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汽车空调技术沈阳大学凌永成lyc903115@163.com配套教材信息教材名称：汽车空调技术教材主编：凌永成教材定价：39RMB出版社：机械工业出版社出版时间：2014年5月国际标准书号（ISBN）：978-7-111-45539-4教材所属系列：应用型本科汽车类专业“十二五”规划教材第4章汽车空调通风、采暖与配气系统4.1汽车通风与空气净化装置4.1.1通风装置汽车空调通风装置的主要功能是换气，即打开通风口，利用汽车迎面风的空气动压进行通风或利用空调系统中的鼓风机进行强制通风换气。为维持舒适条件所需要的最低限度的换气量称为必须换气量（每人约需25～36m3／h)，为此应设置即使在汽车车窗紧闭的情况下，仍能从车外引入新鲜空气的通风装置。1.动压通风方式动压通风（自然通风）方式是利用汽车行驶时，车外空气对汽车产生的风压，通过进风口和排风口，实现通风换气。图4-1进风口与排风口的位置进风口必须装在正压区，排风口必须装在负压区，以便充分利用汽车行驶所产生的动压而引入大量的新鲜空气。进入车内的空气流速最佳范围是1.5～2.0m/s。2.强制通风方式采用动压通风方式进行换气时，车辆在静止和在低速行驶时，通风量过小，故绝大多数汽车都采用强制通风方式。强制通风是采用电动鼓风机强制车外新鲜空气进入车厢内的一种通风方式。图4-2车内气流方向3.新鲜/再循环空气的切换如图4-3所示，采用强制通风时，既可以采用车内空气再循环方式（RECIRC，亦称内循环模式），只循环车厢中的空气；也可以采用车外新鲜空气方式（FRESH，亦称外循环模式），用来和车外空气进行交换。a）车内空气再循环方式（内循环模式）b）车外新鲜空气方式（外循环模式）图4-3通风模式如图4-4所示，新鲜/再循环空气的切换，可以通过空调控制面板上的内循环模式和外循环模式按钮进行选择。图4-4通风模式选择按钮有些通风系统还有中间调节方式，即将一定比例的车外新鲜空气与一定比例的车内再循环空气混合后，再吹向车内。当车辆制冷负荷很大时，宜选择内循环模式进行通风。选择外循环模式进行通风时，可以吸入车外的新鲜空气，并在加热时有效防止车窗玻璃结霜。如图4-5和图4-6所示，新鲜/再循环空气双层控制系统能够从车厢顶部吸入新鲜空气，并从底部循环车内空气。同时，还能保持和内循环模式一样的加热效率，并可以防止内循环模式下易发生的车窗结霜。图4-5新鲜/再循环空气双层控制系统的气流分布图4-6新鲜/再循环空气双层控制系统的气流走向4.1.2空气净化装置1.空气过滤式空气净化系统空气过滤式空气净化系统是在空调系统的进风和排风口处设置空气滤清装置，故广泛用于各种汽车空调系统中。图4-7空气过滤式空气净化系统2.静电除尘式空气净化系统图4-8静电除尘式空气净化系统（奥迪Q5/A4L汽车）图4-9静电除尘式空气净化系统的空气净化过程4.2汽车采暖系统汽车采暖系统亦称暖风系统，是汽车空调系统的重要组成部分之一。4.2.1汽车暖风系统的作用与类型1.汽车暖风系统的作用汽车暖风系统的主要作用是：供暖、除霜、调节温度与湿度。2.汽车暖风系统的分类1）水暖式暖风系统。2）气暖式暖风系统。3）独立燃烧式暖风系统。4）综合预热式暖风系统。4.2.2汽车暖风系统的结构与工作原理1.水暖式暖风系统（1）发动机冷却液直接供暖图4-10发动机冷却液直接供暖式暖风系统的工作原理1—散热器；2—发动机冷却液泵（水泵）；3—节温器；4—发动机内部冷却液流通管道（水套）；5—冷却液流量控制阀（水旋塞）；6—鼓风机；7—冷风；8—暖风；9—加热器（暖风热交换器）；10—发动机；11—车外空气图4-11水暖式暖风系统主要机件的安装位置1—冷却液流量控制阀（亦称热水控制阀、水旋塞）；2—鼓风机；3—加热器（暖风热交换器）水暖式暖风系统主要由加热器、冷却液流量控制阀、鼓风机、控制面板等组成，其在车上的安装位置如图4-11所示。1）加热器。