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1、第第8章章 汽车空调系统汽车空调系统9.1 汽车空调概述汽车空调概述9.1.1汽车空调系统的作用汽车空调系统的作用 空调是空气调节（空调是空气调节（Air Conditioning，略作，略作A/C。）的简。）的简称，其含义是指在封闭的空间内，对温度、湿度及空气的清洁称，其含义是指在封闭的空间内，对温度、湿度及空气的清洁度进行调节控制。度进行调节控制。空调是汽车现代化的标志之一，现代汽车空调的基本功能空调是汽车现代化的标志之一，现代汽车空调的基本功能是在任何气候和行驶条件下，能改善驾驶员的工作条件和提高是在任何气候和行驶条件下，能改善驾驶员的工作条件和提高乘员的舒适性。由于汽车空调的调节对象是
2、车内的人，故偏重乘员的舒适性。由于汽车空调的调节对象是车内的人，故偏重于人的舒适性的要求。于人的舒适性的要求。衡量汽车空调质量的指标主要有四个，即温度、湿度、空衡量汽车空调质量的指标主要有四个，即温度、湿度、空气流速和空气清洁度。气流速和空气清洁度。1.温度温度 在夏季人感到最舒适的温度是在夏季人感到最舒适的温度是2228，在冬季则是，在冬季则是1618。另外，人体面部所需求的温度比足部略低，即要求另外，人体面部所需求的温度比足部略低，即要求“头头凉足暖凉足暖”，温差大约为，温差大约为2。2.湿度湿度 人觉得最舒适的相对湿度夏季是人觉得最舒适的相对湿度夏季是50%60，冬季则是，冬季则是405
3、0%。在这种湿度环境中，人会觉得心情舒畅，皮肤觉得。在这种湿度环境中，人会觉得心情舒畅，皮肤觉得特别光滑、湿润。特别光滑、湿润。3.空气流速空气流速 人在流动的空气中比在静止的空气中要舒服，这是因为流人在流动的空气中比在静止的空气中要舒服，这是因为流动的空气能促进人体向外散热的缘故。所以，空气流速是汽车动的空气能促进人体向外散热的缘故。所以，空气流速是汽车空气调节的重要内容之一。通常空气流速在空气调节的重要内容之一。通常空气流速在0.2m/s以下为好，以下为好，并且以低速流动为佳。并且以低速流动为佳。4.空气清洁度空气清洁度 由于车内空间小，乘员密度大，全封闭空间的空气极易产由于车内空间小，乘
4、员密度大，全封闭空间的空气极易产生缺氧和二氧化碳浓度过高；汽车发动机排气中的一氧化碳和生缺氧和二氧化碳浓度过高；汽车发动机排气中的一氧化碳和道路上的粉尘、野外有刺激性的花粉都容易进入车内，造成车道路上的粉尘、野外有刺激性的花粉都容易进入车内，造成车内空气混浊，严重时会影响乘员的身体健康。内空气混浊，严重时会影响乘员的身体健康。表表8-1舒适性环境参数舒适性环境参数项项目目范范围围温度温度/相相对对湿度湿度（%）换换气量气量（%）风风速速/ms-1CO2(%)CO(%)加速加速度度/ms s-2-2振振动动/mm噪声噪声/dB冬冬夏夏舒适舒适带带16182228507020300.0750.20
5、.030.0130.245不舒不舒适适带带0143035153090955100.30.030.0153265有害有害带带43950.4100.034151209.1.2汽车空调系统的控制方法汽车空调系统的控制方法1.手动控制手动控制 手动控制空调系统的鼓风机转速、出风温度及送风方式等手动控制空调系统的鼓风机转速、出风温度及送风方式等功能均由驾驶员操纵和调节，车内通风温度由仪表板上的空气功能均由驾驶员操纵和调节，车内通风温度由仪表板上的空气控制杆、温度控制杆、进气杆和风扇开关等操纵通风管道上的控制杆、温度控制杆、进气杆和风扇开关等操纵通风管道上的各种风门实现。各种风门实现。2.电控自动控制电控
