第20章 汽车空调与空调控制系统.ppt
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1、第第2020章章 汽车空调与空调控制系统汽车空调与空调控制系统本章主要内容本章主要内容本章主要内容本章主要内容n汽车空调制冷系统的结构原理汽车空调制冷系统的结构原理n汽车空调取暖与配气系统汽车空调取暖与配气系统n汽车空调系统的控制汽车空调系统的控制 6.1 6.1 概概 述述 空调及其自动控制系统是汽车现代化标志之空调及其自动控制系统是汽车现代化标志之一,目前汽车空调除了作为改善工作条件、提高一,目前汽车空调除了作为改善工作条件、提高工作效率的重要手段外,还是提高汽车市场竞争工作效率的重要手段外,还是提高汽车市场竞争力的重要手段,空调正成为车辆不可缺少的重要力的重要手段,空调正成为车辆不可缺少
2、的重要附件。附件。“汽车空气调节汽车空气调节”简称简称 汽车空调汽车空调 采用人为方式对采用人为方式对车内空气流量、温度、湿度车内空气流量、温度、湿度和清洁度和清洁度调节。调节。20.1.1 20.1.1 汽车空调的功能汽车空调的功能 现代汽车空调的基本功能:改善车内驾乘现代汽车空调的基本功能:改善车内驾乘人员的舒适性。人员的舒适性。车内舒适性:车内的温度、湿度、空气的车内舒适性:车内的温度、湿度、空气的清新度清新度 现代汽车空调就是将车内封闭空间的环境现代汽车空调就是将车内封闭空间的环境调整到对人体最适宜的状态,为此空调系统就调整到对人体最适宜的状态,为此空调系统就必须具备表必须具备表20-
3、120-1中所述功能。中所述功能。20.1.1 20.1.1 汽车空调的功能汽车空调的功能20.1.2 20.1.2 汽车空调的组成和类型汽车空调的组成和类型1 1汽车空调的基本组成汽车空调的基本组成制冷系统:用于对车内空气或车外进入车内的新鲜空制冷系统:用于对车内空气或车外进入车内的新鲜空气进行冷却,使车内达到凉爽舒适。气进行冷却,使车内达到凉爽舒适。供暖系统:用于对车内空气或车外进入车内的新鲜空供暖系统:用于对车内空气或车外进入车内的新鲜空气进行加热、除湿,使车内达到温暖舒适。气进行加热、除湿,使车内达到温暖舒适。通风系统:用于将车外的新鲜空气引进车内,达到通通风系统:用于将车外的新鲜空气
4、引进车内,达到通风、换气的目的。风、换气的目的。空气净化装置:用于除去车内空气中的尘埃、异味、空气净化装置:用于除去车内空气中的尘埃、异味、使车内空气变得清洁,目前只用于高级轿车上。使车内空气变得清洁,目前只用于高级轿车上。20.1.2 20.1.2 汽车空调的组成和类型汽车空调的组成和类型2 2汽车空调的类型汽车空调的类型 (1)(1)按驱动方式分按驱动方式分 独立式空调独立式空调 非独立式空调非独立式空调 (2)(2)按空调的功能分按空调的功能分 单一功能型空调。单一功能型空调。冷暖一体型。冷暖一体型。(3)(3)按空调系统的控制方式分按空调系统的控制方式分 手动调节手动调节 电控气动自动
5、调节电控气动自动调节 全自动调节全自动调节 20.1.3 20.1.3 汽车空调技术的发展汽车空调技术的发展1 1国外汽车空调技术发展概况国外汽车空调技术发展概况 单一取暖阶段单一取暖阶段 单一冷气阶段单一冷气阶段 自动控制阶段自动控制阶段 冷暖一体化阶段冷暖一体化阶段 微型计算机控制阶段微型计算机控制阶段20.1.3 20.1.3 汽车空调技术的发展汽车空调技术的发展 2 2国内汽车空调技术的发展国内汽车空调技术的发展 国内最早的汽车空调装置是国内最早的汽车空调装置是2020世纪世纪7070年代的年代的红旗轿车。红旗轿车。2020世纪世纪8080年代才开始生产国产客车空年代才开始生产国产客车
