搜索
•第一节制冷技术基础•一、温度•温度是物质冷热程度的量度•单位：（ºC）、（ºF）、（K）第一章汽车空调概述1、摄氏温度•摄氏温度是将在一个标准大气压下水的冰点作为0ºC，沸点作为100ºC，中间分为100等分，每等分1ºC；•2、华氏温度•华氏温度是将水的冰点作为32ºF，沸点作为212ºF，中间分为180等分、每等分1ºF；•换算关系：f（ºF）=t（ºC）×9/5+32t（ºC）=[f（ºF）-32]×5/9•绝对温度是以分子运动停止时的温度为0ºK的，分度与摄氏温度相同。•换算关系：T（K）=t（ºC）+273.153、绝对温度二、压力•1、定义•单位面积上所受的垂直作用力。P＝F/A=Aρh/A=ρhρ－液体密度，h－液体高度mmHg压力单位：•工程上，以往常用kgf/cm2；国际单位Pa(N/m2)1kgf/cm2=9.8×104Pa≈1atm1MPa≈10kgf/cm22、绝对压力、大气压力、表压力、真空度的相互关系（1）绝对压力。绝对压力是指完全真空状态下测出的压力，用“Pabs”表示，单位为MPa（A）。（2）大气压力。大气压力是指地球表面的空气层在单位面积上所形成的压力，常用符号“B”表示，单位为Pa（帕）或kPa（千帕）。纬度45°的海平面上常年平均气压，称为1个大气压。1atm=101.325kPa=760mmHg=1.033kgf/cm2（3）表压力•表压力是指用压力表、真空表、U形管等仪器测出来的压力，又称为相对压力，用“G”表示，单位为MPa(G)。•绝对压力=表压力+1个标准大气压力=表压力+0.1MPa注：压力表指示的压力是系统内的压力与外界大气压力的差值。•指大气压以下的压力，用绝对压力表示，以cmHg或mmHg为单位。真空度以表压0为起点，此时绝对压力为760mmHg。若绝对压力为6.75mmHg，真空表压？（4）真空度三、汽化和冷凝1、定义（1）汽化对液体加热，使其从液态转变为气态的相变过程称为汽化。汽化过程要吸热，它有蒸发和沸腾两种方式。1）蒸发在温度低于沸点时，液体表面上发生的汽化过程称为蒸发。2）沸腾在一定温度下，在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化过程称为沸腾。液体沸腾时的温度称为沸点。•液体沸腾的条件：①温度达到沸点，②继续吸收热量。•注：对液体加热，可使液体沸腾，若将液体的压力降至相应于该液体温度下的饱和压力时，液体同样也能沸腾。（2）凝结•物质由气态转变为液态的相变过程称为凝结。•凝结要放热，物质凝结的速度取决于她所处的空间蒸气的压力。•例如，在锅里烧水，锅盖上（里面）会凝有水珠。这是由于锅里的水蒸气遇到较冷的锅盖凝结而成的。2、性质•当物质处于液体状态时，与气体状态相比，液体分子之间的距离更近、吸引力也更大。•气体状态下的分子运动速度比液体状态要快得多，因此也就具有更多的能量。•这就是要使液体沸腾需要加热的原因，热能打破了使液体分子之间保持较近距离的吸引力，所以当液体分子的距离加大到一定程度时就成为气体。•气体凝结时需要放出热量。•实践证明，1㎏饱和蒸汽凝结时放出的热量等于同温度下汽化所需要的热量。蒸发与沸腾的异同点种类蒸发沸腾不同点发生在液体表面同时发生在液体表面及内部缓慢的汽化现象剧烈的汽化现象在任何温度下都能发生只在一定温度（沸点）下发生蒸发时液体温度降低沸腾时温度保持在沸点相同点同属于汽化现象，都要吸热•影响液体蒸发快慢、沸腾温度的因素还有压力。压力越低，沸点越低、蒸发越快。对液体加热可以使液体沸腾。•除此之外，将液体的压力降低到相应于该液体温度下的饱和压力时，液体同样也能沸腾。•在汽车空调制冷系统中，制冷剂在流经膨胀阀10和蒸发器2时就是利用这个原理工作的，如图1-6所示。图1-6汽车空调制冷系统基本流程图四、饱和温度和饱和压力1、定义饱和温度是指液体和蒸气处于动态平衡状态即饱和状态时所具有的温度。饱和压力就是指液体和蒸气处于动态平衡状态即饱和状态时所具有的压力。