6、自动控制 电控自动控制空调系统利用传感器随时检测车内温度和车电控自动控制空调系统利用传感器随时检测车内温度和车外温度的变化，并将检测到的信号送给空调外温度的变化，并将检测到的信号送给空调ECU。空调空调ECU按预先编制的程序对信号进行处理，并通过执行按预先编制的程序对信号进行处理，并通过执行元件及时对鼓风机转速、出风温度、送风方式及压缩机工作状元件及时对鼓风机转速、出风温度、送风方式及压缩机工作状态等进行调节，从而使车内温度、空气湿度及流动状况始终保态等进行调节，从而使车内温度、空气湿度及流动状况始终保持在驾驶员设定的水平。持在驾驶员设定的水平。9.1.3汽车空调系统的组成和分类汽车空调系统的
7、组成和分类1.汽车空调系统的基本组成汽车空调系统的基本组成 现代汽车全功能空调系统由制冷系统、供暖系统、通风系现代汽车全功能空调系统由制冷系统、供暖系统、通风系统、空气净化装置及控制系统等几部分组成。统、空气净化装置及控制系统等几部分组成。通风系统。通风系统用于将车外的新鲜空气引进车内，达通风系统。通风系统用于将车外的新鲜空气引进车内，达到通风、换气的目的。到通风、换气的目的。采暖系统。采暖系统用于对车内空气或车外进入车内的新采暖系统。采暖系统用于对车内空气或车外进入车内的新鲜空气进行加热、除湿，使车内达到温暖舒适。鲜空气进行加热、除湿，使车内达到温暖舒适。制冷系统。制冷系统用于对车内空气或车
8、外进入车内的新制冷系统。制冷系统用于对车内空气或车外进入车内的新鲜空气进行降温、除湿，使车内达到凉爽舒适。鲜空气进行降温、除湿，使车内达到凉爽舒适。空气净化装置。空气净化装置用于去除车内空气中的尘埃、空气净化装置。空气净化装置用于去除车内空气中的尘埃、异味，使车内空气变得清洁，目前只用于高级轿车上。异味，使车内空气变得清洁，目前只用于高级轿车上。控制系统。控制系统将制冷、采暖、通风、空气净化有机控制系统。控制系统将制冷、采暖、通风、空气净化有机地组合，形成冷暖适宜的气流，并能对车内环境进行全季节、地组合，形成冷暖适宜的气流，并能对车内环境进行全季节、全方位、多功能的最佳控制和调节。全方位、多功
9、能的最佳控制和调节。将上述装置全部或部分组合在一起，按照一定的布置形式将上述装置全部或部分组合在一起，按照一定的布置形式安装在汽车上，便组成了汽车空调系统。安装在汽车上，便组成了汽车空调系统。2.汽车空调系统的分类汽车空调系统的分类1）按空调的功能分）按空调的功能分可分为单一功能型、冷暖一体型两种。可分为单一功能型、冷暖一体型两种。单一功能型空调。单一功能型空调的制冷系统、采暖系统、单一功能型空调。单一功能型空调的制冷系统、采暖系统、通风系统各自安装，单独操作，互不干涉，多用于大型客车、通风系统各自安装，单独操作，互不干涉，多用于大型客车、载货汽车和加装冷风装置的轿车上。载货汽车和加装冷风装置
10、的轿车上。冷暖一体型空调。冷暖一体型空调（图冷暖一体型空调。冷暖一体型空调（图8-1）的制冷、采暖）的制冷、采暖和通风共用一台风机及一个风道，冷风、暖风和通风在同一控和通风共用一台风机及一个风道，冷风、暖风和通风在同一控制板上进行控制。制板上进行控制。工作时又可分为冷、暖风分别工作的组合式，冷暖风可同时工作时又可分为冷、暖风分别工作的组合式，冷暖风可同时工作的混合调湿式两种。混合调湿式结构紧凑，易调温，操工作的混合调湿式两种。混合调湿式结构紧凑，易调温，操作方便，多用于轿车上。作方便，多用于轿车上。图图8-1 冷暖一体型示意图冷暖一体型示意图2）按驱动方式分）按驱动方式分可分独立式空调、非独立
11、式空调两类。可分独立式空调、非独立式空调两类。独立式空调。用一台专用空调发动机来驱动制冷压缩机，独立式空调。用一台专用空调发动机来驱动制冷压缩机，制冷量大，工作稳定，但成本高，体积及质量大，为此多用于制冷量大，工作稳定，但成本高，体积及质量大，为此多用于大、中型客车。大、中型客车。非独立式空调。由汽车发动机直接驱动制冷压缩机，制冷性非独立式空调。由汽车发动机直接驱动制冷压缩机，制冷性能受汽车发动机工作状况的影响，工作稳定性较差，低速时制能受汽车发动机工作状况的影响，工作稳定性较差，低速时制冷量不足，高速时制冷量过量，影响汽车发动机的动力性，为冷量不足，高速时制冷量过量，影响汽车发动机的动力性，
