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1、-/汽车空调技术教案学校名称：海班级： 教师： 日期： 第一章汽车空调概述一、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五个阶段。 第一阶段，单一取暖。1925年首先在美国出现利用汽车冷却水通过加热器取暖的方法。到1927年发展到具有加热器、风机和空气滤清器的比较完整的供热系统。这种供热系统直到1948年才在欧洲出现。而日本到1954年才开始使用加热器取暖。目前，在寒冷的北欧、亚洲北部地区，汽车空调仍然使用单一供热系统。 第二阶段，单一冷气。1939年，由美国通用汽车帕克公司(Packard)首先在轿车上
2、安装由机械制冷的空调器。这项技术由于二次世界大战而停止了发展。战后的美国经济迅速发展，特别是因1950年美国石油产地的炎热天气，急需大量的冷气车，而使单一降温的空调汽车得以迅速发展起来。欧洲、日本到1957年才加装这种单一冷气的轿车。单一降温的方法目前仍然在热带、亚热带地区使用。 第三阶段，冷暖一体化。1954年，通用汽车公司首先在纳什(NASH)牌轿车上安装了冷暖一体化的空调器，汽车空调才基本上具有调节控制车内温度、湿度的功能。随着汽车空调技术的改进，目前的冷热一体空调基本上具有降温、除湿、通风、过滤、除霜等功能。这种方式目前仍然在大量的经济型汽车上使用，是目前使用量最大的一种方式。 第四阶
3、段，自动控制。冷暖一体汽车空调需要人工操纵，这显然增加了驾驶人员的工作量，同时控制质量也不大理想。自从冷暖一体化出现后，通用公司就着手研究自动控制的汽车空调，并于1964年首先安装在卡迪拉克(CADILLAC)牌轿车上，紧接着通用、福特、克莱斯勒三大汽车公司竞相在各自的高级轿车上安装自动空调。日本、欧洲直到1972年才在高级的轿车上安装自动空调。 自动空调装置只要预先调好温度，就能自动地在调定的温度范围内工作。机器根据传感器检测车内、车外环境的温度信息，自动地指挥空调器各部件工作，达到控制车内温度和其他功能的目的。 第五阶段，微机控制。1973年美国通用汽车公司和日本五十铃汽车公司(后合并到三
4、菱集团)一起联合研究由微型计算机控制的汽车空调系统，1977年同时安装在各自的汽车上，将汽车空调技术推到一个新的高度。微机控制的汽车空调系统由微机按照车内外的环境，实现微调化。该系统具备数字化显示、冷暖通风三位一体化、自我诊断系统、执行器自检、数据流传输等功能。通过微机控制，实现了空调运行与汽车运行的相关统一，极大地提高了制冷效果、节约了燃料，从而提高了汽车的整体性和舒适性。二、汽车空调的功能 汽车空调即汽车室内空气调节的简称，它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。 (一)调节车内的温度 汽车空调在冬季利用其采暖装置升高车室内的温度。轿车和中小型
5、汽车一般以发动机冷却循环水作为暖气的热源，而大型客车则采用独立式加热器作为暖气的热源。在夏季，车内降温则由制冷装置完成 (二)调节车内的湿度 普通汽车空调一般不具备这种功能，只有高级豪华汽车采用的冷暖一体化空调器，才能对车内的湿度进行适量调节。它通过制冷装置冷却、去除空气中的水分，再由采暖装置升温以降低空气的相对湿度。但在汽车上目前还没有安装加湿装置，只能通过打开车窗或通风设施，靠车外新风来调节。 (三)调节车内的空气流速 空气的流速和方向对人体舒适性影响很大。夏季，气流速度稍大，有利于人体散热降温；但过大的风速直接吹到人体上，也会使人感到不舒服。舒适的气流速度一般为025m/s左右。冬季，风
6、速大了会影响人体保温，因而冬季采暖时气流速度应尽量小一些，一般为015-0。20m/s。根据人体生理特点，头部对冷比较敏感，脚部对热比较敏感，因此，在布置空调出风口时，应采取上冷下暖的格式，即让冷风吹到乘员头部，暖风吹到乘员脚部。 (四)过滤、净化车内的空气 由于车内空间小，乘员密度大，车内极易出现缺氧和二氧化碳浓度过高的情况；汽车发动机废气中的一氧化碳和道路上的粉尘、野外有毒的花粉都容易进入车内，造成车内空气污浊，影响乘员的身体健康，因此必须要求汽车空调具有补充车夕晰鲜空气、过滤和净化车内空气的功能。一般汽车空调装置上都设有进风门、排风门、空气过滤装置和空气净化装置。三、汽车空调的特点 (一
