《辅助电器》PPT课件.ppt

,同学们好！,第八章 汽车辅助电气设备,学习目标概述第一节 电动刮水器与风窗玻璃洗涤器、除霜装置第二节 起动预热装置 第三节 无线电防干扰装置 第四节 汽车空调系统 第五节 电动辅助装置 第六节 汽车电子防盗装置 小结习题,学习目标,1、掌握风窗刮水、洗涤和除霜装置的组成、工作原理和控制电路。2、掌握起动预热装置的工作原理。3、了解无线电防干扰措施。4、了解汽车空调系统的作用、基本组成和布置。5、掌握制冷系统的组成、基本工作原理及各组成件的结构原理。6、掌握汽车空调电路。7、理解电动车窗、电动门锁、电动后视镜、电动座椅的组成和工作原理。8、理解汽车防盗系统的组成和工作原理。,概述,汽车其他电气装置（除前面所述的基本电气设备外）称为附助电器，用以提高汽车的安全性、舒适性和实用性。汽车辅助电器很多，而且随着人们对汽车技术使用性能要求的不断提高，辅助电器将越来越多。本章就部分已广泛使用的附助电器（电动刮水器、风窗玻璃洗涤器、除霜装置、起动预热装置、汽车空调、电动辅助装置、电子防盗装置等）作一介绍。,第一节 电动刮水器与风窗玻璃洗涤器、除霜装置,一、电动刮水器二、风窗玻璃洗涤器 三、风窗刮水器洗涤器控制电路 四、风窗除霜（雾）装置,一、电动刮水器,功用：用以消除风窗玻璃上妨碍驾驶员视线的雨水、雪花、泥土等，以确保行车安全。分类：目前汽车上使用的刮水器有电动式、气动式两种。气动式受气源限制，电动式使用广泛。1、构造与工作原理 2、永磁电动机的变速 3、自动复位装置 4、刮水片的间隙摆动,电动刮水器1-刮水片；2-铰接式刮水片架；3-刮水臂；4-蜗杆、蜗轮；5-电动机；6-摇臂；7-拉杆,1、构造与工作原理,电动刮水器由刮水电动机和一套传动机构组成（见图）。电动机5通电旋转时，带动蜗杆、蜗轮4、摇臂6转动，使拉杆7往复运动，从而带动刮水片1左右摆动。刮水器的电动机按磁场结构分电磁式（绕线式）和永磁式两种（见图）。区别在于，前者的磁场是电磁场（由磁极与绕组构成，绕组通电产生磁场）；而后者为永久磁铁（磁极为铁氧体永久磁铁）。永磁电动机具有体积小，质量轻，构造简单，工作可靠且价廉，被广泛采用。,永磁式刮水器电动机结构 l-电枢；2-磁极；3-蜗杆；4-蜗轮,电磁式刮水器电动机工作原理 1-串励绕组；2-电枢；3-并励绕组；4-触点；5-凸轮；6-刮水器开关；7-熔断器；8-电源开关；9-接触片,按不同的使用条件，电动刮水器一般有快、慢两档。直流电动机的转速公式为：（r/min）式中：U-电动机端电压；Ia-通过电枢绕组中的电流；Ra-电枢绕组的电阻；K-常数；Z-正、负电刷间串联的导体数；-磁极磁通。可见，电动机的转速与电源电压成正比，与电枢电阻电压降、磁通和两电刷间串联的导体数成反比。汽车上通常采用改变磁通或两电刷间串联的导体数，对直流电动机转速进行变速。,电枢绕组反电动势分析,2、永磁电动机的变速,刮水器的快、慢工作速度通过控制驱动电动机的变速实现。永磁电动机（因磁场强弱不能改变）通过改变两电刷间串联的导体数的方法（采用三刷式电动机）实现。即在电动机外加电压U不变的情况下，改变电动机产生反电动势e的大小，达到变化电动机转速的目的。原理是：直流电动机工作时，在电枢内同时产生反电动势e，其方向与电枢电流的方向相反，要使电枢旋转，U必须大于e(即Ue)。当电枢转速n上升时，反电动势也相应上升，只有当外加电压U几乎等于反电动势e(忽略电枢绕组的内部电压降)时，电机的转速才趋于稳定。,三刷电动机旋转时，电枢绕组所产生的反电动势方向如图所示。当开关K拨向“L”时，电源电压U加在B1和B3之间，在电刷B1和B3之间有两条并联支路，一条是由线圈、串联起来的支路；另一条是由线圈、串联起来的支路。这两路线圈产生的全部反电动势与电源电压平衡后，电动机便稳定旋转。此时转速较低。当开关K拨向“H”时，电源电压加在B2和B3之间，此时，电枢绕组一条由4个线圈、串联，另一条由2个线圈、串联。其中线圈与线圈、的反电动势方向相反，互相抵消后，变为只有2个线圈的反电动势与电源电压平衡，因而只有转速升高，使反电动势增大，才能达到新的平衡。故此时转速较高。可见两电刷间的导体数减少，就会使电动机的转速升高，这就是永磁三刷电动机变速的简单原理。,1-电源开关；2-熔断丝；3、5-触点臂；4、6-触点；7、9-铜环；8-蜗轮；10-电枢；11-永久磁铁,3、自动复位装置,(a)电枢短路制动,(b)电机继续转动,自动复位装置常见的有铜环式和凸轮式。