2023年《汽车空调》教案(全章).pdf
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1、技工学校文化理论课教案(首页)(代 号A-3)共3页审 阅 签 名:科目汽车空调第一章第一节授课日期课时2班 级汽修授课方式讲 授作业题数7用间拟时20分钟教学目的1、了解汽车空调的作用和发展史2、理解汽车空调的相关概念选用教具挂图重点1、汽车空调的作用和相关概念2、制冷剂R 12和RI34a的性质和使用区别难点1、压力和蒸发2、制冷剂R12和R134a的使用区别教学回顾说明教 学 过 程新课弓I入我们开小车,夏天高温天气和冬天低温天气,我们人体都觉得很不舒服,为了使我们乘员感到舒适,保证乘员身体健康和行车安全,在车上安装了汽车空调和暖气系统。一、空调系统概述1、汽车空调的作用汽车空调系统的功
2、能是对车内空气的温度、湿度、流速和清洁度等参数进行调节,使乘员感到舒适,保证乘员身体健康和行车安全。衡量汽车空调性能的主要指标有车内空气的温度、湿度、流速和清洁度四大方面2.汽车空调系统的发展汽车空调系统是随着汽车的发展而发展起来的,其发展过程可以概括为以下五个阶段。第一阶段:单一暖风系统。第二阶段:单一制冷系统。第三阶段:冷暖一体化空调系统。第四阶段:自动控制的空调系统。第五阶段:微机控制的汽车空调系统。二、汽车空调系统的组成1 .制冷系统对车内空气和外部进入车内的新鲜空气进行冷却、除湿,使车内空气变得凉爽舒适。2.暖风系统对车内空气和由外部进入车内的新鲜空气进行加热,达到取暖、除湿的目的。
3、3 .通风系统将外部新鲜空气吸进车内,起到通风、换气作用。同时,通风对避免车窗玻璃起雾有良好的效果。4 .空气净化系统除去车内空气中的尘埃、臭味、烟气及有毒气体,使车内空气变得清洁。5.控制系统对制冷系统和暖风系统的温度、压力进行控制,同时对车内空气的温度、风量流向进行控制,实现空调系统的正常工作。三、汽车空调系统常用名词及概念1、温度温度表示物体的冷热程度。有摄氏温度、华氏温度和热力学温度三种表示方法。(1)摄 氏 温 度(t(.):摄氏温度规定在一个标准大气压下,水的冰点和沸点分别为0 C和1 0 0,其间分成1 0 0等份,每个等份是1。(2)华氏温度(tf):规定在一个标准大气压下,水
4、的冰点和沸点分别为3 2和2 1 2,其间分成1 8 0等份,每个等份为1。3)热力学温度(T):把水的冰点定为273.16K,水的沸点定为373.16K。三者之间换算:tf=32+(9/5)trtc=(5/9)(t-62)T=tf+273.162、压力物理上称垂直作用在单位面积上的力为压力,也称为压强。压力单位有帕斯卡(Pa)、工程大气压和磅力/英寸2。在汽车空调系统中,利用压力表可以测量制冷系统高、低压力和真空度。(1)帕斯卡(帕)国际单位(SD中压力单位与我国法定压力单位都是用帕斯卡(Pa)。因Pa的值太小,故常用kPa(千帕)或MPa(兆帕)来表达。lMPa=lX 103kPa=1X1
5、06 Pa(2)工程大气压工程上压力单位常用kgf/cm2,亦称为工程大气压。1 kgf/c/=0.098 MPa(3)磅力/英寸?西欧有些国家采用l b/(磅力/英寸2)作为工程上的压力单位2 21 kgf/一 =14.22 Ibf7z(4)真空度 低于标准大气压力的数值称为真空度。真空度一般用于维修系统抽真空用。3、湿度湿度表示空气里含有水蒸气的量。一定体积和温度的空气中含有水蒸气越多,空气越潮湿,反之越干燥。湿度一般用百分比表示,百分比越大,空气越潮湿,反之越干燥。在汽车空调中用湿度计来测量车内湿度,一般人体感觉较为舒适的湿度为50%-70%之间。4、冷凝冷凝是指气态物质经过冷却(空气或
