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1、余热式采暖系统3.1 汽车空调采暖系统 轿车、货车和中小型客车，需要的热量较少，可以采取余热式采暖系统。汽车空调余热式采暖系统，主要是利用发动机冷却循环水的余热或发动机排气的余热作为热源，并引入热交换器，由风机将车内或车外空气吹过热交换器而使之升温。余热式采暖系统设备简单，使用安全，运行经济。但其缺点是热量较少，受汽车运行工况的影响，发动机不运行时，即没有热气供应。第1页/共97页 余热采暖系统分为水暖式和气暖式两种。水暖式采暖系统是利用发动机冷却液的热量，这种形式多用于轿车、大型货车及采暖要求不高的大客车上；气暖式采暖系统是利用发动机排气系统的热量，这种形式多用于安装风冷式发动机的汽车上。余
2、热式采暖系统（1）水暖式采暖系统 水暖式采暖系统暖风一般以水冷式发动机冷却系统中的冷却液为热源，将冷却液引入车厢内的热交换器中，使鼓风机送来的车厢内空气或外部空气与热交换器中的冷却液进行热交换，鼓风机将加热后的空气送入车厢内。第2页/共97页（1）水暖式采暖系统 水暖式采暖系统管路图1）组成第3页/共97页（1）水暖式采暖系统 水暖式采暖系统加热器1）组成第4页/共97页（1）水暖式采暖系统 水暖式采暖系统分解图1）组成第5页/共97页（1）水暖式采暖系统 2）工作原理第6页/共97页（1）水暖式采暖系统 水暖式采暖系统的进、排风装置是由进风筒、出风筒、出风口和控制风门组成，如图所示。暖风机本
3、体由直流电动机、鼓风机、本体进风口、机箱和本体出风口以及螺旋室等组成。3）风道布置第7页/共97页（1）水暖式采暖系统 3）风道布置第8页/共97页（1）水暖式采暖系统 水暖式暖风系统的热源是从汽车发动机的冷却液中取得的，因此热源的取得非常容易，只需将发动机的冷却液输送到热交换器中即可。该热源供给可靠，发动机只要工作，热水即产生出来，而且很经济，不需另外的燃料。另外，发动机的冷却液温度比较适宜，散热也均匀。所以这种暖风装置在国内外生产的轿车（如丰田、马自达、奔驰、红旗、奥迪、桑塔纳等）、大型货车及采暖要求不高的大客车上均得到采用。4）特点第9页/共97页（1）水暖式采暖系统 水暖式暖风装置也存
4、在不少缺点，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，因此在寒冬季节，下坡、停车或刚起步时，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，车厢热负荷很大，仅靠水暖式暖风装置很难取得令人满意的效果。4）特点第10页/共97页（1）水暖式采暖系统 5）水暖式采暖系统主要部件水暖式暖风机 水暖式暖风机有两种，一种是单独式暖风机，另一种是整体空调器。单独式暖风机 单独式暖风机由加热器、风扇、外壳组成。第11页/共97页5）水暖式采暖系统主要部件水暖式暖风机整体空调器 整体空调器将加热器和蒸发器装在一个箱子里，共用一
5、台风扇，两者之间用阀门隔开，如图所示。第12页/共97页 热水阀用来控制采暖机的冷却液通路，通常装在加热器入水管的前面。热水阀有两种：一种是拉绳控制阀，另一种是真空控制阀。5）水暖式采暖系统主要部件 热水阀第13页/共97页 拉绳控制阀在手动空调中使用，依靠人工移动调节键来移动开关的钢索，以关闭或打开控制阀。拉绳控制阀第14页/共97页真空控制阀 真空控制阀可以用于手动空调，也可以用于自动空调。它主要由一个封闭膜片盒、活塞和阀体所组成。膜片盒内有膜片（橡胶片）、弹簧和真空管接头。控制真空冷却液阀的是真空膜片盒，真空从发动机的进气歧管或真空罐引来。第15页/共97页余热式采暖系统3.1 汽车空调
6、采暖系统（2）气暖式采暖系统 气暖式采暖装置是利用发动机排气余热进入车厢采暖。在汽油机中，发动机排气带走的热量约占36，而在预燃室式和直喷式柴油机中，则分别占29和30。气暖式采暖系统按布置可分为直热式和间接换热式。第16页/共97页 直热式是采用铸铁圆形暖气管或用薄铁板制成的圆形、方形暖气管，在车内通道处地板上前后纵向布置，前端接于发动机排气管后。其特点是方便简单，热得快，但由于暖气管直接裸露，表面温度高，易于烫伤乘客、烧坏鞋和行李物品。若管接头处密封不好，出现漏气，会使废气直接进入车内而产生中毒现象。（2）气暖式采暖系统 1）直热式第17页/共97页（2）气暖式采暖系统 间接换热式由风机、
