课题二汽车空调制冷系统的结构及原理.ppt
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1、课题二课题二 汽车空调制冷系统的结构及原理汽车空调制冷系统的结构及原理任务一任务一汽车空调制冷系统的组汽车空调制冷系统的组成及原理成及原理学习目标学习目标了解空调制冷系统的工作过程及原理。了解空调制冷系统的工作过程及原理。认识制冷系统中的各元件的结构及原理。认识制冷系统中的各元件的结构及原理。【设疑和引入】【设疑和引入】制冷系统是空调重要的组成部分,制冷系统是空调重要的组成部分,你是否有观察过家用空调的组成部分和你是否有观察过家用空调的组成部分和各部分的结构特点?各部分的结构特点?【基础知识】【基础知识】一、制冷系统的作用一、制冷系统的作用制冷系统是空调重要的组成部分,制冷制冷系统是空调重要的
2、组成部分,制冷剂在封闭的系统中循环流动。剂在封闭的系统中循环流动。其调节车内空气的原理如图其调节车内空气的原理如图2-1-1所示。所示。图图2-1-1汽车空调调节车内空气的原理汽车空调调节车内空气的原理二、制冷系统的组成二、制冷系统的组成汽车空调制冷系统主要由压缩机、汽车空调制冷系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器组成(简称空冷凝器、膨胀阀及蒸发器组成(简称空调四大件),另外还有一个比较重要的调四大件),另外还有一个比较重要的组成部件,就是储液干燥器。组成部件,就是储液干燥器。其系统组成及布置如图其系统组成及布置如图2-1-2所示。所示。图图2-1-2制冷系统组成及布置制冷系统组成及布置三
3、、制冷原理三、制冷原理汽车空调制冷系统的工作原理如图汽车空调制冷系统的工作原理如图2-1-3所示,制冷系统工作过程如图所示,制冷系统工作过程如图2-1-4所示。所示。图图2-1-3制冷系统工作原理制冷系统工作原理图图2-1-4制冷系统工作过程制冷系统工作过程四、制冷系统的分类四、制冷系统的分类汽车空调系统基本分两类:循环离合器系汽车空调系统基本分两类:循环离合器系统和蒸发器压力控制系统。统和蒸发器压力控制系统。1循环离合器系统循环离合器系统(1)循环离合器孔管系统()循环离合器孔管系统(CCOT)。该系统)。该系统用一根固定式节流管代替热力膨胀阀对制冷剂用一根固定式节流管代替热力膨胀阀对制冷剂
4、进行节流减压降温作用,称为循环离合器孔管进行节流减压降温作用,称为循环离合器孔管CCOT(CyclingClutchOrificeTube)系统。)系统。该系统常用恒温开关控制,如图该系统常用恒温开关控制,如图2-1-5所示。所示。图图2-1-5安装恒温开关控制的安装恒温开关控制的CCOT系统系统1压缩机离合器;压缩机离合器;2冷凝器;冷凝器;3恒温开关(当毛细管温度下降恒温开关(当毛细管温度下降至至0时断开、而温度上升至时断开、而温度上升至7时闭合);时闭合);4孔管;孔管;5回流管;回流管;6蒸发器;蒸发器;7接蓄电池;接蓄电池;8储液器;储液器;9干燥剂;干燥剂;10压缩机高压侧压力开关
5、压缩机高压侧压力开关CCOT系统也可以用压力开关控制。系统也可以用压力开关控制。压力开关安装在储液器上,如图压力开关安装在储液器上,如图2-1-6所示。所示。图图2-1-6用压力开关控制的用压力开关控制的CCOT系统系统1压缩机离合器;压缩机离合器;2冷凝器;冷凝器;3孔管;孔管;4回流管;回流管;5蒸发器;蒸发器;6储液器;储液器;7压力开关;压力开关;8接蓄电池;接蓄电池;9干燥剂干燥剂(2)循环离合器膨胀系统。循环离合器膨)循环离合器膨胀系统。循环离合器膨胀阀系统的膨胀阀只能控制过热,不能保胀阀系统的膨胀阀只能控制过热,不能保证蒸发器不结冰。因此,要将恒温开关安证蒸发器不结冰。因此,要将