（1）铜环式自动复位装置（见图）：当刮水器开关置于“0”档时，如果刮水器橡皮刷没有停到规定位置时，由于触点与铜环接触则电流继续流人电枢，其电路为：蓄电池正极-开关1-熔断丝2-电刷B1-电枢绕组-电刷B3-接线柱-接触片-接线柱-触点臂-铜环-搭铁-蓄电池负极（图b），电动机仍以低速转动直到蜗轮旋转到图a所示的特定位置，电路中断。短路制动：电枢绕组通过触点臂3、5与铜环7接通而短路，电机因惯性作用以发电机状态运行，产生制动转矩使电机迅速停止转动，使刮片复位到风窗玻璃下部。,铜环式自动复位装置,凸轮式自动复位装置,自动复位装置常见的有铜环式和凸轮式。（2）凸轮式自动复位装置：如图所示。,同步式间歇刮水器控制电路原理,4、刮水片的间隙摆动,雾天或小雨中行驶时，刮水器反复刮动不但没有必要，反而影响驾驶员视线，为此汽车上加置了电子间歇系统。种类：有同步式、非同步式（利用多谐振荡器控制继电器触头的开闭来实现刮水器间歇动作，与刮水器电机转速无关，见P225）之分。,同步式间歇刮水器（见图）：当刮水器开关置于断开位置，间歇开关置于接通位置时，12V电源便向电容器C充电，充电电路：经自停触点上触头、电阻R1、电容器C、搭铁，形成回路。当电容器C两端电压增加到一定值时，三极管V1、V2先后由截止转为导通，继电器J因通过电流而动作，使继电器J的常闭触头打开，常开触头闭合，从而接通了刮水器电机电路：电源正极-刮水器电机-刮水器开关-继电器J的常开触头-搭铁-电源负极，刮水器电机旋转，刮片摆动。,同步式间歇刮水器（见图）：当凸轮将自停触点与上触头断开(凸轮与电机连动，图中未画)，与下触头接通时，电容器C通过二极管D，自停触点下触头迅速放电，此时刮水器电机通电电路不变，电机继续转动。电容器C放电，使三极管基极电位降低，从而V1、V2转为截止状态，通过继电器J的电流中断，常开触点断开，回复到常闭位置，此时刮水器电机电路：电源正极-刮水器电机-刮水器开关-继电器常闭触头-自停触点下触头-搭铁-电源负极，因而电机仍转动。只有当刮水器刮片摆回原位，正好是凸轮将自停触点与下触头断开，与上触头接通复原时，电机才停转。接着电源再向电容器C 充电。如此重复，使刮水器刮片间歇动作，停歇时间长短取决于R1、C的充电时间常数。,二、风窗玻璃洗涤器,风窗玻璃洗涤器1-储液罐；2-电动泵；3-三通；4、5-喷嘴；6-刮水器开关；7-软管,为了及时消除风窗玻璃上的尘土和污物，使驾驶员有良好的视线，在汽车的刮水系统中增设了清洗装置。组成：储液罐、电动泵（微型永磁直流电动机和离心式水泵组成）、软管、喷嘴（直径一般为，喷水压力约为70-160KPa）及刮水器开关等组成。喷嘴安装在风窗玻璃下面，其喷嘴的方向可调整，洗涤泵连续工作时间一般不超过5s，使用间隔时间不小于10s。无洗涤液时，不开动洗涤泵。使用洗涤器时，刮水器也工作且应先喷水后刮水，在喷水停止后，刮水器应继续刮3-5次，这样可以把风窗玻璃上的水滴刮干。所以洗涤器电路一般都与刮水器开关联合工作。,三、风窗刮水器洗涤器控制电路,图示为桑塔纳轿车风窗刮水器洗涤器控制电路。刮水器控制开关有5个档位：2档为高速运转(62-80r/min)；1档为低速运转(42-52r/min)；f档为点动；0档为复位停止档；J档为间歇运转。电路受点火开关和中间继电器的控制（点火开关置于ON，中间继电器触点闭合，接通刮水器洗涤器电源）。1、刮水器开关拨到f档(点动档)蓄电池通过刮水器开关、间歇继电器常闭触点向刮水电动机供电，其电路为：蓄电池正极-中间继电器触点-熔断丝S11-刮水器开关53a接柱-刮水器开关53接柱-间歇继电器常闭触点-电刷B1-电刷B3-搭铁-蓄电池负极，电动机以低速运转。当手离开刮水器开关时，开关将自动回到0位。,桑塔纳轿车风窗刮水器洗涤器控制电路,2、刮水器开关拨到1档(低速档)蓄电池仍然是通过中间继电器、刮水器开关、间歇继电器、电刷Bl和B3向刮水电动机放电(放电回路与点动时相同)，电动机低速运转。3、刮水器开关拨到2档(高速档)接通电路：蓄电池正极-中间继电器触点-熔断丝S1l-刮水器开关53a接柱-刮水器开关53b接柱-电刷B2-电刷B3-搭铁-蓄电池负极，电动机高速运转。,4、刮水器开关拨到J(间歇)位置 电子式间歇继电器投入工作，使其触点不断地开闭。当间歇继电器的常闭触点打开，常开触点闭合时，电路为：蓄电池正极-中间继电器触点-熔断丝S11-间歇继电器的常开触点-电刷B1-电刷B3-搭铁-蓄电池负极，电动机低速运转。