48汽车空调系统

汽车空调系统汽车空调制冷系统的工作原理•汽车空调制冷系统由压缩机、冷凝器、贮液干燥器、膨胀阀、蒸发器和鼓风机等组成。如图1所示，各部件之间采用铜管（或铝管）和高压橡胶管连接成一个密闭系统。制冷系统工作时，制冷记忆不同的状态在这个密闭系统内循环流动，每个循环又四个基本过程：••1、压缩过程：压缩机吸入蒸发器出口处的低温抵压的制冷剂气体，把它压缩成高温高压的气体排除压缩机。•2、放热过程：高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器，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。•3、节流过程：温度和压力较高的制冷剂液体通过膨胀装置后体积变大，压力和温度急剧下降，以雾状（细小液滴）排除膨胀装置。•4、吸热过程：雾状制冷剂液体进入蒸发器，因此时制冷剂沸点远低于蒸发器内温度，故制冷剂液体蒸发成气体。在蒸发过程中大量吸收周围的热量，而后低温低压的制冷剂蒸气又进入压缩机。•上述过程周而复始的进行下去，便可达到降低蒸发器周围空气温度的目的。汽车空调制冷系统的分类汽车空调制冷系统分为两类，一类是膨胀阀系统，另一类是孔管系统，如图2所示。它们的差别是所用的节流膨胀装置的结构不同，贮液干燥器的安装位置不同。汽车空调膨胀阀系统的特征是：只要驾驶员一开动空调，电磁离合器就总是啮合从不断开，压缩机始终处于运行状态，靠吸气节流阀或靠绝对压力阀把蒸发器温度控制在0℃左右。而孔管系统的特征是：电磁离合器时而结合，时而断开，压缩机根据车室内、外温度时而运行，时而停止运行，因此也叫做循环离合器系统。循环离合器系统也有使用膨胀阀的，但只是作为一种节流装置而已。膨胀阀系统也叫做传统空调系统。主要部件及工作原理（１）斜板式压缩机斜板式压缩机是一种轴向活塞式压缩机，其工作原理如图5所示，斜板压缩机的主要零件是主轴和斜板。各汽缸以压缩机主轴为中心布置，活塞运动方向与压缩机的主轴平行，以便活塞在汽缸体中运动。活塞制成双头活塞，如是轴向6缸，3缸在压缩机前部，另外3缸在压缩机后部；如是轴向10缸，5缸在压缩机前部，另外5缸在压缩机后部。双头活塞的两活塞各自在相对的汽缸(一前一后)中滑动，活塞一头在前缸中压缩制冷剂蒸气时，活塞的另一头就在后缸中吸入制冷剂蒸气，反向时互相对调。各缸均备有高低气阀，另有一根高压管，用于连接前后高压腔。斜板与压缩机主轴固定在一起，斜板的边缘装合在活塞中部的槽中，活塞槽与斜板边缘通过钢球轴承支承在一起。当主轴旋转时，斜板也随着旋转，斜板边缘推动活塞作轴向往复运动。如果斜板转动一周，前后两个活塞各完成压缩、排气、膨胀、吸气一个循环，相当于两个汽缸作用。如果是轴向6缸压缩机，缸体截面上均匀分布3个汽缸和3个双头活塞，当主轴旋转一周，相当于6个汽缸的作用。斜极式压缩机的结构图运动示意图冷凝器(1)管片式•汽车空调制冷系统中的冷凝器是一种由管子与散热片组合起来的热交换器。其作用是：将压缩机排出的高温、高压制冷剂蒸气进行冷却，使其凝结为高压制冷剂液体。•汽车空调系统冷凝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。汽车空调系统冷凝器的结构形式主要有管片式、管带式和鳝片式三种。(1）管片式它是由铜质或铝质圆管套上散热片组成，如图11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(2)管带式它是由多孔扁管与S形散热带焊接而成，如图12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)鳝片式•(3)鳝片式它是在扁平的多通管道表面直接锐出鳝片状散热片，然后装配成冷凝器，如图13所示。由于散热鳝片与管子为一个整体，因而不存在接触热阻，故散热性能好；另外，管、片之间无需复杂的焊接工艺，加工性好，节省材料，而且抗振性也特别好。