7、热交换器、暖风管道和控制元件等四部分组成。供热时，废气从消声器前支管经过三通阀进入热交换器，同时，打开电动机开关，通过风机将车厢内的空气经引风管送入热交换器加热以后，沿暖风管道送入车厢。停止供热时，关闭电动机开关，转换三通阀位置，废气就由前支管经三通阀从尾管排出。2）间接换热式 余热气暖式暖风装置按空气加热器结构不同，可分为热交换器式和热管式两种型式。第18页/共97页（2）气暖式采暖系统 2）间接换热式 汽车余热气暖热交换器式采暖装置结构是在发动机的排气管上安装一个热交换器用于加热空气。工作时，将通往消声器的阀门关闭，汽车废气就进入热交换器内，用于加热热交换器外的冷空气，冷空气通过热交换器吸
8、收热量后温度升高，由风机吹入车厢内用于采暖和除霜。热交换器式第19页/共97页余热气暖热交换器式采暖装置结构 第20页/共97页（2）气暖式采暖系统 2）间接换热式 利用小型热管式换热器，高效回收汽车发动机排气中的余热，用于大型汽车的冬季采暖。汽车发动机的废气通过废气进口进入热管换热器的加热段，使“碳钢氨”重力式热管（垂直安装）内的氨液真空蒸发，蒸气在热管冷凝段放出热量，加热由汽车车头窗下通风口进入的新鲜空气，加热后的新鲜空气由风机吹送到车厢内用于采暖。热管换热器的冷凝放热段安装在车厢内地板之上，废气加热段安装在汽车的地板下，车厢下的外面，接通发动机排气管的废气。热管式 第21页/共97页热管
9、换热器安装结构 第22页/共97页客车热管式采暖装置布置 这类采暖装置有效地利用了排气余热，在8m客车上装用，车内外温差可达到30以上。其缺点是车下换热器受排气和道路泥水的侵蚀，易于腐蚀损坏，若装于排气管后，又增大了发动机排气阻力，会相应增加发动机的油耗和减小发动机的有效功率。第23页/共97页 气暖式暖气装置的供暖效果受车速、发动机工作状况影响，供暖温度不稳定。车速快，传热效果好，车速低，传热效果差。这一特点是影响气暖式采暖系统广泛使用的主要原因。其次，排气中的SO2、H2O等杂质会腐蚀排气管壁和热交换器壁，受腐时间过长，废气就会进入车厢，对人体健康不利；再者，排气管道和热交换器也增加了发动
10、机的排气阻力，增加了发动机的功率消耗，同时对发动机的工作状况有影响。另外，气暖式还存在装置庞大、结构复杂、对热交换器的结构和可靠性要求较高的缺点。（2）气暖式采暖系统 第24页/共97页 气暖式采暖系统送来的暖气，由于直接采取和废气高温热交换，温度高，空气干燥，送到车内后的空气湿度偏低，总让人有一种烦躁的感觉，舒适性比较差。可以采用废气水暖系统来改变这一状态。废气水暖系统很相似于燃气热水器，在总废气出口处，安装一个带翅片的热水器，700800的高温废气加热流过热水器的水，这种水是乙二醇和水的液体，温度达到105左右，再将热水送到空调器的加热器加热空气，送到车内调节温度。（3）废气水暖系统余热式
11、采暖系统第25页/共97页废气水暖系统 （3）废气水暖系统第26页/共97页 加热器里的热水溶液放热后冷却，流进水箱，再由水泵使水溶液流过热水器加热，热水再次流到加热器加热空气，完成一次循环。夏天，加热器不需要工作，则电磁控制阀将热水器加热的水溶液直接换流到水箱而不经过加热器，在水箱与热水器之间循环。该系统在水箱略高于加热器的条件下，可以不设水泵，因为受热膨胀的水溶液会自动地迫使液体沿着水箱 热水器 加热器 水箱方向循环。如果增加水泵，则可以加快液体的循环流动，有利于暖气量的温度增高。（3）废气水暖系统第27页/共97页 在长江以南的广大地区，冬季的1月份平均气温在-2以上，而且寒冷的天气时间
12、比较短，但夏季的时间长，7月份的平均温度在34以上。大型客车的空调均采用独立制冷系统。如若采用独立的采暖系统，不仅增加车辆成本和重量，而且运行费用增加，使用时间也不长。这些地方使用的空调客车仍然可以使用主发动机和副发动机的冷却液的余热来采暖。（4）大型客车的余热水暖式采暖系统余热式采暖系统第28页/共97页 大型客车余热水暖式采暖系统是一个典型的热蒸气旁通阀系统，有自己的副发动机、压缩机、冷凝器、储液器、过冷器、膨胀阀、蒸发器和电磁旁通阀。该系统最大的特点是主发动机的冷却液对空调气进行第一次加热，而副发动机的冷却液的再热器对空气再次加热，室外新鲜空气和回气混合后经过一次加热，再降温除湿，再经二