7、)抗冲击能力强 汽车空调安装在运动中的车辆上，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。汽车空调制冷系统极容易发生制冷剂的泄漏，破坏整个空调系统的工作条件，甚至破坏制冷系统的部件，如压缩机。所以，各部件的连接要牢固，要经常检查系统内制冷剂的量。统计表明，汽车空调因制冷剂泄漏而引起空调故障的约占全部故障的80，而且泄漏频率很高。 (二)动力源多样 空调系统所需的动力来自发动机。轿车、轻型汽车、中小型客车及工程机械，其空调所需的动力和驱动汽车的动力都来自同一发动机，这种空调系统叫非独立空调系统；对于大型客车和豪华型大中客车，由于所需制冷量和暖气量
8、大，般采用专用发动机驱动制冷压缩机和设立独立的采暖设备，故称之为独立式空调系统。非独立空调系统，会影响汽车的动力性能，但比独立式在设备成本和运行成本上都经济。汽车安装了非独立式空调后，耗油量平均增加1020。(和汽车的速度有关)，发动机的输出功率减少1012。非独立式汽车空调的采暖系统一般利用发动机的冷却水。独立式空调系统则采用独立采暖燃烧器。(三)制冷制热能力强(四)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。四、汽车空调的性能指标1、汽车空调的热、湿负荷 汽车空调热、湿负荷是确定空调系统送风量和空
9、调设备容量的基本依据。 为了消除车内多余热量以维持温度恒定所需要向车内供应的冷量，称为冷负荷。反之，为补充车内耗热量所需向车室内送入的热量，称为热负荷。为维持车内相对湿度恒定所需消除的多余湿量，称为湿负荷。2、汽车空调的舒适性参数(一)车内平均温度和车内外温差(二)车内空气相对湿度车内空气相对湿度一般保持在30一70为宜，超出此范围，人就会感到干燥或闷热。(三)车内气流速度车室内气流速度以夏季不超过05ms,冬季不超过03035ms为宜。(四)车内新鲜空气换气量(五)车内噪声(六)车内降温、升温速率(七)车内温度场分布(八)风口布置位置及出风口风速差值五、空气调节的主要参数(一)空气温度 空气
10、的温度表示空气的冷热程度，常用摄氏温标()和绝对温标(K)来度量。(二)空气压力空气的压力就是大气压力六、汽车空调系统的组成完善的汽车空调系统一般由制冷系统、采暖系统、送风系统、电气控制系统四大部分组成。严格说来，还应包括空气净化系统。高级轿车装备有碳罐、空气滤清器和静电除尘式净化器等一套较完整的空气净化系统，但在普通型轿车中，空气净化的任务则由蒸发器直接完成。(一)制冷系统 制冷系统由压缩机、冷凝器、集储器干燥器、膨胀阀、蒸发器、冷凝器散热风扇、制冷管道、制冷剂等组成(二)采暖系统采暖系统是由加热、水阀、水管、发动机冷却液等组成(三)送风系统送风系统是由进气模式风门、鼓风机、混合气模式风门、
11、气流模式风门、导风管等组成车室内或室外未经调节的空气，经鼓风机作用送至蒸发器或暖风心处，此时已被调节成冷空气或暖空气的空气流，根据风门模式伺服马达开启角度而流向相应的出风口 (四)控制电路 控制电路包括点火开关、AC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、制冷剂高低压力开关、温度控制器、送风模式控制装置、各种继电器。近几年来不少高级轿车上普遍采用了电脑自动控制，大幅度降低了人工调节的麻烦，提高了空调经济性和空调效果。目前轿车的空调压缩机都以汽车发动机作为动力源，压缩机的开停以电磁离合器动作决定，而电磁离合器的工作时机是以各种温度、压力、转速等信号为主要参考数据来决定的。为避免
12、蒸发器表面温度过低，造成表面结霜，影响制冷效果，所以设有温度控制器(恒温器)，用蒸发器表面温度作为控制信号，控制电磁离合器的动作。若压缩机温度过高，会造成高压部分因压力异常升高而损坏，所以设有过热开关或高压压力开关。如果系统制冷剂缺乏，则可能冷冻油也缺乏，压缩机若在这种干摩擦情况下运转，容易损坏，因此系统必须设有低压压力开关，当系统压力过低时会自动切断压缩机的工作电源。对于设有电脑控制的空调系统，其压缩机的开停(或水阀的开启度)可满足空调系统处于最经济状态和所要求的各种冷暖状态。为了解决汽车怠速、加速等运行工况时的动力匹配及水箱冷却问题，以往常常采用中止压缩机运行的办法，近来比较多地采用提高怠
