第八章空调系统.ppt

“汽车空气调节”简称汽车空调，采用人为方式对车内空气流量、温度、湿度和清洁度调节。使之在温度、湿度、流速和洁净度上能满足人体舒适的需要，并预防或去除玻璃上的雾、霜和冰雪，保障乘员身体健康和行车安全。衡量汽车空调的主要指标有温度、湿度、流速和洁净度等。,第8章 汽车空调系统 8.1 概述,汽车空调主要包括制冷系统、暖风系统、通风系统、空气净化系统和控制系统。,8.1.1 汽车空调的功能 从汽车空调的概念来看，我们对汽车空调的功能有了一定的认识，即调节车厢内的温度，同时也对车厢内的湿度、气流速度、空气洁净度、热辐射等进行调节，从而为乘员创造了清新舒适的车内环境，具体概括如下：（1）车内温度调节：温度是物质冷热程度的度量。冬季汽车利用采暖装置将车内温度升高。轿车和中小型汽车一般以发动机冷却水作为暖气的热源，而大型客车则采用独立燃烧式加热器作为暖气的热源。夏季车内降温则由制冷装置完成，目前我国大多数汽车的空调采用这种单一功能。,第8章 汽车空调系统 8.1 概述,（2）车内湿度：湿度是指空气中所含水蒸气量的多少。湿度的大小直接影响人体内的水分蒸发速率和口腔、鼻腔黏膜等健康状况和驾驶的工作状况。车内的湿度一般应保持在30%70%以内。普通汽车空调一般不具备这种功能，只有高级豪华汽车采用冷暖一体化空调器，才能对车内的湿度进行适当调节。（3）车内气流速度调节：空气的流速和方向对人体舒适性影响很大，夏季流速应限制在0.25m/s以内，冬季的舒适风速一般为0.20m/s。,第8章 汽车空调系统 8.1 概述,（4）车内空气净化：车厢内的空气质量是乘员舒适性的重要保证，由于车内空间小、乘员密度大，车内极易出现缺氧和二氧化碳浓度过高的情况，还有尾气、灰尘、烟味等造成车内空气污浊，影响乘员的身体健康，因此必须要求汽车空调具有补充车外新鲜空气过滤和净化内空气的功能。一般在汽车空调的进风口都装有空气过滤装置和空气净化装置。（5）热辐射调节：太阳的辐射会对车内产生一股热浪，容易灼伤人的眼睛和皮肤，对人体的舒适性影响很大，选用太阳膜和阳光传感器对车内温度能立即作出必要的校正。,第8章 汽车空调系统 8.1 概述,8.1.2 汽车空调的特点 从1825年汽车加热器的出现就表明了汽车空调已经出现了。但是，由于其技术含量较低，人们并没有真正意识到这门专业技术，而一直到制冷技术被汽车所应用，才广泛被人们所关注。因此，谈到汽车空调的特点，也就是制冷技术的一些特点，概括起来汽车空调的特点如下：（1）抗冲击能力强：制冷系统安装在运动的车辆上，承受剧烈频繁的振动和冲击，因此，要求各个零部件应有较强的抗震能力，接头牢固，并防漏，而且，压缩机与冷凝器、蒸发器与压缩机都用软管连接。（2）动力源多样：汽车空调系统不能用电力作动源，原因是设计上比较困难，轿车、轻型汽车及中型客车其制冷所需的动力来自同一发动机，这种空调系统叫非独立空调系统。对于大型客车，冷藏车，由于所需制冷量比较大，采用专用发动机驱动，故称为独立式空调系统。,第8章 汽车空调系统 8.1 概述,（3）电力控制源多样：汽车空调系统电气控制所需的电力有所不同，一般车辆采用12V（单线制）作电源，大型车辆则采用24V（单线制）作电源，而高级豪华轿车采用5V（双线制）作电力源。（4）制冷效果强：汽车在野外工作，直接受太阳的辐射，热量较强，要使汽车空调能迅速地降温，在最短时间内达到舒适的环境，要求制冷系统的制冷量特别大。这就导致压缩机输送的制冷剂流量变化大，但不能无限制的大，如果过大，会导致汽车空调设计困难，制冷效果不佳，而且会引起压力过高或压缩机产生液击现象，使得故障频繁。,第8章 汽车空调系统 8.1 概述,（5）控制方式不一样：由于车辆的性能要求不同，汽车空调的控制方式也就多样。一般车辆采用手动控制，高级豪华型轿车则采用自动控制或气动控制。（6）结构紧凑、质量小：由于汽车车身的特点，要求汽车空调结构紧凑，能在有限的空间进行安装，而且安装了空调后不至于使汽车增重太多影响其他性能。（7）车内风量分配不均匀：这是由汽车车身的结构所造成的。汽车空调风道的设计是研制汽车空调最大的难点。,第8章 汽车空调系统 8.1 概述,8.1.3 制冷剂和冷冻油 1、制冷剂 在制冷系统中用于转换热量并循环流动的物质称为制冷剂。