12、为此多用于小型客车和轿车上。此多用于小型客车和轿车上。9.2 汽车空调系统的结构汽车空调系统的结构9.2.1汽车空调通风系统汽车空调通风系统 汽车空调通风系统的主要功能是换气，即打开通风口，汽车空调通风系统的主要功能是换气，即打开通风口，利用汽车迎面空气动压通风或利用空调系统中鼓风机进行强利用汽车迎面空气动压通风或利用空调系统中鼓风机进行强制通风换气。制通风换气。通风对于防止车窗玻璃起雾也很有益处。为维持舒适条通风对于防止车窗玻璃起雾也很有益处。为维持舒适条件所需要的最小限度的换气量称为必须换气量，为此应设置件所需要的最小限度的换气量称为必须换气量，为此应设置即使在汽车车窗紧闭的情况下，仍能从
13、车外引入新鲜空气的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（每人约需通风装置（每人约需2536mh)。1.动压通风方式动压通风方式 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。气对汽车产生的风压，通过进风口和排风口，实现通风换气。图图8-2 进风口与排风口的位置进风口与排风口的位置32.强制通风方式强制通风方式 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，故一些车辆采用强制通风方式。强制通驶时，通风量
14、过小，故一些车辆采用强制通风方式。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。风方式。在汽车行驶时，强制通风经常与动压通风一起配合使用。在汽车行驶时，强制通风经常与动压通风一起配合使用。轿车均采用动压通风与强制通风相结合的方式，其通风装置轿车均采用动压通风与强制通风相结合的方式，其通风装置与采暖装置、制冷装置等结合在一起而形成完整的空调系统，与采暖装置、制冷装置等结合在一起而形成完整的空调系统，导入的外气既可经调节也可不经调节而进入车内。导入的外气既可经调节也可不经调节而进入车内。9.2.2汽车空调采暖系统汽车空调采暖系
15、统 采暖系统是一种将空气送入热交换器（又称为加热器），采暖系统是一种将空气送入热交换器（又称为加热器），同时吸入某种热源的热量，以提高空气温度的装置。同时吸入某种热源的热量，以提高空气温度的装置。按使用热源的不同可分为发动机冷却液采暖系统、发动按使用热源的不同可分为发动机冷却液采暖系统、发动机废气采暖系统和独立热源式采暖系统。机废气采暖系统和独立热源式采暖系统。1.发动机冷却液采暖系统发动机冷却液采暖系统图图8-3 发动机冷却液采暖式暖风系统发动机冷却液采暖式暖风系统1-加热器芯；加热器芯；2-加热器出水管；加热器出水管；3-膨胀水箱；膨胀水箱；4-冷却液控制阀；冷却液控制阀；5-散热器进水管
16、；散热器进水管；6-恒温器；恒温器；7-风扇；风扇；8-散热器；散热器；9-水泵；水泵；10-散热器溢流管；散热器溢流管；11-散热器出水管；散热器出水管；12-加热器进水管；加热器进水管；13-加热器风机；加热器风机；A-冷空气；冷空气；B-热空气热空气 冷却液控制阀（也称热水阀）对通过热交换器的冷却液冷却液控制阀（也称热水阀）对通过热交换器的冷却液流量进行调节，而热交换器则将冷却液的热量传给空气。被流量进行调节，而热交换器则将冷却液的热量传给空气。被加热的空气在电动鼓风机的作用下吹入车内（图加热的空气在电动鼓风机的作用下吹入车内（图8-5）。）。图图8-4 钢索式冷却液控制阀（热水阀）钢索
17、式冷却液控制阀（热水阀）1保护层；保护层；2钢索；钢索；3装配支架；装配支架；4阀门；阀门；5来自发动机的冷却液；来自发动机的冷却液；6去加热器芯的冷却液去加热器芯的冷却液 热交换器的结构有管片式、管带式和带状蜂窝式等，一般热交换器的结构有管片式、管带式和带状蜂窝式等，一般由传热系数很高的黄铜制造而成。电动鼓风机多为离心式叶片由传热系数很高的黄铜制造而成。电动鼓风机多为离心式叶片鼓风机，具有高、中、低三挡转速，可以调节换气强度，一般鼓风机，具有高、中、低三挡转速，可以调节换气强度，一般与空调制冷系统送风共用。与空调制冷系统送风共用。图图8-5 典型发动机冷却液采暖式暖风系统的布置典型发动机冷却