当间歇继电器断电，其触点复位(常闭触点闭合，常开触点打开)时，电动机停止运转（自动复位装置工作、制动力矩产生）。在间歇继电器的作用下，刮水电动机每6s使曲柄旋转一周。,5、洗涤器开关拨到T(洗涤档)位置 蓄电池经中间继电器触点、熔断丝S11、刮水器开关53a接柱、洗涤器开关T接柱向洗涤器电动机Vs供电，喷嘴喷洒洗涤液。与此同时接通间歇继电器电路，继电器工作使刮水器刮片摆动3-4次。如果洗涤器开关停留在该档位，洗涤器将继续喷洒洗涤液，刮水器也继续摆动。,6、自动复位 刮水器电动机上装有一个由凸轮驱动的一掷两位停机复位开关，当刮水器开关置于“0”档时，如果刮水片未停到规定位置，自动复位开关的常闭触点打开，常开触点闭合，刮水电动机电枢内继续有电流通过，其电流为：蓄电池正极-中间继电器触点-熔断丝S11-复位开关的常开触点-刮水器开关53e接柱-刮水器开关53接柱-间歇继电器常闭触点-电刷B1-电刷B3-搭铁-蓄电池负极 故电动机仍以低速运转，直到自动复位开关切断电动机电路（处在图示位置），刮水电动机停止运转，刮水片也复位到风窗玻璃的下部。,四、风窗除霜（雾）装置,在较冷的季节，有雨、雪或雾的天气，空气中的水分会在冷的风窗玻璃上凝结成细小的水滴甚至结冰，从而影响驾驶员的视线。为防止水分的凝结，设置风窗除霜（雾）装置，需要时可以对风窗玻璃加热。在装有空调或暖风装置的汽车上，通过风道向前面及侧面风窗玻璃吹热风以加热玻璃，防止水分凝结。对后风窗玻璃的除霜，常常是电热丝加热实现的。如图所示，在风窗玻璃内表面均匀间隔地镀有数条导电膜，形成电热丝，在需要时接通电路，即可对风窗进行加热。这种后窗除霜装置耗电量为50-IOOW。,后窗除霜(雾)装置1-蓄电池；2-点火开关；3-熔断丝；4-除霜器开关及指示灯；5-除霜器(电热丝),第二节 起动预热装置,冬季气温较低，发动机着火困难，加之低温润滑油粘度大，起动阻力大，发动机起动更加困难。为保证低温条件下迅速可靠地起动发动机，在多数柴油机和少数汽油机上设有低温起动预热装置，以提高进入气缸的空气（或可燃混合气）的温度。进气预热的类型：有集中预热和分缸预热两种，集中式预热装置安装在发动机的进气管上，分缸预热装置安装在各气缸内或进气岐管上。汽油机和部分柴油机的预热采用集中式，分缸式预热装置一般用在柴油机上。一、柴油机起动预热装置 二、汽油机低温预热装置,一、柴油机起动预热装置,主要的进气预热装置有电热塞、热胀式火焰预热器、电磁式火焰预热器、电网式预热器等。1、电热塞（电热式预热器）2、热胀式火焰预热器 3、电磁式火焰预热器 4、电网式预热器,1、电热塞（电热式预热器）,电热塞1-发热钢套；2-电热丝；3-填充剂；4、6-密封圈；5-外壳；7-绝缘瓷管；8-胶合剂；9-中心导电杆；10-锁紧螺母；11-接线螺母；12-平垫圈；13-弹簧垫圈,电热塞用螺纹拧装于柴油发动机气缸盖上，下端炽热部分伸人气缸的燃烧室内（构造见图）。组成：螺旋管状铁镍铬电热丝、耐热不锈钢发热钢套、中心导电杆、绝缘瓷管和外壳等。内部电路：中心导电杆-电热丝-发热钢套-外壳-搭铁。电热塞的连接方式：有并联和串联两种，通常多为并联（见图）。冷起动时，先将起动开关拨在“1”档位，预热器电路接通，开始预热，一般预热时间不超过1min；再把起动开关拨至“2”档位，发动机即可顺利起动。预热器电路通常装有预热指示灯，指示灯不亮，则预热器未投入工作。,图-电预热器电路,(a)并联接法(b)串联接法 电预热器的电路,2、热胀式火焰预热器,热胀式火焰预热器 1-电热丝；2-阀体；3-阀芯；4-绝缘垫圈；5-油管接头；6-接线螺钉；7-稳焰罩,热胀式火焰预热器有一个线膨胀系数较大的管状阀体，管内有空腔，顶端有油管接头，用油管与专用的小燃油箱连通；下部靠螺纹与阀芯装配在一起，阀芯顶端将小油孔封闭。阀体外面绕着镍铬电热丝，电热丝的一头与外壳相连并搭铁，另一端形成接线柱。预热器不工作时，在阀体冷缩作用下使阀芯锥形尖端将小油孔封闭。发动机起动时，起动开关置于预热档，电热丝电路接通，阀体受热伸长使阀芯下移将小油孔打开，燃油从阀体下端汽化喷出，遇电热丝形成火焰，加热进入气缸的空气。为了使火焰稳定，提高加热效果，配有稳焰罩。预热器靠外壳螺纹拧装于气缸盖上的燃烧室或进气歧管上。其优点是加热快。,3、电磁式火焰预热器,电磁式火焰预热器,电磁式火焰预热器装在柴油发动机的进气歧管上（结构如图）。