汽车空调制冷系统设计.docx

郑州科技学院专科毕业论文（设计） 题 目 汽车空调制冷系统设计姓 名 专 业 汽车制造与装配 班 级 08汽配 系 别 机械工程系 指导老师 完成时间 2010年12月15日 汽车空调制冷系统设计摘 要汽车空调制冷系统的发展是驾驶员及乘车在驾驶和乘车的时候能拥有一个比较舒适的驾驶和乘车环境。由于汽车空调比家用空调使用的环境更加恶劣，所以对汽车空调要求很高，另外汽车空调的安装比家用空调难度大要求高，所以需要设计出新的汽车空调制冷系统。本文针对汽车空调发展史、汽车制冷剂及汽车空调各主要部件的作用及工作原理做了讲解。还对汽车空调工作原理做了简单的说明。 关键词 汽车空调 制冷系统 组成原理AUTOMOTIVE AIR CONDITIONING AND REFRIGERATION SYSTEM DESIGNABSTRACTAutomotive air conditioning and refrigeration system is the development of the driver and ride in driving and driving time can have a more comfortable posture and driving environment. Because automotive air conditioning than household air-conditioner use environment more severe, so for automotive air conditioning is demanding, additionally the installation of air conditioning than household air-conditioner difficult require high, so we need to design a new automobile air-conditioning and refrigeration system. This paper automotive air conditioning history, automobile refrigerants and automotive air conditioning of major parts of function and principle of work of automotive air conditioner explaining. Work principle of simple explanation. KEY WORDS Automotive air conditioning The refrigeration system Composition principle目 录中文摘要I英文摘要II1汽车空调制冷系统的发展12 车空调制冷系统特点13 汽车空调制冷剂和润滑油13.1 制冷剂13.2 润滑油24 汽车空调制冷系统各主要部件34.1 压缩机34.1.1 压缩机的合理选型和匹配34.1.2 确定合适的传动比54.2 膨胀阀和膨胀节流管74.2.1 膨胀阀74.2.2 膨胀节流管的结构和工作原理104.3 冷凝器114.3.1 汽车空调冷凝器的作用与布置114.3.2 冷凝器的结构114.4 蒸发器124. 4. 1 作用和特点124.4.2 主要结构形式124.4.3 蒸发器箱总成构造134.5 储液干燥器144.6 气液分离器（积累器）154.7 电磁离合器164.8 电磁阀174.9 电磁旁通阀185 汽车空调制冷系统布置及制冷原理195.1 汽车空调制冷系统布置195.2 汽车空调制冷系统原理19结束语21致 谢22参考文献231 汽车空调制冷系统的发展汽车空调制冷系统是1939年由美国通用汽车公司帕克公司首先在轿车上安装又机械制冷的空调器。