6、水等热交换公式)转变为液体。冷凝过程一般为放热过程。在汽车空调中,冷凝器在风力作用下,带走制冷剂热量,使制冷剂由气态变为液态。5、汽化物质由液态变为气态的现象称为汽化。汽化有蒸发与沸腾两种形式。蒸发是指在任何温度下液体表面上所发生的汽化过程。例如晾衣服,不管温度高或低都会有蒸发过程,衣服上水分由液态变为气态。蒸发过程为吸热过程。沸腾是一种在液体表面和内部同时进行汽化的现象。例如,水 在1个大气压下加热 到100时,其内部会产生许多气泡,并且不断上升到水面破裂,放出蒸汽。6、制冷剂制冷剂是一种化学物质,如果将压缩机比喻为人体中的 心脏,制冷剂就如人体 中 的“血液”,它在制冷系统管道里不断地循环
7、工作。在压缩机作用下,制冷剂在蒸发器中由液态蒸发成气态,吸收热量,从而使车内温度降低;在制冷器内又将所吸收的热量放出,传递给空气,本身冷凝成液体。目前,汽车空调常用的制冷剂有R12和 R134a两种。教 学 过 程(1)R12制冷剂R12是氟利昂类制冷剂,其化学名称为二氟二氯甲烷。分子式072 a 2。R12在常温、常压下为无味气体,在标准大气压下,蒸发温度为-2 9.8 ,凝固温度为-158.。R12化学性能稳定,不易燃烧,与空气混合时不易爆炸,对人体无毒害。R 12制冷剂泄露出来的氟利昂长期停留在大气层中,其中的氟与大气中臭氧结合,会加速臭氧分解,破坏大气层中的臭氧层,所以在20世纪末已停
8、止生产。(2)RI34a制冷剂为减轻对臭氧层的破坏,研制取代R12新环保型制冷剂R134a,化学名称为四氟乙烷。在正常大气压下,蒸发温度为-26.5。,凝固温度为-101 C。RI34a不会对臭氧构成威胁。R134a制冷剂与R12制冷剂是不相容的,将制冷系统中的R12换 成R134a时必须遵循一些特殊原则和注意一些特殊事项。两种制冷剂不可以混合,否则将导致空调系统的严重损坏。7、冷冻机油制冷系统中运动部件-压缩机的运转如同其他机械一样需要油来润滑,以保证机件间减少磨损。制冷系统中使用的润滑油称为冷冻机油。冷冻机油是一种不起泡沫、不含硫的高级润滑油,其特点是凝点低。冷冻油的作用:冷冻作用、润滑作
9、用、密封作用小结1、汽车空调的作用与发展2、汽车空调的相关概念作业布置1、衡量汽车空调性能的主要指标有汽车内空气的气流速度、和洁净度四个方面。2、()是汽车空调的心脏。A、压 缩 机B、冷 凝 器C、膨 胀 阀D、蒸发器3、制冷剂R12的标准蒸发温度是()A、一28.9 B、-29.8 C 26.5 D 25.64、制冷剂RI34a的标准蒸发温度是()A、一28.9 B-29.8 C 26.5 D、-25.65、温度表示物体的 程度,有、和 三种表示方法。6、物体汽化有 和 两种形式。7、汽车空调系统由哪几部分组成?技工学校文化理论课教案(首页)(代 号A-3)共3页科目汽车空调第一章第二节授
10、课日期课时2班 级授课方式讲 授作业题数2用间拟时20分钟教学目的1、了解汽车空调制冷系统的组成2、掌握汽车空调的制冷原理选用教具挂图重点1、掌握汽车空调制冷系统的各部件的作用2、理解汽车空调的制冷原理难点1、制冷的蒸发与冷凝过程2、节流降压原理教学回顾说明审 阅 签 名:教 学 过 程复习旧课:上节了解了汽车空调有何作用以及相关的基本概念。新课引入汽车空调的由什么部件构成?又是如何工作的呢?这节课是我们学汽车空调的一个要掌握的重点内容。授课内容一、汽车空调制冷系统组成和工作原理汽车空调制冷系统的组成如图所示。各部件之间采用铜管或高压胶管连接,形成一个密封系统,制冷剂以不同的状态在这个密封系统
