第八章 汽车空调(精品).ppt
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1、第八章第八章 汽车空调系统汽车空调系统主讲:魏帮顶主讲:魏帮顶第一节概述第一节概述汽车空调是利用多媒体对车内的空气进行调节,汽车空调是利用多媒体对车内的空气进行调节,使之在温度、湿度、流速和洁净度上能满足人体使之在温度、湿度、流速和洁净度上能满足人体舒适的需要,并预防或去除玻璃上的雾、霜和冰舒适的需要,并预防或去除玻璃上的雾、霜和冰雪,保障乘员身体健康和行车安全。雪,保障乘员身体健康和行车安全。衡量汽车空调的主要指标有:温度、湿度、流速衡量汽车空调的主要指标有:温度、湿度、流速和洁净度等。和洁净度等。汽车空调主要包括:制冷系统、暖风系统、通风汽车空调主要包括:制冷系统、暖风系统、通风系统、空气
2、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:是物质冷热程度的度量温度: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
3、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。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
4、能对车内的湿度进行适当调节。调节。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接吹到人体上,使人感到不舒服。到不舒服。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车厢内的空气质量是乘员舒适性的重要保证,由于车内空
5、间小、乘员密度大,车内证,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,极易出现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还有尾气、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。一般在汽车空调的进风化内空气的功能。一般在汽车空调的进风口都装有空气过滤装置和空气净化装置。口都装有空气过滤装置和空气净化装置。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
6、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汽车空年汽车加热器的出现就表明了汽车空调已经出现了。但是,由于其技术含量较低,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术,而一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,才广泛被人们直到制冷技术被汽车所应用,才广泛被人们所关注。因此,谈到汽车空调的特点,也就所关注。因此,谈到
7、汽车空调的特点,也就是制冷技术的一些特点,概括起来汽车空调是制冷技术的一些特点,概括起来汽车空调的特点如下:的特点如下: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。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
8、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。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(
9、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。4 4、制冷效果强:、制冷效果强:汽车在野外工作,直接受太阳的辐射,热汽车在野外工作,直接受太阳的辐射,热量较强,要使汽车空调能迅速地降温,在量较强,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,要求制冷系最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统的制冷量特别大。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,的制冷剂流量变化大,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,
10、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。5 5、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。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
11、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。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、空调指令系统的结构与工作原理三、空调指令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)汽化和凝结)汽化和凝结汽化:物质由液态变为气态的过程称为汽化:物质由液态变为气态的过程称为“汽化汽化”。凝结:物质由气态变为液态的过程凝结:物质由气态变为液态的过程 称称“凝
12、结凝结”。(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 kg2、冷媒、冷媒(1)制冷剂的要求:无色、无味、无毒、无刺激性,对人体健无色、无味、无毒、无刺激性,对人体健康无损害;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、物理安定性良好;与冷冻油接触时,化学、物理安定性良好;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
13、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 A、R12-R12-二氯二氟甲烷二氯二氟甲烷(CF2CL2)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。制冷剂制冷剂R134aR134a的特点的特点 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
14、热器等热交、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。换器面积体积减小,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,在大气层停留寿命不破坏臭氧层,在大气层停留寿命短,温室效应影响也很小短,温室效应影响也很小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,应戴护操作制冷剂时,不要与皮肤接触,应戴护目镜,以免冻伤皮肤和眼球;目镜,以免冻伤皮肤和眼球;避免振动和放置高温处,以免发
