汽车空调系统结构与工作原理ppt课件.ppt
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1、汽车空调系统汽车空调系统主讲人主讲人 赵老师赵老师第一第一 章章 手动空调手动空调 第一节第一节 概述概述汽车空调是利用媒介物质对车内的空气进行调节,汽车空调是利用媒介物质对车内的空气进行调节, (空调空调空气调节空气调节)使之在温度、湿度、流速使之在温度、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除玻璃上的雾、霜和冰雪,保障乘员身体健康和行车安全。行车安全。衡量汽车空调的主要指标有:衡量汽车空调的主要指标有:温度、湿度、流速温度、湿度、流速和洁净度和洁净度等。等。 汽车空调主要包括:汽车空调主要包括
2、:制冷系统、暖风系统、通风制冷系统、暖风系统、通风系统、空气净化系统和控制系统。系统、空气净化系统和控制系统。一、汽车空调的功能汽车空调的功能1 1、车内温度调节:、车内温度调节:温度:温度:是物质冷热程度的度量是物质冷热程度的度量制热制热: : 非独立式非独立式-以发动机冷却液作为热源,以发动机冷却液作为热源,用于轿车和中小型汽车用于轿车和中小型汽车 独立式独立式-底盘上另加装一个散热器,底盘上另加装一个散热器,用于大、中型客车用于大、中型客车 汽车空调的功能汽车空调的功能制冷制冷: 非独立式非独立式-压缩机由汽车发动机驱动,压缩机由汽车发动机驱动,工作状态受发动机工况的影响,用于中小工作状
3、态受发动机工况的影响,用于中小型汽车。型汽车。 独立式独立式-压缩机由副发动机驱动不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。受发动机工况的影响,由于大中型客车。 汽车空调的功能汽车空调的功能2 2、车内湿度的调节:、车内湿度的调节:湿度湿度: :是指空气中所含水蒸气量的多少。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工作状况。车内的湿度一般应保持在30%70%30%70%以内。普通汽车空调一般不具备以内。普通汽车空
4、调一般不具备这种功能,只有高级豪华汽车采用冷暖一这种功能,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体化空调器,才能对车内的湿度进行适当调节。调节。 汽车空调的功能汽车空调的功能3 3、车内气流速度调节: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,夏季流速应限制在大,夏季流速应限制在0.25m/s0.25m/s以内,总以内,总之根据乘客的生活环境,年龄、健康状况、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,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,使人感免得过大的风速直
5、接吹到人体上,使人感到不舒服。到不舒服。 汽车空调的功能汽车空调的功能4 4、车内空气净化:、车内空气净化:车厢内的空气质量是乘员舒适性的重要保证,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、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
6、风口都装有空气过滤装置和空气汽车空调的进风口都装有空气过滤装置和空气净化装置。净化装置。方式方式 引入新鲜空气引入新鲜空气 汽车空调的功能汽车空调的功能采用活性炭吸附采用活性炭吸附剂剂安装负离子发生器安装负离子发生器5 5、热辐射调节:、热辐射调节: 太阳的辐射会对车内产生一股热浪,容易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。温度能立即作出必要的校正。 二、汽车空调的特点汽车空调的特点从从19251925年汽车加热器的出现就表明了