11、内循环,既以气体-液体-气体的状态变化。1、制冷系统主要部件功用汽车空调的制冷系统由五大主要部件所组成,即压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀和蒸发器。液态田;弭1制冷剂蒸发(1)压缩机 制冷系统动力。推动制冷剂在系统内不断循环,依靠发动机通过皮带来传递动力,一般安装在发动机前部,发电机下面。(2)冷 凝 器 类 似 发 动 机 散 热 器,其主要作用将制冷剂热量排放出去。一般安装在车头水箱前,利用发动机风扇和汽车行驶时产生自然风来强制冷却和散热。(3)储液干燥器 串接在冷凝器后面,主要作用为吸湿和过滤,使系统正常运行。一般安装在车头位置。(4)膨胀阀 也称为节流阀。安装在蒸发器入口前。主要作用
12、是通过流速变化,将制冷剂液体节流减压,由冷凝压力降到蒸发压力。(5)蒸发器 作用是使液态制冷剂蒸发以吸收车厢热量而制冷。它一般安装在车厢内。蒸发器内有鼓风机,可以不断地将制冷后的空气送出。2、汽车空调制冷的工作过程如图所示,高压高温的制冷剂气体从压缩机排出(当外界气温30 c 时,其制冷剂压力约 1.5MPa,7 0 0 ,经排气管进入冷凝器。制冷剂进入冷凝器后,由于发动机冷却风扇作用,制冷剂将大量热量传给冷凝器继而散发到车厢外的空气中,使气态制冷剂冷凝形成高压中温的制冷剂液体(这时液体制冷剂温度为57 C,压 力 为 1.5MPa),然后进到起吸湿和过滤作用的储液干燥器中,接着经膨胀阀到达蒸
13、发器。这时制冷剂为低温、低 压 液 体(有部分气体形成),刚出膨胀阀的制冷剂液体压力约为0.2M Pa,温 度 为 0 C,极易吸收车厢内 的 热 量(通过空气传递)。制冷液吸热后变为气体(这时制冷剂气体压力为0.2M Pa,温度 为 5 0 ,最后又回到压缩机。如此在密封系统中循环进行,不断地吸走车内热量,直至达到车厢内所要求的设定温度为止。汽车空调制冷工作过程可以分为四个过程:压缩过程、放热过程、节流过程和吸热过程。从压缩机排气口到膨胀阀入口是属于高压区(约 L5MPa),从而膨胀阀出口到压缩机内都属于低压区(约 0.2MPa),同样从冷凝器中部到膨胀阀出口属于液态区,从而蒸发器到冷凝器上
14、部属于气态区。(高压、高温)(低压、低温)气 叫 Q J (气体)热量-Z 降温)压 缩 机(升温I)g.一热量(散向出外 部 二2冷凝器;蒸发器2二 (来自室内)t (液体 理(雾状)雾状)赢)制冷剂流动O 1、压缩过程: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,输送到冷凝器。O 2、冷凝过程: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9-2制冷系统的组成O 3、干燥过程: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,并储存小部分的制冷剂。O 4、膨胀过程: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
15、压雾状的液/气态混合物,送入蒸发器。O 5、蒸发过程:低压雾状的液/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。小结1、汽车空调系统的组成。2、汽车空调的工作原理。作业布置1、汽车空调系统由哪几部分组成?各部件的作用是什么?2、汽车空调制冷包括哪几个过程?具体怎么样工作?技工学校文化理论课教案(首 页)(代 号A-3)共3页科目汽车空调第一章第三节授课日期202X.3.3课时4班 级授课方式讲 授作业题数7用间拟时20分钟教学目的1、了解“四大”部件及辅助设备的作用。2、重点掌握膨胀阀的工作原理选用教具挂图重点1、“四大”部件及辅助设备的作用。2、膨胀阀的工作原理难点1、膨胀阀