所以，是目前较先进的汽车空调冷凝器。•对于轿车，冷凝器一般安装在发动机冷却系散热器之前，利用发动机冷却风扇吹来的新鲜空气和行驶中迎面吹来的空气流进行冷却。对于一些大、中型客车和一些面包车，则把冷凝器安装在车厢两侧或车厢后侧和车厢的顶部。当冷凝器远离发动机散热器时，在冷凝器旁都必须安装辅助冷却风扇进行强制风冷，加速冷却。蒸发器•蒸发器和冷凝器一样，也是一种热交换器，也称冷却器，是制冷循环中获得冷气的直接器件。其作用是将来自热力膨胀阀的低温、低压液态制冷剂在其管道中蒸发，使蒸发器和周围空气的温度降低。同时对空气起减湿作用。•蒸发器的结构和工作原理如图14所示。进入蒸发器排管内的低温、低压液态制冷剂，通过管壁吸收穿过蒸发器传热表面空气的热量，使之降温。与此同时，空气中所含的水分由于冷却而凝结在蒸发器表面，经收集排出，使空气减湿，被降温、减湿后的空气由鼓风机吹进车室内，就可使车内获得冷气。因此，蒸发器是制冷装置中产生和输出冷气的设备。膨胀阀•膨胀阀也称节流阀，是组成汽车空调制冷系统的主要部件，安装在蒸发器入口处，如图15所示，是汽车空调制冷系统的高压与低压的分界点。其功用是：把来自贮液干燥器的高压液态制冷剂节流减压，调节和控制进入蒸发器中的液态制冷剂量，使之适应制冷负荷的变化，同时可防止压缩机发生液击现象(即未蒸发的液态制冷剂进入压缩机后被压缩，极易引起压缩机阀片的损坏)和蒸发器出口蒸气异常过热。汽车空调制冷系统采用的感温式膨胀阀，也叫热力膨胀阀，它是利用装在蒸发器出口处的感温包来感知制冷剂蒸气的过热度（过热度是指蒸气实际温度高于蒸发温度的数值），由此来调节膨胀阀开度的大小，从而控制进入蒸发器的液态制冷剂流量。感温包和蒸发器出口管接触，蒸发器出口温度降低时，感温包、毛细管和薄膜上腔内的液体体积收缩，膨胀阀阀口将闭合，借以限制制冷剂进入蒸发器。相反.如果蒸发器出口温度升高，膨胀阀量口将开启。借以增加制冷剂流量。•感温包和蒸发器必须紧密接触，完全不能和大气相通。如果接触不良，感温包就不能正确地感应蒸发器出口温度；如果密封不严，感应的温度是大气温度。所以，要用一种特殊的空调胶带，捆扎和密封感温包。•汽车空调制冷系统用的感温式膨胀阀有两种形式，即内平衡式热力膨胀阀和外平衡式热力膨胀阀。其结构如图16和图17所示。•现以内平衡式热力膨胀阀为例说明其工作原理。膨胀阀具有计量、调节和控制三大功能。膨胀阀的计量孔可以释放制冷剂的压力（由针阀控制)，使之由高压变为低压，是制冷系统内低压侧的始点。膨胀阀自动调节制冷剂流量的功能是依靠捆扎在蒸发器出口管子上的感温包来实现的，如图18所示。•内平衡式热力膨胀阀在制冷系统中的安装位置及调节过程如下贮液干燥器•贮液干燥器简称贮液器。安装在冷凝器和膨胀阀之间，如图1所示，其作用是临时贮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和稳定性。同时，可防止过多的液态制冷剂贮存在冷凝器里，使冷凝器的传热面积减少而使散热效率降低。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。•贮液干燥器的结构如图20所示。它主要由外壳、视液镜、安全熔塞和管接头等组成。它的外壳由钢材焊接或拉伸而成，在其内部装有中心吸管、干燥剂和过滤网等。制冷剂在贮液器中的流动情况如图中箭头所示。在贮液器上部出口端装有一个玻璃视液镜，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。贮液器一般均安装在冷凝器旁或其它通风良好的地方，这是为了便于连接和安装，且易从顶部玻璃视液镜观察制冷剂的流动情况。对直立式贮液器而言，安装时，一定要垂直，倾斜度不得超过15°。在安装新的贮液干燥器之前，不得过早将其进出管口的包装打开，以免湿空气侵入贮液器和系统内部，使之失去除湿的作用。