13、次加热后，送到车内。如果是冬天，冷气可以不用，就单靠主副发动机的冷却液来加热空气。若夏天，暖气不用，则用截止阀关掉主发动机的冷却液，而副发动机的冷却液则用电磁阀全部引向散热器。这个系统在冬天可能略觉暖气不足，但基本可以保证车内温度在15以上。（4）大型客车的余热水暖式采暖系统第29页/共97页3.1 汽车空调采暖系统独立式采暖系统 大型豪华旅游车、客车以及寒冷地区使用的汽车等，常常采用独立式采暖系统。独立式采暖系统是在燃烧器内燃烧汽油、煤油或柴油，产生的热量加热空气或水，输送到车厢内提高其温度，燃烧后的气体在热交换后被排出车外，对车内空气无污染。独立式采暖系统同样也分为独立气暖式采暖系统和独立
14、水暖式采暖系统。第30页/共97页独立式采暖系统 独立气暖式采暖系统 独立气暖式采暖系统是利用燃料在双层燃烧筒体内燃烧所产生的热量来加热空气。其燃料通常采用轻柴油，加热空气可采用外部空气或车内空气循环。该类采暖装置的特点是发热量大，见效迅速，单机控制而不受发动机工况影响，且易于自动控制，在欧洲和日本的大客车上常见。近年来，国内的许多客车厂在高档次客车上也普遍装用这类采暖装置。独立气暖式采暖装置主要由燃烧室、热交换器、供给系统及控制系统组成。第31页/共97页汽车独立燃烧气暖式装置 第32页/共97页 独立气暖式采暖系统 燃烧室由燃料管、火花塞和环形雾化器、燃料分布器等组成。环形雾化器直接装在风
15、扇电动机的轴上，依靠离心力和空气的切向力将油雾化、混合，在电火花塞点火引燃下，在燃烧器上部燃烧。燃烧室结构简单，布置紧凑，运行平稳，燃烧效率高，燃烧的稳定性好，无噪音，消耗能量小，点火迅速，输油管内径较大不易堵塞，便于燃烧劣油，所以在国内被广泛采用。由于燃烧室内的温度高达800以上，所以要求燃烧室的材料能耐高温，不起氧化皮，一般采用耐热不锈钢制造。第33页/共97页 独立气暖式采暖系统 热交换器紧靠在燃烧室后端，由双层腔室构成。中心是燃烧室，从燃烧室出来的燃烧气体在内腔夹层通过，向腔壁释放大量热量，然后从废气孔排到大气中。被冷却风扇吸入的空气进入热交换器的外腔夹层吸入内腔壁传来的大量热量，变成
16、热空气从出风口出来，吹向车厢。为防止燃烧室中的燃气漏入热交换器外腔，要求热交换器的内外墙室密封性好，不能漏气。第34页/共97页 供给系统包括燃料供给系统、助燃空气供给系统、被加热空气的供给系统三部分。如果燃烧的是液体（如汽油、柴油等），则燃料供给系统由油泵电机、油泵、燃油电磁阀、油箱等组成，有的加热器靠提高油箱高度利用重力自动供油。如果燃料是气体，则供给系统比较复杂。助燃空气供给系统的风扇和被加热空气供给系统的风扇及油泵合用一个电动机，在电动机两端各带一台风扇，分别供两个空气系统使用。独立气暖式采暖系统 第35页/共97页 独立气暖式采暖系统 控制系统有手动和自动控制两种，用来控制各种电动机
17、、电磁阀、点火器、过热保护器、定时继电器的工作。当加热器的暖风出口温度超过设定值（例如180）时，过热保护器动作，使继电器自动切断油泵电磁阀的电源，油泵停止供油，加热器停止燃烧。由于燃烧室的温度非常高，为了不使燃烧室被烧坏，停机时应先关油泵，停止燃烧器燃烧，而通风机仍继续运转，带走燃烧室中的热量，直到其温度降至正常，才关闭通风机。第36页/共97页 独立气暖式采暖系统 独立气暖式采暖装置结构 第37页/共97页 独立气暖式采暖系统 当采暖装置中的电动机接通电源开始运转时，带动燃料泵2、燃料分布器3、燃烧空气送风机13、暖风送风机17运转。工作过程：第38页/共97页燃料由燃料泵2从燃料箱中经燃
18、烧过滤器、吸入燃料管15吸出，吸出的燃料由分布器3内部滴下，由于离心力作用使其雾化。独立气暖式采暖系统 工作过程：第39页/共97页 独立气暖式采暖系统 当燃烧空气送风机13将被燃烧空气由吸入管14吸进与燃料（汽油、柴油、煤油等）混合，由火花塞点火在燃烧室5中进行燃烧。一旦燃烧开始，电火花塞即行断电，以后就是燃烧热和燃烧环10保持燃烧。工作过程：第40页/共97页 独立气暖式采暖系统 燃烧后的高温气体由排气管16作为废气排到环境中，而电动机前端安装的空气送风机送入空气，经过燃烧室和外筒间壁以及外筒外侧被加热。加热的空气由暖气排出口8排出而进入车室内的管道，由管道通入各风口供暖。工作过程：第41