15、生爆炸;避免振动和放置高温处,以免发生爆炸;原离火苗,避免原离火苗,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,回导不能混用,因为不相溶,回导致压缩机损坏;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以下的地方保存以下的地方保存3、制冷原理、制冷原理(1)组成:)组成:压缩机、冷凝器、储液干燥压缩机、冷凝器、储液干燥 器、膨胀阀、器、膨胀阀、蒸发器蒸发器(2)制冷过程1 1、压缩过程:
16、、压缩过程:将流经蒸发器的低温、低压的气态制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,输送到冷凝冷剂压缩为高温、高压的气态制冷剂,输送到冷凝器。器。2 2、冷凝过程:、冷凝过程:将高温、高压的气态制冷剂冷却,使将高温、高压的气态制冷剂冷却,使其变为中温、高压的液态制冷剂,送入干燥瓶。图其变为中温、高压的液态制冷剂,送入干燥瓶。图9-2 9-2 制冷系统的组成制冷系统的组成3 3、干燥过程:、干燥过程:将中温、高压的液态制冷剂过滤,除将中温、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,并储存小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。部分的
17、制冷剂。4 4、膨胀过程:、膨胀过程:将过滤后的中温、高压液态制冷剂利将过滤后的中温、高压液态制冷剂利用节流原理,使其转变为低压雾状的液用节流原理,使其转变为低压雾状的液/气态混合物,气态混合物,送入蒸发器。送入蒸发器。5 5、蒸发过程:、蒸发过程:低压雾状的液低压雾状的液/气态混合物流至蒸发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。器,吸收周围的热量而汽化,达到制冷的目的。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,是推动制冷剂在制冷
18、系统中不断循环的动力。输送制冷剂、保障统中不断循环的动力。输送制冷剂、保障制冷系统正常工作具有十分的作用。制冷系统正常工作具有十分的作用。汽车用空调压缩机的性能要求汽车用空调压缩机的性能要求要有良好的低速性能,即要求在怠速运转时有要有良好的低速性能,即要求在怠速运转时有较大的制冷能力和较高的效率。较大的制冷能力和较高的效率。高速运转时要求输入功率低,即降低油耗,提高速运转时要求输入功率低,即降低油耗,提高汽车动力性。高汽车动力性。体积小、重量轻,便于安装和维修。体积小、重量轻,便于安装和维修。安全稳定、可靠性好,能够在恶劣的条件下有安全稳定、可靠性好,能够在恶劣的条件下有良好的抗震性和密封性。
19、良好的抗震性和密封性。对汽车不利影响小,要求压缩机运行平稳,噪对汽车不利影响小,要求压缩机运行平稳,噪音低、震动小,开、停压缩机时对发动机转速的音低、震动小,开、停压缩机时对发动机转速的影响影响压缩机压缩机主要有:曲轴连杆式压缩机、斜盘式压缩主要有:曲轴连杆式压缩机、斜盘式压缩机、摆盘式压缩机、旋叶式压缩机、滚动机、摆盘式压缩机、旋叶式压缩机、滚动活塞式压缩机、涡旋式压缩机等。活塞式压缩机、涡旋式压缩机等。曲轴连杆式压缩机曲轴连杆式压缩机斜盘式压缩机(称双向斜盘式斜盘式压缩机(称双向斜盘式)刮片式压缩机刮片式压缩机刮片式压缩机工作原理如下:刮片式压缩机工作原理如下:在圆形或椭圆形汽缸内对圆形在
20、圆形或椭圆形汽缸内对圆形汽缸偏心或对椭圆形汽缸同心地汽缸偏心或对椭圆形汽缸同心地安装一个带有几个刮片的转子,安装一个带有几个刮片的转子,转子一回转,由于离心力和油压转子一回转,由于离心力和油压的作用,使刮片从刮片槽中向外的作用,使刮片从刮片槽中向外伸张,碰到汽缸壁,把汽缸分成伸张,碰到汽缸壁,把汽缸分成几个隔腔,随着轴的旋转,隔腔几个隔腔,随着轴的旋转,隔腔内的容积发生变化,以进行制冷内的容积发生变化,以进行制冷剂的吸入、压缩、膨胀和排出。剂的吸入、压缩、膨胀和排出。冷凝器冷凝器冷凝器是把来自压缩机的高温高压气体通过管壁和冷凝器是把来自压缩机的高温高压气体通过管壁和翅片将其中的热量传递给冷凝器
21、周围的空气,从而翅片将其中的热量传递给冷凝器周围的空气,从而使高温、高压的气态制冷剂冷凝成高温、高压的液使高温、高压的气态制冷剂冷凝成高温、高压的液体。体。1 1)汽车用空调冷凝器的性能要求)汽车用空调冷凝器的性能要求 要有较高的散热效率。要有较高的散热效率。结构、重量、尺寸、空间合理。结构、重量、尺寸、空间合理。抗震性能好。抗震性能好。冷凝空气阻力小。冷凝空气阻力小。耐腐蚀性能好。耐腐蚀性能好。2 2)冷凝器的种类)冷凝器的种类 主要有管带式、管翅式、平流式等类型。其结主要有管带式、管翅式、平流式等类型。其结构如图构如图9-79-7所示。所示。蒸发器蒸发器蒸发器蒸发器对蒸发器性能的要求对蒸发
22、器性能的要求重量轻、体积小、散热面空气阻力小,重量轻、体积小、散热面空气阻力小,具有高的散热效率。具有高的散热效率。耐腐蚀,抗震性能好。耐腐蚀,抗震性能好。材料低温性能好,无毒性,冲击后不产材料低温性能好,无毒性,冲击后不产生火花,且价格便宜。生火花,且价格便宜。2 2)蒸发器的种类)蒸发器的种类主要有管片式、管带式、层叠式。主要有管片式、管带式、层叠式。干燥瓶干燥瓶干燥瓶干燥瓶1 1)干燥瓶的组成)干燥瓶的组成 主要由储液器、干燥器、过滤器、观察窗和安主要由储液器、干燥器、过滤器、观察窗和安全装置等几部分构成,如图全装置等几部分构成,如图9-99-9。2 2)干燥剂的种类)干燥剂的种类 主要
23、有硅胶和分子筛两种。主要有硅胶和分子筛两种。3 3)储液干燥瓶的安装)储液干燥瓶的安装 干燥瓶要安装在通风、冷却好、远离热源的地干燥瓶要安装在通风、冷却好、远离热源的地方。方。干燥瓶要直立安装,倾斜度不能大于干燥瓶要直立安装,倾斜度不能大于15150 0。安装时,干燥瓶必须装在最后。安装时,干燥瓶必须装在最后。不同制冷剂所装干燥瓶不一样,不能混用。不同制冷剂所装干燥瓶不一样,不能混用。膨胀阀膨胀阀膨胀阀的作用膨胀阀的作用节流降压:它将从干燥瓶来的中温、高压的液节流降压:它将从干燥瓶来的中温、高压的液态制冷剂降压为容易蒸发的低温、低压、雾状制态制冷剂降压为容易蒸发的低温、低压、雾状制冷剂,进入蒸
24、发器,即分开了制冷剂的高压侧和冷剂,进入蒸发器,即分开了制冷剂的高压侧和低压侧。低压侧。调节制冷剂流量:由于制冷剂负荷的改变以及调节制冷剂流量:由于制冷剂负荷的改变以及压缩机转速的改变,要求流量作相应调节,以保压缩机转速的改变,要求流量作相应调节,以保持车内温度稳定,膨胀阀能自动调节进入蒸发器持车内温度稳定,膨胀阀能自动调节进入蒸发器的流量,以满足制冷剂循环要求。的流量,以满足制冷剂循环要求。防止液击:避免液态制冷剂进入压缩机而造成防止液击:避免液态制冷剂进入压缩机而造成液击现象,同时又控制了过热度处在一定范围内。液击现象,同时又控制了过热度处在一定范围内。内平衡式热力膨胀阀内平衡式热力膨胀阀
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