汽车空调的基本结构及工作原理(DOC67页)flqg.doc
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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.空调检查查与维护护空调的检检查维护护内容主主要包括括空调制制冷剂量量、制冷冷剂的泄泄漏、风风量、异异味、空空调怠速速、冷气气切换确确认、暖暖气切换换确认。为了更更好的理理解和分分析空调调的检查查维护内内容及方方法,我们先先认识汽汽车空调调的组成成结构及及其工作作原理。4.6.1 汽车空空调的基基本结构构及工作作原理汽车空调调是用来来改善汽汽车舒适适性的设设备,可可以对车车内空气气的温度度、湿度度进行调调节,并并保持车车内的空空气清洁洁。汽车车空调通通常都具具
2、备以下下功能:调节温温度:将将车内的的温度调调节到人人体感觉觉适宜的的温度。调节湿湿度:将将车内的的湿度调调节到人人体感觉觉适宜的的湿度。调节气气流:调调节车内内出风口口的位置置、出风风的方向向及风量量的大小小。净化空空气:滤滤去空气气中的尘尘土和杂杂质,或或对空气气进行杀杀菌消毒毒。图4-334 空调系系统的功功能为完成空空调的上上述功能能,汽车车空调系系统通常常应包括括:暖风装装置:用用以提高高车内的的温度。制冷装置:用以降低车内的温度,并降低车内的湿度。通风装置:用以调节车内的气流和换气。空气净化装置:用以过滤空气及对空气进行消毒处理。目前汽车的空调系统依车辆的配置不同,所具备的装置也有
3、所不同,一般低档汽车只有暖风和通风装置,中高档汽车一般都具备制冷和空气净化装置。图4-35为空调系统的组成部件在车上的布置,图4-36为典型的手动控制空调系统的控制面板。图4-37为典型的自动控制空调控制面板。 图4-335 空调系系统在车车上的布布置图图4-336 手动空空调的控控制面板板 图44-377 自动空空调的控控制面板板空调系统统控制有有手动控控制和自自动控制制之分,手手动空调调需要驾驾驶员通通过旋钮钮或拨杆杆对控制制对象进进行调解解,如改改变温度度等。自自动空调调只需驾驾驶员输输入目标标温度,空空调系统统便可按按照驾驶驶员的设设定自动动进行调调节。4.6.2 制冷剂剂和压缩缩机油
4、4.6.2.11 制制冷剂制冷剂是是制冷循循环当中中传热的的载体,通通过状态态变化吸吸收和放放出热量量,因此此要求制制冷剂在在常温下下很容易易气化,加加压后很很容易液液化,同同时在状状态变化化时要尽尽可能多多的吸收收或放出出热量(较较大的气气化或液液化潜热热)。同同时制冷冷剂还应应具备以以下的性性质:不易燃燃易爆;无毒;无腐蚀蚀性;对环境境无害。制冷剂剂的英文文名称为为reffriggeraant,所所以常用用其头一一个字母母R来代表表制冷剂剂,后面面表示制制冷剂名名称,如如R122、R222、R1344a等。过过去常用用的制冷冷剂是RR12(又又称为氟氟立昂), 这种制冷剂各方面的性能都很好
5、,但是有一个致命的缺点,就是对大气环境的破坏,它能够破坏大气中的臭氧层,使太阳的紫外线直接照射到地球,对植物和动物造成伤害。我国目前已停止生产用R12作为制冷剂的汽车空调系统。R12的替代品目前汽车上广泛采用的是。R134a在大气压下的沸腾点为-26.9,在98kPa的压力下沸腾点为-10.6(图4-38)。如果在常温常压的情况下,将其释放,R134a便会立即吸收热量开始沸腾并转化为气体,对R134a加压后,它也很容易转化为液体。R134a的特性见图439。该曲线上方为气态,下方为液态,如果要使R134a从气态转变为液态,可以将低温度,也可以提高压力,反之亦然。注意:R12和R134a两种制冷
