汽车空调―制冷原理

Page1复习回顾•1、什么是汽车空调？其功能有哪些？•2、汽车空调由几部分组成？•3、汽车空调特点是什么？Page2汽车空调的定义•汽车空调是指对汽车室内的空气质量进行调节的装置，用以调节车内的温度、湿度、气流速度、空气洁净度等，从而为乘员创造清新舒适的车内环境。Page3•在日常生活中，我们会有这样的体会，用酒精棉擦身体时，或手上沾有汽油时，都会有凉的感觉。•这说明当液体变成气体时吸收了热量，从而降低了温度。•汽车制冷就是通过消耗一定的动力把制冷剂由气体转变成液体，然后再利用由液体转变成气体过程中吸收车内热量来达到汽车制冷的目的。Page4制冷系统工作循环Page5Page6Page7Page8Page92005.2汽车空调制冷系统的工作原理制冷循环是由压缩、放热、节流和吸热四个过程组成。1．压缩过程压缩机吸入蒸发器出口处的低温低压的制冷剂气体，把它压缩成高温高压的气体，然后送入冷凝器。此过程的主要作用是压缩增压，以便气体易于液化。压缩过程中，制冷剂状态不发生变化，而温度、压力不断升高，形成过热气体。2．放热过程高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器（散热器）与大气进行热交换。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。此过程作用是排热、冷凝。冷凝过程的特点是制冷剂的状态发生变化，即在压力、温度不变的情况下，由气态逐渐向液态转变。冷凝后的制冷剂液体是高压高温液体。制冷剂液体过冷，过冷度越大，在蒸发过程中其蒸发吸热的能力也就越大，制冷效果越好，即产冷量相应增加。Page102005.2汽车空调制冷系统的工作原理3．节流过程高压高温制冷剂液体经膨胀阀节流降温降压，以雾状（细小液滴）排出膨胀装置。该过程的作用是使制冷剂降温降压，由高温高压液体，迅速地变成低温低压液体，以利于吸热、控制制冷能力以及维持制冷系统正常运行。4．吸热过程经膨胀阀降温降压后的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，故制冷剂液体在蒸发器内蒸发、沸腾成气体。在蒸发过程中大量吸收周围的热量，降低车内温度。而后低温低压的制冷剂气体流出蒸发器等待压缩机再次吸入。吸热过程的特点是制冷剂状态由液态变化到气态，此时压力不变，即在定压过程中进行这一状态的变化。上述过程周而复始地进行，便可使汽车内温度达到并维持在给定的状态。Page11汽车空调制冷技术基础1、制冷技术基本术语（1）温度：温度是物体冷暖程度的标志。温度越高，物体就越热。我们常用的温度表示单位是摄氏度，用符号“°C”表示。温度还可以用华氏度表示，它的符号是°F。（2）湿度湿度用来表示空气的干湿程度。1m3湿空气中所含水蒸汽的重量，叫空气的绝对湿度。相对湿度就是湿空气中实际所含的水蒸汽量与同温度下饱和湿空气所含的水蒸汽量的比值。（3）压力与真空度压力就是固体、液体或气体垂直作用于物体表面上的力。在实际应用中是以作用于物体单位面积上的力来表示的，常用P表示，其单位为帕斯卡，简称帕(Pa)。Page12表示压力常用的方式有绝对压力、表压力和真空度。•(1)绝对压力：它表示实际的压力值，是把完全真空状态作为零值。•(2)表压力：通过压力表指示读出的压力值，称为表压力值。它是将标准大气压作为零值，在此基础上进行压力计量的结果。•(3)真空度：低于大气压力的数值称为真空度。Page13压力与真空度的关系Page14（4）汽化与冷凝汽化：物质由液态变为气态的过程称为汽化。1kg液体转变为气体需要的热量(单位为J或kJ)，叫做该物质的汽化热。汽化过程有两种形式，即蒸发和沸腾。在空调制冷系统中，主要是利用制冷剂在蒸发器内的低压下，不断吸收周围空气的热量进行汽化的过程来制冷的。这种过程通常是在蒸发器中以沸腾的方式进行，但习惯上称它为蒸发过程，并把沸腾时的温度称为蒸发温度，沸腾时所保持的压力称为蒸发压力。