6、恒温开关安装在蒸发器上或风箱内,用以控制压缩机装在蒸发器上或风箱内,用以控制压缩机的启动和停止,如图的启动和停止,如图2-1-7所示。所示。图图2-1-7用膨胀阀的循环离合器系统用膨胀阀的循环离合器系统1压缩机;压缩机;2恒温开关;恒温开关;3毛细管;毛细管;4膨胀阀;膨胀阀;5储液干燥器;储液干燥器;6视液窗;视液窗;7冷凝器;冷凝器;8蒸发器蒸发器2蒸发器压力控制系统蒸发器压力控制系统蒸发器压力控制系统也称传统温控蒸发器压力控制系统也称传统温控系统,只要选定空调功能,该系统就连系统,只要选定空调功能,该系统就连续运行。续运行。(1)STV和和POA系统。用吸气节流阀系统。用吸气节流阀(ST
7、V)或先导阀操作的绝对压力阀)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。)控制蒸发器温度,防止其结冰。用膨胀阀作为节流降压装置,储液干燥用膨胀阀作为节流降压装置,储液干燥器安装在高压侧,器安装在高压侧,STV或或POA阀安装在阀安装在低压侧,如图低压侧,如图2-1-8所示。所示。图图2-1-8装用装用STV的蒸发器压力控制系统的蒸发器压力控制系统1压缩机;压缩机;2冷凝器;冷凝器;3储液干燥器;储液干燥器;4热力膨胀阀;热力膨胀阀;5视液窗;视液窗;6回流管;回流管;7蒸发器;蒸发器;8加液阀;加液阀;9吸气节流阀;吸气节流阀;10排气压力表接口;排气压力表接口;11发动机
8、真空歧管;发动机真空歧管;12STV压力检测接口;压力检测接口;13外平衡管;外平衡管;14毛细管;毛细管;15感温包感温包(2)VIR系统。该系统用阀罐(系统。该系统用阀罐(VIR)控)控制蒸发器温度,就是把膨胀阀和制蒸发器温度,就是把膨胀阀和POA阀都阀都集中安装在储液干燥器的上部,三者构成集中安装在储液干燥器的上部,三者构成一个部件(阀罐),如图一个部件(阀罐),如图2-1-9所示。所示。图图2-1-9中,中,4根外接软管根外接软管4、6、9、10分别传送高压液态、低压液态、气态制冷分别传送高压液态、低压液态、气态制冷剂。剂。图图2-1-9装用装用VIR的蒸发器压力控制系统的蒸发器压力控
9、制系统1压缩机;压缩机;2高压高温排气;高压高温排气;3冷凝器;冷凝器;4液态制冷剂;液态制冷剂;5VIR阀罐;阀罐;6液态制冷剂管路;液态制冷剂管路;7蒸发器;蒸发器;8吸气管路;吸气管路;9回流管;回流管;10低压低温回气管低压低温回气管任务二任务二汽车空调分类汽车空调分类学习目标学习目标汽车空调系统的结构类型。汽车空调系统的结构类型。【设疑和引入】【设疑和引入】装有车用空调的汽车上,为什么有装有车用空调的汽车上,为什么有的汽车上有一台发动机,有的却有两台的汽车上有一台发动机,有的却有两台发动机?发动机?有的空调既可以制冷又可以取暖,有的空调既可以制冷又可以取暖,而有的空调却只能制冷呢?而
10、有的空调却只能制冷呢?【基础知识】【基础知识】一、按驱动方式分类一、按驱动方式分类1非独立式空调非独立式空调非独立式空调是用主发动机通过皮非独立式空调是用主发动机通过皮带传动带动空调压缩机运转,由电磁离带传动带动空调压缩机运转,由电磁离合器控制二者之间的动力传递。合器控制二者之间的动力传递。图图2-2-1非独立式空调工作原理图非独立式空调工作原理图优点:结构简单、噪声小,便于安优点:结构简单、噪声小,便于安装布置。装布置。缺点:消耗发动机缺点:消耗发动机10%15%的动的动力,降低汽车后备功率,影响汽车的动力,降低汽车后备功率,影响汽车的动力性。力性。非独立式空调主要用于轿车、货车非独立式空调
