第3章--汽车空调的制冷系统-汽车空调原理及维修课件.ppt

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1、第第3章章 汽车空调的制冷系统汽车空调的制冷系统p3.1 汽车空调制冷系统的工作原理p3.2 制冷压缩机p3.3 冷凝器与蒸发器p3.5 其他制冷部件学习目标学习目标 p(1)了解汽车空调的制冷系统的组成，掌握汽车空调系统的工作原理。p(2)了解制冷压缩机的种类，掌握其结构和工作原理。p(3)了解冷凝器与蒸发器的种类、结构与作用。p(4)了解膨胀阀、吸气节流阀和储液干燥器的结构与工作原理。p(5)了解汽车空调的制冷系统其他制冷部件结构与工作原理。3.1 汽车空调制冷系统的工作原理汽车空调制冷系统的工作原理 汽车空调的制冷系统布置图 3.1 汽车空调制冷系统的工作原理汽车空调制冷系统的工作原理p

2、1.压缩过程p压缩机将蒸发器低压侧(温度约为0、气压约为0.15MPa)的低温低压气态制冷剂压缩成高温、高压(温度为7080、气压约为1.5MPa)的气态制冷剂，送往冷凝器冷却降温。p2.冷凝过程 p送往冷凝器的过热气态制冷剂，在温度高于外部温度很多时，向外散热进行热交换，制冷剂被冷凝成中温，压力为1.0MPa1.2MPa的液态制冷剂。3.2 制冷压缩机制冷压缩机 3.2.1 概述p1.压缩机的性能要求 p(1)要有良好的低速性能，即要求在低速运转时有较大的制冷供暖能力和较高的效率。p(2)高速运行时要求输入功率低，这样不仅能节省油耗，而且能降低发动机用于空调方面的功率消耗，提高汽车动力性。p

3、(3)体积小，质量小，这也是对所有汽车零件的要求。从发动机机舱安装空间越来越小这一角度考虑，也要求压缩机小型化。p(4)要能经受恶劣的运行条件，可靠性好。由于汽车发动机室温度较高，怠速时常高达80以上，并且汽车空调的冷凝压力较高，因此要求压缩机耐高温、高压。由于汽车在颠簸的道路上高速行驶，部件必须有良好的抗震性，机组密封性能要好。p(5)对汽车的不利影响要小。要求压缩机运行平稳、噪声低、振动小，开、停压缩机时对发动机转速的影响不应太大，启动扭矩要小。3.2 制冷压缩机制冷压缩机2.压缩机的分类 3.2 制冷压缩机制冷压缩机p3.压缩机的发展趋势p(1)轻量化 p(2)高效化、变排量化 p(3)

4、高速化 p(4)电子化 3.2 制冷压缩机制冷压缩机p2.摆动斜盘压缩机 p摆动斜盘压缩机是目前国内批量最大的压缩机机型，排量在100cm3/r160cm3/r之间，主要配套各种类型轿车、微型车和货车等。摆动斜盘压缩机断面图1主轴；2轴封；3轴承；4前缸盖；5平面推力轴承；6斜盘；7下平面推力轴承；8行星盘(摇板)；9球形连杆；10弹簧；11活塞；12汽缸垫；13吸、排气口；14阀板组件；15汽缸盖；16调节螺钉；17连接螺钉；18汽缸体；19防旋齿轮(固定齿)；20钢球；21防旋齿轮(动齿轮)；22平衡块(铸入斜盘中)；23油毛毡3.2 制冷压缩机制冷压缩机p3.双向旋转斜盘压缩机 p双向旋

5、转斜盘压缩机起源于双向六缸机型，现在已演变成双向十缸机，该机型国内外都有很多生产厂家，是目前分布最广的机型。双向旋转斜盘压缩机运动机构1机体；2滑履；3斜盘；4活塞；5推力轴承；6主轴；7滚针轴承 双向旋转斜盘压缩机典型结构1主轴；2前缸盖；3弹性垫圈；4轴封；5前阀板；6前缸盖垫；7滑履；8活塞；9吸气阀片；10后阀板；11后缸盖；12后缸盖垫；13排气阀片；14滚针轴承；15密封圈；16汽缸盖；17推力轴承；18、19推力片；20定位销；21垫圈；22螺栓；23毡圈 3.2 制冷压缩机制冷压缩机p5.涡旋压缩机p涡旋压缩机是一种新型的容积式压缩机。涡旋压缩机的工作原理，早在1900年就由法