这项技术由于二次世界大战而停止了发展。战后的美国经济迅速发展，特别是因1950年美国石油产地的炎热天气，急需大量的冷气车，而使单一降温的空调汽车得以迅速发展起来。欧洲、日本到1957年才加装这种单一冷气轿车。单一降温的方法目前仍在热带、亚热带地区使用【1】。2 汽车空调制冷系统特点（1)空调装置运行时振动较大，汽车空调装置是移动式车载空调装置，由于道路不平，汽车在行驶中颠簸振动大，所以装置中连接管道应采用挠性制冷剂管道。(2)冷凝器紧靠着发动机的散热器,所以它的冷凝温度往往是低高的,所以其运行工况比其它空调装置恶劣。(3)汽车空调系统的压缩机是直接由发动机驱动的，它是通过一个皮带驱动机构来实现的。当压缩机不工作时，压缩机可以与发动机脱开，它是通过一个电子离合器来实现的。空调系统停止工作时，应经常检查皮带的松紧，以确定离合器动作是否正确，有时离合器因轴承的损坏而影响压缩机的轴封，造成压缩机轴封处制冷剂泄漏。所以要检查离合器轴承损坏的早期迹象【2】。3 汽车空调制冷剂和润滑油3.1 制冷剂 制冷系统中各个部件中的功能都是通过制冷剂工质的流动和状态变化来实现的。汽车空调制冷系统中目前都是采用蒸汽压缩式制冷方式。由于汽车空调的冷却条件比固定式制冷系统差，所以为了防止冷凝压力过高，应使用饱和蒸汽压力相对较低的制冷剂。在以前生产的汽车空调中大都是用R12，但随着发现CFC类物质对大气臭氧层的破坏作用，根据关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔仪定书，CFC类物质在2000年前已完全禁用。因此目前生产的汽车空调中采用的大都是R134a工质。用R134a替代R12后，制冷系统在许多地方需要改进。两者相比R134a的传热性能比R12高30左右，但流动阻力较大；R134a的冷凝压力高而蒸发压力低，因此压缩机的压比大，功耗增加：R134a的气体比容大，单位容积制冷量小，压缩机的体积增大；R134a的绝热指数小，而比热较大，因此压缩机的排气温度降低，而节流损失增大。对R134a和R12的理论循环进行计算发现前者的性能系数COP值约低3-6。另外R134a汽车空调系统的许多地方需要相应改变，如润滑油用人工合成油代替原先的矿物油，橡胶软管需增加一层尼龙防止制冷剂渗漏等【3】。3.2 润滑油 制冷压缩机中使用润滑油(又称冷冻油)的主要作用有润滑、密封、冷却和消除噪音。冷冻油的性能参数包括粘度、凝固点、闪点、燃点和浊点。冷冻油的存在会影响传热效果，增加功耗，因此根据润滑油的性质舍理选择冷冻油的充灌量对制冷系统是非常重要的。汽车空调中R134a制冷剂是以矿物油为润滑油，但矿物油与制冷剂R134a不相溶而不能使用。目前能与R134a相溶的有PAG和POE(ester)两类润滑油。其中PAG是一种合成多元醇，由于有不同的分子结构而分成许多种类，分别呈现不同物理性质。R134a应用初期，主要采用PAG作为冷冻油。由于PAG的一些不利性能，及多元醇酯POE(ester)合成油的研制成功，加上ester具有许多比PAG更好的性能，故逐渐人们的研究已转移至POE上。POE(ester)是一种合成多元醇酯又称为酯类油，山精选的多元醇酯基础油和添加剂配置而成。主要成分是季戊四醇、三甲基丙酮和各种直炼或支链型酯酸。POE与R134a及R12等制冷剂互溶具有较好的抗磨性、润滑性、稳定性和防腐性【4】。