18、液采暖式暖风系统的布置1-电动鼓风机；电动鼓风机；2-热水供应软管；热水供应软管；3-加热器芯；加热器芯；4-挡风玻璃除霜器管道；挡风玻璃除霜器管道；5-加热器底板出风口；加热器底板出风口；6-热水返回软管热水返回软管2.发动机废气采暖系统发动机废气采暖系统 发动机废气采暖系统是利用装在排气管道上的特殊热交发动机废气采暖系统是利用装在排气管道上的特殊热交换器，实现高温废气与低温空气的热交换，把产生的暖风送换器，实现高温废气与低温空气的热交换，把产生的暖风送入车厢，供采暖与风窗玻璃除霜之用。入车厢，供采暖与风窗玻璃除霜之用。3.独立热源式采暖系统独立热源式采暖系统 独立热源式采暖系统是专门利用汽
19、油、煤油、柴油等作独立热源式采暖系统是专门利用汽油、煤油、柴油等作燃料，使其在燃烧装置中燃烧产生热量，利用空气与燃烧装燃料，使其在燃烧装置中燃烧产生热量，利用空气与燃烧装置进行热交换，使空气升温。置进行热交换，使空气升温。9.2.3汽车空调制冷系统工作原理汽车空调制冷系统工作原理1.汽车空调制冷剂汽车空调制冷剂 汽车空调是利用蒸汽压缩制冷装置来制冷的，是借助制汽车空调是利用蒸汽压缩制冷装置来制冷的，是借助制冷剂的物态变化，由制冷剂循环流动实现制冷的。冷剂的物态变化，由制冷剂循环流动实现制冷的。蒸汽压缩制冷系统使用的制冷剂（亦称工质、冷媒、雪蒸汽压缩制冷系统使用的制冷剂（亦称工质、冷媒、雪种）绝
20、大部分都是氟里昂，国际上用英文字母种）绝大部分都是氟里昂，国际上用英文字母R来表示（取英来表示（取英文制冷剂文制冷剂Refrigerant的第一个字母）。的第一个字母）。a）R12（CCL2F2）b）R134a（CH2F-CF3）图图8-6 汽车空调用制冷剂汽车空调用制冷剂2.汽车空调制冷系统的基本组成汽车空调制冷系统的基本组成图图8-7 汽车空调蒸汽压缩制冷系统汽车空调蒸汽压缩制冷系统1-电磁离合器；电磁离合器；2-压缩机；压缩机；3-轴流式冷却风机；轴流式冷却风机；4-车外冷空气；车外冷空气；5-冷凝器；冷凝器；6-储液干燥器；储液干燥器；7-热空气（吹向发动机）；热空气（吹向发动机）；8
21、-高压管路；高压管路；9-车内热空气；车内热空气；10-离心式冷却风机；离心式冷却风机；11-节流膨胀阀；节流膨胀阀；12-蒸发器；蒸发器；13-冷空气（吹入车内）；冷空气（吹入车内）；14-低压管路；低压管路；15-压缩机驱动皮带压缩机驱动皮带3.汽车蒸汽压缩制冷系统工作原理汽车蒸汽压缩制冷系统工作原理 汽车蒸汽压缩制冷系统工作时，制冷剂以不同的状态（物汽车蒸汽压缩制冷系统工作时，制冷剂以不同的状态（物态）在密闭系统内循环流动，每一循环包括四个基本过程：态）在密闭系统内循环流动，每一循环包括四个基本过程：1）蒸汽压缩过程）蒸汽压缩过程 当发动机带动压缩机运转时，压缩机吸入蒸发器出口处低温当发
22、动机带动压缩机运转时，压缩机吸入蒸发器出口处低温（约（约0）低压（约）低压（约0.147MPa）的气态制冷剂，将其压缩成）的气态制冷剂，将其压缩成高温（高温（7080）、高压（约）、高压（约1.471MPa）的蒸汽排出压缩机。）的蒸汽排出压缩机。2）冷凝放热过程）冷凝放热过程 高温、高压的过热制冷剂蒸汽进入冷凝器，压力和温度高温、高压的过热制冷剂蒸汽进入冷凝器，压力和温度降低。当制冷剂的温度降至降低。当制冷剂的温度降至4050时，制冷剂由气态变为液时，制冷剂由气态变为液态，同时放出大量的热。态，同时放出大量的热。3）节流膨胀过程）节流膨胀过程 液态制冷剂流到储液干燥器后，在储液干燥器中除去水分