13、速转速的办法。制冷剂冷冻油与制冷系统一、制冷剂在制冷系统中用于转换热量并循环流动的物质称为制冷剂。目前汽车空调系统中使用的制冷剂有R12和R134a两种。1）对制冷剂的要求在适当蒸发温度时，蒸发压力不低于大气；在适当冷凝压力时，温度不能过高；无色、无味、无毒、无刺激性，对人体健康无损害；不易燃烧，不易爆炸；无腐蚀性；价格合理，容易得；性能系数较高；与冷冻油接触时，化学、物理安定性良好；有较低的凝固点，能在低温下工作；泄漏时容易侦测。2）制冷剂R12的特性无色、无味、无毒、不易燃烧、不易爆炸，化学性质稳定；不溶于水，对金属无腐蚀作用；能溶解多种有机物，一般橡胶密封圈不能使用；具有较好的热力性能，
14、冷凝压力比较低；互溶性较好，它能与矿物油以任意比例互相溶解；对大气臭氧层有破坏作用，使全球变暖产生温室效应。3）制冷剂R134a的特点无色、无味、无毒、不易燃烧、不易爆炸，化学性质稳定；不破坏臭氧层，在大气层停留寿命短，温室效应影响也很小；粘度较低，流动阻力较小；分子直径比R12略小，易外泄，能被分子筛吸收；与矿物油不相溶，与氟橡胶不相溶；吸水性和水溶性比R12高；汽化替热高，定压比热大，具有较好的制冷能力。实验表明，改动后的R134a系统，在以下方面更加优于R12系统：R134a的传热 性能及循环特性；R134a与润滑油相溶性；R134a与金属及橡胶相溶性；R134a与干燥剂相溶性；R134
15、a对现代汽车空调系统影响。4）制冷剂使用时的注意事项：操作制冷剂时，不要与皮肤接触，应戴护目镜，以免冻伤皮肤和眼球；避免振动和放置高温处，以免发生爆炸；原离火苗，避免R12分解产生有毒光气；R134a与R12不能混用，因为不相溶，回导致压缩机损坏；使用R134a制冷剂的系统，应避免使用铜材料，这样会产生镀铜现象；制冷剂应放置在低于40以下的地方保存。2、冷冻油在制冷系统中，用于保证压缩机正常工作，不易磨损，随系统循环流动并和制冷剂相溶的油称为冷冻油（Refviation oil）。目前汽车空调系统中使用的冷冻油有R12用矿物油、R134a用合成油（RAG、POE）两种。1）对冷冻机油性能的要求
16、要有适当的粘度，受温度的影响要小，而且这种粘度形成的油膜强度要高，能承受较大的轴向负荷，在不同温度下具有良好的润滑性能；要有良好的低温流动性和互溶性，在制冷系统中，润滑油随制冷剂一起在系统中流动，在任何温度下都不能沉积，而且互溶，避免通过节流孔管时造成溅爆产生燥声；化学性质要稳定，与制冷剂和其他材料不起化学反映；毒性腐蚀要小，闪点要高，这是对安全性一种要求，最好是无毒，不燃烧，对金属橡胶无腐蚀。吸水性要小，如油中水份含量过高，通过节流阀时会因低温而结冰，造成系统因结冰而堵塞的现象。2）冷冻油的作用润滑作用：减少压缩机运动部件的摩擦和磨损，延长机组的使用寿命。冷却作用：它能及时带走运动表面摩擦产
17、生的热量，防止压缩机温度升过高或压缩机被烧坏。密封作用：密封件表面涂上冷冻油后能提高接点的密封性，防止制冷剂泄漏。降低压缩机的噪声：能在压缩机摩擦表面形成一种油膜，保护运动部件，防止因金属摩擦而发出声响。3）冷冻机油使用注意事项冷冻机油应保存在干燥、密封的容器里，放在阴暗处以免空气中的水分和其他杂质进入油中。不同牌号的冷冻油不能混装、混用。变质的冷冻油不能使用。制冷系统中不能加注过量的冷冻油，以免影响制冷效果。二、 制冷的基本原理制冷的基本原理在日常生活中人们都会有过体会。当护士给你注射针剂时，为了消毒，通常先用酒精棉花擦皮肤，由于酒精很快挥发，皮肤就产生凉快的感觉，这是酒精在蒸发时吸收了人体