在饱和状态下的蒸气称为饱和蒸气，饱和状态下的液体称为饱和液体。当蒸气的温度高于饱和温度（沸点）时，称为过热蒸气；当液体低于饱和温度时就称为过冷液体。2、举例对于给定的压力，过热蒸汽和过冷液体可以处于许多不同的温度，但是，饱和蒸汽或液体对于给定的压力只存在一个对应的温度值。人们已经制作出了许多物质的饱和参数表，表中列出了这些物质的饱和温度、相应的饱和压力以及其它一些饱和状态的参数。通常，制冷工程技术手册中列出了工业标准中使用的制冷剂相应的饱和温度与饱和压力的关系。五、热量•1、定义•热量是指在温差作用下系统与外界传递的能量。热量通常用符号Q表示。在国际单位制中热量的单位为焦耳(简称焦，符号为J)。•热量与热能之间有原则的区别，热量是与过程特性有关的过程量，而热能是取决于热力状态的状态量。热量描述能量的流动，而热能描述能量本身。•总之，热量是物体在热传递的过程中，吸收或放出能量的多少，因此它是物体内能变化多少的量度，它表示在热传递过程中物体内能改变的数量。2、热传递•物质（系统）内的热量转移的过程叫做热传递。•热传递主要有三种方式：热传导、对流和辐射，热传递可以以一种或三种方式同时进行。•（1）热传导。物质本身或当不同的物质接触时，能量的传递就被称为热传导。•（2）对流。对流指的是流体(气体或液体)与固体表面接触，造成流体从固体表面将热量带走的热传递方式。•热对流又分为两种：自然对流和强制对流。（3）辐射•热辐射是一种可以在没有任何介质的情况下，不需要接触，就能够发生热交换的传递方式。•也就是说，热辐射其实就是以波的形式达到热交换的目的，不依靠分子之间的碰撞，又不依靠气体或者液体的流动就能够达成热交换的传递方式。六、显热和潜热•1、显热•显热是指物质在加热或冷却过程中，不发生相变（物态变化）时，温度升高或降低所吸收或放出的热量。显热能使人们有明显的冷热变化感觉，通常可用温度计测量出来。•2、潜热•潜热是指物质发生相变（物态变化），在温度不发生变化时吸收或放出的热量。•物质的状态从液体变为气体时吸收的热量称为汽化潜热。图1-10物质的显热与潜热七、热力学定律•众所周知，两个冷热状态不同的物体相互作用，冷的物体要变热，热的物体要变冷。如果两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处于热平衡，这一定律称为热力学第零定律。•热量可以转变为机械能，机械能也可以转变为热量；在机械能和热能转换过程中，能量总和保持不变。这就是热力学第一定律的含义。•能量在转移或转换时是有方向性、有条件的（熵增的方向进行），能量不会自动产生也不会自动消失。这就是热力学第二定律的含义。1、内能•在物理学中，我们把物体内所有分子作无规则运动的动能和分子势能的总和称为内能。•常用符号“u”表示，单位为kJ/kg。•2、焓•在热力学中，把单位质量工质具有的内能及推动功之和称为焓。常用符号“h”表示，单位为kJ/㎏。•其数学表达式为：h＝u+Apv•式中：h－焓（kJ/kg）；u－内能（kJ/kg）；•p－压力（㎏/㎡）；v－比容（m3/㎏）；A－热功当量（9.8×10-3kJ/kg·m）。焓一般用来分析计算工质由一种状态变化到另一种状态时的焓的变化值。在热工问题的分析和制冷空调的热力计算中，焓具有极其广泛的用途。3、熵熵是表征工质温度变化时，其热量传递的程度，用“s”表示，单位为kJ/kg•K，其中K为绝对温度。一、汽车空调的功能1、调节车内温度-------主要任务•轿车和中小型汽车一般以发动机冷却水作为取暖系统的热源；大型客车或严寒地区的车辆则大部分采用独立式加热器。•汽车空调夏季的降温由制冷装置完成。2、调节车内湿度•只有采用冷暖一体化空调，才能进行适量调节。第二节汽车空调的功能及组成3、调节空气流速----“头凉足暖”•空气的流速和方向对人体舒适性的影响是很大的，空气流动速度一般以0.1～0.2米/秒的为宜。4、过滤、净化空气保持空气的清洁及车内必要的通风换气是舒适度的一个条件。