝器。许多生产商选用平行流冷凝器的理由是其比管带式效率高约25%。 3)蒸发器类似发动机-散热器系统中的发动机冷却腔,与冷凝器相反,其作用是将低温低压的制冷剂两相混合工质加热成低温低压的制冷剂气体管片式
7、蒸发器铜管铝箔/全铝管片式/内螺纹铜管/涂层铝箔全铝管带式蒸发器全铝层叠式蒸发器层叠式蒸发器(R134a推荐)管带式蒸发器与管带式冷凝器的设计相同,但管带长度大约是冷凝器的5 倍。进口低压液体出口低压蒸气管带式蒸发器4)膨胀阀发动机-散热器系统中无此类似装置,但在制冷系统中作用非常关键,其作用是将高温高压的制冷剂液体通过小孔节流效应,变成低温低压的制冷剂两相混合工质。一般汽车空调器中,膨胀阀与蒸发器布置在一起内均衡式膨胀阀外均衡式膨胀阀客车空调一般采用外均衡式膨胀阀开启当蒸发器出口管的温度增加,毛细管中的制冷剂(3)开始膨胀,使得薄膜片(7)向下推动管脚(A),同时使球阀(5)移开测量小孔(4
8、),R134a 就开始进入蒸发器进液口。 6 P3427851A3P1外均衡热力膨胀阀开9P2关闭当蒸发器出口管温度下降,毛细管中的制冷剂(3)开始收缩。压力F2 和F3 使得薄膜片(7)和管脚(A)向上,球阀也向测量小孔(4)移动,限制了R134a 的流动。出口管变热,过程停止。H型膨胀阀 下图是一H型热力膨胀阀工作示意图。2空调管路A管路分类 上述四种基本部件必须通过空调管路连接在一起。按布置位置,空调管路分以下三种类型。1) 高压管路用于连接压缩机和冷凝器,承受制冷剂(气体)压力最高2) 液体管路用于连接冷凝器和膨胀阀,液体承受制冷剂压力较高3) 回气管路连接蒸发器和压缩机,承受制冷剂压
9、力(气体)最低BO型密封圈用在R134a 空调系统上管路接头处的O型圈的材料是丁腈橡胶(HNBR),并且通过颜色加以区分。O型圈可以用矿物油进行润滑。空调系统的所有管路、组件都事先涂有润滑油,O 型圈是作为备件提供的。生产商不同,可能采用不同颜色和尺寸的O型圈。 R12系统用的“O”型圈颜色是黑色;禁止用R12“O”型圈到R134a中,因R134a无氢,会损坏“O”型圈;但是可以用R134a的“O”型圈到R12系统中去R134a - R12 对比R12R134aC空调胶管由于分子比较小,软管能承受R134a 的高压,现在的软管有一层尼龙材料混合成的内衬,其可以减少因橡胶软管多孔而造成的制冷剂泄
10、漏。许多R134a 的系统的软管外管直径较小,内壁也较薄,所以软管较柔软,可以降低系统的振动和噪音。R12R134a增强层橡胶尼龙增强层橡胶腈橡胶腈橡胶R134a R12 对比禁止在R134a系统中使用R12软管,在R134a中的PAG油和氢会很快将R12;软管的尼龙腐蚀掉;R12软管通常直径比较大,噪音会比较大;新的R12软管每年的制冷剂渗出量比R134a软管要多(R12每年大约28克)因此,通过上述介绍,可以知道系统的压力分布特点。一个封闭的系统,通过压缩机和膨胀阀的隔离,将系统分成高压和低压两部分,而压缩机内部制冷剂压力上升,膨胀阀则是压力突降。3空调附件 为保证制冷系统正常运行,制冷系
11、统还布置有下列附件(或部分布置)。1) 干燥贮液器布置在冷凝器和膨胀阀之间,其作用是气液分离作用,确保进入膨胀阀的制冷剂为液体状态(膨胀阀如有气体进入,对系统性能发挥将产生极大危害);干燥去掉水分;过滤杂质。有些空调器将干燥贮液器一分为二,设置单独的干燥器和贮液器。2) 液气分离器(积累器)为防止压缩机液击,损坏压缩机吸气阀片,在回气管路上布置液气分离器,确保进入压缩机的制冷剂为气体状态。3) 油分离器为保证压缩机正常工作,在压缩机排气管路上布置油分离器,使压缩机冷冻油能及时返回压缩机腔。从冷凝器到 蒸发器高压液体高压液体滤器滤器干燥器高压液体R12贮液器使用XH5干燥剂R134a贮液器使用X