如图4-12所示，加热器（亦称热交换器）由冷却液管道和散热器片组成。发动机冷却液进入加热器的冷却液管道，通过散热器片散热后，再返回发动机的冷却系统。图4-12加热器为提高热交换率，加热器多采用波纹片式加热器芯。这种加热器的各个散热片做成褶皱状，呈波纹形（故名波纹片式加热器），可显著增大散热面积，提高散热效率。图4-13波纹片式加热器1—上部冷却液室；2、4—制成褶皱状的散热片；3、5—金属管（冷却液流通管道）；6—下部冷却液室2）冷却液流量控制阀。冷却液流量控制阀亦称热水控制阀、水旋塞、热水调节阀，用于控制进入加热器的冷却液流量，进而调节暖风系统的加热量。调节时，可通过控制面板上的调节杆或旋钮进行控制，其结构如图4-14所示。图4-14冷却液流量控制阀3）鼓风机。鼓风机由可调速的直流电动机和离心式风机组成。其作用是将空气吹向加热器，将冷风加热后通过风道送入车内。调节电动机的速度，就可以调节对车厢内的送风量。图4-15鼓风机4）控制面板。控制面板上安装有操作冷却液流量控制阀的调节杆或旋钮，暖风鼓风机开关、鼓风机调速旋钮等控制元件。水暖式暖风系统的热量来自发动机的冷却液，因此热源的获取非常容易，只需将发动机冷却液导入热交换器中即可。结构简单，经济性好。水暖式暖风系统的最大缺点是供暖必须在发动机冷却液温度上升到大循环时方能开始，因此在严冬季节，下坡、停车或汽车刚起步时，热源就显得不足。如果使用不当，发动机容易发生过冷现象。特别是对于车身较长的大型客车，在北方使用或外界温度低的情况下，车内冷负荷很大，仅靠水暖式暖风系统难以取得令人满意的效果。（2）废气加热冷却液供暖供暖时，利用发动机废气的余热对热交换器进行加热，其内的冷却液可被高温废气加热到100℃左右，该高温冷却液被送到加热器内后，热量被鼓风机送来的空气带走，并对车内进行加热。图4-16废气水暖式暖风系统（3）电加热冷却液供暖1）PTC加热器。PTC是PositiveTemperatureCoefficient的缩写，意为正温度系数，泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件，如具有正温度系数的热敏电阻、电热陶瓷材料等。图4-17丰田卡罗拉（COROLLA）乘用车暖风系统的PTC加热器图4-18PTC加热器的控制原理图4-19PTC加热器的控制电路2）电气型电动加热器。（a）预热塞（b）预热塞的安装位置及控制电路图4-20电气型电动加热器系统2.气暖式暖风系统（1）热交换器式暖风系统气暖式暖风系统利用发动机排气管中废气的余热来给车内供暖。供暖时，废气阀门将排气管的热气导入热交换器内；由鼓风机吹来的冷风吸收热交换器的热量后，被导入车内进行供暖或除霜。图4-21废气热交换器式暖风系统1—发动机散热器；2—发动机；3—发动机排气管；4—废气阀门；5—热交换器；6—鼓风机；7—鼓风机电动机；8—排气消声器（2）热管式暖风系统将汽车发动机排气管排出的废气引入热管交换器中，在热管交换器中装有液态氨，液态氨受热后汽化上升到热管交换器上部与空气进行热交换，加热从通风口进来的空气。图4-22热管交换器式暖风系统1—车身构件；2—新鲜空气进口；3—汽车地板；4—废气进口；5—空气出口；6—热管交换器隔板；7—废气出口（3）燃料气暖式暖风系统燃料气暖式暖风系统亦称独立燃烧式供暖系统，是指通过燃料（汽油或柴油）燃烧直接加热空气的取暖系统。该系统的供暖量大，且不受发动机运行条件的影响和制约，采暖效果好，多用于需热量大的大型客车或作为驻车加热系统使用（详见本书第4.4节驻车加热系统）。图4-23空气混合型暖风系统示意图4.2.3汽车暖风系统的温度调节1.空气混合型空气混合型暖风系统（图4-23）在暖风的气道中安装空气混合调节风门，该风门可以控制通过加热器芯的空气和不通过加热器芯的空气的比例，从而实现温度调节，目前绝大多数汽车均采用这种方式。如图4-24所示，当鼓风机风扇工作时，通过进气门吸入的内外空气，被连接至温度控制杆的空气混合门分为两股气流，一股气流通过加热器芯，变热；另一股气流不流过加热器芯，仍然保持较低的温度。