目前汽车空调系统中使用的制冷剂有R12和R134a两种。其中字母“R”是Refrigerant（制冷剂）的简称。1）对制冷剂的要求 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。,第8章 汽车空调系统 8.1 概述,2）制冷剂R12的特性 无色、无味、无毒、不易燃烧、不易爆炸，化学性质稳定；不溶于水，对金属无腐蚀作用；能溶解多种有机物，一般橡胶密封圈不能使用；具有较好的热力性能，冷凝压力比较低；互溶性较好，它能与矿物油以任意比例互相溶解；对大气臭氧层有破坏作用，使全球变暖产生温室效应。3）制冷剂R134a的特点 无色、无味、无毒、不易燃烧、不易爆炸，化学性质稳定；不破坏臭氧层，在大气层停留寿命短，温室效应影响也很小；粘度较低，流动阻力较小；分子直径比R12略小，易外泄，能被分子筛吸收；与矿物油不相溶，与氟橡胶不相溶；吸水性和水溶性比R12高；汽化替热高，定压比热大，具有较好的制冷能力。,第8章 汽车空调系统 8.1 概述,实验表明，改动后的R134a系统，在以下方面更加优于R12系统：R134a的传热性能及循环特性；R134a与润滑油相溶性；R134a与金属及橡胶相溶性；R134a与干燥剂相溶性；R134a对现代汽车空调系统影响。4）制冷剂使用时的注意事项：操作制冷剂时，不要与皮肤接触，应戴护目镜，以免冻伤皮肤和眼球；避免振动和放置高温处，以免发生爆炸；原离火苗，避免R12分解产生有毒光气；R134a与R12不能混用，因为不相溶，会导致压缩机损坏；使用R134a制冷剂的系统，应避免使用铜材料，这样会产生镀铜现象；制冷剂应放置在低于40以下的地方保存。,第8章 汽车空调系统 8.1 概述,2、冷冻油 在制冷系统中，用于保证压缩机正常工作，不易磨损，随系统循环流动并和制冷剂相溶的油称为冷冻油（refrigeration oil）。目前汽车空调系统中使用的冷冻油有R12用矿物油、R134a用合成油（RAG、POE）两种。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，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。,第8章 汽车空调系统 8.1 概述,2）冷冻油的作用 润滑作用：减少压缩机运动部件的摩擦和磨损，延长机组的使用寿命。冷却作用：它能及时带走运动表面摩擦产生的热量，防止压缩机温度升过高或压缩机被烧坏。密封作用：密封件表面涂上冷冻油后能提高接点的密封性，防止制冷剂泄漏。降低压缩机的噪声：能在压缩机摩擦表面形成一种油膜，保护运动部件，防止因金属摩擦而发出声响。3）冷冻机油使用注意事项 冷冻机油应保存在干燥、密封的容器里，放在阴暗处以免空气中的水分和其他杂质进入油中。不同牌号的冷冻油不能混装、混用。变质的冷冻油不能使用。制冷系统中不能加注过量的冷冻油，以免影响制冷效果。,第8章 汽车空调系统 8.1 概述,8.2.1 制冷的基本原理 在日常生活中，我们会有这样的体会，用酒精棉擦身体时，或手上沾有汽油时，都会有凉的感觉。这说明当液体变成气体时吸收了热量，从而降低了温度。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。,第8章 汽车空调系统 8.2 汽车空调制冷系统,8.2.2 制冷系统的组成及制冷循环工作过程 如图8-2所示，汽车制冷系统主要由压缩机、冷凝器、干燥瓶、膨胀阀、蒸发器、连接管路等组成，其工作过程如下：,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。此过程的主要作用是压缩增压，以便气体易于液化。压缩过程中，制冷剂状态不发生变化，而温度、压力不断升高，形成过热气体。,2、冷凝过程：将高温、高压的气态制冷剂冷却，使其变为高温、高压的液态制冷剂，送入干燥瓶。,高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器（散热器）与大气进行热交换。由于压力及温度的降低，制冷剂气体冷凝成液体，并放出大量的热。此过程作用是排热、冷凝。