预热器不工作时，预热器内的阀门靠弹簧张力将阀门紧压在阀座孔上封闭。接通起动开关预热档，线圈通电，铁心电磁力吸引动铁压缩弹簧推下阀杆将阀门打开，燃油即从阀门经油孔流到电热丝上，由于电热丝也已同时通电成炽热状态，所以燃油立即气化着火燃烧，火焰从稳焰罩喷出，加热进气歧管中的冷空气。预热完后，电热丝断电，阀门又被弹簧将阀杆顶住而封闭。,1-电热丝；2-稳焰罩；3-支承杆；4-油孔；5-弹簧；6-预热器外壳；7-阀门；8-阀杆；9-燃油箱；10-加油孔螺塞；11-铁心；12-线圈；13-动铁；14-盖；15-接线柱；16-接触头,4、电网式预热器,电网式预热器 1-外框；2-弹簧；3-电热丝；4-绝缘垫,电预热网的结构特点是将电热丝绕成网状，固定在片形外框上，外框的形状尺寸与进气歧管的进气管一样，电预热网就安装在进气歧管的进气口上，其结构如图所示。当发动机起动时，通电预热，使进入气缸中的空气被加热，从而改善了发动机的起动性能。,二、汽油机低温预热装置,功用：当发动机温度降低时，对化油器中的混合气进行预热，提高发动机起动性能。1、进气加热器2、进气温度自动调节式空气滤清器,1、进气加热器,进气加热器 1-密封圈；2-隔热垫；3-加热器,北京切诺基型吉普车和桑塔纳轿车等在进气管中装有加热器。加热器制成多针状，以增大加热面积，加热器的发热元件是具有正温度系数的PTC电热陶瓷材料，具有随温度升高阻值增大的特性，可使加热温度得到自动控制（恒温控制），并可节省电能。当外界温度为20时，其电阻仅为0.2-0.4。电路接通瞬时加热电流很大（可达40A），温度迅速升高，1min左右即可达60-80，3min内可达到175，此时，电阻值趋向无穷大，电流趋于零，温度保持不变，电路几乎切断。冷起动时，化油器喷出的油粒，经加热器加热蒸发而形成混合气。当进气管水套温度达到一定值时，电加热器电路被装有热敏传感器切断电路切断，混合气由冷却液预热。,2、进气温度自动调节式空气滤清器,进气温度自动调节式空气滤清器结构示意图 1-排气管；2-节气门；3-真空阀；4-空气滤清器；5-热敏开关；6-真空泵室；7-真空泵膜片；8-进气控制阀；9-真空软管；10-热空气管道；11-预热罩,北京切诺基汽车和桑塔纳轿车等均装有能自动调节进气温度的空气滤清器。在外界气温变化较大的情况下，使进入空气滤清器的温度在一定范围内，以利于混合气的形成与燃烧，减少CO和HC的排放量。结构（见图）：在空滤器内装有受热敏开关控制的真空阀。真空阀用真空管分别与节气门下方和真空泵膜片上方连通。真空泵用来控制进气控制阀，以开启和关闭冷、热空气管道。热空气管与排气管上的预热罩相通，冷空气管直接与大气相通。工作原理：,工作原理,进气温度自动调节式空气滤清器工作示意图 1-排气管；2-节气门；3-真空阀；4-空气滤清器；5-热敏开关；6-真空泵室；7-真空泵膜片；8-进气控制阀；9-真空软管；10-热空气管道；11-预热罩,（1）当外界进人空气滤清器的温度低于某一定值时(如JV发动机为60)，热敏开关使真空阀开启，节气门下方的真空吸力通过真空管作用在真空泵的膜片上，使膜片向上拱曲，进气控制阀将热空气管道开启，冷空气管道关闭，预热罩内经过预热的空气经热空气管进入空气滤清器内，如图(a)所示。（2）进入空气滤清器的温度高于一定温度时(如JV发动机为70)，热敏开关将真空阀关闭，膜片上方真空吸力减小，膜片在弹簧的作用下向下拱曲，进气控制阀将热空气道关闭，冷空气道开启。外界的空气直接经冷空气管进入空气滤清器，如图(b)所示。,（3）如空气温度在上述两个值之间，则真空膜片保持在某一位置。进气控制阀也处于某一位置，使热空气道和冷空气道均开到适当开度，如图(c)所示。使进气温度保持在所要求的一定范围内。（4）在节气门全开时，由于节气门下方真空吸力很小，即使真空阀全开，进气控制阀仍将热空气道关闭，如图(d)所示，使发动机全负荷时温度不致过高。,第三节 无线电防干扰装置,一、电磁干扰的形成与危害汽车电器设备中的导线、线圈和电子元件等都有不同程度的电阻、电容和电感，当它们组合成闭合回路时就会形成振荡电路，产生电磁振荡，对汽车上及周围无线电装置产生不同程度的干扰。汽车所产生的无线电干扰，按其传播方式可分为传导干扰（通过汽车导线直接输入无线电设备和电子设备内部）和辐射干扰（通过空气传播）两种。