18、热量的缘故。夏天，当你感到很热时，如果用水洗一下脸马上感到凉爽，这是水在蒸发时，吸收了人体热量的缘故。这都说明液体在转变成气体时，要从周围环境中吸收大量的热。汽车空调就是应用这一原理，使用在低温时非常容易蒸发的液体制冷剂的蒸发来实现冷却车厢温度。在一个四周包以隔热材料的保温箱中，放置一带有控制阀门的容器，容器内装有制冷剂，起初在控制阀关闭的状态下，温度计可以测出一个温度值。当把控制阀门打开，容器中的制冷剂便吸收保温箱内热量，变成气体排出箱外，此时温度计可测出另一温度值，这一温度值比打开控制阀之前的温度要低的多，达到了制冷的目的。此装置虽然能使箱内制冷，但因需要不断消耗制冷剂，既不经济又不实用。
19、如果能够设法用一种机器把蒸发掉的制冷剂回收，进行循环压缩，并用冷却介质将其冷却，放出热量重新凝结为液体，再次气化重新产生冷却作用，如此周而复始，便可形成连续制冷循环过程，汽车空调就是按照上述基本原理采用蒸汽压缩式制冷循环原理来达到制冷的目的。 三、制冷系统的组成及制冷循环工作过程1、汽车空调制冷系统的组成汽车空调制冷系统由压缩机、冷凝器、积累器或贮液干燥器孔管或膨胀阀、蒸发器和电气控制系统等组成。它们由下列三种管路连成制冷系统。(1)高压软管：用于连接压缩机和冷凝器。(2)液体管路：用于连接冷凝器和蒸发器。(3)回气管路：用于连接蒸发器和压缩机。孔管或膨胀阀总是装在液体管路上的蒸发器进口处，而
20、使用贮液干燥器的系统必须把贮液干燥器放在冷凝器和膨胀阀之间，使用积累器的系统必须把积累器装在蒸发器和压缩机之间。2、汽车空调制冷系统工作原理汽车空调制冷系统的工作过程是：制冷剂密封在制冷系统中。制冷系统工作时，压缩机转动，热的制冷剂蒸汽从蒸发器内被吸进压缩机，压缩机把制冷剂的蒸汽压缩，使之压力升高后，泵进冷凝器中。冷凝器一般装在迎风面的发动机冷却器(水箱)的前面，依靠发动机的风扇及汽车行驶的迎面风进行冷却。这样的冷却方法势必会影响发动机冷却器的散热效果，使冷却水温急剧升高，尤其在停车使用空调时更为严重。所以在现在的小型汽车上，空调都另装电动风扇。它一般也装在发动机的前面，但也有装在其他部位的，
21、如德国的大众脾大客车，空调风扇装在汽车顶棚上，日本日野大客车则装在汽车两侧。冷凝器把制冷剂蒸汽的热量散发出去，使制冷剂蒸汽变为液体。制冷剂放出热量后，经干燥过滤器过滤去水份。液态制冷剂在高温高压下，被压向膨胀阀，因膨胀阀有限流作用，它可根据汽车车厢内的热负荷情况，自动地调节制冷剂的流量，使液态制冷剂经过限量后进人蒸发器。制冷剂突然进入大溶剂的蒸发器螺旋管中，由于体积变大而压力下降，又由液态变为气态，同时吸收大量的热量，使流经蒸发器的空气变冷，冷空气吹向车厢。带有热量的气态制冷剂又被吸进压缩机，开始下一个循环的工作。由此可知，汽车空调制冷系统实际上是一个传热系统，通过制冷剂把车厢内的热量带走，并
22、散发到车外，使车内降温。归纳工作过程如下：1、压缩过程：将流经蒸发器的低温、低压的气态制冷剂压缩为高温、高压的气态制冷剂，输送到冷凝器。2、冷凝过程：将高温、高压的气态制冷剂冷却，使其变为中温、高压的液态制冷剂，送入干燥瓶。3、干燥过程：将中温、高压的液态制冷剂过滤，除去制冷剂中的杂质和水份，送入节流阀，并储存小部分的制冷剂。4、膨胀过程：将过滤后的中温、高压液态制冷剂利用节流原理，使其转变为低压雾状的液/气态混合物，送入蒸发器。5、蒸发过程：低压雾状的液/气态混合物流至蒸发器，吸收周围的热量而汽化，达到制冷的目的。汽车空调制冷系统主要部件结构原理 一、压缩机压缩机被称为制冷循环系统的心脏，它
23、将气态制冷剂压缩成高温、高压状态而输出冷凝器，同时吸入蒸发器中低温、低压的气体制冷剂。即它能把热从吸热部分的蒸发器传送到放热部分的冷凝器里去。汽车空调制冷压缩机，主要采用容积式压缩机，其动力除大型客车采用独立发动机驱动外，大部分是采用汽车发动机驱动。汽车空调制冷压缩机种类很多，目前正式使用在汽车空调的压缩机就有30多种。按运动形式和主要零件形状，压缩机可按如下分类。 汽车空调压缩机分类容积式制冷压缩机分为：往复活塞式，旋转式，变容量式三大类。往复活塞式有：曲柄连杆机构（直列式、V型、W型、S型） 径向活塞式 轴向活塞式（摇板式、斜板式）旋转式有：旋叶式（气缸圆形、气缸椭圆形） 转子式（滚动活塞