冷凝：是指气态物质经过冷却(通过空气或水等热交换方式)使其转变为液体的过程。冷凝过程一般为放热过程。在汽车空调制冷系统中，制冷剂在冷凝器中由气态凝结为液态的过程就是一个冷凝过程，同时放出热量，放出的热量由冷却空气带走。Page15（5）饱和温度和饱和压力处于液体和蒸汽共存状态的制冷剂蒸汽叫饱和蒸汽。饱和蒸汽的温度叫做饱和温度；饱和蒸汽的压力叫做饱和压力。（6）热量与热容热量：有热出入，温度就有变化，温度变化的大小和出入的热量成比例，这种热的量叫做热量。热量的单位为焦耳(J)。热容：把单位质量的物质的温度升高lK所需要的热量称为热容。热容大的物体有不易热和不易冷的性质。热容的单位为J／K。Page16（7）显热与潜热在液体未达到蒸发温度之前，所加的热能使温度上升，这种热能感觉出来，我们称之为显热，能用温度计测出。当温度达到蒸发温度以后，继续加的热，用于使液体变成气体，这种热叫做潜热，不能用温度计测出。Page17（8）节流在流体通路中，通道截面积突然缩小，流体压力便下降，如果此时产生气体，则总体积还要增大。这种变化只是状态的变化，与外界没有热和功的交换，因此流体的热量不变。这种状态变化称为节流。在空调制冷系统中，制冷剂在膨胀阀中的状态变化就是节流过程。Page18（9）制冷能力与制冷负荷制冷能力：制冷能力的大小是以单位时间内所能转移的热量来表示的，单位为J／h。制冷负荷：为了把汽车内部的温度和湿度保持在一定的范围内，必须将来自车外太阳的辐射热和车内人体散发出的热量排除到大气中去。这两种热量的总和就叫做制冷负荷。Page19二、制冷剂及冷冻机油概念：一种用于机械制冷系统的气体1、物理性质（冰点、临界温度、黏度、吸水性）2、化学性质（无毒、无刺激、不易燃烧、不易爆炸、腐蚀性小、不分解、与润滑油互溶）3、热力学性质（蒸发温度低、冷凝压力低、质量体积小）4、经济性制冷剂的选择Page202005.2制冷剂项目制冷剂代号R12R22R134a化学式CCl2F2CHClF2CH2F-CF3分子量120.989.5102.3标准大气压下沸点（℃）-29.8-40.8-29.2临界温度（℃）111.8099.10101.14临界压力（MPa）4.1254.9754.065临界密度（kg/m3）558525511饱和液体密度（25℃）（kg/m3）131111921206饱和蒸气比容（25℃）（m3/kg）0.02710.02350.0310汽化潜热（kJ/kg）151.5205.4197.5ODP值（臭氧破坏潜能值）1.00.1Page212005.2制冷剂与冷冻机油制冷剂的选用原则：（1）压缩机的类型；（2）蒸发压力和蒸发温度；（3）冷凝温度和冷凝压力；（4）制冷装置的使用条件。制冷剂的选用：（1）R12：由于含有氯原子，分离出氯离子导致大气臭氧层的破坏，因此，R12已经被禁止使用。（2）R134a：现在汽车空调制冷剂的首选制冷剂。Page22二、制冷剂及冷冻机油•制冷剂1、分子式：CH2F-CF32、物理特性：沸点-26.5度冰点：-101.6度3、无色无味，无毒。无易燃易爆，但在高温下或遇明火和红热表面时将分解放出有毒的刺激性气体。4、对某些橡胶有腐蚀5、腐蚀有色金属如：铜和铅6、具有一定的吸湿性。4、对比：与R12不同，它不会破坏臭氧层Page23Page24Page252005.2制冷剂与冷冻机油2．冷冻机油是一种在高低温工况下均能正常工作的特殊润滑油。性能要求：（1）凝点低，具有良好的低温流动性；（2）粘度受温度的影响要小；（3）与制冷剂的溶解性能要好；（4）要有较高的热稳定性；（5）化学性质要稳定。根据上述原则，适用于R134a的润滑油只有两大类：聚烃基乙二醇（PAG）和聚酯油（ESTER）。Page26•制冷机油1、淡黄色，无味2、无毒3、吸水性强4、不同的R134a系统，要使用不同的润滑油注意：R12系统与R134a系统不能混用作用：润滑、冷却、密封、降噪Page27制冷剂(g)制冷润滑油Jetta800±50(700)115+15ccGolf850+30115+15ccBora750+50135±15ccAudi200750+50250+50ccAudiA6650+50250cc三电捷克塞尔电装三电三电Page281、易吸水，用后马上拧紧盖。