汽车电器设备工作时的主要干扰源来自点火系统，当火花塞电极处形成电火花时，伴随有高频振荡，连接火花塞的高压线即起着天线作用，将这个高频振荡以电磁波形式向空中发射；其次，各种继电器触点的不断开闭，各种开关的打开、关闭以及发电机电刷、电喇叭触点等均会产生干扰波。其振荡频率大至在0.15-1000MHz，干扰范围很广。二、无线电防干扰措施减少和防止电磁波的干扰，一方面对易受干扰的电器设备本身采取防干扰措施，另一方面必须对产生干扰电磁波的汽车电器采取抑制措施。目前通常使用的抗干扰措施有：1、加装阻尼电阻采用高压阻尼线 2、加装减扰电容器 3、加装金属屏蔽,1、加装阻尼电阻采用高压阻尼线,a)装在分电器高压线上 b)装在火花塞高压线上阻尼电阻的结构1、7-胶木壳；2、8-阻尼电阻；3-装接钉；4、11-高压线；5-安装角架；6-罩；9-螺钉；l0-金属线芯；12-铜垫圈；13-弹簧,高压电路中串人阻尼电阻：在点火装置的高压电路中串人阻尼电阻，可以削弱电火花产生的高频振荡。实验证明，阻尼电阻越大，防干扰效果越好，但阻值过大会影响点火的火花能量，因此，一般最大不超过20K。阻尼电阻一般由碳质材料制成，通常装在点火线圈的高压导线引出端或火花塞上（结构见图）。采用高压阻尼线：CA1091汽车已装，其线芯用0.1mm的镍铬铝合金丝绕成，相当于电感、电容和电阻三者的复合体，抑制效果很好。,2、加装减扰电容器,电容器防干扰布置 1-火花塞；2-分电器；3-点火线圈；4-点火开关；5-调节器；6-硅整流发电机；7-电流表；8-铅蓄电池；9-水温表；10-油压表；11-水温传感器；12-油压传感器,在可能产生电火花处并接一个电容器，可以吸收电火花，削弱高频振荡电磁波的产生和发射。如在发电机调节器“蓄电池”接柱与搭铁之间，或在发电机“电枢(B+)”接柱与搭铁之间并联0.2-0.8F的电容器；在温度表、机油压力表传感器触点间并联0.1-0.2F电容器；在转向信号灯的闪光器和喇叭的触点处并联大于0.5F的电容器等。,3、加装金属屏蔽,北京BJ212汽车装用的QGY-111型汽车干扰抑制器,将所有容易产生电火花的汽车电器用搭铁的金属罩遮盖，导线也用金属网或金属管套住。这样就使产生干扰的高频电磁波在屏蔽的金属罩内产生涡流，变成热能消耗掉，使电磁波不能发射出去，从而减小干扰。这种方法效果较好，但装置复杂，成本较高，并且会增大高压电路的分布电容，影响点火性能。因此，一般只用在防干扰要求较高的汽车上。为了获得较好的防干扰效果，还有在干扰源处串接低通滤波器，将上述3种方法合并使用等，如图所示。,第四节 汽车空调系统,汽车空调系统是实现对车厢内空气进行降温、加热、除湿、换气和空气净化的装置。它可以为驾乘人员提供一个舒适的乘车环境，降低驾驶员的疲劳强度，确保行车安全。空调装置已成为衡量汽车功能是否齐全的一个重要标志。一、汽车空调系统的功能 二、空调系统的组成 三、空调系统的布置 四、制冷系统 五、汽车供暖、通风系统 六、汽车空调系统控制电路,一、汽车空调系统的功能,汽车空气调节（简称汽车空调）就是将汽车车厢内的空气环境调节到符合人体舒适性要求的状态。人对车厢内空气环境的舒适性要求主要有“四度”，即温度、空气湿度、气流速度和空气的洁净度（空气的清新度）。舒适性指标如表1所列。汽车空调系统就是对车内空气的“四度”具有全面调节功能的系统（只有采暖或冷气功能，则只能称为采暖或制冷装置）。为此空调系统必须具备表2所述功能。,表1 舒适性指标,舒适性环境参数,表2 汽车空调系统功能,现代汽车空调系统功能,二、空调系统的组成,汽车空调系统按其功能可分为：制冷系统、供暖系统、通风与空气净化系统和控制系统等几个主要组成部分。1、制冷系统采用蒸气压缩式制冷原理，对空气进行冷却和除湿（温度低于空气露点）。2、供暖系统通常利用发动机冷却水加热装置对车内空气或车外进入车内的新鲜空气进行加热，同时还可以给前风挡玻璃除霜、除雾。3、通风装置利用自然通风或强制通风方式对车内空气进行置换，以达到制冷、加热及通风的功效。通风装置除鼓风机外，还有滤清器、进风口、风道及出风口等。4、空气净化系统利用灰尘滤清器、电子集尘器及负离子发生器等净化车内空气。5、操纵控制系统 利用电气元件、真空机构和操纵机构对制冷系统、加热系统的温度和压力进行控制并进行安全保护，同时对车内空气温度、风量及出风方向进行控制。,三、空调系统的布置,空调系统在车上的布置 1-冷凝器；2-压缩机；3-制冷剂管路；4-蒸发器箱；5-进风罩；6-空调控制装置；7-加热器；8-储液干燥器,空调器总成1-鼓风机；2-真空阀；3-加热器芯；4-出水口；5-进水口；6-制冷剂进口；7-制冷剂出口；8-膨胀阀；9-蒸发器芯；10-温控开关；11-进风罩滤网；12-进风罩；13-环境温度开关,不同类型空调系统的布置方式有所不同。