6、国的L.Greux提出。3.2 制冷压缩机制冷压缩机p2.旋转斜盘式变排量压缩机 p目前旋转斜盘式变排量压缩机，首推电装(DENSO)公司的7SB16压缩机系列。它以其高速性、可靠性和良好的NVH性，受到国际上各汽车厂家的青睐。3.2 制冷压缩机制冷压缩机p3.涡旋式变排量压缩机 p涡旋式变排量压缩机，是在涡旋式定排量压缩机的基础上，利用控制阀感应吸气压力进行旁通的一种结构。它的吸气量并没有减少，只是在压缩过程中采用旁通来减少排气量。涡旋式变排量压缩机的调节范围是30%100%。涡旋式变排量涡旋压缩机结构示意图1吸气腔；2弹簧；3感应吸气压力波纹管；4球阀；5控制阀；6旁通孔；7排气阀片；8小

7、孔；9排气孔；10排气腔 3.3 冷凝器与蒸发器冷凝器与蒸发器3.3.1 冷凝器p1.冷凝器的作用与要求 p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外的空气，从而使气态制冷剂冷凝成高温高压的液体，使其通过节流元件(如膨胀阀或节流管)后吸收大量热量而汽化。p冷凝器的过冷度对提高制冷量和制冷系数，保证膨胀阀有效而安全地工作是很有作用的。3.3 冷凝器与蒸发器冷凝器与蒸发器p2.冷凝器的结构 p冷凝器有管片式、管带式、鳍片式及平流式四种结构。管带式冷凝器的扁管是横向布置(即水平方向转弯)，扁管宽度一般比蒸发器略窄些。管带式冷凝器1铝管；2波纹状散热片3.3 冷凝器与蒸

8、发器冷凝器与蒸发器p3.冷凝器的表面处理和防护 p汽车冷凝器大多布置在车头或侧面、车底，容易溅上地面泥浆，受泥浆中的酸性腐蚀，冷凝器管容易烂穿，因此冷凝器表面要采取防腐蚀措施。若冷凝器布置在车头，还需采取防眩目措施。比较多的是表面进行阳极化发黑处理或涂以黑色亚光漆。当然，表面涂层会增加热阻，影响散热效果，因而涂层必须尽量薄而均匀，并且要求与铝材结合牢固。一旦冷凝器表面的涂层剥落，应尽快补上，以免此部分被腐蚀。p4.冷凝机组的构成 p冷凝器除利用发动机的水箱风扇冷却外，往往还需要单独使用风机冷却。对于小型车辆，这两者是分开安装的，对于大中型机组，两者组成一体，成为冷凝器机组。风机一般采用轴流式，

9、在框架上一般都装有储液干燥器。有些冷凝器机组还带有过冷器。原则上冷凝器的制冷剂应上进下出。3.3 冷凝器与蒸发器冷凝器与蒸发器3.3.2 蒸发器p1.蒸发器的作用与要求 p汽车空调蒸发器属于直接风冷式结构，它利用低温低压的液态制冷剂蒸发时吸收周围空气中的大量热量，从而达到车内降温之目的。p2.蒸发器的结构p蒸发器有管片式、管带式和层叠式三种基本结构。p3.蒸发器表面的亲水防蚀处理 p蒸发器表面的温度较低，当低于环境空气的露点时，空气中的湿气在通过蒸发器表面时就会在其表面凝结成水，这就是结露，因而蒸发器表面的热交换是干湿交替的。3.4 膨胀阀、塑料节流管和膨胀阀、塑料节流管和储液干燥器储液干燥器

