汽车空调系统修改.ppt
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1、汽车空调系统的功能制冷系统:对车内空气或由外部进入车内的新鲜空气进行冷却或除湿,使车内空气变得凉爽舒适。暖风装置:主要用于取暖,对车内空气或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。通风装置:将外部新鲜空气吸进车内,起通风和换气作用。同时,通风对防止风窗玻璃起雾也起着良好作用。空气净化装置: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。控制系统:控制空调系统的工作。,9.1 概述,9.1.2 汽车空调的特点抗冲击能力强动力源多样电力控制源多样制冷效果强控制方式不一样结构紧凑、质量小车内风量分配不均匀,9.1 概述,9.1.3 制冷剂和冷冻油1、制冷剂()对制冷剂
2、的要求在适当蒸发温度时,蒸发压力不低于大气;在适当冷凝压力时,温度不能过高;无色、无味、无毒、无刺激性,对人体健康无损害;不易燃烧,不易爆炸;无腐蚀性;价格合理,容易得;性能系数较高;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;泄漏时容易侦测。,9.1 概述,9.1.3 制冷剂和冷冻油1、制冷剂()制冷剂(已不用)制冷剂 R12 学名二氯二氟甲烷,分子式 CF2Cl2,分子量 120.92。R12 在常温,常压下为无色无味气体,相对密度约为空气的 4.18 倍。在正常大气压下,其蒸发温度为 29.8,凝固温度为 158。()R134a制冷剂R134a制冷剂的分子式为C
3、H2FCF3,是卤代烃类制冷剂中的一种。R134a对环境无害,即对大气臭氧层无破坏作用,不产生附加的温室效应。,9.1 概述,9.1.3 制冷剂和冷冻油1、制冷剂()使用制冷剂的注意事项装制冷剂的钢瓶要储存在阴凉、干燥通风的地方,运输过程中要严防震动和撞击;在充灌制冷剂时,对装制冷剂的容器加热,应在40以下的温水中进行,而不可将其直接放在火上烘烤。否则,会引起内贮的制冷剂压力增大,导致容器发生爆炸;制冷剂在大气环境下会急剧蒸发,当其液体落到皮肤上时,会从皮肤上大量吸热而汽化,造成局部冻伤,所以要避免接触皮肤;要避开明火:制冷剂不会燃烧和爆炸,但与明火接触时,会分解出对人体有害的气体(光气);在
4、检查和添加制冷剂时,或打开制冷系统管路时,要在通风良好的地方进行操作。否则当制冷剂排到大气中含量超过一定量时,会使大气中的氧气浓度下降,而使人窒息。,9.1 概述,9.1.3 制冷剂和冷冻油(制冷系统润滑)2、冷冻油(1)对冷冻机油性能的要求要有适当的粘度,受温度的影响要小,而且这种粘度形成的油膜强度要高,能承受较大的轴向负荷,在不同温度下具有良好的润滑性能;要有良好的低温流动性和互溶性,在制冷系统中,润滑油随制冷剂一起在系统中流动,在任何温度下都不能沉积,而且互溶,避免通过节流孔管时造成溅爆产生燥声;化学性质要稳定,与制冷剂和其他材料不起化学反映;毒性腐蚀要小,闪点要高,这是对安全性一种要求
5、,最好是无毒,不燃烧,对金属橡胶无腐蚀。吸水性要小,如油中水份含量过高,通过节流阀时会因低温而结冰,造成系统因结冰而堵塞的现象。,9.1 概述,9.1.3 制冷剂和冷冻油1、制冷剂(2)冷冻油的使用注意事项 必须严格使用原车空调压缩机所规定的冷冻油牌号,或换用具有同等性能的冷冻油,冷冻油吸收潮气能力极强,加注或更换时,操作必须迅速,在加注完后应立即将油罐的盖子封紧贮存,不得有渗透现象。不能使用变质的冷冻油。只允许加到规定的用量,绝不允许过量使用,以免降低制冷效果。在排放制冷剂时要缓缓进行,以免冷冻油和制冷剂一起喷出。,9.1 概述,9.2.1制冷的基本原理 当液体变成气体时吸收了热量,从而降低