11、主要用于轿车、货车及小型客车上。及小型客车上。2独立式空调独立式空调所谓独立式空调,就是专门用一个所谓独立式空调,就是专门用一个副发动机带动空调压缩机运转,其运行副发动机带动空调压缩机运转,其运行过程稳定,不受主发动机工作情况的影过程稳定,不受主发动机工作情况的影响,如图响,如图2-2-2所示。所示。图图2-2-2独立式空调工作原理图独立式空调工作原理图优点:制冷与行驶互不影响,制冷量优点:制冷与行驶互不影响,制冷量大,制冷效果稳定。大,制冷效果稳定。缺点:结构复杂、成本高、噪声大,缺点:结构复杂、成本高、噪声大,布置难度大。布置难度大。独立式空调主要装于大客车上。独立式空调主要装于大客车上。
12、3电力驱动空调电力驱动空调电力驱动空调用于特种车辆,如雷达指电力驱动空调用于特种车辆,如雷达指挥车、营房车等。挥车、营房车等。主要是在停车时空调处于工作状态,利主要是在停车时空调处于工作状态,利用地面电源,此时压缩机由电动机驱动,但用地面电源,此时压缩机由电动机驱动,但同时仍需增加直流电源(汽车空调的电气元同时仍需增加直流电源(汽车空调的电气元件是按直流电方式工作的)。件是按直流电方式工作的)。二、按布置形式分类二、按布置形式分类1整体式空调整体式空调它是将副发动机、压缩机、冷凝器、它是将副发动机、压缩机、冷凝器、蒸发器等通过皮带和管道连成一个整体,蒸发器等通过皮带和管道连成一个整体,安装在一
13、个专门机架上,构成一个独立总安装在一个专门机架上,构成一个独立总成,其动力源为副发动机,最终由送风管成,其动力源为副发动机,最终由送风管将冷风送入车内。将冷风送入车内。这种形式主要用于独立式空调系统的这种形式主要用于独立式空调系统的布置,如图布置,如图2-2-3所示。所示。图图2-2-3整体式空调整体式空调2分体式空调(以车顶置式为例)分体式空调(以车顶置式为例)蒸发器与冷凝器组合成一体,与压蒸发器与冷凝器组合成一体,与压缩机分开。缩机分开。压缩机由主机或辅机带动。压缩机由主机或辅机带动。由辅机带动的,则压缩机与辅机组由辅机带动的,则压缩机与辅机组合在一起,有专用机架,机架上还有发合在一起,有
14、专用机架,机架上还有发动机水箱、辅助发电机等。动机水箱、辅助发电机等。放在汽车车顶上方,称车外顶置式空调放在汽车车顶上方,称车外顶置式空调器,如图器,如图2-2-4(a)所示;一类放在汽车后侧)所示;一类放在汽车后侧的,称后置式空调器,如图的,称后置式空调器,如图2-2-4(b)所示;)所示;还有一类是与压缩机组对称放在车架侧面,还有一类是与压缩机组对称放在车架侧面,称为底置分体式空调器,如图称为底置分体式空调器,如图2-2-4(c)所示。)所示。图图2-2-4分体式空调分体式空调3分散式空调分散式空调它是将压缩机、冷凝器、蒸发器等它是将压缩机、冷凝器、蒸发器等各部件分散安装于车上部位,用管道
15、相各部件分散安装于车上部位,用管道相互连接。互连接。这种布置形式用于非独立式空调系这种布置形式用于非独立式空调系统,如图统,如图2-2-5所示。所示。图图2-2-5分散式空调分散式空调三、按送风方式分类三、按送风方式分类1直吹式空调直吹式空调这种方式的气流直接从空调器送风这种方式的气流直接从空调器送风面板吹出,也叫仪表板式空调,其结构面板吹出,也叫仪表板式空调,其结构简单,送风阻力小,但车内送风均匀性简单,送风阻力小,但车内送风均匀性差。差。2风道式空调风道式空调这种方式是将气流用风机送到塑料这种方式是将气流用风机送到塑料风道,再由风道送到车顶或座位下的出风道,再由风道送到车顶或座位下的出风口