10、 p使车内空气降温的直接元件是蒸发器，即液态制冷剂在蒸发器中吸收了蒸发器管壁传来的热量而蒸发成气体，通过蒸发器管壁外的空气因为热量被吸走而降温成低温冷空气。3.4.1 膨胀阀的作用p制冷系统中，膨胀阀具有节流降压、调节流量、防止液击和防止异常过热等多种功能，是制冷系统中的重要部件。3.4 膨胀阀、塑料节流管和膨胀阀、塑料节流管和储液干燥器储液干燥器p3.膨胀阀的节流过程p流体在管道内的流动过程中，若遇到缩口(如小孔、阀孔等)，局部就产生阻力，其压力会显著下降，这种现象称为节流。流体经孔板时的节流现象 3.4 膨胀阀、塑料节流管和膨胀阀、塑料节流管和储液干燥器储液干燥器p4.膨胀阀的工作原理 p

11、前面已介绍膨胀阀有内平衡式和外平衡式两种形式，它们的工作原理基本相同，但平衡力略有不同。内平衡式膨胀阀工作原理1隔膜；2节流阀；3弹簧；4调整螺钉；5感温包图中各点工况如下：A：=-15=0.064 MPaB：=-19.8=0.034 MPaC：-12.1=0.034 MPa=0.084 MPa3.4 膨胀阀、塑料节流管和膨胀阀、塑料节流管和储液干燥器储液干燥器p5.膨胀阀的工作特点 p一个理想的膨胀阀在调节系统流量时，应使其进入蒸发器的流量恰好与蒸发器的蒸发量相等，以缩小蒸发器出口过热度，充分发挥蒸发器的制冷效率。p6.膨胀阀的选配与安装 p同一个膨胀阀，在不同工况下容量差别是很大的，这与工

12、作时的冷凝压力及蒸发压力的压差有关。p安装膨胀阀时有下列要求。p(1)膨胀阀一般都应直立安装，不允许倒置。p(2)感温包一般安放在蒸发器水平出口管的上表面，要包扎牢靠，保证感温包与管子有良好的接触，接触面要清洁、要紧贴，并用隔热防潮胶包好。必要时膨胀阀阀体也用隔热胶包好。p(3)外平衡管要装在感温包后边管段的上表面处。p(4)对于外调式膨胀阀，必须在发动机正常运转情况下进行调整，并应由熟练的空调技术人员操作。3.4 膨胀阀、塑料节流管和膨胀阀、塑料节流管和储液干燥器储液干燥器p2.H形膨胀阀的结构 pH形膨胀阀的结构有好几种，有的将感温包缩到阀体内的回气通路上。无感温包H型膨胀阀 3.4 膨胀

13、阀、塑料节流管和膨胀阀、塑料节流管和储液干燥器储液干燥器3.4.4 塑料节流管p由于汽车正常行驶时，车内工况变化不大，空调系统并不主动要求制冷流量变化，这就为采用塑料节流管提供了依据。3.4 膨胀阀、塑料节流管和膨胀阀、塑料节流管和储液干燥器储液干燥器p2.储液干燥器的工作情况 p安装储液干燥器直接关系到吸收潮气的能力，在65温度下每82cm3的硅腔，大约能吸收100滴水滴。当温度增大时，干燥的能力下降，因此吸潮的能力与环境温度有关。p 3.储液干燥器的安装 p储液干燥器要安装在通风冷却好、远离热源的地方，通常安装在汽车面罩与水箱之间。近年来，美国通用汽车公司把干燥器放在风扇护圈的发动机侧。3

14、.5 其他制冷部件其他制冷部件 3.5.1 气液分离器p对于采用CCOT系统的空调装置，使用一种名为accumulator的储液干燥器，又称为气液分离器。吸气储液器原理图1顶部；2气态制冷剂；3液态制冷剂；4滤网；5干燥剂；6小孔；7引出管3.5 其他制冷部件其他制冷部件p1.吸气储液器的工作原理 p制冷剂从顶部进入容器，其中液态制冷剂沉入容器底部，而在顶部的气态制冷剂被引出管引向压缩机。p 2.吸气储液器与一般储液器的区别p(1)吸气储液器放在制冷系统的低压吸气区(蒸发器与压缩机之间)，而通常的储液器则放在系统的高压区(冷凝器与膨胀阀之间)。p(2)前者是留下液态制冷剂，这些制冷剂在低压区慢