2、不能使用变质浑浊的润滑油3、不允许添加过量润滑油4、不同牌号不能混用5、更换系统部件时应适当补充润滑油6、加注制冷剂时应先加润滑油。润滑油使用注意事项Page29润滑油添加剂Page30作业：•1、汽车空调的功能和特点各是什么？•2、简述汽车空调制冷系统的工作过程。•3、制冷剂和冷冻机油使用注意事项有哪些？Page31Page32复习回顾•简述汽车空调制冷系统的工作过程。•制冷剂和冷冻机油使用注意事项有哪些？Page33Page34Page35Page361、易吸水，用后马上拧紧盖。2、不能使用变质浑浊的润滑油3、不允许添加过量润滑油4、不同牌号不能混用5、更换系统部件时应适当补充润滑油6、加注制冷剂时应先加润滑油。润滑油使用注意事项Page37Page38四、分类膨胀阀式Page39节流管式Page40三、空调循环系统主要部件1、压缩机6、冷凝器8、蒸发器4、储液干燥器2、膨胀阀3、节流管7、冷却风扇9、鼓风机5、集液器Page411、压缩机Page42Page43空调对配置制冷压缩机的要求汽车空调制冷压缩机是在汽车上运行的，故在性能方面就与一般用途的压缩机不同，主要有以下四点特殊要求：（1）在低速行使或怠速时具有效率高，制冷能力强的特点；在高速行使时又要求输入的功率低。（2）体积小，重量轻（3）耐高温和抗振性好（4）工作平稳Page44压缩机发展历程•第一代：使用时间最早、最长的第一代产品•第二代：优点是没有连杆，主轴上惯性较小，结构紧凑，是目前主流•第三代：共同特点是容积系数较高，润滑系统复杂•第四代：最具前途的一种Page45Page46Page47压缩机的分类Page48曲轴连杆式压缩机工作原理A）吸气过程B）排气过程1、排气阀片2、阀板3、吸气阀片4、活塞5、气缸6、曲轴连杆Page49工作过程•压缩过程•排气过程•膨胀过程•进气过程怎么和发动机的汽缸工作原理一样？Page50气缸布置形式Page51摆盘式压缩机工作原理1、主轴2、钢球3、活塞4、摇板5、楔块Page52Page53Page54摆盘式压缩机工作过程1、摇板2、活塞3、楔盘4、主轴Page55斜盘式压缩机工作原理1－回转轴2－斜板3－活塞4－钢球Page56斜盘式与摆盘式压缩机对比A）斜盘式压缩机的活塞双向作用B）摆盘式压缩机的活塞单向作用1－回转斜盘2、4－活塞3－传动板5－摆盘它们之间有什么不同？Page57旋转叶片式压缩机工作原理Page58滚动活塞式压缩机工作原理Page59变排量压缩机Page60Page61控制阀控制原理Page62Page63变排量压缩机优点•消除了由于离合器吸合脱开动作引起的发动机转速波动；•在某些工况下（如低速、爬坡）可防止发动机熄火；•减少了空调系统制冷温度的波动；•功率消耗减少，最大可减少25％；•大大改善低温环境中的舒适性。Page64压缩机的接口•动力输入接口——电磁离合器•与发动机的安装接口•与管路相连的吸排气口接口Page65电磁离合器Page66Page67Page68Page69电磁离合器使用注意事项•使用电压：离合器根据线圈电压大小，可分为12V和24V两种，主要以12V为主，不可用错；•衔铁与压板间隙：此间隙非常重要。太小，则离合器脱开时，压板会拖着衔铁；若太大，则离合器工作时，两者之间接合不上。一般取0.25mm。•表面清洁：离合器表面不允许有油污，否则会造成打滑。Page70Page71三、空调循环系统主要部件1、压缩机6、冷凝器8、蒸发器4、储液干燥器2、膨胀阀3、节流管7、冷却风扇9、鼓风机5、集液器Page72冷凝器与风扇Page73冷凝器的作用•把压缩机排出的高温高压制冷剂气体，通过冷凝器将热量散发到车外空气中，从而使高温高压的制冷剂冷凝成较高温度的高压液体。Page74Page75冷凝器的结构