4 汽车空调制冷系统各主要部件4.1 压缩机4.1.1 压缩机的合理选型和匹配汽车空调压缩机是汽车制冷系统的心脏，是推动制冷剂在制冷系统中不断循环的动力源，压缩机机型和性能参数的合理选择、传动比的合理确定对整车空调系统的影响是非常重要的。图 4-1 为压缩机图 。图 4-1 压缩机4.1.1.1 压缩机机型选型根据工作方式的不同，压缩机一般可以分为往复式和旋转式，常见的往复式压缩机有活塞式和斜盘式，常见的旋转式压缩机有旋转叶片式。活塞式压缩机是第1代压缩机，结构简单，制冷效率低，目前大多应用在客车和卡车的大排量空调系统中。斜盘式压缩机是第2代压缩机，在1500r/min时, 制冷效率比活塞式压缩机高10，是轻型客车和轿车主选压缩机，豪华型车辆，适宜采用变排量斜盘式压缩机。旋转叶片式压缩机是第3代压缩机，在1500r/min时,制冷效率比往复式压缩机高20，由于制冷效率高、噪声和振动小，在汽车空调系统上也有一定的应用。压缩机机型应根据不同的车型，综合成本经济性、运行经济性等方面合理进行选择【5】。4.1.1.2 压缩机性能参数选型性能参数选型第一步是计算车辆的热负荷，并根据此计算结果进行初步选型，选型原则是压缩机在设计规定转速下额定制冷量不得低于空调系统名义制冷量的93，输入功率不得超过设计规定值的105,单位功率制冷量不得低于设计值的95。压缩机主要性能参数包括：排量、最高允许瞬时转速、最高允许连续转速、压缩机性能曲线等。表1为压缩机排气量与系统制冷量一般选型规范。大中型客车的设计规定转速一般为压缩机转速为20002500rpm。现在大中型客车主发动机功率一般较大，所以压缩机输入功率一般不考虑，主要分析压缩机在规定转速下的额定制冷量、单位功率制冷量是否满足设计要求。轻型客车和轿车由于发动机功率小，必须考虑压缩机的输入功率和额定制冷量。分析压缩机性能曲线图 4-2 为上压缩机转速为18002000rpm时的输入功率和额定制冷量，并把它们与设计规定值进行比较，最终确定压缩机的具体型号。图 4-2 发动机转速与制冷量及功耗特性曲线必须注意一点，压缩机的性能参数是在一定的测试工况中测定的，压缩机的测试工况往往与空调系统设计的额定空调工况不一样，所以额定空调系统（即蒸发器）所需的制冷量，必须先换算到同一工况压缩机所需的制冷量，再将额定空调工况的压缩机制冷量换算到测试工况压缩机所需制冷量，然后才能根据测试工况的压缩机制冷量、输入功率，进行压缩机型号的合理选择。4.1.1.3 压缩机合理匹配压缩机具体型号确定后，必须进行合理的匹配。它的匹配原则是要保证低速状态有较大的制冷能力和较高的制冷效率，高速运行时要求输入功率低，同时还需考虑在高速运转时不会超过压缩机安全限值。4.1.2 确定合适的传动比在非独立式汽车空调系统中，由主发动机通过皮带驱动压缩机，利用离合器的结合与脱离控制空调系统的制冷，在匹配压缩机时，须确定合理的传动比。传动比过小，低速时压缩机输出制冷量不足，无法发挥空调系统的效能、制冷效果不佳；传动比过大，制冷量会有所提高，但压缩机消耗主发动机的动力将增加，燃油经济性、整车动力性降低，可能使压缩机始终在高速状态下工作，在发动机高速运转时，可能导致压缩机超过极限范围。所以必须确定皮带传动系统合适的传动比，保证发动机常用转速时压缩机在制冷量、能耗比都比较高的转速范围内。由于车辆采用的发动机存在差异，有的发动机最高转速较低（额定转速只有2000rpm），有的最高转速较高（额定转速可达4000rpm），转速变化范围宽。如果不加以区分，采用同样的传动比驱动空调压缩机，则会出现制冷量输出特性的差异，见图 4-3 ，表现为高速发动机车辆制冷好，低速发动机车辆制冷不足。图 4-3 传动比相同时不同发动机驱动制冷量输出特性对于同一发动机采用不同传动比时空调的制冷量输出持性呈不同的规律，见图 4-4 。