24、式、三角转子式） 螺杆式 涡旋式变容量式有：变容曲轴活塞式 变容轴向活塞式（摇板式、斜板式） 变容旋转式（螺杆式、旋叶式）变容涡旋式(1)曲轴连杆活塞式压缩机。活塞式压缩机是一种应用较为广泛的制冷压缩机。压缩机的活塞在气缸内不断运动，改变气缸的容积，从而在制冷系统中起到了压缩和输送制冷剂的作用。结构如图所示。压缩机机体由气缸体和曲轴箱组成，在气缸体的气缸中装有活塞，曲轴通过连杆与活塞相连，在气缸顶部装有吸气阀和排气阀，通过吸气腔与排气腔分别与吸气管和排气管相连。当曲轴被发动机带动而旋转时，通过连杆的传动，活塞便在气缸内作上、下往复运动，在吸、排气阀的配合下，完成对制冷剂蒸汽的吸人、压缩和输送任
25、务。现代汽车空调制冷系统一般不采用单缸压缩机，而多数采用两缸以上的压缩机(二缸机、三缸机、四缸机)。压缩机的工作可分为压缩、排气、膨胀、吸气过程，如图所示。压缩过程：活塞在曲轴的带动下在气缸内运动，当活塞运行到缸内最低点(下止点I1)时，气缸内充满了由蒸发器吸人的低压制冷剂气体。活塞上行时，吸气阀被关死，而排气阀因缸内压力较低而不能顶开，活塞继续上行，气缸工作容积不断变小，缸内的制冷剂气体的压力和温度不断升高，当活塞上移到一定为位置(1111)，缸内气体压力略高于排气阀上部的压力时，排气阀便被推开，开始排气。制冷剂气体在气缸内从进气时的低压升高到排气压力的过程被称为压缩过程。排气过程：活塞继续
26、上行，气缸内的制冷剂气体压力不再升高，而是不断地经排气阀向排气管输出，直到活塞运动到最高位置(上止点IIIlid时，排气结束。制冷剂气体从气缸向排气管输出的过程称为排气过程。膨胀过程：当活塞运行到上止点位置时，由于压缩机的结构及工艺等原因，活塞顶部与气阀座之间存在一定的间隙，该间隙内有一定数量的高压气体。当活塞下行时，排气阀关闭，但进气阀并不能马上打开，吸气管内的气体不能很快进入气缸，这是因为残留的高压气体还需要在气缸内膨胀，使其压力下降到气缸内的压力稍低于吸气管内压力时，吸气阀才能打开。活塞从上止点向下移到吸气阀打开的位置(1VIV)称为压缩机膨胀过程。吸气过程：活塞继续下行，吸气阀打开，低
27、压制冷剂气体便不断地由蒸发器经吸气管和吸气阀进入气缸，直到活塞下行至下止点为止，这个过程称吸气过程。完成吸气过程，活塞又继续上行，又开始压缩过程。如此周而复始，循环不已。(2)轴向活塞式压缩机。常用的轴向活塞式压缩机有两种形式，一种叫摇板式，其各气缸以压缩机轴线为中心布置，活塞运动方向平行于压缩机的主轴，其结构如图所示。摇板式压缩机的工作原理可以参照图643，各气缸以压缩机的轴线为中心，五角均匀分布，连杆连接活塞和摇板，两头用球形万向节，使摇板的摆动和活塞移动协调而不发生干涉。摇板中心用钢球作支承中心，并用一对固定圆锥齿轮限制摇板只能摇动而不能转动，主轴和传动板连接固定在压缩机工作时，主轴带动
28、传动板一起旋转。由于传动板是楔形的，楔形传动板的转动，迫使S板做以钢球为中心的左右摇摆移动。摇板和传动板之间的摩擦力，使摇板具有转动趋势，但S固定的一对圆锥直齿轮限制，所以摇板只能像跷跷板一样来回左右移动，带动活塞在气缸内往复运动，完成吸气、排气过程。如果一个摇板上有五个活塞，那么主轴转动一周就有五次吸、排气过程。另一种叫斜盘活塞式压缩机，斜盘压缩机结构紧凑，排气量大，由美国通用电气公司1964年研制成功，是目前汽车空调中使用量最大的一种压缩机。我国的红旗牌高级轿车、上海轿车、奥迪100轿车、捷达轿车、神龙牌轿车都是采用斜盘式压缩机。图644所示为斜盘压缩机示意图，图是斜盘式压缩机的轴测图。斜
29、盘压缩机主要零件是一根主轴，还有用花键和主轴固定在起的斜盘。主轴转动，斜盘也转动，斜盘转动可驱动活塞作轴向往复运动。二、冷凝器 冷凝器的作用是将制冷剂从蒸发器吸收来的热和压缩机作功转换的热排放出去，把送进这里的高温、高压气体制冷剂，用发动机的冷却风扇和汽车行驶时产生的自然风进行强制冷却，使之成为高压液体制冷剂。所以冷凝器应布置在散热条件好的地方，一般安装在车头或汽车的侧面、车底。图是汽车冷凝器的主要结构型式，其中有管带式a)、管翅式b)和冷凝水箱一体式c)。圆管翅式是最常使用的冷凝器，制造工艺简单。02mm厚度铝翅片用胀孔法将翅片和管贴合传热，管的两头用弯管焊接起来。近年来管带式采用较多管带式