23、液态制冷剂流到储液干燥器后，在储液干燥器中除去水分和杂质，由管道流入节流膨胀阀。温度和压力较高的液态制冷和杂质，由管道流入节流膨胀阀。温度和压力较高的液态制冷剂通过膨胀阀装置后体积变大，压力和温度急剧下降，以雾状剂通过膨胀阀装置后体积变大，压力和温度急剧下降，以雾状（细小液滴）排出膨胀装置。（细小液滴）排出膨胀装置。膨胀阀阀口的横截面积可作动态调节，以控制制冷量的膨胀阀阀口的横截面积可作动态调节，以控制制冷量的流量，确保制冷剂在蒸发器内完全蒸发。流量，确保制冷剂在蒸发器内完全蒸发。4）蒸发吸热过程）蒸发吸热过程 低温低压的雾状制冷剂进入蒸发器后，通过蒸发器的壁面低温低压的雾状制冷剂进入蒸发器后
24、，通过蒸发器的壁面吸收蒸发器周围环境（车厢）中空气的热量而沸腾汽化，从而吸收蒸发器周围环境（车厢）中空气的热量而沸腾汽化，从而可降低车箱内空气温度。可降低车箱内空气温度。在冷却风机（亦称鼓风机）的作用下，车箱内的冷、热空在冷却风机（亦称鼓风机）的作用下，车箱内的冷、热空气加速对流，提高了空调制冷效果。在蒸发器内吸热汽化后的气加速对流，提高了空调制冷效果。在蒸发器内吸热汽化后的制冷剂蒸汽再次被压缩机吸入，然后重复上述过程。制冷剂蒸汽再次被压缩机吸入，然后重复上述过程。由此可知，汽车空调制冷系统实际上是一个传热系统，通由此可知，汽车空调制冷系统实际上是一个传热系统，通过制冷剂的物态变化和循环流动把
25、车厢内的热量传送到车外，过制冷剂的物态变化和循环流动把车厢内的热量传送到车外，使车内温度降低。使车内温度降低。9.2.4汽车空调制冷系统组成汽车空调制冷系统组成1.压缩机压缩机1）压缩机的作用与分类）压缩机的作用与分类作为汽车空调制冷系统的核心部件，压缩机（作为汽车空调制冷系统的核心部件，压缩机（compressor）具有两个重要功能：压缩机吸气时相当于一个真空泵，使系具有两个重要功能：压缩机吸气时相当于一个真空泵，使系统内部产生低压，吸入蒸发器中低温、低压的气态制冷剂。统内部产生低压，吸入蒸发器中低温、低压的气态制冷剂。然后，在压缩过程中将气态制冷剂压缩成高温、高压状态并然后，在压缩过程中将
26、气态制冷剂压缩成高温、高压状态并输入冷凝器，维持制冷剂在制冷系统管路中循环流动。输入冷凝器，维持制冷剂在制冷系统管路中循环流动。压缩机是蒸汽压缩制冷系统中低压和高压、低温和高温压缩机是蒸汽压缩制冷系统中低压和高压、低温和高温的转换装置，其正常工作是实现热交换的必要条件。的转换装置，其正常工作是实现热交换的必要条件。汽车空调制冷容积式压缩机种类繁多。按排量变化与否可汽车空调制冷容积式压缩机种类繁多。按排量变化与否可分为定量式和变量式两大类。常用的定量式压缩机按运动形式分为定量式和变量式两大类。常用的定量式压缩机按运动形式和主要零件形状不同，又可分为往复活塞式和旋转活塞式两大和主要零件形状不同，又
27、可分为往复活塞式和旋转活塞式两大类。常用的轴向活塞式压缩机有斜盘式和摇板式两种。类。常用的轴向活塞式压缩机有斜盘式和摇板式两种。2）斜盘式压缩机）斜盘式压缩机 斜盘式压缩机也称斜板式压缩机，是一种轴向往复活塞式压缩机。斜盘式压缩机也称斜板式压缩机，是一种轴向往复活塞式压缩机。目前，斜盘式压缩机是汽车空调中使用最为广泛的一种压缩机。目前，斜盘式压缩机是汽车空调中使用最为广泛的一种压缩机。图图8-8 斜盘式压缩机剖视图斜盘式压缩机剖视图1-主轴；主轴；2-压板；压板；3-带轮轴承；带轮轴承；4-轴封；轴封；5-密封圈；密封圈；6-前阀板；前阀板；7-回油孔；回油孔；8-斜盘；斜盘；9-吸油管；吸油
28、管；10-后阀板；后阀板；11-轴承；轴承；12-机油泵；机油泵；13-活塞；活塞；l4-后缸盖；后缸盖；15-后气缸；后气缸；16-钢球；钢球；17-钢球滑靴；钢球滑靴；18-前后活塞球套；前后活塞球套；19-前气缸；前气缸；20-前缸盖；前缸盖；21-带轮；带轮；22-电磁线圈电磁线圈图图8-9 斜盘运动原理斜盘运动原理2.冷凝器冷凝器1）冷凝器的作用）冷凝器的作用 汽车空调制冷系统中的冷凝器（汽车空调制冷系统中的冷凝器（condenser）是一种）是一种由管子与散热片组合起来的热交换器。由管子与散热片组合起来的热交换器。轿车的冷凝器一般安装在发动机冷却系统散热器之前，轿车的冷凝器一般安装