6、空调装置。调装置。国内汽车空调的发展趋势如下。国内汽车空调的发展趋势如下。涡旋式压缩机涡旋式压缩机 换热器结构改进换热器结构改进 电子膨胀阀电子膨胀阀 采用智能化模糊控制技术采用智能化模糊控制技术20.2.1 20.2.1 制冷系统的组成与工作原理制冷系统的组成与工作原理1 1汽车空调制冷系统的汽车空调制冷系统的组成与基本原理组成与基本原理 汽车空调制冷系统汽车空调制冷系统由压缩机、冷凝器、膨由压缩机、冷凝器、膨胀阀、储液干燥器、蒸胀阀、储液干燥器、蒸发器等组成,如图发器等组成,如图20-120-1所示。所示。20.2.1 20.2.1 制冷系统的组成与工作原理制冷系统的组成与工作原理制冷原理
7、制冷原理 压缩机压缩机1 1吸入在蒸发器吸入在蒸发器2 2中吸收热量后的低压、低温中吸收热量后的低压、低温的制冷剂气体,并把其压缩成高压、高温的气体后送入的制冷剂气体,并把其压缩成高压、高温的气体后送入冷凝器冷凝器6 6,与环境空气进行,与环境空气进行热交换(散热)热交换(散热),放热后变成,放热后变成高压液态制冷剂,经储液干燥器高压液态制冷剂,经储液干燥器5 5除湿、过滤后输入膨胀除湿、过滤后输入膨胀阀阀3 3节流、降压,再通过蒸发器节流、降压,再通过蒸发器2 2吸收车内热量吸收车内热量蒸发后回蒸发后回压缩机。压缩机。制冷剂如此循环流动,从而调节了车内空气的温度制冷剂如此循环流动,从而调节了
8、车内空气的温度和湿度。和湿度。20.2 20.2 汽车空调制冷系统汽车空调制冷系统汽车空调制冷系统汽车空调制冷系统 汽车空调制冷系统是通过制冷工质在系统内循环流汽车空调制冷系统是通过制冷工质在系统内循环流动,由制冷工质的液态和气态转换过程,将车内的热量动,由制冷工质的液态和气态转换过程,将车内的热量传递到车外,达到车内降温的目的。传递到车外,达到车内降温的目的。制冷工质在此称作制冷剂,其种类很多。目前汽车制冷工质在此称作制冷剂,其种类很多。目前汽车空调系统中使用的制冷剂是空调系统中使用的制冷剂是R134a(CH2FCF3R134a(CH2FCF3一四氟氢碳一四氟氢碳),其性能与,其性能与R12
9、R12接近接近 (氟里昂(氟里昂R12(CF2CL2R12(CF2CL2一二氟二氯甲一二氟二氯甲烷烷),由于对大气同温层的臭氧层有破坏作用,被淘汰,由于对大气同温层的臭氧层有破坏作用,被淘汰,)。但不破坏臭氧层。国内目前)。但不破坏臭氧层。国内目前R12R12和和R134aR134a两种制冷系两种制冷系统都有,因此要注意两种制冷剂绝不能混淆使用。统都有,因此要注意两种制冷剂绝不能混淆使用。20.2.1 20.2.1 制冷系统的组成与工作原理制冷系统的组成与工作原理.制冷系统各组成件的作用制冷系统各组成件的作用压缩机压缩机冷凝器冷凝器膨胀阀膨胀阀储液干燥器储液干燥器蒸发器蒸发器 20.2.1 2
10、0.2.1 制冷系统的组成与工作原理制冷系统的组成与工作原理(1)(1)压缩机压缩机 压缩机是制冷系统的心脏部件,起抽吸、压缩制冷剂并使其不压缩机是制冷系统的心脏部件,起抽吸、压缩制冷剂并使其不断循环的作用,其功能归结为。断循环的作用,其功能归结为。抽吸作用抽吸作用:压缩机的抽吸与膨胀阀节流作用相配合,使蒸发:压缩机的抽吸与膨胀阀节流作用相配合,使蒸发管内的制冷剂压力下降,实现制冷剂从液态向气态的转化过程,通管内的制冷剂压力下降,实现制冷剂从液态向气态的转化过程,通过吸热,带走车厢内的热量。过吸热,带走车厢内的热量。压缩作用压缩作用:压缩机将低压气态制冷剂压缩,使其压力和温度:压缩机将低压气态