19、页/共97页 独立气暖式采暖系统 独立燃烧式加热器总成在客车上的安装 第42页/共97页 独立气暖式采暖系统 对装用独立燃烧式空气加热器的大客车，要特别注意车身的设计，尤其是地板的密封处理。箱体加热器部分的安装位置要适当，注意燃烧排气管的布置走向，最好引向车身外侧，停车时尽量不使用，以免空气流通不好，使燃烧废气进入车内，且增加蓄电池的耗电量。在布置上，使暖风机与柴油发动机共用同一个燃油箱，使用时确认点火和正常燃烧程序，通过仪表和指示灯监视电流耗量和燃烧工作情况。第43页/共97页 独立水暖式采暖系统 独立式采暖系统 独立水暖式采暖装置的工作原理与气暖式基本相同，其加热工质不是空气而是水，用水泵
20、代替了风扇。水暖式的最大优点是不仅可作为车厢采暖用，而且可预热发动机、润滑油，以利于冬季发动机启动，待发动机启动后，再将被加热的水通向车厢内的水散热器。水散热器一般是管带式或管片式结构，管子内部流入已加热的热水，而管外则流过待加热的车厢内空气，管外的铝带或铝翅片是为了增加其散热能力。第44页/共97页 独立气暖式采暖系统 如果水暖式的水加热器与汽车发动机的冷却水管路相通，则在发动机冷却水温度低于80时水加热器工作。当水温高于80时，由于节温器的控制作用，则会自动切断油泵的电源，停止供油，而加热器中的水泵继续工作，以保证水加热器零件不因过热而损坏，并继续向车厢内供应暖气。独立水暖式采暖装置其结构
21、与气暖式相近。燃烧室与气暖式相同，由喷油嘴和高压电弧点火器组成，或由多孔陶瓷蒸发器和电热塞组成；加热器的供油系统有电动机、油泵、助燃风扇、水泵组成；控制系统由水温控制器（节温器）、水温过热保护器、定时器等组成。第45页/共97页 独立气暖式采暖系统 独立水暖式采暖装置结构 第46页/共97页 独立水暖式采暖装置的暖风主要采用内循环式，灰尘少，暖气比较柔和而不干燥，人体感觉较舒适，不像空气加热器那样高温干热。这种水加热器可作为发动机的预热器，加热发动机的冷却水，在提高发动机的启动性和耐久性的同时，可作为暖气装置。但水加热器也存在一些缺点，长期运行后，水管容易积水垢，影响热交换器的换热效率。使用中
22、还要经常清洗水垢，清除水垢时，需将加热器中的水全部放尽，然后注入浓度为10（质量分数）的稀盐酸在加热器内循环，直至管内水垢全部清除为止。独立气暖式采暖系统 第47页/共97页 独立气暖式采暖系统 为了避免寒冷冬天水加热器被冻坏，每天晚上停车前必须放尽水箱和水加热器中的水，或者在冷却液中加防冻防锈液，防冻防锈液主要由乙二醇溶液、水、防锈剂、防氧化消泡剂等组成。目前，采暖装置成已为高档客车的必备总成，成为衡量客车档次的一个指标。在这类客车上，应采用独立燃烧式加热器，而液体加热器又比空气加热器更有发展前途。第48页/共97页3.2 汽车空调的通风与净化 为了保证乘员健康，汽车空调不断地将新鲜空气送入
23、车内取代污浊空气，并通过净化设备，提高车内空气的清新度的过程，称为通风净化。汽车空调是在行车中使用的，如何保持车内空气的洁净和新鲜，关系到车上司乘人员的舒适、健康及行车安全，也是一个非常重要的问题。而汽车空调恶劣的工作环境及汽车的特殊使用条件，又使得对它的解决变成一个非常困难的问题，因此在设计和使用中都必须高度重视，切实解决好车辆的通风和空气的净化等技术问题。第49页/共97页3.2 汽车空调的通风与净化汽车空调的通风 为了健康和舒适，车内空气要符合一定的卫生标准，要尽量提高空气中的氧含量和降低CO2、灰尘、烟气等有害气体的浓度。为此，需要输入一定量的新鲜空气进入车内。将新鲜空气引进车内更新污
24、浊空气的过程，称为通风。在汽车正常行驶情况下，驾驶员的需氧量比静止时多0.5倍；在复杂情况下，比静止时需氧量多3.5倍；当几种不利的气候因素同时起作用时，需氧量比静止时多5倍。现代较好的通风系统保证车内每分钟换气三次。根据我国对轿车、客车的空调新鲜空气要求，新鲜空气的换气量按人体卫生标准最低不少于20 m3/（h人）。第50页/共97页汽车空调的通风 汽车空调通风装置的通风方式一般有动压通风、强制通风和综合通风三种方式。动压通风 动压通风也称自然通风，它是利用汽车行驶时对车身外部所产生的风压为动力，在适当的地方进风口和排风口，以实现车内的通风换气。动压通风系统是一种可控制系统，通过风门的开度大