29、在发动机冷却系统散热器之前，利用发动机冷却风扇吹来的新鲜空气和行驶中迎面吹来的空利用发动机冷却风扇吹来的新鲜空气和行驶中迎面吹来的空气流进行冷却。气流进行冷却。对于一些大、中型客车和一些面包车，则把冷凝器安装对于一些大、中型客车和一些面包车，则把冷凝器安装在车厢两侧或车厢后侧和车厢的顶部。当冷凝器远离发动机在车厢两侧或车厢后侧和车厢的顶部。当冷凝器远离发动机散热器时，在冷凝器旁都必须安装辅助冷却风扇进行强制风散热器时，在冷凝器旁都必须安装辅助冷却风扇进行强制风冷，加速冷却。冷，加速冷却。其作用是对压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽进行冷却，其作用是对压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽进行冷却，使之凝结
30、成高温高压的液体。制冷剂蒸汽放出的热量由周围使之凝结成高温高压的液体。制冷剂蒸汽放出的热量由周围空气带走，排到大气中。空气带走，排到大气中。2）冷凝器的结构类型）冷凝器的结构类型（1）管片式冷凝器。）管片式冷凝器。图图8-10 管片式冷凝器管片式冷凝器 1-进口；进口；2-散热片；散热片；3-出口；出口；4-制冷剂散热管制冷剂散热管 管片式冷凝器结构比较管片式冷凝器结构比较简单，加工方便，但散简单，加工方便，但散热效果较差。管片式冷热效果较差。管片式冷凝器一般用在大中型客凝器一般用在大中型客车的制冷装置上。车的制冷装置上。（2）管带式冷凝器。）管带式冷凝器。管带式冷凝器的传热效率比管片式冷凝器
31、可提高管带式冷凝器的传热效率比管片式冷凝器可提高15%20，但它的制造工艺复杂，焊接难度大，且材料要求高，但它的制造工艺复杂，焊接难度大，且材料要求高，一般用在小型汽车的制冷装置上。一般用在小型汽车的制冷装置上。图图8-11 管带式冷凝器管带式冷凝器1-气态制冷剂；气态制冷剂；2-异型扁管；异型扁管；3-波纹散热片；波纹散热片；4-液态制冷剂液态制冷剂（3）平流式冷凝器。）平流式冷凝器。图图8-12 平流式冷凝器平流式冷凝器1圆柱形集管；圆柱形集管；2铝制内肋扁管；铝制内肋扁管；3波形散热翅片；波形散热翅片；4跨接管；跨接管；5管接头管接头平流式冷凝器具平流式冷凝器具有制冷剂侧的压有制冷剂侧的
32、压力小、传热系数力小、传热系数高、质量小、结高、质量小、结构紧凑和制冷剂构紧凑和制冷剂充注量少等特点。充注量少等特点。平流式冷凝器适平流式冷凝器适合与采用合与采用R134a为制冷剂的制冷为制冷剂的制冷系统配套使用。系统配套使用。3.蒸发器蒸发器1）蒸发器的作用）蒸发器的作用 蒸发器（蒸发器（evaporator）是汽车空调制冷系统中的另一个热）是汽车空调制冷系统中的另一个热交换器，其作用与冷凝器相反，是将经过节流降压后的液态交换器，其作用与冷凝器相反，是将经过节流降压后的液态制冷剂在蒸发器内沸腾汽化，吸收蒸发器表面周围空气的热制冷剂在蒸发器内沸腾汽化，吸收蒸发器表面周围空气的热量而使之降温，风
33、机再将冷风吹到车室内，达到降温的目的。量而使之降温，风机再将冷风吹到车室内，达到降温的目的。2）蒸发器的结构类型）蒸发器的结构类型（1）管片式蒸发器。）管片式蒸发器。管片式蒸发器由铜质或管片式蒸发器由铜质或铝质圆管套上铝翅片组铝质圆管套上铝翅片组成，经胀管工艺使铝翅成，经胀管工艺使铝翅片与圆管紧密相接触。片与圆管紧密相接触。其结构较简单、加工方其结构较简单、加工方便，但其换热效率较差。便，但其换热效率较差。图图8-13 管片式蒸发器管片式蒸发器（2）管带式蒸发器。）管带式蒸发器。管带式蒸发器由多孔扁管与蛇形散热铝带焊接而成，工艺比管带式蒸发器由多孔扁管与蛇形散热铝带焊接而成，工艺比管片式复杂，