16、的工作原理教学回顾说明审 阅 签 名:教 学 过 程复习旧课:上节课程了解了制冷系统的组成,以及分析了制冷原理及制冷的工作过程。新课引入制冷系统四大部件及辅助部件的授课内容一、压缩机1、压缩机的功能压缩机是汽车空调制冷系统的心脏。压缩机有两个重要功能:一是能使系统内产生低压条件;二是把气态制冷剂从低压压缩至高压,并使其温度升高。压缩机是汽车空调制冷系统内制冷剂循环的泵,它把热量从吸热部分的蒸发器转送到放热部分的冷凝器里去。所以压缩机上述两个功能只要有一个失效,就会导致空调系统内制冷剂无法循环,无法进行热交换,空调制冷系统将工作不良或完全不制冷。2、压缩机结构形式和类型压缩机有往复式和循环式两种
17、,目前,汽车空调一般都采用往复式。往复式分直立式、曲 轴 式(立 式)和 斜 盘 式。这两种压缩机都是靠活塞在气缸内的往复运动来实现功能的。现在除部分大、中型客车空调压缩机由专门辅助发动机来驱动外,大部分中、小型客车、轿车均由汽车发动机带动。大、中型客车压缩机一般是传统的曲轴连杆机构往复活塞失,而中、小型客车、轿车则用斜盘式压缩机。二、冷凝器1、冷凝器的功用冷凝器是汽车空调制冷系统的主要部件之一,是一种由管子与散热片组合起来的热交换装置.冷凝器的功用是把来自压缩机的高温高压制冷剂的气体,通过冷凝器的管壁和散热片将热量排到车外空气中,并使制冷剂逐渐凝结成高压液体.2、冷凝器基本结构形式常用的冷凝
18、器一般有管片式、管带式、鲫片式、平行流动式四种。三、储液干燥过滤器1、储液干燥过滤器的功用储液干燥器串联在冷凝器与膨胀阀之间的管路上。在制冷系统中起储液、干燥和过滤液态制冷剂的作用。(1)储液储存液化后的高压液体制冷剂。根据制冷负荷的需要,随时供给蒸发器,并补充制冷系统的微量渗漏。(2)干 燥 防 止 或 减 少 水 分,使水分不易在制冷系统中造成堵塞故障。水分主要来自于新添加的润滑油、制冷剂含有的微量水分,维修制冷系统时侵入的湿空气,以及在抽真空时遗留下来的水分。这些水分和制冷剂混合在一起,当其通过膨胀阀时,由于压力和温度下降,容易凝结成冰,堵塞膨胀阀的出口,造成冰堵故障。(3)过滤是将制冷
19、系统中由于维修或制造时没有处理干净而带入的一些杂物以及制冷剂和水混合后对金属产生强烈的腐蚀作用而脱落的杂质过滤掉。这些杂质在制冷系统中与制冷剂混在一起在系统中循环,容易将系统中的小孔堵塞,影响系统正常工作。同时增加压缩机的磨损,缩短其使用寿命。2、储液干燥过滤器的结构主要由外壳、观察镜、安全溶塞和管接头等组成。在大型汽车制冷系统里,将储液、干燥、过滤设为独立的部件,以方便维修。在中小型汽车制冷系统中三者合为一个容器,外形呈筒形,通常布置在通风、冷却良好且远离热源的地方,3、干 燥 剂 是 一 种 能 从 气 体、液体或固体中去掉湿气的固体物质,如硅胶、分子筛等。硅胶在干燥时呈深蓝色,吸水后转变
20、为粉红色。8 2 c疗的硅胶在6 5 c下大约能吸收1 0 m L水。分子筛吸湿性能比硅胶优越,目前汽车空调系统中主要用分子筛作为干燥剂。在制冷系统里,由于R 1 2和R I 3 4 a的特性不相同,所 以4 A-X H-5型分子筛适用于R 1 2制冷系统,X H-7型 和X H-9型分子筛适用于R 1 3 4 a0四、膨胀阀1、膨胀阀的作用膨胀阀安装在蒸发器的进口管道中,为制冷循环高压与低压的分界点。其作用是将从储液干燥器流来的高压液态制冷剂从小孔喷出,使其急剧膨胀,变成低压雾状体,使之易于吸热汽化,另外它可以起节流作用,控制制冷剂流入蒸发器的流量,使蒸发器能在各种不同负荷的情况下,进行工作