6、剂不可以互换使用。图4-338 R1334a在在不同压压力下的的沸点图4-339 R1334a蒸蒸气压力曲曲线4.6.3 冷冻润润滑油在空调制制冷系统统中有相相对运动动的部件件,需要要对其润润滑。由由于制冷冷系统中中的工作作条件比比较特殊殊,所以以需要专专门的润润滑油冷冻润润滑油。冷冷冻润滑滑油除了了起到润润滑作用用以外,还还可以起起到冷却却、密封封和降低低机械噪噪音的作作用。在在制冷系系统中的的润滑油油还有一一个特殊殊的要求求,就是是要与制制冷剂相相容,并并且随着着制冷剂剂一起循循环。因因此在冷冷冻润滑滑油的选选用上,一一定要注注意正确确选用冷冷冻润滑滑油的型型号,切切不可乱乱用,否否则将造
7、造成严重重后果。4.6.4 暖风系系统汽车的暖暖风系统统可以将将车内的的空气或或从车外外吸入车车内的空空气加热热,提高高车内的的温度。汽汽车的暖暖风系统统有许多多类型,按按热源的的不同可可分为热热水取暖暖系统、燃燃气取暖暖系统、废废气取暖暖系统等等,目前前小车上上主要采采用热水水取暖系系统,大大型车辆辆上主要要采用燃燃气取暖暖系统。4.6.4.11 热热水取暖暖系统1) 热热水取暖暖系统的的工作原原理热水取取暖系统统的热源源通常采采用发动动机的冷冷却水,使使冷却水水流过一一个加热热器芯,再再使用鼓鼓风机将将冷空气气吹过加加热器芯芯加热空空气,使使车内的的温度升升高,见见图440。图4-440
8、热水取取暖系统统的工作作原理2) 热热水取暖暖系统的的组成和和部件的的安装位位置热水取取暖系统统主要由由加热器器芯、水水阀、鼓鼓风机、控控制面板板等组成成。(1)加热热器芯 加热器器芯的结结构如图图441所示,由由水管和和散热器器片组成成,发动动机的冷冷却水进进入加热热器芯的的水管,通通过散热热器片散散热后,再再返回发发动机的的冷却系系统。图4-441 加热器器芯(2)水阀 水阀用用来控制制进入加加热器芯芯的水量量,进而而调节暖暖风系统统的加热热量,调调节时,可可通过控控制面板板上的调调节杆或或旋钮进进行控制制,其结结构见图图442。图4-442 水阀(3)鼓风风机 鼓风机机由可调调节速度度的
9、直流流电动机机和鼠笼笼式风扇扇组成,其其作用是是将空气气吹过加加热器芯芯加热后后送入车车内。调调节电动动机的速速度,可可以调节节向车厢厢内的送送风量。鼓鼓风机的的结构见见图4-443。图4-443 鼓风机机3) 热热水取暖暖系统调调节温度度的方式式4) 就暖风风系统而而言,其其温度的的调节方方式有两两种,一一种是空空气混合合型,另另一种是是水流调调节型。(1)空气混合型 这种类型的暖风系统在暖风的气道中安装空气混合调节风门,这个风门可以控制通过加热器芯的空气和不通过加热器芯的空气的比例,实现温度的调节,目前绝大多数汽车均采用这种方式,其示意图见图4-44。图4-444 空气混混合型暖暖风系统统
10、(2)水流流调节型型 这类暖暖风系统统采用前前述的水水阀调节节流经加加热器芯芯的热水水量,改改变加热热器芯本本身的温温度,进进而调节节温度。其其调节的的示意图图见图4-445。4.6.4.22 燃燃气取暖暖系统在大、中中型客车车上,仅仅靠发动动机冷却却水的余余热取暖暖是远远远满足不不了要求求的,为为此,在在大客车车中常采采用燃气气取暖系系统。燃燃气取暖暖系统的的示意图图见图4-447, 燃油和和空气在在燃烧室室中混合合燃烧,加加热发动动机的冷冷却水,加加热后的的水进入入加热器器芯向外外散热,降降温后返返回发动动机再进进行循环环。1) 制冷系系统制冷系系统的作作用是将将车内的的热量通通过制冷冷剂