6、了温度。汽车制冷就是通过消耗一定的动力把制冷剂由气体转 变成液体,然后再利用由液体转变成气体过程中吸收外部热量来达到汽车制冷的目的。,9.2 汽车空调制冷系统,()压缩过程 压缩机从蒸发器吸入低温低压气态制冷剂,并将其压缩成高温(约 65)、高压(约1300kPa)气态制冷剂送往冷凝器冷却降温;()冷凝过程 高温高压气态制冷剂由发动机水箱前面的冷凝器(散热器)散热,将其冷凝成高温(约55)、高压(约1300kPa)液态制冷剂;()膨胀过程 冷凝后的高温高压液态制冷剂经热力膨胀阀节流降压后,将其转变成低温(约零下5)、低压(约150kPa)的液态制冷剂送入蒸发器;()蒸发过程 低温低压液态制冷剂
7、流经蒸发器时,不断吸收车内空气的热量而汽化成低温(约为0)、低压(约 150 kPa)气态制冷剂。从蒸发器流出的气态制冷剂又被压缩机吸入而进入下一次制冷循环。,9.2 汽车空调制冷系统,制冷系统的组成及制冷循环工作过程,1、压缩机 功用是驱动制冷剂循环流动,将低温(约0)低压(约150kPa)的气态制冷剂压缩成高温(约65)高压(约1300kPa)的气态制冷剂。主要有斜盘式(翘板式)、曲柄连杆式、转子式、叶片式、螺杆式和涡旋式六种。图为最常用的斜盘式压缩机,9.2 汽车空调制冷系统,1主轴;2一活塞;3旋转斜盘;4一吸气阀;5一前排气阀;6前盖;7一前缸半部;8一后缸半部;9一油底壳;10一后
8、盖;ll机油泵齿轮,9.2.3 制冷系统主要零件,9.2 汽车空调制冷系统,9.2.3 制冷系统主要零件空调压缩机的工作过程 当电磁离合器线圈电路接通时,压盘及其轮毅、压缩机轴、斜盘与驱动带轮结合成一体随发动机曲轴旋转。当活塞左移使气缸内的压力低于吸气腔的压力时,吸气阀片被吸开,吸气腔内的低温低压气态制冷剂由吸气孔进人该气缸。当斜盘转过一定角度,活塞右移使气缸内的压力高于排气腔的压力时,排气阀片被压开,活塞将气缸内的气态制冷剂压缩成高温高压气态制冷剂从排气孔排入排气腔,并经高压管路送往冷凝器冷却。当电磁离合器线圈电路切断时,线圈电流和电磁吸力消失,压盘在片簧弹力作用下与驱动带轮分开,曲轴带动压
9、缩机驱动带轮空转,压缩机停止工作,制冷循环停止。在压缩机工作过程中,活塞和气缸壁等运动部件的润滑主要依靠随制冷剂一起循环、并在吸气腔因压力和温度降低而析出的润滑油(又称为冷冻油)进行润滑。,2、冷凝器 冷凝器的功用是将空调压缩机送来的高温、高压气态制冷剂中的热量散发到车外,使制冷剂冷凝成高温、高压液体再进入储液干燥器。按散热片结构不同,冷凝器可分为管片式和管带式两种。,9.2 汽车空调制冷系统,(a)管片式冷凝器与散热器;(b)管带式冷凝器,9.2.3 制冷系统主要零件,3膨胀阀(1)热力膨胀阀的功用一是节流降压,二是调节流量。(2)热力膨胀阀的结构原理当蒸发器出口蒸气温度升高时,感温元件内部
10、制冷剂吸热膨胀压力升高,迫使球阀压缩预紧弹簧使节流阀开度增大,进入蒸发器的制冷剂流量增大,蒸发器制冷量增大,车内空气温度降低。反之,当蒸发器出口蒸气温度降低时,节流阀开度减小,制冷剂流量减小,蒸发器制冷量减少,车内空气温度将升高。,9.2 汽车空调制冷系统,9.2.3 制冷系统主要零件,1-感温元件;2-球阀;3-调节螺栓;妇预紧弹簧;5-阀体,4、蒸发器(1)蒸发器的结构特点蒸发器的结构与冷凝器相似,也是由铜管(或铝管)与铝片(或铁片)组成的一种热交换器。(2)蒸发器的工作原理当热力膨胀阀节流降压后的低温、低压制冷剂在蒸发器内流动时,由于制冷剂蒸发汽化吸热,并通过管壁和吸热片吸收风道中空气的
