课题一汽车空调检修基础知识

汽车空调结构与维修课题一汽车空调检修基础知识任务一认识汽车空调学习目标熟悉汽车空调系统的功能。掌握汽车空调系统的组成。认识制冷系统中的各元件。了解汽车空调系统对环境污染的影响。【设疑和引入】汽车空调与一般家用空调有近乎相同的功用。夏天制冷，为乘客带来阵阵凉风；冬天制热，给乘客带来丝丝暖意。那么它是由哪些部分组成？又有哪些类型呢？汽车空调分为非独立式和独立式两种，在轿车中经常使用的是非独立式汽车空调。【基础知识】一、汽车空调的发展汽车空调技术是随着汽车的普及和高新技术的应用而发展起来的。汽车空调技术的发展经历了由低级到高级、由单一功能到多功能的5个阶段。1．第一阶段（单一取暖）2．第二阶段（单一冷气）3．第三阶段（冷暖一体化）4．第四阶段（自动控制）5．第五阶段（微机控制）图1-1-1自动空调控制面板二、汽车空调的功能汽车空气调节的内容主要包括以下几个方面。1．温度对空气温度的调节包括冬季加热和夏季降温两种情况。加热一般是利用冷却水或排气管的余热来进行的；降温则必须用专门的制冷设备，即汽车空调制冷系统来进行。2．湿度空气的湿度是指空气中水蒸气的含量百分数。对湿度的调节一般都是降低湿度，即除湿，特别是在夏季尤其如此。在同样的温度下，湿度越大，人感到越热。3．空气洁净度汽车门窗长时间关闭，车内充满了人呼出的二氧化碳、排出的汗味等各种影响空气洁净的气味，因此必须将这些难闻气味除去。4．空气流动速度汽车空调系统的空气流动速度包含下面两个方面的含义。（1）车内、外空气的交换速度，即引入外界新鲜空气的比例，外界新鲜空气进入量的多少由新鲜空气阀门开度的大小来控制。（2）内部空气的流动速度，主要解决车厢内温度不均现象。三、汽车空调的组成一般轿车空调主要由制冷系统、通风配气系统、取暖系统及电气控制系统组成，如图1-1-2所示。各系统的元件组成如表1-1-1所示。图1-1-2汽车空调结构方框图系统说明图示制冷系统总成（1）组成：压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、蒸发器（2）作用：使制冷剂偱环，产生制冷效果通风配气系统总成（1）组成：鼓风机、通风装置、调温装置、空气分配装置（2）作用：控制偱环方式、调节温度和湿度、进行空气送风模式分配取暖系统总成（1）组成：加热芯、调温装置、鼓风机、热水阀等（2）作用：调节车内的温度及除霜电气控制系统（1）组成：主要有压缩机控制电路、鼓风机控制电路、冷凝风扇控制电路等（2）作用：对空调系统中的电气元件进行控制表1-1-1空调系统各系统的元件组成四、汽车空调的特点汽车空调主要有以下特点。1．动力源多样汽车空调系统按驱动方式有独立式和非独立式。轿车、轻型车、中小型客车及工程机械，其空调所需要的动力和驱动汽车的动力都是来自汽车本身的发动机，这种空调系统叫非独立空调。2．抗冲能力强汽车在颠簸不平的路面行驶时，汽车空调系统承受剧烈、频繁的振动和冲击，因此汽车空调的各个零部件应有足够的强度和抗震能力，接头牢固并防漏。3．结构紧凑、质量小由于汽车本身的特点，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。4．制冷/制热能力强根据气候的不同，要求汽车空调的制冷/制热能力大，其原因有以下几方面。（1）车内乘员密度大，产生的热量多，热负荷大，而冬天人体所需要的热量也大。（2）汽车为了减轻自重，隔热层薄；汽车的门窗多、面积大，所以汽车隔热性能差热量流失严重。（3）汽车在野外行驶，直接受到太阳的照晒、霜雪的冷、风雨的潮湿，环境恶劣，千变万化。五、汽车空调的分类汽车空调的分类如表1-1-2所示。按驱动方式分类①独立空调②非独立空调③电力驱动空调按结构形式分类①整体独立式空调②分体式空调③分散式空调按蒸发器布置方式分类①仪表板式④下置式②车内顶置式⑤后置式③立式⑥车外顶置式按功能分类①单一功能型②冷暖一体型③全功能型按自控程度分类①有手动控制②半自动控制③全电脑控制按送风方式分类①直吹式②风道式表1-1-2汽车空调的分类六、汽车空调对环境的影响地球大气层是由一层稀薄的气体组成的，这层气体包裹着地球，主要由氧和氮以及一些稀有气体构成，如表1-1-3所示。