34、需采用双面复合铝材（表面覆一层管片式复杂，需采用双面复合铝材（表面覆一层0.02mm0.09mm厚的焊药）及多孔扁管材料。这种蒸发器换热效率厚的焊药）及多孔扁管材料。这种蒸发器换热效率可比管片式提高可比管片式提高10左右。左右。图图8-14 管带式蒸发器管带式蒸发器1进口；进口；2出口；出口；3空气；空气；4管子；管子；5翅片；翅片；6散热口散热口（3）层叠式蒸发器。）层叠式蒸发器。层叠式蒸发器由两片冲成复杂形状的铝板叠在一起组成层叠式蒸发器由两片冲成复杂形状的铝板叠在一起组成制冷剂通道，每两片通道之间夹有蛇形散热铝带。这种蒸发制冷剂通道，每两片通道之间夹有蛇形散热铝带。这种蒸发器也需要双面复
35、合铝材，且焊接要求高，因此，加工难度最器也需要双面复合铝材，且焊接要求高，因此，加工难度最大，但其换热效率也最高，结构也最紧凑。采用新型制冷剂大，但其换热效率也最高，结构也最紧凑。采用新型制冷剂R134a的汽车空调多采用这种层叠式蒸发器。的汽车空调多采用这种层叠式蒸发器。图图8-15 层叠式蒸发器层叠式蒸发器4.膨胀阀与孔管膨胀阀与孔管1）膨胀阀）膨胀阀 膨胀阀（膨胀阀（expansion valve）安装在蒸发器入口管路上，）安装在蒸发器入口管路上，是一种感压和感温自动阀，用以调整和控制制冷剂进入蒸发是一种感压和感温自动阀，用以调整和控制制冷剂进入蒸发器的流量，保证制冷剂在蒸发器内完全蒸发。
36、需要注意的是器的流量，保证制冷剂在蒸发器内完全蒸发。需要注意的是膨胀阀并不控制蒸发器的温度。膨胀阀并不控制蒸发器的温度。（1）内平衡热力膨胀阀。）内平衡热力膨胀阀。图图8-16 内平衡热力膨胀阀内平衡热力膨胀阀1-膜片；膜片；2-内平衡口；内平衡口；3-针阀；针阀；4-蒸发器进口；蒸发器进口；5-阀座；阀座；6-阀体；阀体；7-通储液干燥器进口；通储液干燥器进口；8-弹簧；弹簧；9-感温包；感温包；10-毛细管毛细管内平衡热力膨胀阀内平衡热力膨胀阀（2）外平衡热力膨胀阀。）外平衡热力膨胀阀。图图8-17 外平衡热力膨胀阀外平衡热力膨胀阀1膜片；膜片；2温包压力；温包压力；3毛细管；毛细管；4推
37、杆；推杆；5蒸发器出口压力；蒸发器出口压力；6阀座；阀座；7过热调整弹簧；过热调整弹簧；8感温包；感温包；9弹簧压力；弹簧压力；10阀体；阀体；11针阀针阀 外平衡膨胀阀与内平衡膨胀阀的区别在于：蒸发器出口压力作用于膜外平衡膨胀阀与内平衡膨胀阀的区别在于：蒸发器出口压力作用于膜片下侧，而不是蒸发器的进口压力。一般蒸发器内制冷剂的压力降较大时，片下侧，而不是蒸发器的进口压力。一般蒸发器内制冷剂的压力降较大时，选用外平衡膨胀阀，能充分而有效地利用蒸发器的所有表面积，以求提高选用外平衡膨胀阀，能充分而有效地利用蒸发器的所有表面积，以求提高换热效率。换热效率。（3）H形膨胀阀。形膨胀阀。图图8-18
38、H形膨胀阀形膨胀阀1接冷凝器；接冷凝器；2至蒸发器；至蒸发器；3从蒸发器来；从蒸发器来；4至压缩机；至压缩机；5钢球与弹簧；钢球与弹簧；6温度传感器温度传感器2）孔管）孔管 孔管（孔管（orifice tube）又称膨胀管、固定孔管，是一根装）又称膨胀管、固定孔管，是一根装在塑料套内的小铜管，它与膨胀阀一样，也是一种节流降压在塑料套内的小铜管，它与膨胀阀一样，也是一种节流降压装置。装置。图图8-19 孔管孔管1出口；出口；2孔口；孔口；3密封圈；密封圈；4进口滤网进口滤网 只有循环离合器孔管系统（只有循环离合器孔管系统（CCOT，Cycling Clutch Orifice Tube）才）才装
39、有孔管。孔管与膨胀阀的差别在于：孔管没有运动零件，也不可调整，如装有孔管。孔管与膨胀阀的差别在于：孔管没有运动零件，也不可调整，如发生故障（多因堵塞所致）很难清理，一般作更换处理。发生故障（多因堵塞所致）很难清理，一般作更换处理。安装孔管的空调安装孔管的空调系统，高压侧没系统，高压侧没有储液干燥器，有储液干燥器，但低压侧装有集但低压侧装有集液器。液器。5.储液干燥器与集液器储液干燥器与集液器1）储液干燥器）储液干燥器 储液干燥器（储液干燥器（receiver drier）串联在冷凝器与膨胀阀之间的管路上，）串联在冷凝器与膨胀阀之间的管路上，使从冷凝器中出来的高压制冷剂液体经过滤、干燥后流向膨胀