11、制冷剂压缩,使其压力和温度升高,实现制冷剂从气态向液态的转化过程,并通过冷凝器释放热升高,实现制冷剂从气态向液态的转化过程,并通过冷凝器释放热量,将热量排放到车外。量,将热量排放到车外。循环泵作用循环泵作用:压缩机的不断抽吸和压缩,实现了制冷剂的循:压缩机的不断抽吸和压缩,实现了制冷剂的循环流动,因此压缩机也是制冷剂循环流动的动力源。环流动,因此压缩机也是制冷剂循环流动的动力源。压缩机的种类:往复式、回转式、涡旋式。压缩机的种类:往复式、回转式、涡旋式。20.2.1 20.2.1 制冷系统的组成与工作原理制冷系统的组成与工作原理(2)(2)冷凝器冷凝器冷凝器是一种热交换冷凝器是一种热交换器。它
12、将压缩机排出器。它将压缩机排出的高温、高压气态制的高温、高压气态制冷剂的热量吸收并散冷剂的热量吸收并散发到车外,并通过风发到车外,并通过风扇和汽车迎面来风对扇和汽车迎面来风对其进行强制冷却,使其进行强制冷却,使气态制冷剂变为高温、气态制冷剂变为高温、高压的液态制冷剂,高压的液态制冷剂,其工作过程如图其工作过程如图20-220-2所示。所示。20.2.1 20.2.1 制冷系统的组成与工作原理制冷系统的组成与工作原理汽车常用的冷凝器有管片式及管带式两种。汽车常用的冷凝器有管片式及管带式两种。制冷剂的冷凝过程分为三个阶段。制冷剂的冷凝过程分为三个阶段。高温、高压制冷剂蒸气转变为饱和蒸气过程。高温、
13、高压制冷剂蒸气转变为饱和蒸气过程。过过热的制冷剂蒸气进入冷凝管后,通过冷凝管的散热作用,热的制冷剂蒸气进入冷凝管后,通过冷凝管的散热作用,很快就降为饱和温度。很快就降为饱和温度。饱和制冷剂蒸气转化为饱和液态过程。饱和制冷剂蒸气转化为饱和液态过程。此过程制此过程制冷剂温度不发生变化,但制冷剂蒸气的液化过程释放出冷剂温度不发生变化,但制冷剂蒸气的液化过程释放出大量的热。制冷剂循环过程的大部分热量就是通过此阶大量的热。制冷剂循环过程的大部分热量就是通过此阶段散发出去的。段散发出去的。饱和液态制冷剂冷却为过冷液体过程。饱和液态制冷剂冷却为过冷液体过程。饱和液态饱和液态制冷剂的温度要比环境温度高,因此冷
14、凝管中的饱和液制冷剂的温度要比环境温度高,因此冷凝管中的饱和液体将会进一步冷却。体将会进一步冷却。20.2.1 20.2.1 制冷系统的组成与工作原理制冷系统的组成与工作原理(3)(3)膨胀阀膨胀阀 膨胀阀安装在蒸发器的入口处,是一种感温膨胀阀安装在蒸发器的入口处,是一种感温和感压自动阀,通过其节流作用将高压液态制冷和感压自动阀,通过其节流作用将高压液态制冷剂的压力降低,它可根据流向压缩机的制冷剂温剂的压力降低,它可根据流向压缩机的制冷剂温度变化,自动调节制冷剂的流量,以确保流入压度变化,自动调节制冷剂的流量,以确保流入压缩机的制冷剂为气态。缩机的制冷剂为气态。汽车空调中所使用的膨胀阀有内平衡
15、式、外汽车空调中所使用的膨胀阀有内平衡式、外平衡式及平衡式及H H形等不同的结构形式。形等不同的结构形式。20.2.1 20.2.1 制冷系统的组成与工作原理制冷系统的组成与工作原理(4)(4)储液干燥器储液干燥器 储液干燥器的功用是储液干燥器的功用是过滤、除湿、气过滤、除湿、气液分离及临时性地储存一些制冷剂液分离及临时性地储存一些制冷剂。储液干燥器主要由滤网、干燥剂、储储液干燥器主要由滤网、干燥剂、储液罐、玻璃观察孔、引出管、易熔塞、低液罐、玻璃观察孔、引出管、易熔塞、低压开关等组成,如图压开关等组成,如图20-320-3所示。所示。由冷凝器流来的液态制冷剂进入储液由冷凝器流来的液态制冷剂进