左图所示为轿车冷暖一体式空调系统。系统中将蒸发器、暖风散热器、离心式风机、操纵机构、进风罩和壳体等组装在一起（叫空调器总成），布置在车内仪表板下方，如右图所示。,四、制冷系统,（一）组成及工作原理 1、制冷与蒸发制冷 2、蒸发制冷循环和制冷剂的循环使用 3、蒸发制冷循环过程 4、组成及工作原理（二）制冷系统主要部件的结构与工作原理（三）制冷系统的控制,1、制冷与蒸发制冷,“制冷”就是用人工的方法把热量从制冷对象（车厢内的空气）中取出，使其温度下降。但热量只能从高温自动地流向低温，因而制冷的关键在于人工建立一个冷源(即低温区)。由于液体的汽化过程需要吸收热量（汽化潜热），即汽化时要寻求热源，而车厢内的高温空气正好可以充当热源。但汽化液体在常压下的沸点必须低于车厢内的温度，也就是要用低沸点物质作制冷剂。这种用制冷剂吸收汽化潜热而使周围空气致冷的方法称为蒸发制冷。,2、蒸发制冷循环和制冷剂的循环使用,连续制冷必须不断重复蒸发制冷的过程，即需要维持蒸发制冷循环。蒸发制冷利用的是制冷剂的汽化过程，一旦从液态变成了汽态，就基本失去了制冷能力，因此必须解决制冷剂的循环使用问题，即制冷剂的循环使用成为蒸发制冷循环的前提。将制冷剂放在一个封闭的系统内，增加一些其他环节，利用物质的“气-液”转化过程的可逆性，就能把制冷剂蒸气冷凝回归为液态（制冷利用汽化过程，回收则用冷凝过程），可采用降温或加压的方法，也可两种方法同时进行。在汽车上降温行不通（没有可用的天然冷源降温才进行人工制冷），增加压力是唯一的方法。为此，采用了压缩机。由于压缩过程进行很快，可近似看成是一个绝热过程（被压缩的蒸气来不及与外界产生热交换就被排到冷凝器中），不仅压力增加，温度也同时提高了。而温度提高比压力提高更有价值，当温度提高到超过环境温度时，就可利用空气这种自然冷源来降温，再经风扇加速空气流动，从而进一步加快冷凝过程。可见升温成了压缩过程的主要目标。然而，冷凝后的液态制冷剂仍处于压缩机出口的高压中（比蒸发时的压力和温度要高出许多），而制冷过程只能在低的蒸发压力下进行，这样才能获得所需的低温。因此，在系统中采用了膨胀阀(通过节流而减压)。这样系统就可进行蒸发制冷循环，制冷剂也得到了循环使用。,3、蒸发制冷循环过程,汽车空调蒸气压缩式制冷循环原理 1-压缩机；2-蒸发器；3-膨胀阀；4-风机；5-储液干燥器；6-冷凝器,蒸发制冷循环可分为四个过程：即蒸发、压缩、冷凝、减压。与此相应的部件为蒸发器、压缩机、冷凝器及膨胀阀(或称减压阀节流装置)。系统内发生相变的低沸点液态物质称为制冷循环中的制冷剂。如图所示为制冷循环示意图。,4、组成及工作原理,汽车空调制冷系统组成：压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、储液干燥器等。制冷原理：是通过制冷剂在系统内循环流动，利用制冷剂液态变为气态时要大量从外界吸收热量的原理，达到降低车内温度的目的。制冷系统工作时，压缩机1由发动机传动带轮带动，将蒸发器2中因吸热而汽化的低压制冷剂蒸气吸人后，压缩成高温高压制冷剂气体，经高压管送人冷凝器6，经冷凝器冷却使高温高压的制冷剂气体冷凝成中温高压制冷剂液体，送人储液干燥器5中除去水分和杂质，然后送人膨胀阀，经膨胀阀3节流降压，变为低温低压液态制冷剂后进入蒸发器。当鼓风机4将空气吹过蒸发器表面时，液态制冷剂汽化吸热，从而降低车内温度。汽化后的制冷剂再次被压缩机吸人，重复上述过程。常用的制冷剂有R12(CF2Cl2-二氟二氯甲烷，又称“氟利昂”)和R134a(C2H2F4-四氟氢碳)（国际上统一使用美国采暖、制冷及空调工程师协会的制冷剂编号系统，在编号前一律冠以R(Refrigerant制冷剂)字头）。由于R12中氯元素对大气中臭氧的严重破坏作用，正被淘汰。R134a是一种环保制冷剂，两者的物理特性相近，但性能上仍存在差异，因此不能混用。,（二）制冷系统主要部件的结构与工作原理,1、压缩机 2、冷凝器 3、膨胀阀（节流阀）4、蒸发器 5、储液干燥器,1、压缩机,作用：将在蒸发器吸收热量蒸发的低温低压制冷剂气体吸入，经过绝热压缩成温度为70左右、压力为的高温高压制冷剂气体，然后送入冷凝器。压缩机种类繁多、型式各异，活塞式是目前轿车上应用最多的类型。