11、在循循环系统统中循环环转移到到车外,实实现车内内降温,其其工作情情况如图图4-445所示。制制冷系统统主要包包括制冷冷循环系系统和控控制系统统等部分分。目前前各种车车辆的制制冷循环环系统无无多大区区别,而而控制系系统在各各车型中中差别较较大。本本节主要要介绍制制冷循环环部分。(1) 制冷循环a) 从前述的制冷原理我们已经知道,通过制冷循环可以将车内的热量转移到车外,根据目前车辆上采用的循环系统,大致可以分为膨胀阀式和膨胀管式两种循环方式。b) 膨胀阀式制冷循环图4-46为膨胀阀式的制冷循环,循环系统主要包括压缩机、冷凝器、储液干燥罐、膨胀阀和蒸发器和管路等主要部件。这种制冷循环的工作原理是压缩
12、机将气体的制冷剂提高压力(同时温度也提高),目的是使制冷剂比较容易液化放热。高压的气体制冷剂进入冷凝器,冷凝器风扇使空气通过冷凝器的缝隙,带走制冷剂放出的热量并使其液化。液化后的制冷剂进入储液干燥罐,滤掉其中的杂质、水分,同时存储适量的液态的制冷剂以备制冷负荷发生变化时制冷剂不会断流,从储液干燥罐出来的制冷剂流至膨胀阀,从膨胀阀中的节流孔喷出形成雾状制冷剂,雾状的制冷剂进入蒸发器,由于制冷剂的压力急剧下降,便很快蒸发气化,吸收热量,蒸发器外部的风扇使空气不断通过蒸发器的缝隙,其温度下降,使车内温度降低,蒸发器出来的气态制冷剂再进入压缩机重复上述过程。这种循环系统中的膨胀阀可以根据制冷负荷的大小
13、调节制冷剂的流量。c) 膨胀管式制冷循环(CCOT方式)膨胀管式的制冷循环系统从制冷的工作原理来看,与膨胀阀式的制冷循环系统无本质的差别,只不过将可调节流的膨胀阀换成不可调节流量的膨胀管,使其结构更加简单,其制冷循环如图4-45所示。为了防止液态的制冷剂进入压缩机而造成压缩机的损坏,故这种循环系统将储液干燥罐安装在蒸发器的出口,并按照它所起的作用更名为集液器,同时进行气液分离,液体留在罐内,气体进入压缩机,其他部分的工作过程与膨胀阀式的制冷循环相同。图4-445 膨胀管管式制冷冷循环系系统2) 制制冷循环环系统的的组成部部件制冷循循环系统统中各部部件在车车上的安安装位置置如图4-446所示,下
14、下面对各各主要组组成部件件分别予予以介绍绍。 图4-446 制冷循循环系统统各部件件的安装装位置(1)压缩机机压缩机机的作用用是将从从蒸发器器出来的的低温、低低压的气气态制冷冷剂通过过压缩转转变为高高温、高高压的气气态制冷冷剂,并并将其送送入冷凝凝器。目目前在汽汽车空调调系统中中所采用用的压缩缩机有多多种类型型,比较较常见的的有斜盘盘式压缩缩机、叶叶片式压压缩机、涡涡旋式压压缩机、曲曲轴连杆杆式压缩缩机等。此此外,压压缩机还还可分为为定排量量和变排排量的两两种型式式,变排排量压缩缩机可根根据空调调系统的的制冷负负荷自动动改变排排量,使使空调系系统运行行更加经经济。a)旋转斜斜盘式压压缩机结构:
15、 旋转斜斜盘式压压缩机的的结构见见图4-447,这种种压缩机机通常在在机体圆圆周方向向上布置置有6个或者10个气缸缸,每个个气缸中中安装一一个双向向活塞形形成6缸机或10缸机,每每个气缸缸两头都都有进气气阀和排排气阀。活活塞由斜斜盘驱动动在气缸缸中往复复运动,活活塞的一一侧压缩缩时,另另一侧则则为进气气。 图4-447 旋转斜斜盘式压压缩机的的结构工作过过程: 旋转斜斜盘式压压缩机的的工作过过程见图图4-448,压缩缩机轴旋旋转时,轴轴上的斜斜盘同时时驱动所所有的活活塞运动动,部分分活塞向向左运动动,部分分活塞向向右运动动。图中中的活塞塞在向左左运动中中,活塞塞左侧的的空间缩缩小,制制冷剂被被