30、可以作用；另外还可以贮存由冷凝器送来的高压液体制冷剂。以顺应制冷负荷的大小，随时供给膨胀阀。图是贮液干燥器内部结构示意图，它由外壳、观察窗、易熔塞和管接头组成。壳内装有铜丝布网制作的过滤器以及干燥用的硅胶。在贮液干燥过滤器壳体的顶部，还装有安全熔塞。它是将低熔点的合金灌铸在熔塞的小孔中，若由于某种原因，使得高压侧压力骤然升高，温度也随之升高，制冷机有被爆的可能，当温度上升至100105C，或者压力超过294MPa时，可熔塞就会融化或被冲破，及时将制冷剂喷射到大气中去或贮液器里，从而防止损坏制冷系统。玻璃观察窗用于观察系统制冷剂循环流动的具体情况冷剂不足；无气泡，则表示适量三、膨胀阀如图所示，膨
31、胀阀也称节流阀，是组成汽车空调制冷装置的主要部件，安装在蒸发器入口前，为制冷循环高压与低压之间的分界点。在膨胀阀前，制冷剂是高压液体，在膨胀阀后，制冷剂是低压、低温饱和液体和蒸汽的雾状混合物。膨胀阀的功能，一是将高压制冷剂液体节流减压，由冷凝压力降至蒸发压力；二是自动调节制冷剂进入蒸发oS的流量，以适应制冷负荷变化的需要。汽车空调制冷循环采用的膨胀阀属于感温式膨胀阀，即利用蒸发器出口蒸汽过热度来调节制冷剂的流量(过热度是指蒸发器出口处蒸汽实际温度高于蒸发温度的数值)。膨胀阀的开度必须适宜，当蒸发器出口的蒸汽刚好是饱和温度时，蒸发器的制冷效率最高。这是因为饱和状态下沸腾汽化吸热量最大。同样，进入
32、蒸发器的制冷剂数量也要与制冷负荷变化相适应，不过多，也不过少。若膨胀阀的开度与制冷负荷相比过大，则蒸发器中液体制冷剂的流量就会过多，容易使液体制冷剂流人压缩机的气缸中产生“液击”。相反，若是膨胀阀的开度与制冷负荷相比太小，则液体制冷剂在蒸发管内的流动途中就已经蒸发完了，在这之后的一段蒸发管中没有液体制冷剂可供蒸发，只有蒸汽而过热。感温式膨胀阀可通过感温包随着蒸发器出口处制冷四、积累器 积累器和贮液干燥器类似，但它可装在系统的低压侧，与装膨胀管的系统配套，因而它是循环离合器空调系统的特征之一。 积累器的主要功能是防止液态制冷剂液击压缩机(压缩机是容积式泵，设计上不允许压缩液体)，也用于贮存过多的
33、液态制冷剂，内含干燥剂，起贮液干燥器作用。制冷剂从积累器上部进入，液态制冷剂落入容器底部，气态制冷剂积存在上部，并经上部出气管进入压缩机。在容器底部，出气管管弯处装有带小孔的过滤器，允许少量的积存在管弯处的机油返回压缩机，但液体制冷剂不能通过，因而要用特殊过滤材料五、蒸发器 蒸发器和冷凝器一样，也是一种热交换器，它的作用恰好与冷凝器作用相反。蒸发器是把低温低压的液态制冷剂蒸发，吸收车厢热量而制冷；同时空气中水分，由于温度降低而凝结在蒸发器上，经收集排出，也起到降温作用。因此蒸发器是制冷装置中产生和输出冷量的设备汽车空调控制系统一、控制部件1、电磁离合器压缩机电磁离合器主要由前板、皮带盘（转子）
34、及电磁线圈组成，电磁离合器有定圈式和动圈式两种。汽车空调用的电磁离合器，其作用是将汽车发动机的动力传递给压缩机主轴，使压缩机运转，完成制冷循环。压缩机的工作或停转由电磁离合器线圈电源的通断进行控制。电磁离合器的工作原理是当电流通过离合器绕组时产生较强的磁场，衔铁被线圈磁力牢牢吸住，压缩机主轴通过键与毂连接，而衔铁与毂紧箍，这时皮带轮旋转，通过转板上吸力带动衔铁旋转，主轴即被驱动。当离合器线圈断电时，衔铁被弹簧弹回，皮带轮只在轴承上空转。2、温度控制器温度控制器又称恒温开关，是汽车空调系统中的一种开关元件，是感受蒸发器表面的温度，通过自身机构的动作从而控制压缩机离合器线圈中电流的通、断致使压缩机
35、产生开与停的动作，起到调节车内温度及防止蒸发器结霜的一种电气控制装置。汽车空调温度控制器可分为机械压力式和电子式两种：1）机械压力式温度控制器机械压力式温度控制器主要由毛细管和波纹管构成，其内部充满感温介质，感温管的一端插入蒸发器翅片之中，感受蒸发器表面的温度，它的主要功能是通过感温元件内工质的温度变化，导致波纹管内压力发生变化，致使其伸长或缩短，将此信号传递出去。该温度控制器的调节机械主要由凸轮、凸轮轴、温度调节螺钉等组成，其作用是使温控器能在最低至最高温度范围内任何一点动作，以控制温度。波纹管式温度控制器的触头开闭机构主要由触头、弹簧、杠杆等组成。如图9-15所示为其工作原理。波纹管2和充