15、慢蒸发，离开吸气储液器的只是气态制冷剂，因而起到气液分离作用；而后者留下的是多余的制冷剂，以调节运行需要。3.5 其他制冷部件其他制冷部件p3.吸气储液器的优点 p(1)保证压缩机只能吸入气态制冷剂，不会吸入液态制冷剂，因而压缩机不会发生液击现象。p(2)能减少压缩机排气脉冲，使系统工作更平衡。p(3)在制冷剂不足的情况下，能维持一定量的润滑油回流，从而提高系统对制冷剂泄漏的容忍度。3.5 其他制冷部件其他制冷部件3.5.2 视液镜p在不少汽车空调系统中，视液镜多安装在储液干燥器上，这种结构优点是紧凑，可靠性也相对高些。视液镜结构1玻璃；2壳体3.5 其他制冷部件其他制冷部件3.5.3 制冷系

16、统的连接部件p1.连接软管 p由于汽车空调的各总成部件一般分散安装在汽车的各个部位，例如压缩机与发动机连成一体，冷凝器与干燥器安装在车架前端上，而蒸发器又安装在车身内，这三部分的悬置体不同(发动机通过发动机悬置橡胶垫组件与车架相连，车身又通过车身悬置橡胶块组件与车架相连)。p2.软管接头 p与软管相连的接管另一端与制冷部件相连。卡箍式连接方式1软管；2软管夹；3插入接头3.5 其他制冷部件其他制冷部件3.5.4充注接口p汽车空调系统的高、低压端都设置有充注接口，一般都带有阀门结构，目的是既便于充注制冷剂，又能防止制冷剂的泄漏。有关使用HFC-l34a制冷剂的汽车空调系统充注接口的形式、尺寸和技

17、术要求，以及当CFC-l2系统向HFC-134a系统改型时，有关充注接口的检验方法，可参考我国汽车行业标准QC/T 6652000汽车空调(HFC-134a)用充注接口的规定。充注接口有关充注、爆破和泄漏的技术要求，应符合我国汽车行业标准QC/T 6642000汽车空调(HFC-l34a)用的软管及软管组合件对软管组件的规定。本本 章章 小小 结结p(1)汽车空调制冷系统是以R134a为制冷剂的蒸汽压缩式循环系统，主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、储液干燥器、过滤器、冷却风扇和鼓风机的配风装置等组成。p(2)汽车空调压缩机是推动制冷剂在制冷系统中不断循环的动力源，种类众多。大型客车一般采用

18、传统的曲轴连杆机构，即活塞式结构压缩机。中、小型汽车则以摆动斜盘式、旋转斜盘式、涡旋式和滑片式压缩机为主。p(3)冷凝器和蒸发器是汽车空调系统中两个重要的部件，它们的作用是实现两种不同温度流体之间的热量交换，所以通常又称为换热器。蒸发器有管片式。管带式和层叠式三种基本结构。冷凝器有管片式、管带式、鳍片式及平流式四种结构。p(4)膨胀阀具有节流降压、调节流量、防止液击和防止异常过热等多种功能，是制冷系统中的重要部件，主要有F形、H形两种。用塑料节流管代替膨胀阀并利用压缩机周期性离合方式控制流量称CCOT方式。储液干燥器将过滤、干燥及储存制冷剂三种功能合为一体。p(5)气液分离器可防止液态制冷剂进

19、入压缩机，同时也用来储存过量的制冷剂及安放干燥过滤器。这种储液器作为蒸发器的计量装置与塑料节流管配套使用。视液镜又称观察窗，通过它可以观察制冷剂的加注量，也可判断是否因泄漏导致制冷剂减少。复习思考题复习思考题 p1简述汽车空调系统的工作原理。p2对汽车空调压缩机的性能有什么要求？p3.汽车空调压缩机有哪些种类？p4.定排量空调压缩机有哪些类型？p5.试分析摆动斜盘变排量压缩机的工作原理。p6.简述蒸发器的工作原理。p7.膨胀阀的作用是什么？有哪几种调节方式？p8.安装膨胀阀要满足哪些要求？p9储液干燥器的作用是什么？p10.视液镜有什么作用？一般安装在什么地方？p11吸气储液器与一般储液器有何区别？p12何谓CCOT方式？