分析研究并掌握这些内在规律，是正确确定汽车空调系统传动比最重要的内容。一般情况下，旅游客车的传动比约等于1；城市公交车辆由于车速慢、起停频繁，传动比一般大于1.15；轻型客车的传动比一般大于1.22。图 4-4 相同发动机不同传动比时空调输出特性4.2 膨胀阀和膨胀节流管4.2.1 膨胀阀（1）膨胀阀的作用 其作用有节流降压使从冷凝器来的高温、高压液态制冷剂节流降压成为容易蒸发汽化的低温、低压雾状物进入蒸发器，即分隔了制冷剂的高压侧与低压侧，但工质的液体状态没有变（雾状是液体的细颗粒）。调节流量由于制冷负荷的改变以及压缩机转速的改变，要求流量作相应调整，以保持车内温度稳定，制冷剂正常工作。膨胀阀就起到了把进入蒸发器的流量自动调节到制冷循环所要求的合适程度的作用。控制流量、防止液击和异常过热发生膨胀阀以感温包作为感温元件控制流量大小，保证蒸发器尾部有一定量的过热度，从而保证蒸发器总容积的有效利用，避免液态制冷剂进入压缩机而造成的液击现象，同时又能将过热度控制在一定范围，从而防止异常过热现象的发生【6】。（2）膨胀阀的种类膨胀阀的种类主要有热力膨胀阀和H形膨胀阀，而热力膨胀阀又分为外平衡和内平衡膨胀阀。（3）热力膨胀阀的结构外平衡膨胀阀 1外平衡膨胀阀的结构由节流降压组件、过热度调节组件和调控机构组成。节流降压组件包括阀体和节流孔;过热度调节组件包括弹簧和调节螺母;调控机构包括感温包、毛细管和外平衡管。外平衡膨胀阀工作原理如图 4-5 所示。制冷剂流量大小由节流孔的开度决定，节流孔的开度又由阀芯和推杆控制。阀芯和推杆受膜片控制。膜片承受三个力:弹簧力和蒸发器出口处由外平衡管输入的压力，这两个压力之和使膜片向上运动;感温包毛细管内充满感温物质，一般用制冷剂，受热膨胀后，力图使膜片向下运动。当三个力平衡时，膜片位置一定，阀芯和节流孔位置一定，开度也一定，这样，流入蒸发器的制冷剂的流量也一定。当蒸发器温度升高，感温包内压力升高，同样由外平衡管引进的蒸气压也会升高。但由于感温包内的制冷剂蒸气是饱和蒸气，而外平衡管引进的是过热蒸气，所以感温包内压力升高比外平衡管引进的过热蒸气的压力升高大得多，将迫使膜片下移，带动顶杆推开阀芯也下移，使孔口开度增大，流入蒸发器的制冷剂流量增大。温度越高，流量越大，则蒸发器制冷量越大，降温也越迅速。当温度下降，感温包内压力下降得比膜片下方的压力快时，弹簧将推动阀芯向上，使节流孔开度减小，制冷剂流量减少。温度越低，流量越小。在制冷系统工作时，外平衡膨胀阀不会关死制冷剂通路，只调节流量大小（因为在蒸发器温度降到快冻结温度时，则膜片下方的压力大于感温包内压力，力求关死节流孔）。这是因为当外平衡膨胀阀即将关死时，蒸发器的温度马上上升，而蒸发器压力由于在出口处有压力控制阀作用，压力保持某一数值，故膜片上方马上产生一个正压力，推开阀芯。也就是说，蒸发器处于低温时，膜片处于一个上下腔压力的动态平衡状态，从而总是维持有少量的制冷剂通过孔口进入蒸发器，以使蒸发器处于不冻结的低温状态。这样，也可以避免高压端的液体流进低压端，防止压缩机在重新工作时发生“液击”现象。图 4-5 为外力膨胀阀。图 4-5 外力膨胀阀内平衡膨胀阀 内平衡膨胀阀的结构由调节机构、感温系统和节流孔等组成。调节机构由阀体、阀座、顶杆、弹簧等组成;感温系统由金属膜片、感温包、毛细管所组成，金属膜片、感温包、毛细管内部都充满感温工质（制冷剂）。制冷剂流量大小由节流孔的开度决定，节流孔的开度又由阀芯和推杆控制，阀芯和推杆受膜片控制。膜片承受三个力:弹簧力和节流后的液体压力，这两个压力之和使膜片向上运动，欲关闭阀芯;感温包毛细管内的制冷剂蒸气压力向下推膜片、顶杆，欲打开阀芯，使节流孔开度增大。