16、入储液罐,经滤网过滤、干燥剂除湿后,再经引罐,经滤网过滤、干燥剂除湿后,再经引出管流出到膨胀阀。玻璃观察孔安装在引出管流出到膨胀阀。玻璃观察孔安装在引出管的上方,以观察制冷剂的量是否足够出管的上方,以观察制冷剂的量是否足够及制冷剂中是否有水分。易熔塞是一种保及制冷剂中是否有水分。易熔塞是一种保护装置,当储液干燥器内部压力达护装置,当储液干燥器内部压力达3.0MPa3.0MPa,温度达到,温度达到100100105105时,易熔塞时,易熔塞熔化,排出制冷剂,保护制冷系统的机件熔化,排出制冷剂,保护制冷系统的机件免遭损坏。免遭损坏。20.2.1 20.2.1 制冷系统的组成与工作原理制冷系统的组成
17、与工作原理(5)(5)蒸发器蒸发器 蒸发器也是一种热交换器,蒸发器也是一种热交换器,它将其表面空气的热量吸收,形它将其表面空气的热量吸收,形成冷空气。这样,鼓风机将冷空成冷空气。这样,鼓风机将冷空气吹入车厢,就可实现对车厢内气吹入车厢,就可实现对车厢内空气的降温和除湿。空气的降温和除湿。蒸发器的工作过程为:经膨蒸发器的工作过程为:经膨胀阀节流后的制冷剂湿蒸气进入胀阀节流后的制冷剂湿蒸气进入蒸发器后,吸收热量而沸腾,并蒸发器后,吸收热量而沸腾,并成为饱和蒸气。这一过程中蒸发成为饱和蒸气。这一过程中蒸发压力始终保持不变,对应的蒸发压力始终保持不变,对应的蒸发温度也保持不变。鼓风机不断地温度也保持不
18、变。鼓风机不断地将蒸发器外表面温度较低的空气将蒸发器外表面温度较低的空气吹入车厢内、使车内的温度降低。吹入车厢内、使车内的温度降低。20.2.2 20.2.2 汽车空调制冷系统控制电路汽车空调制冷系统控制电路汽车空调制冷系统控制电路汽车空调制冷系统控制电路1 1制冷系统基本控制电路制冷系统基本控制电路 汽车空调种类较多,其汽车空调种类较多,其控制电路各不相同。空调制控制电路各不相同。空调制冷系统中的电路基本由电磁冷系统中的电路基本由电磁离合器、风扇电动机、发动离合器、风扇电动机、发动机转速自动调整装置、安全机转速自动调整装置、安全电路、压力开关电路、温度电路、压力开关电路、温度控制器、继电器、
19、温度控制控制器、继电器、温度控制开关等部分组成。汽车空调开关等部分组成。汽车空调制冷系统基本电路如图制冷系统基本电路如图20-520-5所示。所示。20.2.2 20.2.2 汽车空调制冷系统控制电路汽车空调制冷系统控制电路汽车空调制冷系统控制电路汽车空调制冷系统控制电路 2 2空调制冷系统控制电路部件作用空调制冷系统控制电路部件作用与原理与原理 (1)(1)电磁离合器电磁离合器电磁离合器安装在压缩机前端,受温电磁离合器安装在压缩机前端,受温度控制开关、压力开关控制。它由压度控制开关、压力开关控制。它由压力板、弹簧片、引铁、带轮、固定铁力板、弹簧片、引铁、带轮、固定铁心和线圈组成,如图心和线圈
20、组成,如图20-620-6所示。所示。压力板用半圆键与压缩机轴相连,压力板用半圆键与压缩机轴相连,是电磁离合器的从动件。当电磁离合是电磁离合器的从动件。当电磁离合器线圈通电时,使铁心产生磁力,将器线圈通电时,使铁心产生磁力,将引铁引铁3 3吸贴在带轮端面上并随之转动吸贴在带轮端面上并随之转动(离合器结合离合器结合),使压缩机开始工作。,使压缩机开始工作。当电磁离合器线圈断电时,铁心磁力当电磁离合器线圈断电时,铁心磁力消失,电磁离合器分离,压缩机停止消失,电磁离合器分离,压缩机停止工作。工作。20.2.2 20.2.2 汽车空调制冷系统控制电路汽车空调制冷系统控制电路汽车空调制冷系统控制电路汽车