冷凝过程的特点是制冷剂的状态发生变化，即在压力、温度不变的情况下，由气态逐渐向液态转变。,4、膨胀过程：将过滤后的高温、高压液态制冷剂利用节流原理，使其转变为低压雾状的液态混合物，送入蒸发器。该过程的作用是使制冷剂降温降压，由高温高压液体，迅速地变成低温低压液体，以利于吸热、控制制冷能力以及维持制冷系统正常运行。,3、干燥过程：将高温、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。,5、蒸发过程：低压雾状的液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。,经膨胀阀降温降压后的雾状制冷剂液体进入蒸发器，因此制冷剂沸点远低于蒸发器内温度，故制冷剂液体在蒸发器内蒸发、沸腾成气体。在蒸发过程中大量吸收周围的热量，降低车内温度。而后低温低压的制冷剂气体流出蒸发器等待压缩机再次吸入。此过程的特点是制冷剂状态由液态变化到气态，此时压力不变，即在定压过程中进行这一状态的变化。,8.2.3 制冷系统主要零件 1、压缩机 安装在发动机前部，由发动机曲轴上的驱动轮经驱动带驱动旋转。压缩机是制冷系统中低压和高压、低温和高温的转换装置，是推动制冷剂在制冷系统中不断循环的动力。输送制冷剂、保障制冷系统正常工作具有十分的作用。1）汽车用空调压缩机的性能要求 要有良好的低速性能，即要求在怠速运转时有较大的制冷能力和较高的效率。高速运转时要求输入功率低，即降低油耗，提高汽车动力性。体积小、重量轻，便于安装和维修。安全稳定、可靠性好，能够在恶劣的条件下有良好的抗震性和密封性。对汽车不利影响小，要求压缩机运行平稳，噪音低、震动小，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。2）压缩机的种类 主要有：曲轴连杆式压缩机、斜盘式压缩机、摆盘式压缩机、旋叶式压缩机、滚动活塞式压缩机、涡旋式压缩机等。,（1）曲轴连杆式压缩机 曲轴连杆式压缩机结构如图9-3所示。主要由曲轴连杆机构，进、排气阀，润滑机构和曲轴密封机构组成。曲轴连杆机构：由活塞、活塞销、曲轴、连杆、轴承等组成。进、排气阀：由吸气阀片、排气阀片、阀门板、挡板等组成。润滑机构：冷冻油，作飞溅润滑和强制润滑。轴承密封机构：由弹性挡圈、密封圈、O型环、轴封组成。,曲轴连杆是压缩机机构示意图1-轴封 2-曲轴 3-连杆 4-吸气阀片 5-排气阀片 6-活塞 7-汽缸体 8-曲轴箱,当发动机带动曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞在气缸内作上下往复运动，在吸、排气阀的配合下，完成对制冷剂气体的吸人、压缩和输送的任务。压缩机的活塞在气缸内不断地运动，改变了气缸的容积，从而在制冷系统中起到了压缩和输送制冷剂的作用。,曲轴连杆式压缩机的工作过程示意图a)压缩 b)排气 c)膨胀 d)吸气1-活塞 2-气缸 3-进气阀 4-排气阀,工作过程：压缩过程：制冷气体在汽缸内从进气时的低压升高到排气压力的过程。排气过程：制冷气体从汽缸向排气管输出的过程。膨胀过程：活塞从上止点向下移动到进气阀打开的过程。进气过程：制冷剂从进气气阀进入汽缸，直到活塞下行至下止点为止的过程。,（2）斜盘式压缩机（称双向斜盘式）斜盘式压缩机的结构如图8-4所示。主要由缸体、活塞、主轴斜盘、前后缸盖、前后阀板、阀片、密封圈等组成。,第8章 汽车空调系统 8.2 汽车空调制冷系统,SD-5翘板式压缩机的结构图1-主轴 2-轴封总成 3-滑动轴承 4-断面滚动轴承 5-前缸盖 6-传动板 7-锥齿轮 8-缸体 9-钢球 10-翘板滚住轴承11-翘板 12-锥齿轮 13-连杆 14-活塞 15-阀板垫 16-吸气腔 17-后盖 18-阀板 19-排气阀片20-排气腔 21-压紧弹簧22-后盖缸垫,空调压缩机的工作过程,第8章 汽车空调系统 8.2 汽车空调制冷系统,压缩机的主轴与传动板固定在一起，主轴转动时带动传动板一起旋转。由于传动板是楔形的，迫使翘板翘动，翘板的任何一边向后推动，相对的另一边就向前移动，就像翘翘板。通过钢球与翘板连接的连杆，活塞就进行往复运行。