36、满制冷剂的感温毛细管1相连，毛细管感温元件置于蒸发器翅片冷气通过的位置之中。当蒸发器温度变化时毛细管中的制冷剂温度也随着变化，对应的压力也发生变化，温度升高，压力就增大，推动波纹管中膜片运动，推动机械杠杆机构使触点7闭合，电磁离合器线圈9通电，压缩机旋转，制冷系统循环制冷，如果车内温度降到设定的温度以下，膜片向相反的方向运动，弹簧帮助复位，使触点7脱开，电磁离合器线圈9断电，压缩机停止工作。调整调节螺钉6可以改变温控器的温度设定值，旋转凸轮4的旋钮，可以调整温度的高低。2）电子温度控制器该温度控制器的传感器元件是热敏电阻，装在蒸发器的外侧正面，用以检测蒸发器的出口温度。热敏电阻有两种：一种电阻
37、具有负感温电阻特性，即温度升高，电阻值下降；一种具有正感温电阻特性，即温度上升，电阻值上升。由于热敏电阻结构简单、调节精度高、工作可靠、故障少等优点，因而被越来越多的车用空调器所采用。如图 9-16是空调器热敏电阻特性曲线，图中两曲线之间的部分是温度调节范围。热敏电阻式温度控制器的控制电路是热敏电阻式温度控制器的关键技术。它的组成如图9-17 所示，工作过程如下：当空调系统开始工作时，空调开关接通，来自蓄电池14的电流经空调开关3R13R15和R1一VTl的基极，此时如车内的温度高，具有负温度系数的热敏电阻R13的阻值小，基极电位高，使VTl导通， VT2、VT3、VT4也相继导通，电流由蓄电
38、池14空调开关3电磁线圈5VT4搭铁，因为电磁线圈5有电流通过，继电器的触点6闭合，电磁离合器7导通，压缩机开始工作。当车内温度下降到低于调整值时，即蒸发器出口温度低于规定值，热敏电阻R13的阻值增大，使VTl的基极电位下降，这时VTl、VT2、VT3、VT4均截止，使继电器线圈5中无电流通过，触点6打开，电磁离合器7因断电与压缩机分离，压缩机停止工作。之后蒸发器表面的温度又要上升，热敏电阻的阻值又要减小，使得VT1、VT2、VT3、VT4导通，继电器的触点6又闭合，电磁离合器7重新吸合使压缩机工作。不断地重复上述过程，就使得车内的温度稳定在所要求的范围之内了。3、压力开关汽车空调设有压力开关
39、电路，压力开关也称压力继电器或压力控制器，分为高压开关和低压开关两种，安装在制冷系统的高压侧管路上。当制冷系统中制冷剂压力出现异常时迅速切断电磁离合器电路，而使压缩机停止工作，待压力恢复后，压缩机又正常工作，保护了制冷系统不损坏。1）高压压力开关高压压力开关是为了防止制冷剂填充过多，冷凝器散热又不好，造成压力过高，产生管路爆裂。高压开关的切断压力和触点恢复闭合压力一般因车型而异，切断压力一般在2.13.0MPa范围内，触点闭合恢复压力为1.61.9MPa，如图9-18所示。2）低压压力开关低压开关也称制冷剂泄漏检测开关，作用是当气体泄漏，压力降低，切断电磁离合器电源，以免烧坏压缩机。低压开关的
40、切断压力一般在80110KPa范围内，而触点闭合恢复压力为230290KPa，如图9-19所示。4、易熔塞易熔塞又称熔化螺栓，是制冷系统中的过压保护装置，它安装在储液干燥瓶上，它有一个孔贯穿螺栓中心，孔中填满一种特殊的焊剂。当高压端的压力和温度升至约3MPa和95100时易熔塞中焊剂熔化，使制冷剂排出至大气中，从而防止制冷装置损坏。5、减压安全阀在空调制冷系统中，由减压安全阀代替易熔塞起到了防止环境污染的作用。它安装在压缩机缸体上，如果高压端的压力升至3.434.14Mpa，减压安全阀就会开启，以降低压力，通常它和高压开关起双层保护，一旦减压安全阀开启就必须予已更换。6、怠速提升装置汽车冷气在
41、使用时会消耗发动机功率，因此在排气量较小的发动机，如不开冷气时，调整至正常怠速，一旦将冷气开启则会因功率消耗而使怠速降低，出现发动机怠速不稳定的现象，甚至使发动机熄火，因此设计一种装置在开冷气时使发动机怠速自动升高亦能维持正常的怠速。二、控制电路1、蒸发器温度控制电路 日前蒸发器的温度控制电路有两种形式：一种是用温度开关(恒温器)直接控制压缩机电磁离合器。蒸发器温度开关安装在蒸发器的中央，当蒸发器表面温度低于某一设定值时，温度开关切断压缩机电磁离合器电路，使压缩机停止工作防止蒸发器结冰，另一种是将热敏电阻安装在蒸发器的表面，当蒸发器表面的温度低于某一设定值时，热敏电阻的阻值变化给空调ECU低温