7、汽车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业技较低,人们并没有真正意识到这门专业技术,而一直到制冷技术被汽车所应用,才术,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:括起来汽车空调的特点如下: 汽车空调的特点汽车空调的特点1 1、抗冲击能力强:、抗冲击能力强:制冷系统安装在运动的车辆上,承受剧烈制冷系统安装在运动的车辆上,承受剧烈频繁的振动和冲
8、击,因此,要求各个零部频繁的振动和冲击,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、蒸发器与压漏,而且,压缩机与冷凝器、蒸发器与压缩机都用软管连接。缩机都用软管连接。 汽车空调的特点汽车空调的特点2 2、动力源多样:、动力源多样:汽车空调系统不能用电力作动源,原因是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,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。对于大这种空调系统叫非独立空调系统。对于大型客车,冷
9、藏车,由于所需制冷量比较大,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,故称为独立式空调采用专用发动机驱动,故称为独立式空调系统。系统。 汽车空调的特点汽车空调的特点3 3、电力控制源多样:、电力控制源多样:汽车空调系统电气控制所需的电力有所不汽车空调系统电气控制所需的电力有所不同,一般车辆采用同,一般车辆采用12V12V(单线制)作电源,(单线制)作电源,大型车辆则采用大型车辆则采用24V24V(单线制)作电源,(单线制)作电源,而高级豪华轿车采用而高级豪华轿车采用5V5V(双线制)作电力(双线制)作电力源。源。 汽车空调的特点汽车空调的特点4 4、制冷效果强:、制冷效果强:汽
10、车在野外工作直接受太阳的辐射,热量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,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。机产生液击现象,使得故障频繁。 汽车空调的特点汽车空调的特点5 5、
11、控制方式不一样:、控制方式不一样:由于车辆的性能要求不同,汽车空调的控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,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用自动控制或气动控高级豪华型轿车则采用自动控制或气动控制。制。 汽车空调的特点汽车空调的特点6 6、结构紧凑、质量小:、结构紧凑、质量小:由于汽车车身的特点,要求汽车空调结构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装了空调后不至于使汽车增重太多影响其他性能。他性能。 汽车空调的特点汽车空调的特点
12、7 7、车内风量分配不均匀:、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。调风道的设计是研制汽车空调最大的难点。三、空调制冷系统的结构与工作原理三、空调制冷系统的结构与工作原理1、概念:、概念:(1)物质的三态)物质的三态气态液态固态放热放热放热放热放热放热吸热吸热(2)汽化和液化)汽化和液化汽化:汽化:物质由液态变为气态的过程称为物质由液态变为气态的过程称为“汽化汽化”。汽化方式:汽化方式:蒸发蒸发;沸腾沸腾(T或或P)液化:液化:物质由气态变为液态的过程物质由气态变为液态的过程 称称 “液化液化”。(T或
13、或P) 概念概念(3)潜热值)潜热值潜热值潜热值:温度不变物质由液态变成气态或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。气态变成液态时吸热和放热的热量。R12-165.65kJkgR134a-219.8kJ kg 概念概念2、冷媒、冷媒制冷剂制冷剂:在制冷过程中起传递热:在制冷过程中起传递热量作用的媒介物质量作用的媒介物质(1)制冷剂的要求:无色、无味、无毒、无刺激性,对人体无色、无味、无毒、无刺激性,对人体健康无损害;健康无损害;不易燃烧,不易爆炸;不易燃烧,不易爆炸;无腐蚀性;无腐蚀性;价格合理,容易得;价格合理,容易得;与冷冻油接触时,化学、物理安定性良与冷冻油接触时,