11、热量,因此空气冷却降温变成冷气(即产生冷源),再用鼓风机将冷空气从各出风口送入车内(乘员室内),从而达到降温目的。,9.2 汽车空调制冷系统,9.2.3 制冷系统主要零件,储液干燥器 功用一是临时储存制冷剂,保证制冷循环连续稳定地进行;二是吸收制冷剂中的水分,防止制冷系统发生冰塞。所谓冰塞是指温度过低导致水分结冰而发生堵塞。,9.2 汽车空调制冷系统,9.2.3 制冷系统主要零件,9.2.4 汽车空调控制部件温度控制器温控器的作用就是根据蒸发器表面温度的高低,接通和切断空调压缩机电磁离合器线圈电路,使蒸发器表面温度保持在规定的(一般为1一4)范围内。常用的温控器有波纹管式(如桑塔纳轿车和奥迪
12、100型轿车空调系统采用的温控器)和热敏电阻式两种。,9.2 汽车空调制冷系统,温度控制器(1)波纹管式温度控制器 主要由感温管、波纹管、温度调节凸轮、弹簧、触点等组成。在感温管内充有制冷剂饱和液体,一端与温控器内的波纹伸缩管相连通,另一端插入蒸发器吸热片内2025cm左右。,9.2 汽车空调制冷系统,1-蓄电池;2-空调电磁离合器线圈;3,8-弹簧;4-感温管;5-波纹伸缩管;6-凸轮轴;7-温度调节凸轮;9-调整螺钉;10-触点;K;11-接线插头,温度控制器(2)热敏电阻式温度控制器由热敏电阻式蒸发器温度传感器,电子放大电路、电磁离合器继电器等组成。,9.2 汽车空调制冷系统,1-点火开
13、关;2-继电器磁化绕圈;3-继电器触点;4-熔断丝;5-压缩机电磁离合器线圈;6-蓄电池;7-热敏电阻;8-温度调节电位器;9-电子式温控器,工作过程如下:热敏电阻式温度传感器采用负温度特性的热敏电阻,具有温度升高电阻值减小、温度下降电阻值增大的特点。热敏电阻安装在蒸发器空气出口一侧,以便感测蒸发器出口冷气的温度,温控器的设定温度由电位器 8设定,触点常开型继电器2由三极管 T4控制,继电器触点K串联在压缩机电磁离合器线圈电路中。当蒸发器温度高于设定温度值时,热敏电阻阻值较小,温控器电路中B点电位较低,三极管T3截止、T4导通,继电器磁化线圈2通电,产生电磁吸力将触点3吸闭,接通电磁离合器线圈
14、电路,使压缩机运转制冷,蒸发器温度开始下降。当蒸发器温度下降到设定温度的下限值时,热敏电阻阻值增大,B点电位升高,使三极管T3导通、T4截止,继电器磁化线圈电路切断、触点断开,使电磁离合器线圈电路切断,压缩机停止运转,蒸发器温度开始升高。当温度升高到设定温度的上限值时,温控器又会使压缩机运转制冷,蒸发器温度将再次下降,如此循环工作,便可使蒸发器温度控制在设定的温度范围内。,9.2 汽车空调制冷系统,怠速控制装置(1)怠速继电器 怠速继电器的主要功能是防止汽车怠速时,由于压缩机负荷造成的发动机工作不稳定,采用在发动机处于怠速运转时自动切断压缩机电磁离合器电流,使压缩机停止工作的方法来稳定发动机转
15、速。,9.2 汽车空调制冷系统,1接点火线圈负接柱;2接电磁离合器;3接电源正极,工作过程:电路中VTl、VT2及相应的阻容元件组成一频率电压转换电路,送入的发动机转速信号经电阻R1、R2、电容C1衰减、滤波后由三极管VTl放大,放大后的脉冲电压又被由电容C2、电阻R5和二极管VD2组成的微分电路微分,使其脉冲宽度为一固定值,再经三极管VT2放大整形,经R70、3滤波后使在由R8、RP和R9组成的分压电路两端得到一电压幅值与输入脉冲的频率成反比的直流电压,该电压经电位器RP分压后送入由VT3、VT4组成的施密特触发器的输入端,用来控制触发器的导通和截止,通过继电器K来控制压缩机电磁离合器线圈电