各气缸以压缩机主轴为中心布置，活塞运动方向平行于压缩机的主轴，活塞和翘板用连杆相联，连杆的两端和活塞及翘板之间用球形万向节联接，使翘板的摆动和活塞的移动协调而不发生干涉。翘板中心用钢球作支承中心，并用一对固定锥齿轮来限制翘板的运动，使翘板只能沿压缩机轴线方向前后移动，但不能绕轴线转动。,由于翘板式压缩机与曲柄连杆式压缩机一样，设有进、排气阀片，所以其工作循环也有压缩、排气、膨胀和吸气四个过程。当活塞向前运动时，该气缸处于膨胀、吸气两个过程；而翘板另一端的活塞作相反方向的向后运动，该气缸处于压缩、排气两个过程。主轴转动一周，一个气缸就要完成压缩、排气、膨胀、吸气一个循环。如果一个翘板上有五个活塞，对应的五个气缸在主轴转动一周就有五次排气过程。,（3）刮片式压缩机 刮片式压缩机又称旋片式压缩机，有正圆形和椭圆形两种。刮片数有2、3、4、5几种，如图8-6所示。刮片式压缩机工作原理如下：在圆形或椭圆形汽缸内对圆形汽缸偏心或对椭圆形汽缸同心地安装一个带有几个刮片的转子，转子一回转，由于离心力和油压的作用，使刮片从刮片槽中向外伸张，碰到汽缸壁，把汽缸分成几个隔腔，随着轴的旋转，隔腔内的容积发生变化，以进行制冷剂的吸入、压缩、膨胀和排出。,第8章 汽车空调系统 8.2 汽车空调制冷系统,2、冷凝器安装在汽车发动机冷却液散热器的后面 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周围的空气，从而使高温、高压的气态制冷剂冷凝成高温、高压的液体。汽车空调系统冷凝器由管子与散热片组合起来的热交换器。均采用风冷式结构，其冷凝原理是：让外界空气强制通过冷凝器的散热片，将高温的制冷剂蒸气的热量带走，使之成为液态制冷剂。制冷剂蒸气所放出的热量，被周围空气带走，排到大气中。1）汽车用空调冷凝器的性能要求 要有较高的散热效率。结构、重量、尺寸、空间合理。抗震性能好。冷凝空气阻力小。耐腐蚀性能好。,第8章 汽车空调系统 8.2 汽车空调制冷系统,2）冷凝器的种类 主要有管片式、管带式等类型。其结构如图8-7所示。,（1）管片式管片式由铜质或铝质圆管套上散热片组成，如图所示。片与管组装后，经胀管处理，使散热片与散热管紧密接触，使之成为冷凝器总成。这种冷凝器结构比较简单、加工方便，但散热效果较差。一般用在大、中型客车的制冷装置上。,（2）管带式管带式由多孔扁管与S形散热带焊接而成，如图所示。管带式冷凝器的散热效果比管片式冷凝器好一些(一般可高10左右)，但工艺复杂，焊接难度大且材料要求高。一般用在小型汽车的制冷装置上。,3、蒸发器安装在热力膨胀阀高压通道出口与低压通道入口之间 蒸发器是将经过节流降压后的液态混合物制冷剂在蒸发器内沸腾汽化，吸收蒸发器表面周围的热量而降低温度，风机再将冷空气送入车厢，从而达到车内降温的目的。1）对蒸发器性能的要求 重量轻、体积小、散热面空气阻力小，具有高的散热效率。耐腐蚀，抗震性能好。材料低温性能好，无毒性，冲击后不产生火花，且价格便宜。,第8章 汽车空调系统 8.2 汽车空调制冷系统,2）蒸发器的种类 主要有管片式、管带式、层叠式。其结构如图8-8所示。3）蒸发器表面的亲水和防蚀处理 蒸发器表面的温度较低，容易“结霜”或片间形成“水桥”，天长日久铝材受到腐蚀，生成白色粉状物，由此增加了空气的流通阻力，减少了通风量，影响了蒸发器的热交换能力，使本来不够的汽车空调冷量变得更加不足。处理方法有三种：,无机物质，如水软铝面，水玻璃、二氧化硅等。有机树脂，如亲水性树脂和表面活性剂。二氧化硅、有机树脂、表面活性剂合用。,4、干燥瓶安装在冷凝器和膨胀阀之间 干燥瓶就是在制冷系统中，临时性地存储一下制冷剂，其作用是临时储存从冷凝器流出的液态制冷剂，以便制冷负荷变动和系统中有微漏时，能及时补充和调整供给热力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。同时可防止过多的液态制冷剂储存在冷凝器里，使冷凝器的传热面积减少而使散热效率降低。并对系统中的水分和杂质进行干燥和过滤，而且还可滤除制冷剂中的杂质，吸收制冷剂中的水分，以防止制冷系统管路脏堵和冰塞，保护设备部件不受侵蚀，从而保证制冷系统的正常工作。即存储制冷剂、过滤杂质、吸收湿气。