16、吹出。风口吹出。四、按功能分类四、按功能分类1冷暖分开型冷暖分开型制冷与供暖完全分开,各自独立控制,制冷与供暖完全分开,各自独立控制,结构分开布置。结构分开布置。2冷暖合一型冷暖合一型在制冷系统的基础上增装加热器及暖风在制冷系统的基础上增装加热器及暖风出口,但制冷与采暖不能同时工作,其结构出口,但制冷与采暖不能同时工作,其结构形式如图形式如图2-2-6所示。所示。图图2-2-6冷暖合一型空调冷暖合一型空调缺点:要驾驶员手动控制其出风量缺点:要驾驶员手动控制其出风量和冷暖转化模式(也就是我们日常所说和冷暖转化模式(也就是我们日常所说的手动空调),这给驾驶员行车带来了的手动空调),这给驾驶员行车带
17、来了操作不便的缺点。操作不便的缺点。3全功能型全功能型这种形式的汽车空调集制冷、供暖、这种形式的汽车空调集制冷、供暖、除霜、去湿、通风、净化等功能于一体,除霜、去湿、通风、净化等功能于一体,由于其功能完善、提高了乘员的舒适性。由于其功能完善、提高了乘员的舒适性。因此越来越多的汽车空调采用了这种因此越来越多的汽车空调采用了这种形式,全功能汽车空调系统的布置如图形式,全功能汽车空调系统的布置如图2-2-7所示。所示。图图2-2-7全功能型汽车空调全功能型汽车空调全功能性又可分为空气混合型和再全功能性又可分为空气混合型和再加热型两种,因此,对全功能式的功能加热型两种,因此,对全功能式的功能可归纳如下
18、。可归纳如下。(1)空气内循环或进新风的冷气。)空气内循环或进新风的冷气。(2)空气内循环或进新风的暖气。)空气内循环或进新风的暖气。(3)各种工况下的除湿。)各种工况下的除湿。(4)从冷到暖连续改变的温度控制。)从冷到暖连续改变的温度控制。五、按控制方式分类五、按控制方式分类1手动空调手动空调用拉钮或旋钮控制,一般设有开关用拉钮或旋钮控制,一般设有开关键、调温键、调风键等。键、调温键、调风键等。其操纵机构一般为拉索式,也有少其操纵机构一般为拉索式,也有少数为气动式(真空)。数为气动式(真空)。手动式控制面板如图手动式控制面板如图2-2-8所示。所示。图图2-2-8手动空调控制面板手动空调控制
19、面板2半自动空调半自动空调半自动式一般用拉钮控制,设有温度选半自动式一般用拉钮控制,设有温度选择键和功能选择键,其控制面板如图择键和功能选择键,其控制面板如图2-2-9所示。所示。半自动空调的操纵机构一般为气动式。半自动空调的操纵机构一般为气动式。图图2-2-9半自动空调控制面板半自动空调控制面板3全自动空调全自动空调全自动空调一般用按键控制,其操全自动空调一般用按键控制,其操纵机构一般为电动式,也有少数用电控纵机构一般为电动式,也有少数用电控气动式。气动式。其控制面板如图其控制面板如图2-2-10所示。所示。图图2-2-10全自动空调控制面板全自动空调控制面板六、空调系统的布置原则六、空调系
20、统的布置原则空空调调系系统统在在轿车轿车上布置原上布置原则则空空调调系系统统在客在客车车上布置原上布置原则则1压压缩缩机机支支架架。要要能能保保证证主主机机与与离离合合器器皮皮带带轮轮的的两两个个皮皮带带槽在同一平面槽在同一平面要要能能便便于于调调节节皮皮带带张张紧紧力力、更更换换皮皮带带及及拆拆装装压压缩缩机机;支支架要有足架要有足够够的的强强度和度和刚刚性;支架与性;支架与发动发动机有相同震机有相同震动频动频率率2空空调调器器与与发发动动机机有有良良好好匹匹配配,保保证证不不会会因因开开空空调调而而造造成成发发动动机机熄熄火火、水水箱箱开开锅锅等等现现象象。必必要要时时应应配配置置相相应应