14、化学、物理安定性良好;好; 冷媒冷媒有较低的凝固点,能在低温下工作;有较低的凝固点,能在低温下工作;泄漏时容易侦测泄漏时容易侦测易于改变吸热和散热的状态,有很强的易于改变吸热和散热的状态,有很强的变态能力。变态能力。与润滑油无亲和作用,可与冷冻机油任与润滑油无亲和作用,可与冷冻机油任意比互溶。意比互溶。制冷剂制冷剂R12R12的特性的特性 A、R12-R12-二氟二氯甲烷二氟二氯甲烷(CH4CL2F2) B、沸点、沸点-29.8 B、沸点、沸点-29.8 潜热值潜热值165.65kJkg C、对大气臭氧层有破坏作用,对大气臭氧层有破坏作用, 使全球变暖产生温室效应。使全球变暖产生温室效应。制冷
15、剂制冷剂R134aR134a的特点的特点 R134aR134a 四四氟乙烷氟乙烷(CH2FCF3)A、沸点、沸点-26.5 潜热值潜热值219.8kJ kg B、优点:、优点: a、传热速度快蒸发器、散热器等热交换器、传热速度快蒸发器、散热器等热交换器面积体积减小,还不影响热交换。面积体积减小,还不影响热交换。 b、潜热值高,制冷量大、潜热值高,制冷量大 。 c、不破坏臭氧层,在大气层停留寿命短,不破坏臭氧层,在大气层停留寿命短,温室效应影响也很小温室效应影响也很小(因为不含氯、不与臭氧(因为不含氯、不与臭氧反应)反应) 冷媒冷媒C、缺点:对橡胶管和密封圈材料有较强、缺点:对橡胶管和密封圈材料
16、有较强的溶解与分离作用,导致制冷剂泄漏。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: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;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;避免振动和放置高温处,以免发生爆炸;远离火苗,避免远离火苗,避免R12R12分解产生有毒光气;分解产生有毒光气;R134aR134a与与R12R12不能混用,因为不相溶,会不能混用,因为不相溶,会导致压缩机损坏;导致压缩机损坏;使用使用R134aR134a制冷剂的系统,应避免使用铜制冷剂的系统,应避免使用铜材料,这样
17、会产生镀铜现象;材料,这样会产生镀铜现象;制冷剂应放置在低于制冷剂应放置在低于4040以下的地方保以下的地方保存存第二节第二节 空调系统组成及分类空调系统组成及分类 一、汽车空调系统的组成一、汽车空调系统的组成1)制冷装置)制冷装置-提供冷气、除湿提供冷气、除湿 2)暖风装置)暖风装置-提供暖气、除霜、除雾提供暖气、除霜、除雾3)通风装置)通风装置-通风、换气通风、换气4)空气净化装置)空气净化装置-净化车内空气净化车内空气5)控制装置)控制装置-实现制冷、采暖、通风实现制冷、采暖、通风空调系统组成及分类空调系统组成及分类二、汽车空调系统的分类二、汽车空调系统的分类 1.按功能分按功能分单一功
18、能单一功能;组合功能组合功能 2.按驱动方式分按驱动方式分独立式独立式;非独立式非独立式 3.按温度可调节区域分按温度可调节区域分单区单区;双区双区;四区四区空调系统组成及分类空调系统组成及分类三、制冷系统的结构组成及工作原理三、制冷系统的结构组成及工作原理1、制冷系统的基本组成:、制冷系统的基本组成:压缩机、压缩机、 冷凝器、冷凝器、 储液干燥储液干燥 器、器、 膨胀阀、膨胀阀、 蒸发器蒸发器空调制冷系统组成空调制冷系统组成(1)、压缩过程:、压缩过程:将流经蒸发器的低温、低压的将流经蒸发器的低温、低压的气态制冷剂压缩为高温、高压的气态制冷剂,输送气态制冷剂压缩为高温、高压的气态制冷剂,输送
19、到冷凝器。到冷凝器。(2)、冷凝过程:、冷凝过程:将高温、高压的气态制冷剂冷将高温、高压的气态制冷剂冷却,使其变为中温、高压的液态制冷剂,送入干燥却,使其变为中温、高压的液态制冷剂,送入干燥瓶。瓶。(3)、干燥过程:、干燥过程:将中温、高压的液态制冷剂过将中温、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。储存小部分的制冷剂。(4)、膨胀过程:、膨胀过程:将过滤后的中温、高压液态制将过滤后的中温、高压液态制冷剂利用节流原理,使其转变为低压雾状的液冷剂利用节流原理,使其转变为低压雾状的液/ /气态气态混合物,送入蒸发