16、路的接通和断开。当发动机在怠速运转时,点火频率较低,经频率电压变换电路得到的直流电压较高,施密特触发器的输入电压也较高,则VT3导通,VT4截止,使继电器K触点张开,切断了电磁离合器线圈电路,压缩机不工作。当发动机转速升高到某一值时,点火信号频率增加,输入到施密特触发器的电压下降,使VT4导通,继电器K触点闭合,接通电磁离合器线圈电路,使压缩机工作。,9.2 汽车空调制冷系统,怠速控制装置(2)怠速提高装置由热敏电阻式蒸发器温度传感器,电子放大电路、电磁离合器继电器等组成。电控燃油喷射系统怠速控制装置结构如图,这种怠速提高装置可以根据发动机负荷变化的状况,精确的控制发动机根据空调压缩机等其它负
17、载稳定的工作。在中、高档轿车上还采用了节气门直动式怠速控制方式。,9.2 汽车空调制冷系统,加速控制装置汽车行驶加速或超车加速,都需要尽可能大的发动机功率来提高车速,此时应切断电磁离合器线圈电路,使压缩机停止工作。为此,大多数汽车上都设置了加速控制装置。,9.2 汽车空调制冷系统,1延迟继电器;2加速开关,加速控制装置工作过程:当加速踏板踏下行程达到最大行程的90时,加速开关及延迟继电器切断电磁离合器线圈电路,使压缩机停止工作,解除了压缩机的动力负荷,发动机的全部输出功率用来克服加速时的阻力,提高了车速。当踏板行程小于90或加速开关打开后延时十几秒后则自动接通电磁离合器线圈电路,使压缩机又自动
18、恢复工作。,9.2 汽车空调制冷系统,压力开关功用是当制冷系统工作压力异常(过高或过低)时,自动切断电磁离合器线圈电路,使压缩机停止运转或接通冷凝风扇高速挡使冷凝风扇高速运转,从而防止制冷系统压力过高或过低而损坏压缩机和制冷部件。压力开关分为高压开关、低压开关和高、低压双向复合开关三种。高压开关又分为触点常闭型和触点常开型两种。高、低压开关的结构与外形大同小异,如图所示。,9.2 汽车空调制冷系统,(a)触点常闭型高压开关(b)低压开关1接线插片;2复位弹簧;3触点;4壳体;5推杆;6膜片;7“O”形密封圈;8螺纹安装接头(与制冷系统高压管路连接),9.2 汽车空调制冷系统,冷却液过热开关冷却
19、液过热开关又称为水温开关,其功用是防止在发动机过热的情况下使用空调。过热开关一般安装在发动机散热器或冷却液管路上,以便监测发动机冷却液温度。当发动机冷却液温度超过某一规定值(例如,奥迪 100型轿车的设定值为120)时,过热开关触点断开(或触点闭合再通过空调放大器)切断电磁离合器线圈电路使压缩机停止运转。当冷却液温度降低到某一规定值(如奥迪 100型轿车的设定值为106)时,过热开关触点自动复位,空调压缩机恢复工作。,环境温度开关环境温度开关也是串联在压缩机电磁离合器电路中的一只保护开关,或者直接串联在空调放大器电路中。通常当环境温度高于4时,其触点闭合;而当环境温度低于4时,其触点将断开而切
20、断电磁离合器的电路或者空调放大器电源。原因是当环境温度低于4时,由于温度较低,压缩机内冷冻油粘度较大,流动性很差,如这时启动压缩机,润滑油还没来得及循环流动并起润滑作用时,压缩机就会因润滑不良而磨损加剧甚至损坏。汽车空调使用手册规定,在冬季不用制冷时,也要求定期开动空调制冷系统以使制冷剂能带动润滑油进行短时间的循环,以保证压缩机以及管路连接部位和阀类零件的密封元件不因缺油而干裂损坏,造成制冷剂的泄漏,膨胀阀、电磁旁通阀等卡死失灵。,9.2 汽车空调制冷系统,过热限制器过热限制器主要用于控制压缩机温度过高时,切断电磁离合器的电路,使压缩机停止运行,防止压缩机受到损坏。它包括过热开关和熔断器两部分