21、,这种控制是通过感温元件自动控制膨胀阀的开启度来实现。2、膨胀阀的类型及结构汽车空调制冷循环采用感温式膨胀阀。主要由感应装置、阀体和手动调节件三部分组成。(1)感 应 装 置 包 括 感 温 包、毛细管、波纹膜片、密封盖等,装在阀体上部,形成一个密封腔。感温包里面充注8 0%制冷剂液体,安装在蒸发器的出口处,感受蒸发器尾部的温度。膜片一般用不锈钢或青铜片冲压而成。(2)阀体 包括阀的外壳、阀 针(球 阀)、阀座、传动杆、传动盘、过滤网等。(3)手动调节部分包括调整螺母或调整螺杆、弹簧及弹簧座等,改变调整弹簧的预紧度,便可以改变膨胀阀工作时的最大和最小开启度。感温式膨胀阀还可分为内平衡式膨胀阀和
22、外平衡式膨胀阀。五、蒸发器1、蒸发器的作用液态制冷剂通过膨胀阀的节流控制作用雾化并进入蒸发器,蒸发器把低温低压的液体制冷剂,吸收车厢内热量。同时空气中的水蒸气凝结在蒸发器的外面成为液态水,通过蒸发器罩底部排水管把水导出车外。2、蒸发器基本结构形式常用的蒸发器一般有管片式、管带式2种。3、鼓风机离心式鼓风机安装在蒸发器的里侧。其功用是将车内温度较高的空气吹向蒸发器,经过热交换变成冷风送入车厢内,由此不断地循环是车厢内降温。小结1、“四大”部件及辅助设备的作用。2、膨胀阀的工作原理教 学 过 程作业布置1、汽车空调压缩机可以分为 和 两类。2、热力膨胀阀可以分为 和 两种。3、贮液干燥过滤器一般安
23、装在 和 之间。4,()是汽车空调制冷系统的心脏。A、压缩机 B、冷凝器 C、节流装置 D、蒸发器5、下 面()不属于汽车空调的辅助设备A、观察孔 B、蒸发器 C、电磁阀 D、贮液罐6、干燥剂硅胶吸水后变为()。A、浅蓝色 B、深蓝色 C、黑色 D、粉红色7、简述内平衡式膨胀阀的工作过程。技工学校文化理论课教案(首页)共3页(代号A-3)科目汽车空调第二章第一节授课日期202X.3.6课时2班 级授课方式讲 授作业题数4用间拟时20分钟教学目的1、了解各电气控制部件的作用选用教具挂图重点1、压力开关的作用难点1、压力开关控制原理教学回顾说明审 阅 签 名:教 学 过 程复习旧课:上节课具体学习
24、了四大部件及辅助设备的类型、作用等。新课引入为了使汽车制冷系统正常运行且当制冷系统出现故障时不致损坏整个系统和压缩机,保证车内温度能维持在预先设定的温差范围内,制冷系统有一系列的控制元件和执行机构,并且通过电气系统或其他真空系统来实现自动控制和调节。电气系统所使用的基本元件和电路包括电磁离合器、风扇电动机、发动机怠速自动调整装置、安全电路、压力开关电路、温度控制器、继电器和控制开关等。授课内容一、电磁离合器基础知识1、电磁离合器的功用一般轿车空调设备的压缩机是由该发动机通过电磁离合器驱动。其功用是在不需要使用空调设备的季节或在车厢温度达到规定温度时,电梯离合器可使发动机与压缩机分离,中断动力传
25、递,而在需要使用空调设备时,电磁离合器又使发动机与压缩机结合,传递动力。2、电磁离合器结构及原理电磁离合器一般安装在压缩机主轴前端,主要由带轮、压板和线圈组成。带轮由发动机曲轴带动并在压缩机主轴前端转子轴承上空转,压板通过半圆键或花键与压缩机主轴连接。线圈安装在机壳内。当电流通过线圈时,产生强磁场,克服片状弹簧的弹力,使压板和自由转动的带轮吸全成一体,动力通过带轮、压板、片状弹簧、固定盘传到压缩机主轴,使主轴旋转。如果电流截断则磁场消失。在片状弹簧的作用下,压板和带轮分离,压缩机停止工作。二、怠速自动调整装置结构和加速控制装置1、怠速自动调整和加速控制装置基础知识在车辆拥挤的街道上缓慢行驶或停
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