图示为斜盘活塞式压缩机工作过程示意图，主轴旋转时斜盘作左右摇摆运动，斜盘通过钢球驱动双头活塞，在前后气缸中作往复运动，完成进气和压缩过程。(a)前气缸处于进气下止点；(b)前气缸处于压缩行程；(c)前气缸处于压缩上止点,斜盘活塞式压缩机工作过程,（a）,（b）,（c）,2、冷凝器,作用：是一种热交换器，将压缩机压出的高温高压的制冷剂的热量散发，用风扇强制冷却，使高温高压的气态制冷剂变为温度为50左右、压力为左右的中温高压制冷剂液体。图示为目前常用的管带式冷凝器：1-带状管；2-散热片；A-冷空气；B-热空气；C-来自压缩机；D-去储液干燥器,管带式冷凝器,3、膨胀阀（节流阀）,作用：一是将高压制冷剂液体进行节流减压，变为温度1-4、压力的低温低压液态制冷剂后进入蒸发器；二是自动调节制冷剂流量，以适应制冷负荷的需要。安装在蒸发器入口前，是制冷循环高压和低压的分界点，自动温度控制式膨胀阀的结构如图所示。主要由感温包7、毛细管6、膜片5、球阀2、顶杆4及弹簧1等部件组成。膨胀阀安装在蒸发器人口处，感温包固定在蒸发器出口的管路外壁，感温包内装有制冷剂，通过毛细管与膨胀阀膜片的上方相连。原理：当压缩机工作时，液态制冷剂经球阀被喷人蒸发器中，液态制冷剂因突然膨胀而变成低压湿蒸气，吸收蒸发器周围空气的热量，使湿蒸气汽化成低压气态制冷剂。,膨胀阀 1-弹簧；2-球阀；3-壳体；4-顶杆；5-膜片；6-毛细管；7-感温包,蒸发器出口处的温度高时，感温包中的制冷剂膨胀，膨胀阀膜片上方的压力升高，膜片向下移动，顶开球阀，液态制冷剂流人蒸发器中的量增加；当蒸发器出口处温度降低时，感温包中制冷剂收缩，膨胀阀膜片上方的压力减小，膜片上移，球阀开度减小，减少了喷人蒸发器的制冷剂量。膨胀阀开启的程度随蒸发器出口的温度而变化，并影响感温包内压力的大小，从而达到自动控制的目的。当压缩机停止工作时，膨胀阀膜片上方的压力与蒸发器人口的压力相等，球阀在弹簧作用下，处于关闭状态，阻止制冷剂倒流进入压缩机。,4、蒸发器,管片式蒸发器 1-膨胀阀；2-蒸发器,作用：将膨胀阀节流降压的制冷剂，在蒸发器中吸收车内热量而蒸发为气态制冷剂，再进人压缩机进行循环。蒸发器的结构与冷凝器相似，但功能相反，起吸热作用。蒸发器结构有管带式（下图）、管片式（左图）和层叠式。,5、储液干燥器,储液干燥器 1-玻璃观察孔；2-引出管；3-滤网；4-干燥剂；5-储液罐,作用：储液干燥器安装在冷凝器出口处，起储液、干燥和过滤作用。主要由滤网3、干燥剂4、储液罐5、玻璃观察孔1、引出管2等组成。玻璃观察孔用来观察制冷剂是否足量，若观察孔明净，则说明制冷剂足量；若出现气泡，则说明系统内有空气。有些储液干燥器上还装有易熔塞，当储液干燥器内部压力和温度达到一定值时（3.0Mpa、100-105），易熔塞就会熔化，排出制冷剂，保护制冷系统免遭损坏。,（三）制冷系统的控制,为使汽车空调制冷系统正常安全地工作，维持所需的温度，制冷系统设置了控制元件和保护装置，主要有电磁离合器、温度控制开关、发动机转速自动调节装置及安全保护装置等。1、电磁离合器 2、温控开关(恒温器)3、发动机转速自动调节装置 4、安全保护装置,1、电磁离合器,空调压缩机是由发动机通过电磁离合器来驱动的。电磁离合器根据需要断开和接通发动机与压缩机之间的动力传递，受温控开关、压力开关及空调AC开关等控制，安装在压缩机前端。由压力板、弹簧片、引铁、带轮、固定铁心和线圈组成。压力板1用半圆键与压缩机轴相联，是电磁离合器的从动件。当电磁离合器通电时，铁心5产生引力，将引铁3吸贴在带轮4端面，并随之旋转，离合器结合使压缩机开始工作；当电磁离合器断电时，铁心磁力消失，引铁在弹簧片2的作用下脱开带轮，压缩机停止工作。,电磁离合器 1-压力板；2-弹簧片；3-引铁；4-带轮；5-铁心；6-线圈；7-压缩机体,2、温控开关(恒温器),(1)机械波纹管式机械波纹管式温控开关结构如图所示。在感温管4内充有制冷剂饱和液体，一端与温控开关的波纹伸缩管5相连，另一端贴附在蒸发器表面。当蒸发器温度较高时，感温管内制冷剂蒸发膨胀，使波纹伸缩管伸长，推动传动杠杆放大机构使触点11闭合，电磁离合器通电接合，压缩机工作；当蒸发器温度降到调定值(如1-4)时，波纹伸缩管收缩，通过杠杆机构10使触点断开，电磁离合器断电，压缩机停止工作。如此反复，使温度控制在一定范围。旋动温度调节凸轮7可改变弹簧8的预紧力，从而改变蒸发器温度控制范围。