21、。过热开关是一种温度传感开关,装在压缩机后盖紧靠吸气腔的位置,其构造如图所示。,a)早期模式b)新模式l端子;2外罩;3膜片;4热敏管;5基座开口;6膜片安装基座;7导电触点,过热限制器的电路原理示意图如图所示。熔断器有三个接头,S接过热开关,B接外电源C接离合器。熔断器内部B和C之间接一个低熔点金属丝,S和C接电热丝。正常情况下,电流通过空调开关,经过熔断器低熔点金属丝到压缩机离合器的电磁线圈。当发生过热时,过热开关2闭合,它使流经过热限制器的电热丝4接地。电热丝发热后熔化低熔点金属丝5,切断压缩机离合器电路和过热保护开关的电路,压缩机停止运行,起到过热保护的作用。熔断器断路后,不会自行恢复
22、,一定要仔细检查制冷系统是否因泄漏而缺少制冷剂。否则,接好易熔丝后,很快又烧断。另外,如果仔细检查制冷系统后,确认不缺少制冷剂,那么就可能是过热开关损坏,此时需要更换新的过热开关。,1离合器线圈;2过热开关;3热熔断器;4发热丝;5低熔点金属丝;6空调开关;7点火开关,高压卸压阀如果制冷剂的压力升得太高,它将会损坏压缩机。因此,在典型的空调系统中,有一个装在压缩机或高压管路上由弹簧控制的卸压阀,其结构如图所示。按不同系统和厂家,此阀的压力调整值有所不同,一般在2.4132.792MPa范围内变化。当压力超出调整值时,卸压阀将开始使制冷剂放空溢出,直到压力降低到调定值为止,此时在弹簧作用下,阀又
23、自动关闭,以保证制冷系统正常工作。,9.3.1 采暖系统暖风系统的分类按所使用的热源不同可分为:(1)水暖式暖风系统,利用发动机的冷却液热量,多用于轿车。(2)独立热源式,装有专门的暖风装置,多用于客车和载货车。(3)综合预热式,既利用发动机的冷却液热量,又装有燃烧预热的综合加热暖风装置,多用于大客车。暖风系统的作用(1)冬季天气寒冷,在运动的汽车内人们感觉更寒冷。这时,汽车空调可以向车内提供暖风,提高车室内的温度,使乘员不再感觉到寒冷。(2)冬季或者初春,室内外温差较大,车窗玻璃会结霜或起雾,影响司机和乘客的视线,不利于安全行车,这时可以用暖风来除霜和除雾。,9.3 采暖系统与送风系统,水暖
24、式暖风系统工作过程水暖式暖风系统一般由控制开关、鼓风机、暖风水箱、循环水控制开关及相应的管路组成,如图所示。需要暖风时,接通控制开关,循环水控制开关也自动接通,这样发动机的冷却液开始在暖风水箱及管路中循环。鼓风机同时开始转动,冷风通过暖风水箱后变成暖风通过出风口吹向车内。,9.3 采暖系统与送风系统,1控制开关;2循环水控制开关;3暖风水箱;4鼓风机,9.3.2 通风系统通风装置通风装置的作用是在汽车运行中从车外引入一定量的新鲜空气,并将车内的污浊空气排出车厢外,同时还可以防止风窗玻璃起雾。通风装置的通风方式一般有动压通风、强制通风和综合通风三种方式。(1)动压通风动压通风也称自然通风,它是利
25、用汽车行驶时对车身外部所产生的风压为动力,在适当的地方开设进风口和排风口,以实现车内的通风换气。因此,轿车的进风口设在车窗的下部正风压区,而排风口设置在轿车尾部负压区。(2)强制通风强制通风是利用鼓风机强制将车外空气送入车厢内进行通风换气的。这种方式需要能源和设备,在备有冷暖气设备的车身上大多采用通风、供暖和制冷的联合装置。3)综合通风综合通风是指一辆汽车上同时采用动压通风和强制通风。采用综合通风系统的汽车比单独采用强制通风或自然通风的汽车结构要复杂得多。最简单的综合通风系统是在自然通风的车身基础上,安装强制通风扇,根据需要可分别使用或同时使用。这样,基本上能满足各种气候条件的通风换气要求。,
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