,第8章 汽车空调系统 8.2 汽车空调制冷系统,1）干燥瓶的组成 主要由储液器、干燥器、过滤器、观察窗和安全装置等几部分构成。制冷剂在储液干燥器中的流动情况如图中箭头所示。在储液干燥器上部出口端装有玻璃视液窗，用于观察制冷剂在工作时的流动状态，由此可判断制冷剂量是否合适以及制冷系统的基本工作情况2）储液干燥瓶的安装 干燥瓶要安装在通风、冷却好、远离热源的地方。干燥瓶要直立安装，倾斜度不能大于150。不同制冷剂所装干燥瓶不一样，不能混用。,第8章 汽车空调系统 8.2 汽车空调制冷系统,5、膨胀阀安装在蒸发器入口处 汽车空调的膨胀阀又称节流阀，是组成汽车空调制冷装置的主要部件，如图所示，是汽车空调制冷系统的高压与低压的分界点。主要有热力膨胀阀、H型膨胀阀、节流膨胀管等多种类型。,第8章 汽车空调系统 8.2 汽车空调制冷系统,膨胀阀示意图1-蒸发器 2-膨胀阀,第8章 汽车空调系统 8.2 汽车空调制冷系统,1）热力膨胀阀（1）热力膨胀阀的作用 热力膨胀阀是制冷系统中自动调节制冷剂流量的元件，它的工作特性好坏直接影响整个制冷系统能否正常工作的关键。热力膨胀阀一般有三个作用：节流降压：它将从干燥瓶来的高温、高压的液态制冷剂降压为容易蒸发的低温、低压、雾状制冷剂，进入蒸发器，即分开了制冷剂的高压侧和低压侧。调节制冷剂流量：由于制冷剂负荷的改变以及压缩机转速的改变，要求流量作相应调节，以保持车内温度稳定，膨胀阀能自动调节进入蒸发器的流量，以满足制冷剂循环要求。防止液击和异常过热：由于感温元件能控制制冷剂流量的大小，保证蒸发器尾部有一定量的过热度，从而保证蒸发器容积的有效作用，避免液态制冷剂进入压缩机而造成液击现象，同时又控制了过热度处在一定范围内。,（2）热力膨胀阀的结构及工作原理 热力膨胀阀有内平衡式和外平衡式两种。内平衡式热力膨胀阀的膜片下面的制冷剂压力是从阀体内部通道传递来的膨胀阀孔的出口压力。而外平衡式热力膨胀阀的膜片下面的制冷剂压力是通过外接管，从蒸发器出口处引来的压力。,第8章 汽车空调系统 8.2 汽车空调制冷系统,内平衡式热力膨胀阀 内平衡式热力膨胀阀主要由阀门、膜盒、膜片、调节弹簧、毛细管（连接感温包）等组成，如图8-10所示。,固定在回气管路上的感温包内装有惰性液体或制冷剂，当蒸发器出口温度较高时，感温包内液体温度随之上升，内压升高，作用在膜片上的压力大于蒸发器进口压力和过热弹簧压力总和时，针阀离开阀座，阀门开启，制冷剂流入蒸发器。针阀开启后，制冷剂进入蒸发器，蒸发器内压力随之上升，回气温度降低，膜片下侧压力增加，上侧压力降低，阀门关闭。由于膜片上、下侧压力经常处于不平衡状态，所以不断地作开启、闭合的循环。,外平衡热力膨胀阀 外平衡式热力膨胀阀主要由热敏管、压力弹簧、膜片室、阀门、毛细管等组成，如图 8-11 所示。,第8章 汽车空调系统 8.2 汽车空调制冷系统,图中Pf为感温包感受到蒸发器出口温度相对应的饱和压力，Pe为蒸发器出口蒸发压力，Ps为过热调整弹簧的压力。当车内温度处在某一工况时，膨胀阀有一定开度，Pf、Pe和Ps应处于平衡状态，即Pf=Pe+Ps。如果车内温度升高，蒸发器出口过热度增大，则感受温度上升，相应的感应压力Pf增大，即Pf Pe+Ps，因此波纹膜片向下移，推动传动杆工作，使得膨胀阀孔开度增大，制冷剂流量增加，制冷量也增大，蒸发器出口过热度相应下降，反之，如果PfPe+Ps，则波纹膜片向上移，传动杆也随之上移，使得膨胀阀孔开度减小，制冷剂流量减小，制冷量也减小，蒸发器出口过热度也相应上升，从而满足了蒸发器热负荷变化的需要。,H型膨胀阀 H型膨胀阀是一种整体式膨胀阀，又称块阀，取消了外平衡式普通膨胀阀的外平衡管和感温包，直接与蒸发器进、出口相连。,第8章 汽车空调系统 8.2 汽车空调制冷系统,1-感温元件；2-球阀；3-调节螺栓；预紧弹簧；5-阀体,H型阀实际上并没有取消感温包，而是把感温包缩到阀体内的回气通路上，从干燥器来的制冷剂从入口进入膨胀阀经节流后出来进入到蒸发器，在蒸发器中吸收热汽化了的制冷剂从蒸发器出来，在进入H阀另一腔内，使动力元件直接感受蒸发器出口的温度后出来进到压缩机。制冷剂第二次进入H阀的过程相当于外平衡管的作用，通过膜片、顶杆及弹簧等的作用控制阀口的开度。