25、小可控制车外新风进入量的多少。第51页/共97页 动压通风 为了保证车内空气压力为正值，以及考虑到新鲜空气干净度，适当选择通风的进、排风口，显得非常重要。进、排风口的位置取决于汽车行驶时车身外表面的风压分布状况和车身结构形式。进风口必须选在汽车行驶时的正压分布区，并距地面应尽可能的高。此时，外界空气经过过滤和进气控制阀的控制，保证车内的空气正压、清洁；而排气口应选择在汽车车身后部的负压区，并且应尽量加大排气口的有效流通截面，有利于迅速排出车内污浊气体，同时，还必须注意防尘、噪声以及雨水的侵入。第52页/共97页 动压通风轿车表面压力分布图第53页/共97页客车表面压力分布图 动压通风第54页/
26、共97页 轿车、货车的新鲜空气进口都在车头部位，这个位置属于正压区，而且进来的空气比较新鲜。为了避免发动机室对空气的污染，用一条塑料管将室外新风直接引进空调器。动压通风 大型客车的进风口布置比较复杂，要根据蒸发器和空调器安装位置来设置。整体式独立空调的进风口都应该避免设在有灰尘的地方，故一般设一条吸气管通到车顶，用强制的动力抽入。第55页/共97页 大部分空调客车排风口都设在车前部驾驶室两侧上部。安装在这个位置的好处是：首先，此处是最大负压区，利于引导车内空气排出和流动；其次是空调风在车内流动循环后，最后到此，能量利用充分；空调风吹出后，经车内中间部分、座位底部回流，再沿着前部两侧上升到出风口
27、排出车外，充分利用了气流的能量。动压通风 少部分大型客车，考虑到温度分布的均匀性，采取强制排气方法。在车侧的中间开有排风口，再用管道将其引到一个抽风机，抽出车外。第56页/共97页 动压通风轿车车内空气流动示意图第57页/共97页 动压通风大客车空调风在车内的循环 第58页/共97页汽车空调的通风 强制通风 强制通风是利用鼓风机将车外空气送入车室内进行通风换气的，它可克服动压通风系统在车速低或停车时车内空气流速太低或不流动，使人觉得不舒服的缺点。在备有冷暖气设备的汽车上，大多采用通风、供暖和制冷的联合装置，这些汽车上一般设有停止、动压通风、吸气、排气和循环五种功能。第59页/共97页汽车空调的
28、通风 综合通风 综合通风是指一辆汽车上同时采用动压通风和强制通风。采用综合通风系统的汽车比单独采用强制通风或动压通风的汽车结构要复杂的多。最简单的方式就是在动压通风的车身基础上，安装强制通风扇，根据需要可单独使用和同时使用。综合通风系统虽然结构复杂，但经济性好。特别是在春、秋季节，用动压通风导入凉爽的外气，以取代制冷系统的工作，同样可以保证舒适性要求。第60页/共97页 汽车空调器在处理空气时，大部分利用车内回风，使用的回风量越多，即新风量越少，就越经济。但新风量必须符合和达到有关的规定和要求：在乘客满座的高级豪华车内，新风量以占总风量的3040为宜；对救护车这类特殊车辆，新风量有时则要达10
29、0，以满足对空气清新洁净的要求；空调大客车，一般都装有排气扇，为使车内不产生负压，必须有相应数量的新风来补充排走的风量；任何空调车都得保持车内的正压，以防止车外高温高湿的不洁空气渗入车内。汽车空调的通风 第61页/共97页 汽车空调系统把冷气系统、暖气系统和动力通风系统组成统一的整体，进行统一的控制，通风只是空调系统功能中的一种。不用空调且车速很高时，拉出手钮，风门打开，车外新风便可进入车内；车速低或停车时，启动风扇电机，便可把车外新风吸入车内，满足乘员需要。使用空调时，启动风机，让车内回风和按需要数量而进入车内的新风混合，经冷（或热）处理后再送入车内，达到空调的目的。汽车空调的通风 第62页
30、/共97页 汽车空调的净化3.2 汽车空调的通风与净化 汽车空调的净化包括两部分：车室外空气的净化和车内循环空气的净化。车外空气受到环境的污染，例如粉尘，公路上汽车排出的废气中含有的CO2、CO、NOx、SO2、HC和烟雾；车内循环空气受人的活动和工作过程的污染，例如发动机的废气通过车底的裂缝进入车内、人体发出的汗臭、CO2等，这些污染对人体健康都会造成不利的影响，使人精神疲倦，容易造成行车事故。这些污染极大地降低了空调的舒适性能。所以，必须对汽车空调的空气进行净化处理。第63页/共97页 汽车空调的净化 对粉尘的净化 汽车在公路上行驶，粉尘是汽车空调的最大污染物。粉尘包括由固体物质粉碎破坏形