项目说明图示正常大气层的组成太阳光穿过正常的大气层照射到地球的表面臭氧被氟利昂破坏大气的原理太阳光穿过臭氧屋被破坏的大气层照射到地球的表面表1-1-3空调对环境污染的原理任务二制冷基础知识及相关概念学习目标了解汽车空调的有关热力学基础知识掌握歧管压力表的使用掌握干、湿球温度计的使用【设疑和引入】在汽车空调系统中，对其进行“问诊”通常也使用到温度计，温度、压力等有关热力学基础知识是使用温度计和歧管压力表的基础。【基础知识】一、物质的基本状态参数（一）温度温度是物体冷、热程度的量度。物体温度的高低，可用温度计来量度。最常用的温度计有：水银温度计和酒精温度计。温度计的温标一般有：摄氏温标、华氏温标（欧美用）和绝对温标，如图1-2-1所示。图1-2-1温度的标定方法1．摄氏温标摄氏温标（℃）是选用纯水在101.3kPa（1atm）下的冰点作为0℃，沸点作为100℃，把这两者之间100等分，每一份定为1℃的温度表示体系。2．华氏温标将标准大气压下水的冰点定为32℉而沸点定为212℉，二者之间180等分，每一份定为1℉。华氏温标（℉）在欧美国家的日常生活中应用较广。摄氏与华氏之间存在下列换算关系：t=5/9×(F−32)=(F−32)/1.8F=9/5×t+32=1.8×t+32式中：t—摄氏温度；F—华氏温度。3．绝对温标在摄氏温标的基础上，把水的冰点定为+273.16K，沸点定为373.16K，且理论上把物体内部完全停止分子热运动之点，定为绝对零度，即0K。摄氏温标与绝对温标（K）之间的关系如下：T=t+273.15式中，T—绝对温度。用以测量温度的仪表称为温度计。图1-2-2常用温度计（二）压力单位面积上所受的垂直作用力称为压力（物理上叫压强）。压力（压强）的国际单位是帕斯卡，简称帕，用Pa表示。1Pa=1N/m²物理上，将纬度45°海平面上的常年平均气压称为1个标准大气压。1标准大气压：101.3kPa（760mmHg）=0.1013MPa工程上，压力单位常用kgf/cm²，称为工程大气压。西欧有些国家采用lbf/in²（磅力/英寸²）作为工程上的压力单位。（三）饱和温度和饱和压力如果制冷剂吸热，则其中的一部分液体就会变成蒸气；反之，如果制冷剂放热，则其中的一部分蒸气又会变成液体（温度不改变）。通常所说的沸点都是指液体在标准大气压下的饱和温度。对于不同的液体，在同一压力下，它的饱和温度也是不同的，如表1-2-1所示。液体名称沸点/℃液体名称沸点/℃水100R22−40.8酒精78R134a−26.15R12−29.8R142b−9.25氨−33.4R12327.6l表1-2-1几种液体在一个标准大气压下的正常沸点制冷剂的主要特征之一就是其沸点低，这样才能利用制冷剂液体在低温下汽化吸热来变为气态，同时还要求制冷剂在规定的工作温度范围内，其饱和压力不要过高或过低。饱和蒸气的温度与压力之间有一定的关系，即压力越高饱和温度也越高，如表1-2-2所示。影响因素原理示例沸点与压力有关压力增大饱和温度升高压力减小饱和温度降低当在正常大气压上增大88kPa时，水由正常大气压下的100℃沸腾变为到118℃才会沸腾；当在低于正常大气压39.2kPa时，水在84℃时就会沸腾表1-2-2汽化的影响因素及原理影响因素原理示例气态冷凝至液态的变化关系当气体受到压缩时，温度和压力均会升高当气态制冷剂受到压力从0.21MPa升高至1.47MPa时，温度便从0℃升至80℃，制冷剂在1.47MPa下的沸点为57℃续表技能实训一歧管压力表的使用器材设备准备：歧管压力表、制冷剂罐、制冷系统、真空泵、抹布等。1．歧管压力表的结构歧管压力表是由两个压力表（低压表和高压表）、两个手动阀（高压手动阀和低压手动阀）、三个软管接头（一个接低压工作阀，一个接高压工作阀，一个接制冷剂罐或观察窗、真空泵吸入口组成的。