车内的空气应是清洁的，没有臭味、烟气、有毒气体及粉尘，有足够的氧气，这就要求汽车空调还需要一套通风过滤设施及空气净化装置。衡量汽车空调舒适性的主要参数指标温度/°C相对湿度/%风速/m.s-1CO2含量/%噪声/dB冬夏舒适16～2022～2850～700.075～0.20.0145不舒适0～1430～3515～3090～950.075,30.01565有害04315,950.40.03120汽车空调基本功能要求二、汽车空调的组成•汽车空调系统一般由制冷系统、取暖系统、配气系统和控制电路组成。1、制冷系统•汽车空调制冷系统基本上由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、蒸发器组成。2、取暖系统•汽车取暖系统主要由加热器、鼓风机、操纵系统、送风管路等组成。3、配气系统•汽车空调配气系统主要是解决车内温度、风量控制的自动化和各类通风温度调节方式，以提高舒适性。4、控制电路•控制电路是对制冷系统和取暖系统的温度、压力进行控制，以及对车内空气的温度、风量、流向进行操纵，完善空调系统的各项功能。•主要包括电源开关，A／C开关、电磁离合器、鼓风机开关及调速电阻器、各种温度传感器、高低压开关、温度控制器（或恒温器）、送风模式控制装置、各种继电器。•近几年来高级豪华轿车上普遍采用了电脑自动控制，提高了空调经济性和空调效果。•一、制冷剂•1、定义•制冷剂就是指在制冷系统的蒸发器内蒸发并从被冷却物质中吸取热量而汽化，然后在冷凝器内将热量传递给周围的介质(水或空气)而本身液化的工作物质。•制冷剂又称制冷工质，俗称冰种、雪种等。•目前，汽车空调系统中采用的制冷剂主要有R12和R134a两种。第三节制冷剂与冷冻机油制冷剂R12和R134a2、制冷剂R12的性能特点（1）•（1）R12无色、无刺激性气味；一般情况下无毒性，对人体没有直接危害；在制冷循环工作温度范围内不燃烧、无爆炸危险。•（2）R12热稳定性好，535℃以下不分解。•（3）水在R12中的溶解度很小。•（4）常温下R12能与矿物润滑油无限溶解，矿物润滑油可随R12在制冷系统中循环。•（5）除了能腐蚀镁及含镁量超过2％的铝镁合金外，R12对一般金属没有腐蚀作用。2、制冷剂R12的性能特点（2）•（6）R12对天然橡胶及塑料等有机物有膨润作用。•（7）R12极易渗透，泄漏能力很强。•（8）R12是一种中压制冷剂，在大气压下R12的沸点为-29.8℃，凝固温度为-155℃，能在低温下正常工作。•（9）R12对大气臭氧层有严重破坏作用，并产生温室效应，危及人类赖以生存的环境。•发达国家已从1996年1月1日起停止使用R12，发展中国家从2006年起禁止使用。3、制冷剂R134ａ的性能特点（1）•（1）具有与R12相近的热力性质。•（2）无色，无味，基本无毒性，不燃烧、不爆炸，化学性质稳定，无腐蚀性。•（3）不破坏大气臭氧层，在大气层停留寿命短，温室效应影响小。•（4）黏度较低，流动阻力较小。•（5）分子直径比R12略小，更容易通过橡胶向外泄漏，也较易被分子筛吸收。3、制冷剂R134ａ的性能特点（2）•（6）与矿物润滑油不相溶，与合成油的相容性受温度影响。•（7）吸水性和水溶解性比R12高。•（8）与氟橡胶不相容，与丁腈橡胶的相容性也比R12差。•（9）汽化潜热高，定压比热大，具有较好的制冷能力，但质量流量小，所以R134ａ的制冷系数与R12相当或略小。•（10）导热系数较高，热传导效果好。4、R134ａ汽车空调制冷系统与R12汽车空调制冷系统的差别•R134ａ在高温时饱和压力比R12高，低温时饱和压力比R12低，造成压缩比增大，需要局部提高压缩机部件强度等。•因此，R134ａ不能直接用于R12制冷系统，需要在结构和材料等方面作相应的改动，才能达到或超过原R12制冷系统的运行效果，并确保制冷系统的可靠性。•可见，R134ａ制冷系统运行压力高、制冷系数小，制冷性能不如R12制冷系统好。5、使用制冷剂的注意事项•（1）避免误用不同制冷剂。•（2）维修空调系统或补充制冷剂时应带上防护眼镜。•（