当蒸发器温度升高，感温包内压力升高的幅度大于弹簧力和节流后的液体压力升高的幅度之和，膜片向下推动顶杆，使阀孔开度增大，进入蒸发器的制冷剂量增加，温度越高，流量越大，则蒸发器制冷量越大，降温也越迅速。但是弹簧的压力会逐渐变大，膜片达到一个平衡。当温度下降，感温包内压力下降得比膜片下方的压力快时，弹簧将推动阀芯向上，使节流孔开度减小，制冷剂流量减少。温度越低，流量越小。蒸发器的温度会逐渐升高，感温包内压力将逐渐升高，节流孔开度再增大，制冷剂流量增大，蒸发器的温度再降低。膜片所受到的力又达到平衡。 H形膨胀阀（也称整体型膨胀阀）的结构和工作原理H形膨胀阀是因为它的内部通路像H字母而得名，它有四个接口分别与储液干燥罐出口、蒸发器入口、蒸发器出口、压缩机入口相连接;在连接储液干燥罐出口、蒸发器入口之间有一个球阀控制节流孔，球阀的上面与控制杆、感温器相连;球阀下面与弹簧相抵;感温器内装有密封的制冷剂。整个阀固定在蒸发器上。球阀控制节流孔的开度（制冷剂的流量），球阀受弹簧和感温器控制。当蒸发器的温度高时，感温器内的制冷剂压力升高，控制杆推动球阀向下克服弹簧力，将节流口开大，制冷剂流量增大，蒸发器温度下降;反之亦然。H形膨胀阀的优点如下:简单，不需要绝热处理的毛细管感温包系统。结构也很紧凑（因它直接将恒温器、压力保护开关安装在一起）。可靠性高。因H形膨胀阀直接安装在蒸发器上，接头少，制冷剂泄漏的机会大为减少，所以不怕汽车的振动，运行事故少。维修调试方便。H形膨胀阀制冷系统目前已为许多著名的汽车厂家所采用，例如北京切诺基吉普车、奔驰230E型汽车、克莱斯勒汽车等。安装膨胀阀时应注意:膨胀阀应安装在蒸发器的入口管上，阀体垂直放置，不宜倾斜安装，更不要颠倒安装。感温包应安装在蒸发器出口压缩机吸气管的水平段，并应远离压缩机吸气口1.5 m以上，其位置应低于膨胀阀，且感温包要水平;当吸气管径小于25 mm时，感温包贴在吸气管的顶部;当吸气管径大于25 mm时，感温包包扎在水平管的下侧45mm处。无论如何不能贴附在水平吸气管的底部，以防管子底部积油等因素影响感温包的正确感温。外平衡管应接在感温包安装部位后面10 mm处，以免制冷剂在蒸发管内的流动阻力使膨胀阀产生误动作。一般外平衡管的连接端口的位置由厂家直接设计好，不能任意调整。4.2.2 膨胀节流管的结构和工作原理 膨胀节流管（CCOT）是一种固定孔口的节流装置，它的两端都有过滤网，以防堵塞。膨胀节流管直接安装在冷凝器出口和蒸发器的入口之间。膨胀节流管制冷系统是用恒温器来控制电磁离合器的通断，达到控制压缩机的运行，控制蒸发器的温度。其系统是用膨胀节流管代替复杂的膨胀阀，用气液分离器取代了储液干燥罐。膨胀节流管的结构简单，在一根特殊塑料管的中间安装了一段节流用的铜管，铜管的内孔径为35 mm，塑料管的两端装有过滤网，塑料管的外表面有O形密封圈。膨胀节流管的一端插入冷凝器出液管内，而另一端插入蒸发器入口管内。图 4-6 为膨胀节流管图。图 4-6 膨胀节流管4.3 冷凝器4.3.1 汽车空调冷凝器的作用与布置 （1）冷凝器的作用是将压缩机排出的高温、高压气体制冷剂，通过冷凝器将制冷剂热量散发到汽车外的空气中，使高温、高压的气态制冷剂冷凝成高压液体。 （2）冷凝器的布置，冷凝器是空调系统中位置最难布置的部件，如果布置及冷却措施不当，不仅会影响汽车空调性能，造成冷凝压力过高，从而带来一系列不安全因素，而且对汽车散热造成不良影响。汽车空调冷凝器大多布置在汽车的头部或车底、侧面，轿车的冷凝器通常是布置在车头。图 4-7 为长城哈弗汽车的冷凝器【6】。图 4-7 长城哈弗汽车的冷凝器4.3.2 冷凝器的结构 冷凝器就是一个热交换器，其材料可以是钢、铜或铝。