12、H7或XH9干燥剂R12贮液器不能在R134a系统中使用R134a R12 对比 干燥贮液器剖面示意图4) 消音器为降低制冷系统内部制冷剂流动噪音,提高乘客舒适性,在压缩机排气和吸气管路上布置消音器,一般高档车或轿车上采用。5) 易熔栓当系统高压侧制冷剂温度过高,系统中的易熔栓(一般布置在液体管路上)上的合金熔化,制冷剂全部排放到大气环境中。虽然保护了空调器零部件和运行安全,但对环保不利。6) 单向释压阀当制冷系统压力超过安全设定值时,释压阀(一般布置在液体管路上)打开,向大气环境排放制冷剂,系统内部压力降低至安全设定值以内时,单向释压阀关闭,系统停止释放制冷剂。因此,释压阀可以保证系统安全运
13、行,使排放到大气中的制冷剂减少到最少水平。7) 压力开关当制冷系统内部制冷剂压力偏高或偏低时,压力开关动作,切断压缩机控制信号,使压缩机停止工作,可以有效保护空调器正常运行。8) 视液镜为观察制冷剂流动状态,在液体管路或干燥贮液器上布置视液镜,可以判断制冷剂充注量及系统运行相关信息。R134a快速接头 R134a加注口开关手轮(开/关节流阀)加注口橡胶密封垫圈顶帽针型节流阀R134a R12 对比护帽1/4“或者3/16”截止阀R12R129) 充注阀系统抽真空、充注、维修保养等作业的接入口,有螺纹拧入式和快速接头两种型式。10)压缩机离合器通过离合器线圈通电与否,控制压缩机运行11)温度控制
14、器当车厢温度达到一定程度,可以不制冷以节省能源或提高乘客舒适性,温度传感器动作,切断压缩机控制信号,空调器停止工作。12)冷凝风机和蒸发风机一般冷凝风机采用轴流风机,蒸发风机采用离心风机。4制冷剂1)制冷剂种类和特性 制冷剂种类繁多,每一种的热力和物理特性都各不相同。其中应用在汽车空调装置上的制冷剂主要有R12和R134a。R12制冷剂R12制冷剂(分子式为CCL2F2)在沸点以下是一种纯净的,近乎无色的液体。在大气压力下,其沸点为-29.8(-21.F),气味弱,毒性小、无刺激,非易燃易爆。在高、低工作温度条件下的化学稳定性也较好。R12在温度达到400以上时,与明火接触会分解出光气。光气对
15、人体会产生致命危害,因此,严禁氟利昂制冷剂接触明火。R12与多数金属,如铁、铝、铜或钢不起反应。但液态R12接触镍铬钢零件,则其表面容易变色。R12对天然橡胶和塑料有膨润作用,R12制冷系统中的密封材料应为耐腐蚀的丁氰橡胶或氯醇橡胶。水在R12中的溶解度很小,并且随温度的降低而减小。因此,R12制冷系统内应严格控制含水量,一般R12中的含水量不得超过0.0025%。制冷系统在充注R12之前,必须经过严格的干燥处理。R134a制冷剂制冷剂R134a(分子式为F3CCH2F)是一种透明的气体,与R12一样,无毒、无刺激,非易燃易爆。此制冷剂的最大优点是有利于环保,不破坏大气臭氧层。R134a制冷剂
16、吸排气压力在R12,R22之间,单位体积制冷量适中。正常操作压力指南制冷剂吸气压力理想压力排气压力理想压力R1225-50PSI37.5PSIG120-200PSI180PSIR2230-75PSI68.5PSIG180-325PSI297PSIR134a25-50PSI35.1PSIG180-225PSI200PSI备注:1)制冷剂压力在环境温度发生每5.5(10F)变化的情况下,即改变3PSI。 2)1 PSI = 1 bf/in2 = 6.8947 kPa2)环保的呼声 R12是性能最优良的制冷剂,但对大气臭氧层有破坏;R134a虽然避免这一缺陷,但产生的CO2对地球产生温室效应(R12