安装前一定要先搞清楚贮液器的进、出口端，否则容易装错。在贮液器的进出口端一般都打有记号，如进口端用英文字母IN，出口端用OUT表示，或直接打上箭头以表示进、出口端。如果进、出口相互接反，则会使制冷剂量不足，所以在安装时应特别注意。•贮液器出口端旁边装有一只安全熔塞，也称易熔螺塞，它是制冷系统的一种安全保护装置。其中心有一轴向通孔，孔内装填有焊锡之类的易熔材料，这些易熔材料的熔点一般为85℃-95℃，安全熔塞的结构如图21所示。当冷凝器因通风不良或冷气负荷过大而冷却不够时，冷凝器和贮液器内的制冷剂温度和压力将会异常升高。当压力达到3MPa左右时，温度超过易熔材料的熔点，此时，安全熔塞中心孔内的易熔材料便会熔化，使制冷剂通过安全熔塞的中心孔逸出散发到大气中去，从而可避免系统的其它部件因压力过高而被胀坏的危险干燥器结构风机1.离心式风机•十、风机汽车空调制冷系统采用的风机，大部分是靠电机带动的气体输送机械，它对空气进行较小的增压，以便将冷空气送到所需要的车室内，或将冷凝器四周的热空气吹到车外，因而风机在空调制冷系统中是十分重要的设备。•风机按其气体流向与风机主轴的相互关系，可分为离心式风机和轴流式风机两种。TOP1.离心式风机离心式风机的空气流向与风机主轴成直角，它的特点是风压高、风量小、噪音也小。蒸发器采用这种风机，因为风压高可将冷空气吹到车室内每个乘员身上，使乘员有冷风感。噪音小是设计空调的一项重要指标，车室内噪音小，乘员不致于感到不适而过早疲劳。至于风量小，在设计、选型时可考虑周全。离心式风机主要由电机、风机轴(与电机同轴）、风机叶片、风机壳体等组成，如图25所示。风机叶片有直叶片、前弯片、后弯片等形状，随叶轮叶片形状不同，所产生的风量和风压也不同。2.轴流式风机•2.轴流式风机•轴流式风机的空气流向与风机主轴平行，它的特点是风量大、风压小、耗电省、噪音大。冷凝器采用这种风机，因为风量大可将冷凝器四周的热空气全部吹走。耗电省是车用电器最重要的要求，轴流式风机能满足这种要求。至于轴流式风机的缺点，如风压小、噪音大，对冷凝器来说不是大问题，因为冷凝器只要将其四周的热空气吹离即可，并不要求将热空气吹得很远，所以风压小不影响冷凝器正常工作；另外，冷凝器是安装在车室外面的，所以风机噪音大也不影响到车内。•轴流式风机主要由电机、风机轴、风机叶片、键等组成，如图26所示。叶片固定在骨架上，叶片常做成3、4、5片不等，叶片骨架穿在电机轴上，由键带动旋转汽车空调的使用和维护•首先在刚使用汽车空调时，最好对空调系统进行杀菌除臭处理，这是因为空调系统长期“休假”会滋生真菌和霉菌，它不但使空气发出难闻的霉臭味，而且对车内人员的健康有害。这项工作可以到修理厂进行，也可以自购杀菌除臭专用喷剂自行处理。其次，不要把温度调得太低，温度调得过低，会影响身体健康。一般车厢内外温度差在10度以内为宜。当车内开着空调时，最好不要在车内抽烟，若吸烟，就要把空调的通风控制调到“排出”位置。躺在开着空调的停驶车里睡觉似乎很惬意，其实这样并不好，因为车内通风性差，开着空调睡觉，可能会因为发动机排出的CO气体渗漏到车厢内而使人中毒。行车中遇到交通堵塞时，不要为提高空调效能而使发动机以较高转速运转，这样做对发动机和空调压缩机的使用寿命都不好。另外，停在烈日中车内温度很高的车不要马上使用空调。一般遇到这种情况，先把所有车窗都打开，让热气排出去，等车厢内温度下降后，再关闭车窗，按需要开启空调。故障的检查•由于使用或维护不当导致空调不能正常工作的情况是难免的。空调出现故障时该如何处理.在这里给介绍3种诊断方法，不需要任何专用工具，也不需要太深的专业知识，凭借自己的双手，就可以对空调系统的工作状况作出快速诊断。1、观察制冷压缩机的两条出入软管，这两条软管分别与压缩机的排气阀（高压阀）和吸气阀（低压阀）相连接，其中与排气阀连接的称为高压管，与吸气阀相连接的为低压管。空调正常运行时，低压管在接近阀体