其结构就是一组有散热片的盘管，散热片是为了增大冷凝器的散热面积，而且是盘管的支撑。冷凝器的结构形式很多，而在汽车空调制冷系统中经常采用的有管带式、管翅式和平行式等类型。管带式冷凝器为小型汽车的冷凝器，它采用一整根扁形盘管（铝管），盘管中由隔筋形成34个孔道。把扁形管弯成蛇形管后，在管外用0.2 mm的铝片焊在上下两管外壁上。铝片上折皱，以增强换热的效果。图 4-8 为管片式冷凝器结构图。图 4-8 管式冷凝器结构图4.4 蒸发器4.4.1 蒸发器作用和特点 蒸发器是制冷系统中的另一个热交换器，其作用是将经过节流降压后的液态制冷剂在蒸发器内沸腾汽化，吸收蒸发器表面周围空气的热量而降温，风机将蒸发器周围的冷风吹入车内，达到降温的目的。由于车内安放空调器（指直接产生冷风或暖风的组件）的空间位置有限，对尺寸提出了苛刻的要求，为此要求蒸发器具有制冷效率高、尺寸小、重量轻等特点，这几个要求使得汽车空调蒸发器的制造难度比一般空调器的难度大【6】。4.4.2 蒸发器主要结构形式 蒸发器主要有管片式、管带式、板翅式（又称层叠式）三种结构形式。（1）管片式蒸发器由铜质或铝质圆管套上铝散热片组成，经胀管工序使散热片与圆管紧密接触。管片式蒸发器结构比较简单，加工方便，与一般房间空调器的设备相同，但其换热效率不如其他两种好。管带式蒸发器由多孔扁管与蛇形散热带焊接而成，其工艺比管片式复杂，钎焊技术难度较大，需要用双面复合铝材（表面覆盖一层0.020.09 mm厚的焊药）及多孔扁管型材，材料要求较高。管带式蒸发器的换热效率比管片式提高10%左右。（2）板翅式（层叠式）蒸发器由两片冲成复杂形状的铝板叠在一起组成制冷剂流道，每两片流道之间夹有蛇形散热带。板翅式蒸发器同样需要双面复合铝材，并且焊接要求更高，两片铝板之间只要存在微小的未焊住的缝隙，就会发生制冷剂泄漏。因此这种形式的蒸发器加工难度最大，但换热效率也最高，结构最紧凑。进口组装的桑塔纳轿车空调器就是采用板翅式结构。这种结构的换热效率比管带式的提高10%左右。4.4.3 蒸发器箱总成构造 在汽车上，蒸发器箱包括蒸发器芯子、膨胀阀、鼓风机、温度控制器、温度传感器、鼓风机调速电阻、箱体、隔热层、百叶窗式出风口（大型蒸发器无此零件）、挡水板、排水管等，不少仪表板式蒸发器还包括鼓风机调速开关、冷气电源开关、继电器、熔断器、绳索或真空控制系统。轿车空调蒸发器箱总成（包括了暖风芯子），有时也称为车内空调器，具有冷、暖、除霜三种功能。由于蒸发器表面温度低，容易出现结霜现象，影响制冷效果。汽车上采取了能自动控制制冷剂流量及除霜的办法，目前常用的是在蒸发器芯子表面空间安放温度传感器，当蒸发器的表面温度低于某一规定值（大于0）时，通过温度控制器的作用，使压缩机停转（切断电磁离合器电流）。对于大型蒸发器也有采用电磁阀使高压热蒸气旁通进入蒸发器，从而达到除霜的目的。鼓风机调速电阻也是调节制冷量的一种辅助办法。随着汽车空调的发展，空调器趋向于全空调，即冷暖合在一个箱体中:这样箱体中要增加暖风芯子（散热器）、混合风门（又称温度门）、除霜风门及足部风门（对轿车而言）、新鲜空气进风门及其操纵机构。操纵机构分手动（机械式）、真空（真空单向阀、真空推杆、继电器）、电动（电机带动推杆）等几种形式。这种全空调器还分组合式、再加热式、省动力式几种。图 4-9 为蒸发器图 4-9 蒸发器4.5 储液干燥器 汽车空调正常工作时，制冷系统中制冷剂的供应量总是大于蒸发器的需求量，所以在该系统高压端冷凝器和膨胀阀之间安装储液干燥器。储液干燥器功用是临时储存从冷凝器流出的液态制冷剂，以便制冷负荷变化和系统中有微漏时能及时补充和调整供给膨胀阀的液态制冷剂量，以保证制冷剂流动的连续性和稳定性。