21、空调制冷系统控制电路(2)(2)温度控制开关温度控制开关 温度控制开关感受的温度有蒸发器表面温度、车内温度控制开关感受的温度有蒸发器表面温度、车内温度、大气温度。温度、大气温度。它根据蒸发器表面温度来控制压缩机的运行与停止。它根据蒸发器表面温度来控制压缩机的运行与停止。它一般安装在蒸发器中,出厂时已调好最低开关温它一般安装在蒸发器中,出厂时已调好最低开关温度。当车内温度大于调定值时,温控开关闭合,压缩机度。当车内温度大于调定值时,温控开关闭合,压缩机工作;当车内温度小于调定值时,温控开关断开,压缩工作;当车内温度小于调定值时,温控开关断开,压缩机停止工作。所以它能保持车内温度一定,也称机停止工
22、作。所以它能保持车内温度一定,也称恒温器恒温器。汽车空调制冷系统常用的温控开关有热力杠杆式和汽车空调制冷系统常用的温控开关有热力杠杆式和热敏电阻式两种。热敏电阻式两种。20.2.2 20.2.2 汽车空调制冷系统控制电路汽车空调制冷系统控制电路汽车空调制冷系统控制电路汽车空调制冷系统控制电路1)1)热力杠杆式温控开关热力杠杆式温控开关 热力杠杆式温控开关由两对热力杠杆式温控开关由两对触点、弹簧片、挺杆、膜片盒毛触点、弹簧片、挺杆、膜片盒毛细管组成,如图细管组成,如图20-720-7所示。所示。膜片盒内装有制冷剂,毛细膜片盒内装有制冷剂,毛细管贴附在蒸发器上。当蒸发器温管贴附在蒸发器上。当蒸发器
23、温度升高时,膜片盒内的制冷剂蒸度升高时,膜片盒内的制冷剂蒸发压力增大,膜片拱曲经弹性支发压力增大,膜片拱曲经弹性支架推动挺杆使弹簧片转动,触点架推动挺杆使弹簧片转动,触点闭合,压缩机工作;当蒸发器温闭合,压缩机工作;当蒸发器温度降低时,膜片盒内压力减小,度降低时,膜片盒内压力减小,膜片收缩,挺杆在弹簧的作用下膜片收缩,挺杆在弹簧的作用下回位,弹簧片复原使触点断开,回位,弹簧片复原使触点断开,压缩机停止工作。如此反复,使压缩机停止工作。如此反复,使车内温度保持在某一调定值。车内温度保持在某一调定值。20.2.2 20.2.2 汽车空调制冷系统控制电路汽车空调制冷系统控制电路汽车空调制冷系统控制电
24、路汽车空调制冷系统控制电路 2)2)热敏电阻式温控开关热敏电阻式温控开关 为了更精确地控制蒸发器出口温度,有些车型采用了热敏电阻为了更精确地控制蒸发器出口温度,有些车型采用了热敏电阻和放大电路组成的温控开关。热敏电阻安装在蒸发器出口,具有负和放大电路组成的温控开关。热敏电阻安装在蒸发器出口,具有负的温度系数。在放大电路中,温度调整电阻与热敏电阻串联,它可的温度系数。在放大电路中,温度调整电阻与热敏电阻串联,它可设定制冷系统的温度。热敏电阻式温控开关如图设定制冷系统的温度。热敏电阻式温控开关如图20-820-8所示。所示。温度调整电阻阻值设定后,放大器中温度调整电阻阻值设定后,放大器中B B点的
25、电位高低由热敏电阻点的电位高低由热敏电阻的阻值的大小决定。当车内温度高于设定温度时,热敏电阻阻值减的阻值的大小决定。当车内温度高于设定温度时,热敏电阻阻值减小,小,B B点电位降低,点电位降低,V3V3截止,截止,V4V4导通,继电器导通,继电器2 2的线圈通电使触点闭的线圈通电使触点闭合,电磁离合器接合,压缩机工作;相反,热敏电阻阻值增大,合,电磁离合器接合,压缩机工作;相反,热敏电阻阻值增大,B B点点电位升高,电位升高,V3V3导通,导通,V4V4截止,压缩机停止工作,如此周而复始,使截止,压缩机停止工作,如此周而复始,使车内的温度保持在设定的温度值。调整温度调整电阻的阻值,可改车内的温
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- 第20章 汽车空调与空调控制系统 20 汽车空调 空调 控制系统
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