图4-24空气混合型暖风系统的组成空气混合型暖风装置的温度控制杆操作冷却液阀门，以改变流过加热器芯的冷却液流量，它也操作空气混合门，以改变至空气混合室的空气分配（表4-1）。表4-1空气混合型暖风系统的空气分配2.冷却液流量调节型冷却液流量调节型暖风系统（图4-25）采用冷却液阀门调节冷却液流经加热器芯的流量，以改变加热器芯的温度，进而调节车内温度。图4-25冷却液流量调节型暖风系统图4-26水暖式暖风系统的冷却液循环路线4.2.4汽车除霜/除雾装置1.暖风吹拂除霜/除雾法一般前风窗玻璃采用暖风吹拂除霜/除雾法。该方法是将暖风装置产生的热空气吹向前风窗玻璃，以实现除霜/除雾。2.电加热除霜/除雾法图4-27汽车后窗玻璃上的电热丝（电加热除霜/除雾法）图4-28具有电加热除霜/除雾功能的车外后视镜图4-30具有电加热功能的汽车座椅图4-29车外后视镜镜片背面的氧化铟导电薄膜4.3汽车空调配气系统4.3.1汽车空调的配气方式1.配气系统的组成图4-31汽车空调配气系统1—鼓风机；2—蒸发器；3—加热器；4—脚部出风口；5—面部出风口；6—除霜出风口；7—侧向出风口；8—加热器旁通风门；9—空气进口风门；10—制冷系统制冷剂管路；11—发动机冷却液流量控制阀及冷却液管路2.配气方式（1）空气混合式配气方式图4-32汽车空调配气流程图（空气混合式）1—蒸发器；2—加热器；3—鼓风机；4—暖风出风口；5—除霜出风口；6—中心出风口；7—冷风出风口（2）全热式配气方式图4-33汽车空调配气流程图（全热式）1—蒸发器；2—加热器；3—鼓风机；4—暖风出风口；5—除霜出风口；6—中心出风口；7—冷风出风口；8—侧向出风口；9—尾部出风口（3）加热与冷却并进混合式配气方式（a）混合风门在上方、下方区域之间的位置（b）混合风门在最下方位置图4-34加热与冷却并进式配气流程图1—新鲜空气；2—内循环空气；3—鼓风机；4—蒸发器；5—加热器；6—混合风门；7—上部出风口；8—除霜出风口；9—脚部出风口；10—制冷剂进出管；11—发动机冷却液流量控制阀及冷却液管路（4）半空调配气方式图4-37半空调配气系统1—限流风门；2—加热器；3—鼓风机电动机；4—新鲜空气入口；5—新鲜/再循环空气风门；6—再循环空气出风口；7—蒸发器；8—混合风门；9—至面板出风口；10—除霜风门；11—至除霜器出风口；12—至底板出风口；13—加热除霜出风口4.3.2控制面板与功能1.手动、半自动真空操作面板与功能图4-38（a）手动空调控制面板图4-38（b）半自动空调控制面板（1）功能选择键OFF—停止位置；MAX—快速降温位置；A/C（或NORM）—空调位置；VENT—自然通风位置；FLOOR（或HEATER）—暖风位置；MIX（或BI-LEVEL）—分层输送冷风位置。功能选择键移动到不同位置，可通过拉索或真空开关控制各个风门的开启状态，从而调节空气温度与流向。（2）温度键温度键主要用于控制调温门的位置。当其位于冷端（COOL）或暖端（WARM）时，调温门在拉索作用下分别关闭或打开流经加热器的空气通道。当其位于两者中间任意位置时，可得到不同比例的暖风与冷风的混合空气（混合风）。（3）调风键调风键亦称风速调节键，主要用于控制空调器内鼓风机的转速，手动系统一般有4个调速档。即HI（高速）、LO（低速）、M1（中速1）、M2（中速2）。（4）后窗除霜键后窗除霜键（DEF）是一个按键开关，用于控制后风窗除霜电热丝电源的通断，指示灯用于提醒乘员不要忘记切断电源。（5）经济运行键经济运行键（ECONOMY）是半自动空调特有的功能键，其主要作用是：当车内温度接近或者达到设定温度时，使鼓风机转入低速运行，以节约能源；当车内外温差不大时，停止制冷、采暖工作，而转入吸入外循环风的工作方式，这样既可以节约能源，又使车内空气品质得到保证。2.全自动空调操作面板与功能全自动空调系统能充分满足驾驶人及乘员对舒适性的要求，实现了对车内空气流动、车内