,机械波纹管式温控开关 1-蓄电池；2-电磁离合器；3-弹簧；4-感温管；5-波纹伸缩管；6-转轴；7-温度调节凸轮；8-弹簧；9-调整螺钉；10-杠杆机构；11-触点；12-接线插头,温控开关感受蒸发器表面温度、车内温度和大气温度。一般情况下，根据蒸发器表面温度来控制压缩机的开与停，起到调节车内温度使之稳定的作用，也称恒温器。常用的温控开关有机械波纹管式和热敏电阻式。,(2)热敏电阻式 热敏电阻式温控开关由热敏温度传感器、温度调节电阻和放大电路组成。热敏电阻安装在蒸发器出口侧，将蒸发器温度变化转为电信号，经集成电路放大，同选定的蒸发器温度相比较而控制电磁离合器，使压缩机工作或停止。蒸发器温度的选定由温度调节电阻控制，通过安装在仪表板上的温度调节旋钮由驾驶员调整设定。,热敏电阻式温控开关原理框图,3、发动机转速自动调节装置,当发动机在怠速工况带动空调压缩机时，为保持发动机稳定运转，在非独立式空调制冷系统中通常设有怠速自动提升装置。化油器式发动机怠速自动提升装置如图所示。当空调开关AC接通时，也接通了真空电磁阀电路，电磁力克服弹簧力将阀门4吸下，打开了真空促动器与进气支管的真空通道，在真空吸力作用下，真空促动器膜片上移，通过拉杆使节气门1开度增大，从而提高发动机怠速转速，以补偿空调设备工作所消耗的功率。对于采用电控发动机的车型，电控单元根据车速、空调系统各信号，通过执行元件(如继电器等)来控制发动机转速及其他空调部件工作。,怠速提升装置 1-节气门；2-速度调节螺钉；3-真空促动器；4-真空电磁阀阀门；5-真空电磁阀；6-真空管；7-化油器；8-进气支管；9-发动机,4、安全保护装置,在汽车空调系统中，通常设有各种安全保护装置，当制冷系统工作出现异常或发生故障时，根据具体情况，自动采取相应的保护措施。常用的安全保护装置有：(1)高压开关 高压开关用来防止制冷系统在异常高压下工作，通常安装在冷凝器进口或储液干燥器上。高压开关有两种：触点常闭型和触点常开型。触点常闭型高压开关(见图)用于自动切断电磁离合器电路。当高压管路内压力超过某一定值时，触点打开，切断电磁离合器电路，以免压缩机过载或系统管路损坏；当高压管路内压力恢复正常后，在弹簧力的作用下，触点闭合，接通电磁离合器电路，空调工作。触点常开型高压开关一般用来控制冷却风扇高速档电路，当压力超过某一规定值时，触点闭合，风扇高速运转，以加强冷凝器的冷却能力。,触点常闭型高压开关 l-活动触点；2-接头；3-膜片；4-外壳；5-接线柱；6-弹簧；7-固定触点,(2)低压开关 低压开关也称制冷剂泄漏检测开关。当制冷系统泄漏或其他原因使制冷剂不足时，低压开关使电磁离合器不接合。低压开关通常安装在冷凝器与压缩机出口(或膨胀阀)之间的高压区，结构与高压开关类似，为触点常开型。(3)环境温度开关环境温度开关安装在灰尘滤清器附近，当外界温度小于某一规定值时，环境温度开关切断电磁离合器，使制冷系统不工作。(4)冷却液温度开关其功用是在发动机冷却液温度过高时，使电磁离合器分离，停止压缩机运转。它一般安装在发动机冷却液管路上。,五、汽车供暖、通风系统,1、供暖装置组成：供暖是汽车空调的重要组成部分。非独立式供暖装置（轿车上使用）一般采用发动机工作时冷却液供暖，称为水暖式暖气装置。水暖式暖气装置主要由加热器、鼓风机、热水阀及通风道等组成。原理：图示为水暖式暖气装置供暖原理，发动机水套内的冷却液经热水管道和热水阀3进入加热器4加热周围的空气，再由鼓风机将加热后的空气吹入车内，变冷后的冷却液由水泵抽回发动机，如此循环进行供暖。,水暖式暖气装置供暖原理 1-冷却水箱；2-节温器；3-热水阀；4-加热器(暖气芯)；5-发动机；A-冷空气；B-暖气,1、供暖装置 2、通风与空气净化装置,2、通风与空气净化装置汽车空调通风一般分为自然通风和强制通风。自然通风利用汽车行驶时车内外的空气压力差，通过进、出风口进行自然换气；强制通风利用鼓风机对车内空气进行置换。轿车通常利用空调装置的外循环装置，根据需要开闭各种风口，通过控制风门开度和位置进行进风模式和进风量的控制。图-轿车冷暖一体化空调系统的典型结构简图及配风（气）情况图-操纵面板为了保持车内空气的清洁新鲜，除通过通风换气外，还采用空气净化装置。常用的空气净化装置有灰尘滤清器、电子集尘器及负离子发生器等，安装在空调器总成内。,冷暖一体化空调系统的典型结构简图及配风(气)情况示意1-鼓风机；2-进风口转换风门；3-车内空气；4-车外空气；5-膨胀阀；6-压缩机；7-