31、成的固休颗粒，因燃烧不完全产生的固体烟尘，因化学反应过程中产生升华、蒸馏形成的烟气以及雾化的液体粒子，花粉，细菌等。通过实际测试结果，大气中粒度的尘埃占尘埃个数的98以上。而空调洁净技术所涉及的大气中悬浮的尘埃粒度尺寸一般在。根据粉尘特性的不同，除尘净化可以采取过滤除尘和静电除尘两种，后一种方法是近几年才开始使用的。第64页/共97页 过滤除尘的原理，主要是对尘埃进行筛滤和拦截，其次是借助惯性作用和扩散作用。过滤除尘主要用无纺布、过滤纤维纸组成干式纤维过滤器和金属网格浸油过滤器。对于较大粒度的尘埃，利用其惯性作用，在过滤层较长而曲折的孔道上来不及随气流转弯而碰撞到孔壁上，在重力作用下跌落下来；
32、扩散是对微小颗粒，在围绕交错的纤维表面作布朗运动时，与纤维接触而沉积下来，另外尘埃通过纤维滤网时，在与纤维的摩擦中产生静电作用，被纤维吸附在其表面，过滤除尘法的优点是简单、价廉，缺点是气流阻力太大。1）过滤除尘 对粉尘的净化 第65页/共97页 对粉尘的净化 静电除尘是利用高压电极产生高压电场，对空气进行电离，使尘粒带电，然后在电场作用下产生定向运动，沉降在正负电极板上而实现对空气的过滤除尘。2）静电除尘 静电除尘的过滤效率与其电场强度、尘粒大小、气流速度以及集尘段的长短有关。静电除尘法的优点是空气流动阻力小，除尘效率高，能捕集0.01100m的尘埃。空调和通风工程中常用的静电除尘器为二段结构
33、，第一段为电离段，第二段为集尘段。第66页/共97页 静电除尘器工作原理 第67页/共97页2）静电除尘静电集尘式空气净化装置结构示意图工作过程由粗滤器除去空气中较粗的尘粒；由静电集尘器吸附细微尘埃；通过活性炭滤清器除去烟气和臭气；由负离子发生器供给负离子；由鼓风机将净化的空气送入车内。第68页/共97页 初效过滤器：这类过滤器较多采用金属网丝和粗孔聚氨酯泡沫塑料和各种人造纤维作滤层。初效过滤器主要是利用空气中的尘粒惯性力来实现空气过滤的。中效过滤器：这类过滤器一般选用直径约为的中孔聚氨酯泡沫塑料、化纤无纺布作过滤器。这类过滤器在汽车空调中应用最多。高效过滤器：高效过滤器用于超净要求的高级汽车
34、空调，作为最终过滤之用，其前应设有初级、中级的前缀过滤器。这种过滤器的滤层为超细玻璃棉、纸质过滤等。对粉尘的净化 3）汽车空调常用的过滤器第69页/共97页3）汽车空调常用的过滤器高效过滤器 对粉尘的净化 第70页/共97页3）汽车空调常用的过滤器 对粉尘的净化 静电除尘过滤器：可以按除尘要求设计，分别能满足中、高级汽车的除尘要求，而阻力要小得多。水淋式过滤器：这种过滤器最近出现，特别适于需要加湿的汽车空调。水淋式汽车空气过滤器还能去除空气中硫化物、氮氧化物和氨、氯和汗臭等。下设一个水槽，内装电动泵向空气过滤器喷雾水分，过滤室内设有玻璃丝（直径为200m)滤层几块。空气由下往上，经过每层滤网时
35、，尘埃和水相遇而胀大，在重力作用下流到槽内，再过滤去除。第71页/共97页水淋式过滤器第72页/共97页3.2 汽车空调的通风与净化汽车空调的除臭去毒 利用活性炭来除臭仍然是汽车空调除臭的主要方法，它能吸附空气中有毒有气味的成分，如汗臭、烟臭和人体发出的各种异味，其次还能吸收有害的氯化物和硫化物。利用活性炭除臭 活性炭主要是由硬木材、果核、椰子壳等有机物经过缺氧煅烧后，再经特殊水溶液处理后干燥而得。第73页/共97页 活性炭状似极其疏松的固态泡沫，具有巨大的内吸附表面积和很强的吸附能力，每1g活性炭的内表面积为100m2，其吸附的气体量使本身增重2030。但是当活性炭表面积吸附满气体分子后，就
36、失去作用，必须换上新鲜的活性炭过滤吸附材料。一般旧的活性炭不能再生。汽车空调的除臭去毒 利用活性炭除臭第74页/共97页 活性炭只能吸附有气味的气体，对汽车空调最常存在的有毒气体CO、NOx、HC等几乎不起吸附作用。近年来已经研究出高效除去汽车空调中常有的有毒气体的方法，就是使用催化反应器。当带着有毒的CO、NOx和HC化合物的气体通过催化反应器时，在催化剂的作用下，CO、NOx、HC化合物在较低的温度下（250350），很快进行化学反应，转化为无毒性的CO2、N2和H2O，其化学反应方程式为：汽车空调的除臭去毒 催化反应器去毒250350第75页/共97页 催化剂以铂、铑、钯等贵金属或它们的