21、的的怠怠速控制系速控制系统统和超和超车车脱离装置脱离装置3冷冷凝凝器器应应有有良良好好冷冷却却条条件件,包包括括良良好好的的通通风风条条件件、合合理理的的导导风风措措施施、合合适适的的间间隙隙尺尺寸寸(冷冷凝凝器器与与水水箱箱、冷冷凝凝器器与与风风扇等)、是否需要增加冷却扇等)、是否需要增加冷却风风扇等扇等4送送风风歧管要考歧管要考虑虑尽量减少气流阻力,内表面要光滑尽量减少气流阻力,内表面要光滑5要考要考虑电虑电平衡,必要平衡,必要时时加大加大发电发电机功率和蓄机功率和蓄电电池容量池容量6由由于于使使用用空空调调增增加加了了发发动动机机负负荷荷,也也增增加加了了水水箱箱热热负负荷,必要荷,必要
22、时时要要强强化化发动发动机冷却能力机冷却能力7根根据据车车型型等等级级考考虑虑空空调调控控制制方方式式(是是半半自自动动、自自动动还还是是电脑电脑智能控制)智能控制)8考考虑车虑车内空气偱内空气偱环环方式是内偱方式是内偱环还环还是内外混合偱是内外混合偱环环1动动力力来来源源。从从汽汽车车发发动动机机功功率率、经经济济性性等等方方面面考考虑虑是采用主机是采用主机带动还带动还是是辅辅机机带动带动2蒸蒸发发器器布布置置。从从车车型型大大小小、车车内内高高度度、裙裙部部空空间间及及经经济济性性等等方方面面考考虑虑采采用用通通用用型型分分体体式式,还还是是整整体体型型;是内置式是内置式还还是外置式;是一
23、个是外置式;是一个还还是分成两个等是分成两个等3冷冷凝凝器器布布置置。从从通通风风散散热热条条件件、允允许许的的空空间间位位置置等等方方面面考考虑虑。若若布布置置在在侧侧面面裙裙部部位位置置,则则应应考考虑虑可可否否在在车车身身上上开开通通风风窗窗口口;若若布布置置在在底底面面,则则应应有有防防止止碎碎石石击击伤伤的的防防护护网网罩罩,若若布布置置在在水水箱箱前前面面,则则应应考考虑虑加加设设冷却冷却风风扇扇4送送风风管管路路。要要尽尽量量减减小小送送风风阻阻力力,合合理理组组织织气气流流分分配配;转转弯弯处处应应有有圆圆弧弧过过渡渡,分分流流处处应应加加设设导导流流板板和和分分流流板板;内内
24、表表面面应应光光滑滑;管管道道截截面面要要有有足足够够尺尺寸寸;车车内内风风管管表表面面应应有有防防结结露露措措施施、车车外外风风管管应应有有良良好好的的隔隔热热保湿措施保湿措施5机机组组布置要考布置要考虑虑整整车质车质量平衡、用量平衡、用电电平衡平衡6机机组组布置布置还应还应考考虑虑便于便于维维修保养修保养7压缩压缩机支架的考机支架的考虑虑与与轿车轿车相同相同表表2-2-1 空调系统在车辆上的布置原则空调系统在车辆上的布置原则任务三任务三汽车空调压缩机汽车空调压缩机学习目标学习目标熟悉压缩机的作用及类型。熟悉压缩机的作用及类型。了解汽车空调压缩机的结构及工作原理。了解汽车空调压缩机的结构及工
25、作原理。能对常见车型的压缩机进行拆装及检修。能对常见车型的压缩机进行拆装及检修。熟悉电磁离合器的结构及原理。熟悉电磁离合器的结构及原理。能对电磁离合器进行检修。能对电磁离合器进行检修。【设疑和引入】【设疑和引入】将汽车发动机和变速器之间的动力将汽车发动机和变速器之间的动力连接或切断的元件是什么?是离合器。连接或切断的元件是什么?是离合器。在汽车空调系统中也有离合器,称在汽车空调系统中也有离合器,称电磁离合器,它用于控制连接或切断发电磁离合器,它用于控制连接或切断发动机和汽车空调压缩机之间的动力。动机和汽车空调压缩机之间的动力。【基础知识】【基础知识】一、压缩机的作用及分类一、压缩机的作用及分类
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