,节流膨胀管 节流膨胀管的结构如图所示，它是一根细铜管，装在一根塑料套管内，塑料套管外环形槽内装有密封圈，是一种固定孔口的节流装置，其两端都装有过滤网，以防堵塞。节流膨胀管直接安装在冷凝器出口和蒸发器进口之间，由于其不能调节流量，液体制冷剂很可能流出蒸发器而进入压缩机，造成压缩机液击，为此装有膨胀管的系统，必须同时在蒸发器出口和压缩机进口之间安装一个汽液分离器，实现液、汽分离，避免压缩机发生液击。由于节流膨胀管没有运动部件，结构简单，成本低、可靠性高，同时节省能耗。许多美国和日本高级轿车都采用这种节流方式，其缺点是制冷剂流量不能根据工况变化进行调节。,第8章 汽车空调系统 8.2 汽车空调制冷系统,6、连接软管和管路接头 1）连接软管 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，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内。当汽车在颠簸的道路上高速行驶时，各部件均产生振动，因而制冷系统这些部件之间不能用刚性金属管连接，只能用柔性橡胶软管连接，而且软管必须具有吸收振动能力，不能泄漏制冷剂，能承受一定的压力，耐爆裂强度高。,第8章 汽车空调系统 8.2 汽车空调制冷系统,2）管路接头 汽车空调系统的管路接头可分为以下几种方式：胶圈接头方式 这种接头方式现代汽车使用较多。胶圈用耐油橡胶做成，优点是密封性高，防震性强，不需要过分拧紧连接螺母，就可以保证密封性，检修时也方便。喇叭口接头方式 这种接头的质量主要靠加工精致和光洁度来控制，连接时螺纹接头要旋紧，使喇叭口与凸缘配合紧密，才能达到密封的要求。管箍接头方式 多用于组装车，它是将金属管插入胶管内，再把管箍套于金属管插入处的胶管外围旋紧管箍，达到密封的目的。弹簧锁紧接头方式 多用于美国车，它是用外罩、卡紧弹簧、内外接头、密封圈，再套用专用工具将它锁紧达到密封的目的。,第8章 汽车空调系统 8.2 汽车空调制冷系统,8.2.4 汽车空调控制部件 1、电磁离合器 压缩机电磁离合器主要由前板、皮带盘（转子）及电磁线圈组成，如图8-14 所示。电磁离合器有定圈式和动圈式两种。汽车空调用的电磁离合器，其作用是将汽车发动机的动力传递给压缩机主轴，使压缩机运转，完成制冷循环。压缩机的工作或停转由电磁离合器线圈电源的通断进行控制。电磁离合器的工作原理是当电流通过离合器绕组时产生较强的磁场，衔铁被线圈磁力牢牢吸住，压缩机主轴通过键与毂连接，而衔铁与毂紧箍，这时皮带轮旋转，通过转板上吸力带动衔铁旋转，主轴即被驱动。当离合器线圈断电时，衔铁被弹簧弹回，皮带轮只在轴承上空转。,第8章 汽车空调系统 8.2 汽车空调制冷系统,2、温度控制器 温度控制器又称恒温开关，是汽车空调系统中的一种开关元件，是感受蒸发器表面的温度，通过自身机构的动作从而控制压缩机离合器线圈中电流的通、断致使压缩机产生开与停的动作，起到调节车内温度及防止蒸发器结霜的一种电气控制装置。汽车空调温度控制器可分为机械压力式和电子式两种：1）机械压力式温度控制器 机械压力式温度控制器主要由毛细管和波纹管构成，其内部充满感温介质，感温管的一端插入蒸发器翅片之中，感受蒸发器表面的温度，它的主要功能是通过感温元件内工质的温度变化，导致波纹管内压力发生变化，致使其伸长或缩短，将此信号传递出去。,该温度控制器的调节机械主要由凸轮、凸轮轴、温度调节螺钉等组成，其作用是使温控器能在最低至最高温度范围内任何一点动作，以控制温度。波纹管式温度控制器的触头开闭机构主要由触头、弹簧、杠杆等组成。,如图8-15所示为其工作原理。波纹管和充满制冷剂的感温毛细管相连，毛细管感温元件置于蒸发器翅片冷气通过的位置之中。当蒸发器温度变化时毛细管中的制冷剂温度也随着变化，对应的压力也发生变化，温度升高，压力就增大，推动波纹管中膜片运动，推动机械杠杆机构使触点闭合，电磁离合器线圈通电，压缩机旋转，制冷系统循环制冷，如果车内温度降到设定的温度以下，膜片向相反的方向运动，弹簧帮助复位，使触点脱开，电磁离合器线圈断电，压缩机停止工作。调整调节螺钉可以改变温控器的温度设定值，旋转凸轮的旋钮，可以调整温度的高低。