20、器。混合物,送入蒸发器。(5)、蒸发过程:、蒸发过程:低压雾状的液低压雾状的液/ /气态混合物流至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。蒸发器,吸收周围的热量而汽化,达到制冷的目的。 2、空调制冷系统的工作原理、空调制冷系统的工作原理3.空调制冷系统的分类空调制冷系统的分类 蒸发器温度控制的两种方法蒸发器温度控制的两种方法(1)控制蒸发器表面的温度)控制蒸发器表面的温度 (2)控制制冷)控制制冷剂的蒸发压力剂的蒸发压力 分类循环离合器系统循环离合器系统蒸发器压力控制系统蒸发器压力控制系统热力膨胀阀式热力膨胀阀式膨胀节管流(孔管)式膨胀节管流(孔管)式吸气节流阀吸气节流阀(
21、STV) 先导阀先导阀 操纵的绝对压力阀(操纵的绝对压力阀(POA)阀罐(阀罐(VIR)空调制冷系统的分类空调制冷系统的分类(1)循环离合器系统循环离合器系统(恒温器控制的离合器制冷循(恒温器控制的离合器制冷循环系统)环系统):将恒温器设定在预定的温度范围、接将恒温器设定在预定的温度范围、接通或切断电磁阀,使压缩机处于通、断状态的一通或切断电磁阀,使压缩机处于通、断状态的一种控制系统。种控制系统。形式形式恒温器恒温器-热力膨胀阀控制制冷循环系统热力膨胀阀控制制冷循环系统恒温器恒温器-H型膨胀阀控制制冷循环系统型膨胀阀控制制冷循环系统恒温器恒温器-孔管(孔管(CCOT)控制制冷循环系统)控制制冷
22、循环系统空调制冷系统的分类空调制冷系统的分类(2)蒸发器压力控制空调系统蒸发器压力控制空调系统(控制蒸发器压力)(控制蒸发器压力)形式形式吸气节流阀(吸气节流阀(STV)先导阀操纵的压力阀(先导阀操纵的压力阀(POA)系统)系统阀罐(阀罐(VIR)的蒸发器压力控制空调系统)的蒸发器压力控制空调系统( 安装恒温开关的安装恒温开关的CCOT 系统系统1-压缩机离合器 2-冷凝器 3-恒温开关,当毛细管温度至0时,它断开;而此温度上升到7时,它闭合; 4-孔管5-回油管 6-蒸发器 7-接蓄电池 8-积累器9-干燥剂 10-压缩机高压侧低压开关,压力降至175kPa 时断开 用压力开关控制的用压力开
23、关控制的CCOT 系统系统1-压缩机离合器 2-冷凝管 3-孔管 4-回油孔 5-蒸发器6-积累器7-压力开关,一般在138193kPa 断开,而在283351kPa 时闭合 8-接蓄电池9-干燥剂压力开关内有一膜片,和触点相连,作用于膜片上的压力低到一定值时,触点断开,至离合器的电路被切断,压缩机停转。作用到膜片上的压力高到一定水平时,触点闭合,接通蓄电池至离合器的电路,压缩机运行。吸气节流阀(STV)或先导阀操作的绝对压力阀(POA)控制蒸发器温度。防止其结冰。用膨胀阀作为节流降压装置,储液干燥器装在高压侧,STV 或POA 阀装在低压侧。 装用装用STV 的蒸发器压力控制系统的蒸发器压力
24、控制系统1-压缩机 2-冷凝器 3-储液干燥器 4-热力膨胀阀5-液窗 6-回油管7-蒸发器 8-加液阀(3583kPa) 9-吸气节流阀(STV) 10-排气压力表接口 11-发动机歧管真空 12-STV 压力检测接口13-外平衡管14-毛细管15-温包这两类汽车空调系统都可以装置热力膨胀阀,区别它们的时候,要看低压侧装置那些部件,如装有STV 或POA 阀,就是蒸发器压力控制系统系统;如装有积累器,又用恒温开关或压力开关控制蒸发器温度,就是循环离合器系统。2)VIR 系统该系统用阀罐(VIR)控制蒸发器温度,就是把膨胀阀和POA 阀都集中装在储液干燥器的上部,三者构成一个部件(阀罐)。这样
25、既节省管路,又节省空间,而且性能可靠 装用装用VIR 的蒸发器压力控制系统的蒸发器压力控制系统1-压缩机2-高压、高温排气3-冷凝器4-液态 5-VIR 阀罐6-液态R-12 管路7-蒸发器 8-吸气管路 9-回油管10-低压、低温回气图中4 根外接软管4、6、9、10 分别传送R-12 的高压液态、低压液态、气态制冷剂。部分长春第一汽车制造厂生产的奥迪100 轿车空调,装用VIR 蒸发器压力控制系统。四、制冷系统主要零件四、制冷系统主要零件1 1、压缩机、压缩机压缩机是制冷系统中低压和高压、低温和压缩机是制冷系统中低压和高压、低温和高温的转换装置,是推动制冷剂在制冷系高温的转换装置,是推动制
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