16、压缩,压压力升高高,打开开排气阀阀,向外外排出,与与此同时时,活塞塞右侧空空间增大大,压力力减小,进进气阀开开启,制制冷剂进进入气缸缸。由于于进、排排气阀均均为单向向阀结构构,所以以保证制制冷剂不不会倒流流。 图4-448 旋转斜斜盘压缩缩机的工工作过程程b)摇板式式压缩机机结构: 这种压压缩机是是一种变变排量的的压缩机机,其结结构如图图4-449所示,它它的结构构与旋转转斜盘式式压缩机机类似,通通过斜盘盘驱动周周向分布布的活塞塞,只是是将双向向活塞变变为单向向活塞,并并可通过过改变斜斜盘的角角度改变变活塞的的行程,从从而改变变压缩机机的排量量。压缩缩机旋转转时,压压缩机轴轴驱动与与其连接接的
17、凸缘缘盘,凸凸缘盘上上的导向向销钉再再带动斜斜盘转动动,斜盘盘最后驱驱动活塞塞往复运运动。 图4-449 摇板式式压缩机机的结构构工作过过程: 压缩制制冷剂的的工作过过程此处处不再重重复,这这里主要要介绍一一下变排排量的原原理,见见图4-550,这种种压缩机机可以根根据制冷冷负荷的的大小改改变排量量,制冷冷负荷减减小时,可可以使斜斜盘的角角度减小小,减小小活塞的的行程,使使排量降降低。负负荷增大大时则相相反。下下面以负负荷减小小为例来来说明压压缩机排排量如何何减小,制制冷负荷荷的减小小会使压压缩机低低压腔压压力降低低,低压压腔压力力降低可可使波纹纹管膨胀胀而打开开控制阀阀,高压压腔的制制冷剂便
18、便会通过过控制阀阀进入斜斜盘腔,使使斜盘腔腔的压力力升高。图4-550 摇板式式压缩机机变排量量的工作作过程c)曲轴连连杆式压压缩机结构: 这种压压缩机的的结构与与发动机机相似,由由曲轴连连杆驱动动活塞往往复运动动,一般般采用双双缸结构构,每缸缸上方装装有进排排气阀片片,压缩缩机的具具体结构构见图4-551。 图4-551 曲轴连连杆式压压缩机的的结构工作过过程: 曲轴连连杆式压压缩机的的工作过过程见图图4-552,整个个工作过过程由吸吸气、压压缩和排排气三个个过程组组成,活活塞下行行时进气气阀开启启,制冷冷剂进入入气缸,活活塞上行行时,制制冷剂被被压缩,当当达到一一定压力力时,排排气阀打打开
19、,制制冷剂排排出。这种压压缩机由由于体积积较大,目目前已很很少在小小车上使使用。图4-552 曲轴连连杆式压压缩机的的工作过过程(2) 冷凝器器冷凝器器的作用用是将压压缩机送送来的高高温、高高压的气气态制冷冷剂转变变为液态态制冷剂剂,制冷冷剂在冷冷凝器中中散热而而发生状状态的改改变。因因此冷凝凝器是一一个热交交换器,将将制冷剂剂在车内内吸收的的热量通通过冷凝凝器散发发到大气气当中。小型汽车的冷凝器通常安装在汽车的前面(一般安装在散热器前),通过风扇进行冷却(冷凝器风扇一般与散热器风扇共用,也有车型采用专用的冷凝器风扇)。冷凝器的结构如图4-53所示,主要由管路和散热片组成,有一个制冷剂的进口和
20、一个出口。图4-553 冷凝器器(3) 储液干干燥器和和集液器器aa)储液液干燥器器 储液干干燥器用用于膨胀胀阀式的的制冷循循环,其其作用是是: 暂时存存储制冷冷剂,使使制冷剂剂的流量量与制冷冷负荷相相适应; 去除制制冷剂中中的水分分和杂质质,确保保系统正正常运行行;(如如果系统统中有水水分,有有可能造造成水分分在系统统中结冰冰,堵塞塞制冷剂剂的循环环通道,造造成故障障。如果果制冷剂剂中有杂杂质,也也可能造造成系统统堵塞,使使系统不不能制冷冷。) 部分储储液干燥燥罐上装装有观察察玻璃,可可观察制制冷剂的的流动情情况,确确定制冷冷剂的数数量; 有些储储液干燥燥罐上装装有易熔熔塞,在在系统压压力、
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