,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,2）电子温度控制器 该温度控制器的传感器元件是热敏电阻，装在蒸发器的外侧正面，用以检测蒸发器的出口温度。热敏电阻有两种：一种电阻具有负感温电阻特性，即温度升高，电阻值下降；一种具有正感温电阻特性，即温度上升，电阻值上升。由于热敏电阻结构简单、调节精度高、工作可靠、故障少等优点，因而被越来越多的车用空调器所采用。,热敏电阻式温度控制器的控制电路是热敏电阻式温度控制器的关键技术。它的组成如图8-17 所示。,工作过程如下：当空调系统开始工作时，空调开关接通，来自蓄电池14的电流经空调开关3R13R15和R1一VTl的基极，此时如车内的温度高，具有负温度系数的热敏电阻R13的阻值小，基极电位高，使VTl导通，VT2、VT3、VT4也相继导通，电流由蓄电池14空调开关3电磁线圈5VT4搭铁，因为电磁线圈5有电流通过，继电器的触点6闭合，电磁离合器7导通，压缩机开始工作。当车内温度下降到低于调整值时，即蒸发器出口温度低于规定值，热敏电阻R13的阻值增大，使VTl的基极电位下降，这时VTl、VT2、VT3、VT4均截止，使继电器线圈5中无电流通过，触点6打开，电磁离合器7因断电与压缩机分离，压缩机停止,工作。之后蒸发器表面的温度又要上升，热敏电阻的阻值又要减小，使得VT1、VT2、VT3、VT4导通，继电器的触点6又闭合，电磁离合器7重新吸合使压缩机工作。不断地重复上述过程，就使得车内的温度稳定在所要求的范围之内了。,1）高压压力开关 高压压力开关是为了防止制冷剂填充过多，冷凝器散热又不好，造成压力过高，产生管路爆裂。高压开关的切断压力和触点恢复闭合压力一般因车型而异，切断压力一般在2.13.0MPa范围内，触点闭合恢复压力为1.61.8MPa，如图8-18所示。,3、压力开关 汽车空调设有压力开关电路，压力开关也称压力继电器或压力控制器，分为高压开关和低压开关两种，安装在制冷系统的高压侧管路上。当制冷系统中制冷剂压力出现异常时迅速切断电磁离合器电路，而使压缩机停止工作，待压力恢复后，压缩机又正常工作，保护了制冷系统不损坏。,2）低压压力开关 低压开关也称制冷剂泄漏检测开关，作用是当气体泄漏，压力降低，切断电磁离合器电源，以免烧坏压缩机。低压开关的切断压力一般在80110KPa范围内，而触点闭合恢复压力为230280KPa，如图8-18所示。,第8章 汽车空调系统 8.2 汽车空调制冷系统,4、易熔塞 易熔塞又称熔化螺栓，是制冷系统中的过压保护装置，它安装在储液干燥瓶上，它有一个孔贯穿螺栓中心，孔中填满一种特殊的焊剂。当高压端的压力和温度升至约3MPa和85100时易熔塞中焊剂熔化，使制冷剂排出至大气中，从而防止制冷装置损坏。,5、减压安全阀 在空调制冷系统中，由减压安全阀代替易熔塞起到了防止环境污染的作用。它安装在压缩机缸体上，如果高压端的压力升至3.434.14Mpa，减压安全阀就会开启，以降低压力，通常它和高压开关起双层保护，一旦减压安全阀开启就必须予已更换。,6、怠速提升装置 汽车冷气在使用时会消耗发动机功率，因此在排气量较小的发动机，如不开冷气时，调整至正常怠速，一旦将冷气开启则会因功率消耗而使怠速降低，出现发动机怠速不稳定的现象，甚至使发动机熄火，因此设计一种装置在开冷气时使发动机怠速自动升高亦能维持正常的怠速。,7冷却液过热开关冷却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。,第8章 汽车空调系统 8.2 汽车空调制冷系统,8.3.1 采暖系统 采暖是汽车空调中的功能之一，是将车外新鲜空气引入到热交换器，吸收其中某种热源的热量，从而提高空气的温度，并将热空气送入车内，达到人体保暖和车窗玻璃除霜的目的。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。,第8章 汽车空调系统 8.3 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,3.热水式暖气装置 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。