17、同样产生温室效应)。因此,全球空调行业仍在致力于真正意义上的环保制冷剂开发。 R12破坏臭氧层机理 cl + o3 clo + o2 cl + o臭氧(分子式为o3),主要位于距地球地面60公里处的同温层,厚度约20公里,负责吸收太阳阳光中一些有害的紫外线的辐射。这些紫外线如到达地球地面,将导致皮肤癌的增加,破坏庄稼和水生动物的生命。R12分子中含有cl原子,对臭氧产生致命危害;而R134a分子无cl原子,不会对o3产生危害。臭氧消耗潜能ODP和全球变暖GWP工质代号R11R12R22R32R113R114R123R124ODP1.01.00.05500.80.70.020.022GWP1.0
18、3.050.360.11.43.90.020.1工质代号R125R134aR141bR142 bR143aR152aR502ODP000.110.065000.23GWP0.840.250.120.420.760.033.74 最近人们给这些化学品一个属性为“臭氧消耗潜能”,按照每种化学品对臭氧消耗产生的影响,将其按01排列。ODP最大,则对臭氧消耗影响最大。简言之,ODP即是破坏臭氧的综合能力。 与此相关的是全球增温潜能(GWP)。这种变暖是由一种通常称为温室效应的大气现象所导致的。这种现象源于温室效应气体,对从地球表面散发出去的红外能量的吸收。 这些气体允许太阳能穿越大气层,并且热辐射不散
19、失,导致空气与地表温度的持续上升。制冷剂属于这种物质,一旦该物质释放到空气中,应会产生这种后果,可能造成的损害程度视制冷剂种类而定。蒙特利尔公约 1987年9月16日,联合国环保署召集全世界政府代表,制定蒙特利尔公约,33个国家在公约上签字,建立一个减少全卤素CFC使用计划。在1998年中期养活时至今日,已有49个国家在条约上签字。 以下是一些签署的条例1CFC制冷剂R-11,R-12,R-25,R-502 到1995年1月1日,减少75%的生产 至1996年1月1日,100%停产2HCFC制冷剂R-22 到2004年1月1日,减少35%的生产 到2015年,减少90%的生产3其它恒初空调参加
20、环保活动,不将制冷剂排放到空气中。处理制冷剂的容器应遵守正确的程序,回收利用。如有疑问,可询问有关专业人员。3)制冷剂的注意事项以下为一些在任何时候使用制冷剂时都必须考虑的事项。 在为空调机充注制冷剂前,确保已进行抽真空/去湿工作(500微米以上) 检查制冷剂与油的兼容性 不得将制冷系统在空气中敞开 在焊接时用惰性气体在管道驱除空气 保持系统密封不泄漏 不同制冷剂使用不同的橡胶软管 不混用制冷剂 将制冷剂放置在原装容器内 在维修制冷系统时,戴好手套和护目镜 使用合适的设备 对不同的制冷剂使用不同的压力表组 不可将制冷剂排放到空气中 只使用经认可的干燥过滤器 回收、回用所有用过的制冷剂 只用氮气
21、和惰性气体作保压试验禁止用氧气为系统试压避免吸入制冷剂只使用指定的备件只使用与制冷剂匹配的O型圈和密封件用认可的制冷剂电子检漏仪不要摔制冷剂储液器或在上面钻孔不要将制冷剂储液器暴露在阳光或直接热源下遵照储液器和液态制冷剂罐的标准程序仓库应设在空气流通好,凉爽的地方保护阀门和接头,防止损坏不在地底下存放制冷剂与以下活泼金属无法共存,如钠、钾、钙、铝粉、镁产和锌。制冷剂使用在清除机组中的制冷剂时,使用回收机能避免或尽量减少制冷剂泄露到大气中。尽管碳氟制冷剂被视为安全制冷剂,但在对其进行处理或对使用该种制冷剂的空调机组进行维修时,仍然有一些注意事项要引起注意。碳氟制冷剂若以液态形式暴露在空气中,就会
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