图1-2-3歧管压力表2．歧管压力表的工作原理当具有一定压力的被测工质从接头进入弹簧管时，由于弹簧管内外压力差的作用，使弹簧管膨胀变形，通过拉杆使扇形齿轮转一角度，从而带动小齿轮和指针也转过一个角度，指针所指的读数便是所测的压力。3．歧管压力表的功能（1）检测压力。如图1-2-4（a）所示，当高压手动阀和低压手动阀同时关闭，则可对高压侧和低压侧进行压力检测。（2）抽真空。如图1-2-4（b）所示，当高压手动阀和低压手动阀同时全开时，全部管路接通，在中间接头接上真空泵，便可以对系统进行抽真空。（3）加注制冷剂。如图1-2-4（c）所示，当高压手动阀关闭，低压手动阀打开，中间接头接到制冷剂钢瓶上或冷冻机油瓶上，则可向系统充注气态。（4）放空或排出制冷剂。如图1-2-4（d）所示，当低压手动阀关闭，高压手动阀打开，则可使系统向外放开，排出冷却剂。图1-2-4歧管压力表的结构4．歧管压力表的连接（1）关闭歧管压力表的高、低压手动阀门。（2）将歧管压力表的检测软管接到制冷系统的检修阀上，高压侧软管接头与高压侧检修阀相连，低压侧软管接头与低压侧检修阀相连。（3）连接时，要保证连接牢固，接头能顶开检修阀的气门。（4）中间黄色检测软管按需要连接真空泵、制冷剂罐或者密封、放空，如图1-2-5所示。图1-2-5歧管压力表的连接使用注意事项：（1）歧管压力表是一件精密仪表，必须细心维护，不得损坏，且要保持清洁。（2）不使用时，要防止水或脏物进入软管。（3）使用时要把管中的空气排出。（4）压力表接头与软管连接时，只能用手拧紧，不能用工具拧紧。（5）R12与R134a不可使用同一个歧管压力表组。（四）比容每千克物质所占有的容积，称为比容，其单位为m³/kg。可见比容与密度互为倒数。二、热力学基础知识（一）热量热量是物体分子，不规则热运动动能大小的量度。热量可从高温处，向低温处传递，其传递方式有3种，如图1-2-9所示。图1-2-9热量传递方式传导：热量在物体内部从高温端向低温端直接传递的现象。对流：在液体或气体中，通过其自身的流动，把热量从一处传递到另一处的现象。辐射：火焰或加热到高温的固体表面，会向外发放出射线，并向周围传热，热的这种传递方式称为辐射。常用的热量单位有以下几个。卡：在标准大气压下，将1g纯水加热或冷却，使其温度升高或降低1℃时，所加进或放出的热量即为1卡，用cal表示。焦耳：作用着1N力的作用点在力的方向上移动lm所做的功，叫1焦耳，焦耳用“J”表示。（二）汽化物质从液态转变为气态的过程称为汽化。汽化的方式有蒸发与沸腾两种。蒸发：在液体表面进行的汽化现象称为蒸发。沸腾：在液体表面和内部同时进行的汽化现象叫沸腾。（三）液化物质从气态转变为液态的过程称为液化。对气体冷却或对其加压，都可使气体液化。（四）凝结汽化的相反过程，即当蒸气在一定的压力下冷却到一定温度时，它就会由气态转变为液态。该过程是冷却过程，如图1-2-10所示。图1-2-10汽化、凝结示意图（五）比热将1kg物质的温度每升高（或降低）1K所需要吸收（或放出）的热量数值称为比热。（六）显热在对物质加热的过程中，只要物质的状态不发生变化，那么加入的热量就会使物质的温度升高，这种不改变物质状态只引起物质温度变化的热量称为“显热”。（七）潜热这种不改变物质温度而只改变物质状态的热量称为“潜热”。1．汽化潜热1kg液体全部变成同温度的气体，所需吸收的热量称为汽化潜热（kJ/kg）。2．溶解潜热lkg固体全部变成同温度的液体，所需吸收的热量称为溶解潜热（kJ/kg）。（八）空气湿度空气湿度是指空气中所含水蒸气量的多少。空气湿度的表示方法有以下3种。1．绝对湿度单位容积空气中所含水蒸气的质量，称为空气的绝对湿度（kg/m3）。2．含湿量在湿空气中，与单位质量干空气同时并存的水蒸气量，称为该空气的含湿量（湿空气是由干空气和水蒸气组成的），其单位为kg/kg干空气。3．相对湿度空气中水蒸气的分压力与同温度下饱和水