,8.3.2 通风系统,通风系统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。通风系统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。,空调操纵系统的功用是对制冷系统与加热系统进行控制，调节车内的空气温度、风量、流向，确保空调系统正常工作，如图8-22所示。1、换气控制 主要由内外循环键完成来控制换气门，当换气控制置于新鲜空气（Fresh）位置时，换气控制门开启，使车厢外新鲜空气进入车厢内产生换气作用；换气键置于再循环位置时，换气控制门关闭，车厢内空气经由鼓风机在车厢内循环，此时开冷气可使车厢内空气温度快速降低。,第8章 汽车空调系统 8.4操纵控制系统,2、温度控制 主要由冷暖混合控制门和水流阀来完成控制的，使吹入车厢内的空气控制在适当的温度。3、风向控制 主要由风向键控制操作通风控制门、底版控制门及除雾控制门等的开启及关闭来完成风的走向。4、风量控制 主要由风量旋钮控制风量的大小，它可通过档位的选择，档位越高，风力越强。,第8章 汽车空调系统 8.4操纵控制系统,自动控制空调器是在传统的手动控制空调器的基础上加装了一系列检测车内、车外和导风管空气温度变化以及太阳辐射的传感器，改良执行器的结构和控制，设计了智慧型的空调控制器，控制能根据各传感器所检测的各温度系数经内部电路处理后，单独或集中对执行器的动作进行控制，同时自动空调还具有完善的自我检测诊断功能，以便对电控元件及线路故障的检测。如图8-23所示，自动控制电路由传感器、空调ECU和执行器元件三部分组成。,第8章 汽车空调系统 8.5 汽车空调的自动控制,1压缩机；2风机；3真空泵；4风门；5蒸发器；6蒸发器传感器；7加热芯；8空气混合风门；9吹出口切换风门；10内气传感器；11日射传感器；12外气传感器；13水温传感器；14方式开关；15设定温度开关；16微型计算机；17水阀；18吹出口切换膜片；19电位计；20伺服电机；复合式真空阀；真空开关阀,8.5.1 传感器 1、车内温度传感器 车内温度传感器安装在仪表板的下端，多采用马达吸入空气型，内有一个具有负温度系数的热敏电阻。当车内温度发生变化时，热敏电阻的阻值改变，从而向空调ECU输送车内温度信号。2、车外环境温度传感器 车外环境温度传感器安装在前保险杠右下端，包在一个注塑料树脂壳内，以免对温度的突然变化作出反应，它也是一个热敏电阻，向空调ECU输送车外温度信号。3、蒸发器温度传感器 该传感器安装在蒸发器表面，用以检测表面的温度变化，防止结霜。当蒸发器周围温度发生变化时，传感器电阻的阻值也随之改变，并向空调ECU输出电信号。,第8章 汽车空调系统 8.5 汽车空调的自动控制,4、光照传感器 也称阳光强度传感器，安装在汽车前挡风玻璃下面。该传感器将阳光辐射程度转变成电信号，并输送给空调ECU。5、水温传感器 它安装在发动机冷却循环的水路上，检测冷却液温度。产生的水温信号输送给空调ECU，用于低温时的冷却风扇转速控制。有些自动空调器没有水温传感器。6、压缩机锁止传感器 它是一种磁电式传感器，安装在空调装置的压缩机内，检测压缩机转速。压缩机每转一圈，该传感器线圈产生4个脉冲信号输送给空调ECU。,第8章 汽车空调系统 8.5 汽车空调的自动控制,8.5.2 执行元件 执行元件包括风门伺服电动机、暖风电机及压缩机电磁离合器等。1、进风伺服电动机 该电动机控制空调的进风方式，电动机的转子经连杆与进风风门相连，该伺服电动机内装有一个电位计，向空调ECU反馈进风伺服电动机的位置情况。当驾驶员使用进风方式控制键选择“车外新鲜空气导人”或“车内空气循环”模式时，空调ECU即控制进风伺服电动机带动连杆顺时针或逆时针旋转，从而带动进风风门闭合或开启，达到改变进风方式的目的。当按下“AUTO”键时，空调ECU首先计算出所需要的送风温度，并根据计算结果自动改变进风伺服电动机的转动方向，从而实现进风方式的自动调节，风力最大。,第8章 汽车空调系统 8.5 汽车空调的自动控制,2、空气混合伺服电动机 进行温度调节时，空调ECU控制空气混合伺服电动机连杆顺时针或逆时针转动，改变空气混合风门的开启角度，从而改变冷、暖空气的混合比例，调节