同时，可以防止过多的液态制冷剂储存在冷凝器中使冷凝器的传热面积减小而使散热效率降低。而且还可以滤除制冷剂中的杂质，吸收制冷剂中的水分，防止制冷系统管路脏堵和冰堵，保护设备部件不受侵害，保证制冷系统的正常工作。大部分储液干燥器都是一个密封焊死的铁瓶，内部不可装拆，里面放有干燥剂、过滤网。从冷凝器来的高压液态制冷剂从上部进入储液干燥器，经过过滤、干燥后，由底部的一条引出管到膨胀阀。视液镜位于储液干燥器的上部正对着流出来的制冷剂【6】。图 4-10 为储液干燥器 。图 4-10 储液干燥器4.6 气液分离器（积累器） 气液分离器是用在膨胀节流管代替膨胀阀的制冷系统，在蒸发器和压缩机之间的低压端安装。它的作用是留下液态制冷剂，使其在低压区缓慢蒸发，从气液分离器里出去的只是气态制冷剂，因而起到了气液分离、防止压缩机液击的作用。当制冷系统工作时制冷剂从气液分离器的顶部进入，液态制冷剂沉入底部，而位于顶部的气态制冷剂被吸入压缩机，气液分离器底部的U形吸气管上有一个小孔，只允许少量冷冻机油流回压缩机，以保证压缩机的正常润滑。滤网只允许润滑油通过，而不允许液态制冷剂通过【6】。 图 4-11 为积累器。图 4-11 积累器结构图4.7 电磁离合器（1）电磁离合器的功用在非独立式汽车空调制冷系统中，压缩机是由汽车主发动机驱动的。为了使空调系统的开、停不影响发动机的工作，压缩机的主轴不是与发动机曲轴直接相连，而是通过电磁离合器把动力传递给压缩机。（2）工作原理 电磁离合器是发动机和压缩机之间的一个动力传递机构，受空调A/C开关、温控器、空调放大器、压力开关等控制，在需要时接通或切断发动机与压缩机之间的动力传递。另外，当压缩机过载时，它还能起到一定的保护作用。因此，通过控制电磁离合器的吸合与分离，就可以控制压缩机的开与停。在汽车空调系统中，电磁离合器一般安装在压缩机前端面，成为压缩机总成的一部分。电磁离合器由皮带轮、电磁线圈、压力板等主要部件组成。电磁离合器有两种形式:一种为旋转线圈式，即电磁线圈与皮带轮一起转动;另一种是固定线圈式，电磁线圈不转动，只有皮带轮转动。后者应用较广泛。当空调开关接通时，电流通过电磁离合器的电磁线圈，电磁线圈产生电磁吸力，使压缩机的压力板与皮带轮结合，将发动机的扭矩传递给压缩机主轴，使压缩机主轴旋转。当断开空调开关时，电磁线圈的吸力消失。在弹簧作用下，压力板和皮带轮脱离，压缩机便停止工作【6】。图 4-12 为固定线圈式电磁离合器。图 4-12 固定线圈式电磁离合器4.8 电磁阀（1）电磁阀的作用电磁阀是汽车空调系统中一种起安全保护作用的自动开关式阀门，它的作用是切断或接通制冷剂输液管。（2）电磁阀结构 电磁阀的线圈通常与压缩机的电磁离合器线圈接在同一开关上，压缩机启动时，电磁阀通电打开阀孔;停止时，线圈立即关闭。避免了大量的液态制冷剂进入蒸发器，从而防止了再启动时，压缩机冲缸。电磁阀通常安装在储液干燥罐与膨胀阀之间。电磁阀由电磁阀外壳、弹簧、电磁线圈、铁芯、阀杆、阀芯等组成。电磁阀的工作原理是当线圈接通电源时，线圈与铁芯产生感应磁场，阀杆被吸而克服弹簧力上移，阀孔被打开。电源被切断后磁场消失，阀杆因弹簧力和自身重力而下落，阀孔又被关闭【6】。图 4-13 为电磁阀。图 4-13 电磁阀4.9 电磁旁通阀电磁旁通阀的结构与上述电磁阀相同。它的安装部位、作用和工作原理与电磁阀不同，电磁旁通阀多用于大、中型客车的独立式空调系统，安装在储液干燥器入口与压缩机吸气管之间的歧管上，其作用是控制蒸发器的蒸发压力和蒸发温度，防止蒸发器因温度过低而结冰和挂霜。大型客车电磁旁通阀控制的独立空调制冷系统。