37、氧化物与碱土金属氧化物做成多孔的反应器，并在外部装有一个加热器。反应开始时，反应器需达到反应温度，旦反应开始，则反应热可以维持所需的温度而不用加热。汽车空调的除臭去毒 负离子发生器 现代医学研究发现，空气中含有三类离子，即：轻离子、中离子、重离子，三种离子都是带电离子，其中带负电荷的轻离子称负离子，对人体健康有益，其它的离子对人体有害。第76页/共97页 负离子对人的精神有镇静作用，能降低血压，抑制哮喘，以及其它良好的生理调节作用。但研究又发现，空气在经冷、热处理时容易失去一些负离子，为此要利用负离子发生器，向空调环境输送含有一定浓度的负离子空气，以增加空调环境空气的清新度。负离子发生器 负离
38、子发生器一般利用电晕放电法使空气离子化。其原理如图所示。空气负离子发生器工作原理 第77页/共97页 利用针状电极和金属网电极之间的高电压作用产生不均匀的电场，使空气电离。当针状电极上加上负高压脉冲时，就会将针状电极附近的空气电离化，电离产生的正离子被负电极吸收，而负离子空气通过金属网正极，在风扇作用下，送到空调车内，成为负离子空气。负离子发生器的电压约50kV，脉冲频率为50Hz，通常采用的风速在10m/s以内。负离子发生器空气负离子发生器工作原理第78页/共97页空气净化器 3.2 汽车空调的通风与净化 静电式空气净化器的动作原理模式图 空气净化器是一种将除尘和去毒及除臭功能集于一身的空气
39、清洁器，它由电离部、集尘部、活性炭吸附器三部分组成。第79页/共97页空气净化器 静电式空气净化器的动作原理模式图 电离部和集尘部可制成一体，也可分开，总称为电过滤器，是静电式空气净化器的主要组成部分。它是用高压静电场的原理来除去空气中所含的“气溶胶”。另有一个高压发生器能产生高压电源供电过滤器用。静电式空气净化器中还设有风机引导车内空气流过净化器。第80页/共97页空气净化器 静电式空气净化器的动作原理模式图 气溶胶为空气中悬浮着的固体颗粒和液体微滴的统称，如烟、雾、粉尘等，其粒径一般在之间。空气中气溶胶在电过滤器中的过滤过程可以划分为三个阶段：悬浮微粒带电 带电微粒在电场力的作用下向电极移
40、动 运动着的带电微粒沉积。第81页/共97页空气净化器 静电式空气净化器的动作原理模式图 在电离部，将5kV电压加在几十个针形细线（介电纤维材料）和板形电极之间，由于电场的不均匀性，在介电细线附近产生碰撞电离及放电，即电晕放电现象，使通过的微小粉尘带负电。第82页/共97页空气净化器 静电式空气净化器的动作原理模式图 带电的微小粉尘进入由板状电极构成的集尘部，由于板状电极上加有高压正电，异性相吸的结果，使空气中的粉尘被吸向板状电极，空气得到了净化。净化空气流过活性炭吸附器，把空气中的臭味及有气味的气体吸附除去。电过滤器要定期清洗，去除积累的灰尘。第83页/共97页空气净化器 日本松下公司有一种
41、自动空气净化装置，由空气污染传感器、允许污染值控制开关、存储器、比较器、电子控制器和净化装置组成。净化装置顺着空气流向依次由除尘器、去臭器、负离子发生器和通风机组成。根据空气污染程度，使空气进入净化装置，经电离和净化后回到车厢内。当空气污染程度超过存储器内所储存的允许值时电子控制元件自动接通净化装置，通风机、高压电源发生器及负离子发生器的信号接通。有些静电式空气消洁器还附加有负离子发生器、催化器。负离子发生器产生负离子，对人具有镇静作用。第84页/共97页空气净化器 空气污染传感器常用光电传感器（光电二极管），它根据光学性能的变化测定空气污染程度。光电二极管向光探测器发出脉冲光源，其频率和周期
42、由控制电路设定，光流的强弱与空气污染程度成比例。光探测器接收光流，并向转换器发出相应的电信号。当空气中的杂质含量增加时，空气的透光性能减弱，传感器发出的信号电平降低，电平达到临界点时，信号变成指令，接通空气滤清器的电动送风机及用电设备，向车内送入经过过滤净化的空气。为了防止对空气成分的短时间变化作出反应，传感器信号必须经过动作延迟电路。空气污染传感器一般放在车顶下，用以测定车内的污染程度。第85页/共97页3.3 汽车空调的噪声 汽车空调是由动力系统、制冷系统和通风系统构成。就整个汽车空调而言，噪声源主要来自汽车发动机、驱动系统、空调系统等。近年来，汽车发动机、驱动系统的噪声有所控制，因此，降