42、信号，空调ECU控制继电器切断压缩机电磁离合器电路，使压缩机停转，控制蒸发器温度不低于0V；，2、冷凝器风扇控制 现在有很多车辆的冷却系统采用电风扇冷却，同时空调制冷系统的冷凝器也采用同一风扇进行冷却。当冷却液温度较低时，风扇不工作；当冷却液温度升高到某一规定值时，风扇以低速运转；当温度进一步升高到另一个设定值时，风扇则以高速运转；当空调制冷系统开始工作时，不管冷却液温度高低，风扇都运转；当制冷系统压力高过一定值时，风扇则以高速运转。 风扇转速的控制有两种，一种是用一个电风扇串联电阻的方式调节风扇的转速利用两个电风扇以串联和并联的方式调节风扇的转速。图675为一冷凝器和散热器风扇控制电路，用压
43、力开关、冷却液温度开关和3个继电器控制冷凝器风扇和散热器风扇的转速。此电路可以实现风扇不转、低速运转、高速运转三级控制。3号继电器只在空调制冷系统工作时起作用，使冷凝器风扇以低速或高速运转。2号继电器为双触点继电器，用来控制冷凝器风扇的转速。1号继电器用于控制散热器风扇。压力开关在空调制冷系统压力高时断开，压力低时接通。冷却液温度开关在冷却液温度低时接通，温度高时断开。不开空调时，3号继电器不工作，冷凝器风扇也不工作。如果冷却液温度过高，冷却液温度开关断开，l号继电器线圈断电，触点闭合，散热器风扇运转，加强散热。打开空调，3号继电器线圈通电，触点闭合。如果冷却液温度较低，空调系统内压力也较低，
44、2号继电器线圈也通电，使其下触点闭合，形成了冷凝器风扇和散热器风扇的串联电路，两个风扇都以低速运转。如果冷却水温升高或制冷系统内压力增大，压力开关或冷却液温度开关切断2号和1号继电器线圈电路，使2号继电器的上触点闭合，1号继电器的触点接通，将冷凝器风扇和散热器风扇连接成并联电路，两个风扇都以高速运转。 -3、制冷循环的压力控制4、发动机的怠速提升控制 在车流量较大的道路上行驶，汽车发动机经常处于怠速运转状态，发动机的输出功率低，如果此时开启空调的制冷系统，可能会造成发动机的过热或停机。为防止这种情况的发生，在空调的控制系统中采用了怠速提升装置，如图所示。 当接通空调制冷开关(AC)后，发动机的
45、控制单元(ECU)便可接收到空调开启的信号，控制单元便控制怠速控制阀将怠速旁通气道的通路增大，使进气量增加，提高怠速。如果是节气门直动式怠速控制机构，控制单元便控制电机将节气门开大，提高怠速。5、 发动机失速控制 发动机带空调怠速运转时，一旦有其他影响因素使发动机转速下降，将造成发动机失速而熄火。为防止这种情况发生，空调控制电路中设有防止发动机失速的控制电路，空调的控制单元通过检测点火线圈的脉冲来计算发动机的转速。当发动机的转速低于一定值时，将压缩机电磁离合器切断，见图6-79。采暖系统与送风系统一、采暖系统采暖是汽车空调中的功能之一，是将车外新鲜空气引入到热交换器，吸收其中某种热源的热量，从
46、而提高空气的温度，并将热空气送入车内，达到人体保暖和车窗玻璃除霜的目的。按热源形式的不同，汽车采暖系统大致分为热水式暖气装置，燃烧式暖气装置，综合预热式暖气装置和发动机排气加热式暖气装置。1、热水式暖气装置热水式暖气装置有三种类型，其差别在于所使用的调温装置各不相同，一种是水流调节型，另一种是空气混合型，还有二合一改良组合型。如图 9-20 所示。其工作原理是，在热水取暖装置中，发动机冷却水通过热水阀进入加热器循环流动，使加热器变热，然后，鼓风机将冷空气吹过热的加热器，使空气变暖。而空气混合型的采暖装置，使用了一个空气混合调节风量，该风门调节通过加热器的冷空气比例以改变空气温度，许多现代车型采用。2、发动机排气加热式此种加热形式含热量较高，能够提供足够暖气来调节车内的温度，适合北方严寒地区，但气体中含有腐蚀性气体和有毒气体CO，这种取暖器必须耐腐蚀、密封性好，一旦穿孔后果不堪设想，所以安装时一般加装报警器。二、通风系统通风系统的作用是向车内提供温度适宜的干净空气。通风系统主要由三部分构成，第一部分为空气进口段：主要由用来控制新鲜空气和室内循环空气的风门叶片和伺服器组成。第二部分为空气混合段：主要由加热器和蒸发器组成，用来提供所需温度的空气。第三部分为空气分配段：使空气吹向面部、脚部和挡风玻璃上。图所示为小型汽车空调空气分配控制原理图。整个车厢内的空气流通由驾驶员通过设