电磁旁通阀的工作原理是:当吹过蒸发器的冷气温度低于设定温度时，控制电路使电磁旁通阀开启，一部分高压液态制冷剂便通过电磁旁通阀通道到达压缩机吸入端，与蒸发器出来的制冷剂蒸气相混合，这样就减少了通过蒸发器的制冷剂流量，使蒸发器蒸发压力相应提高，也提高了蒸发器的蒸发温度，使蒸发器免于结冰和挂霜;当蒸发器的温度升高到一定值时，控制电路又使电磁旁通阀关闭，进入蒸发器的制冷剂随之增加，蒸发温度也下降。这一过程不断循环，将蒸发器温度控制在规定的范围之内【6】。图 4-14 为电磁旁通阀。图 4-14 电磁旁通阀5 汽车空调制冷系统布置及制冷原理5.1 汽车空调制冷系统布置 如图 5-1 汽车空调制冷系统布置图【4】图 5-1 汽车空调制冷系统布置图5.2 汽车空调制冷系统原理（1）压缩过程： 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（约7080）、高压（约1.5MPa）的气态制冷剂，送往冷凝器冷却降温。（2）冷凝过程： 送往冷凝器的过热气态制冷剂，在温度高与外部温度很多时，向外散热进行热交换，制冷剂被冷凝成中温，压力约为1.0Mpa1.2Mpa的液态制冷剂。（3）膨胀过程： 冷凝后的液态制冷剂经过膨胀阀使制冷剂流过空间体积增大，其压力和温度急剧下降，变成低温（约-5）、低压（约为0.15MPa）的湿蒸汽，以便进入蒸发器中迅速吸热蒸发。在膨胀过程同时进行流量控制，以便供给蒸发器所需的制冷剂，从而达到控制温度的目的。（4）蒸发过程： 液态制冷剂通过膨胀阀变为低温低压的湿蒸气，流经蒸发器不断吸热汽化转变成低温（约为0）、低压（约为0.15MPa）的气态制冷剂，吸收乘室内空气的热量。从蒸发器流出的气态制冷剂又被吸入压缩机，增压后泵入冷凝器冷凝，进行制冷循环。 制冷循环就是利用有限的制冷剂在封闭的制冷系统中，周而复始地将制冷剂压缩、冷凝、膨胀、蒸发，在蒸发器中吸热汽化，对乘室内空气进行制冷降温。结束语本文主要介绍了汽车空调制冷系统中的主要部件及各个部件的作用。还有其空调制冷剂和汽车空调制冷系统的发展。汽车空调的普及，是提高汽车竞争能力的重要手段之一, 随着汽车工业的发展和许多人文化程度的提高，许多人对恬静性，靠得住性，安全性的要求越来越高,海内最近几年来，汽车生产厂家越来越多，汽车产量越来越大，面对现在环境和资源问题，所以我们必须研制和设计出新的空调制冷系统并选择新的制冷剂，和新的装配工艺，以减轻环境和资源压力。根据我国的现状，需要设计出新的制冷方式和装配工艺。致 谢光阴荏苒，日月如梭，三年时光匆匆流逝。在我的毕业论文收笔之际，我由衷的感谢郑州科技学院机械工程系全体教师三年来给予我的关怀与帮助，培养了我的理性思维和独立思考的能力，开阔了我的视野，提高了我的工学素养，为我今后的工学研究和实际操作奠定了扎实的理论基础。本文从选题到撰写，再到修改完稿，得到了老师、同学、朋友们的关心与指正，在此表示诚挚的感谢。我要特别感谢xxx老师，刘老师严谨的治学态度，深厚、渊博的学术功底，高尚又平和的人格，让我崇敬，使我感动，给我留下了深刻的印象，是我学习的楷模。最后感谢我的父母，是他们无怨无悔、不图回报的为我创造了良好的学习和生活条件，多年来在各个方面给予我理解和关怀，他们是我生活的动力和精神支柱。参考文献1 吴宝志主编，汽车空调，宇航出版社，1991。2 陈芝久等著，制冷系统热动力学，机械工业出版社，1998。3 杨海明，QK-45D汽车空调的系统设计，汽车空调，1998，l，40-42。4 伍光辉，空调器制冷系统仿型设计及性能匹配，制冷学报。1994，2，1720.5 薛殿华主编。空气调节，清华大学出版社。1991。6 丁国良，张春路著，制冷空调装置仿真与优化，科学出版社，2001。