43、低空调系统的噪声越来越为人们所关注。车内的噪声标准，即噪声允许值，并没有严格的规定。一般情况下，车内噪声允许值可分为如下几种情况：车内噪声标准第86页/共97页车内噪声标准3.3 汽车空调的噪声(1)听力障碍界限允许值：80dB(A)。(2)不舒适感允许值：60dB(A)。(3)不妨碍乘员对话的允许值：4550dB(A)。(4)正常工作、操作允许值：35dB(A)。(5)休息、睡眠允许值：30dB(A)。(6)欣赏音乐允许值；20dB(A)。车内噪声标准，对司机和乘客往住有不同的标准。对司机主要考虑上述的13项，对乘客一般16项均要控制，以保证乘客的舒适性。第87页/共97页 汽车空调噪声源
44、3.3 汽车空调的噪声 汽车空调产生的噪声，有车内外机器发生的噪声，如压缩机、冷凝器和风扇等产生的噪声，还有膨胀阀的动作声，制冷剂的流动声，电动机的电刷声，调速机构的传动声，以及从鼓风机、管路、格栅等通风系统产生的噪声。其中最大的噪声源则是通风系统。第88页/共97页(1)风机噪声：在通风系统中，鼓风机是最大的噪声源。风机转速的变化造成气体压力的变化，气流从风机叶轮的压出、涡壳内产生的涡流、进风口气流的紊流等都是噪声源。特别是在进行气体循环时，风机把从空调器内吹出来的气流又通过进风口直接送回空调器，由于声音被辐射，致使进气噪声增大。(2)气流声：当空气流过空调器的通风管路时，经过内部的隔板、调
45、节风门、格栅等障碍物所产生的声音，以及由于通风管路的扩大或缩小所造成的空气紊流而产生的声音，都是气流声。由于调节气流的风门结构种类繁多，通风管路复杂，所以极易产生气流声。汽车空调噪声源 第89页/共97页汽车空调噪声的降低 3.3 汽车空调的噪声 风机的空气动力噪声大小与其转速、叶轮直径大小和外壳的结构、叶片倾角、叶片数和风机工作状态有关。为了降低风机噪声，般离心风机叶轮圆周线速度不应高于18 m/s，轴流风机圆周线速度不应高于20 m/s，否则，空气动力噪声将明显提高。所以，在汽车空调系统中，应选用转速较低的离心风机。噪声的控制方法主要是控制噪声源，以及噪声的传输和扩散。(1)选择低噪声的风
46、机第90页/共97页 对风机还应考虑其结构的合理性和装配的精密性，以及风机良好的平衡性能，以减少机械振动噪声。为了避免碰击和振动，还应控制运动部件结合处的间隙，并尽可能采用噪声低的滑动轴承。在风机传动中，直联传动比联轴器传动的噪声小，V带传动噪声最大，另外，在风机安装时，应采用有效的隔振垫用以减振。汽车空调噪声的降低(1)选择低噪声的风机第91页/共97页(2)降低风管内的空气阻力和改进风管结构 对一定的送风系统，风机转速愈小、风压愈低，则风机噪声也愈低；在保证车室换气量的条件下，总送风量不必选择过大，以利于降低风管内空气流速和减小风管空气流动阻力，风管内空气流动产生噪声，主要是由于边界层产生
47、涡流及其涡流区的压力和流速的变化；另外，气流遇到障碍物和风管内表向粗糙也引起气流噪声。因此，风管内的空气流通不宜选择过大；对风管弯头、三通管接头、变截面过渡段、调节风门等应做成流线型、渐缩型或设置导流叶片，以减小气流阻力和避免引起气流的涡流。汽车空调噪声的降低 第92页/共97页汽车空调噪声的降低 在通风系统的吸、排风口及空气分配器与风管之间应设置适当长度的喇叭管，而在空气分配器出风口尽可能增加出风格栅面积或装置导风叶片等，以减少空气动力噪声。由于风机的振动，当风速和风压变化时，会引起风管振动而产生噪声。为此，除了在风机进、出口设置减振软管外，在风管穿过车壁的部位也应以软管连接，并避免风管与车
48、壁直接刚性接触，以减少风管振动传给车壁。(3)改进风管之间的连接结构第93页/共97页 在空调鼓风机的进风口、空气分配器以及部分风管内粘贴吸声材料，可利用材料的吸声效果来降低噪声。吸声材料具有多孔性，它能把入射在其上的声能部分地吸收掉，以减少噪声对空调车室的干扰。当声波进入吸声材料孔隙时，即激发多孔材料孔隙中无数小孔内的空气分子和材料细小纤维的振动，由于摩擦和粘滞阻力，使相当一部分声能转化为热能而散失掉。所以吸声材料大都是疏松多孔的，如玻璃棉、泡沫塑料、矿碴棉、毛毡、石棉绒等。汽车空调噪声的降低(4)利用吸声降低噪声第94页/共97页本章作业1.简述暖风装置的分类。2.简述汽车空调的空气净化方法。3.简述降低汽车空调噪声常采取的措施。第95页/共97页第96页/共97页感谢您的观看。第97页/共97页