40、阀。在制冷使从冷凝器中出来的高压制冷剂液体经过滤、干燥后流向膨胀阀。在制冷系统中，它起到储液、干燥和过滤液态制冷剂的作用。系统中，它起到储液、干燥和过滤液态制冷剂的作用。图图8-20 储液干燥器储液干燥器1引出管；引出管；2干燥剂；干燥剂；3过滤器；过滤器；4进口；进口；5易熔塞；易熔塞；6出口；出口；7-视液镜（观察窗口）视液镜（观察窗口）2）集液器）集液器 集液器（集液器（accumulator，也称积累器、气液分离器）和储液干燥器类，也称积累器、气液分离器）和储液干燥器类似，但装在系统的低压侧。装有集液器的空调系统通常都用孔管。集液器似，但装在系统的低压侧。装有集液器的空调系统通常都用孔
41、管。集液器的主要功能是防止液态制冷剂液击压缩机，也用于储存过多的液态制冷剂，的主要功能是防止液态制冷剂液击压缩机，也用于储存过多的液态制冷剂，内含干燥剂也起储液干燥器的作用。内含干燥剂也起储液干燥器的作用。集液器集液器 1测试孔口；测试孔口；2干燥剂；干燥剂；3滤网；滤网；4泄油孔；泄油孔；5出气管出气管6.风机风机 汽车空调制冷系统采用的风机（汽车空调制冷系统采用的风机（blower）也称通风机、）也称通风机、鼓风机。按工作原理不同，风机可分为叶轮式和容积式两类。鼓风机。按工作原理不同，风机可分为叶轮式和容积式两类。叶轮式风机按气体流向与风机主轴的相互关系，又可分为离叶轮式风机按气体流向与风
42、机主轴的相互关系，又可分为离心式风机和轴流式风机两种。心式风机和轴流式风机两种。1）离心式风机）离心式风机离心式风机的空离心式风机的空气流向与风机主气流向与风机主轴成直角，其特轴成直角，其特点是风压高、风点是风压高、风量小、噪声也小。量小、噪声也小。蒸发器采用这种蒸发器采用这种风机。风机。图图8-22 离心式风机离心式风机 2）轴流式风机）轴流式风机 轴流式风机的空气流向与风机主轴平行，其特点是风量大、轴流式风机的空气流向与风机主轴平行，其特点是风量大、风压小、耗电少、噪声大。冷凝器采用这种风机。风压小、耗电少、噪声大。冷凝器采用这种风机。图图8-23 轴流式风机轴流式风机 9.2.5汽车空调
43、空气净化系统汽车空调空气净化系统1.空气净化系统的分类空气净化系统的分类 汽车空调空气净化系统有空气过滤式和静电除尘式两种。汽车空调空气净化系统有空气过滤式和静电除尘式两种。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，它仅能滤除空气中的灰尘和杂物，结构简设置空气滤清装置，它仅能滤除空气中的灰尘和杂物，结构简单，工作可靠，只需定期清理过滤网上的灰尘和杂物即可，故单，工作可靠，只需定期清理过滤网上的灰尘和杂物即可，故广泛用于各种汽车空调系统中。广泛用于各种汽车空调系统中。静电除尘式空气净化系统是在空气进口的过滤器后再设置静电
44、除尘式空气净化系统是在空气进口的过滤器后再设置一套静电除尘装置或单独安装一套用于净化车内空气的静电除一套静电除尘装置或单独安装一套用于净化车内空气的静电除尘装置。尘装置。它除具有过滤和吸附烟尘等微小颗粒的杂质外，还具有除它除具有过滤和吸附烟尘等微小颗粒的杂质外，还具有除臭、杀菌作用，有的还能产生负离子（带负电荷的氧离子，也臭、杀菌作用，有的还能产生负离子（带负电荷的氧离子，也称负氧离子）以使车内空气更为新鲜洁净。由于其结构复杂，称负氧离子）以使车内空气更为新鲜洁净。由于其结构复杂，成本高，所以，目前只用于某些高级轿车和旅游车上。成本高，所以，目前只用于某些高级轿车和旅游车上。2.静电除尘式空气
45、净化系统静电除尘式空气净化系统图图8-24 静电除尘式空气净化系统空气净化过程静电除尘式空气净化系统空气净化过程9.3 汽车空调的控制系统汽车空调的控制系统9.3.1汽车空调基本控制元件汽车空调基本控制元件1.电磁离合器电磁离合器一般轿车空调系统的压缩机是由该车发动机通过电磁离合器来一般轿车空调系统的压缩机是由该车发动机通过电磁离合器来驱动的，电磁离合器可使发动机与压缩机分离，而在需要使用驱动的，电磁离合器可使发动机与压缩机分离，而在需要使用空调设备时，电磁离合器又使发动机与压缩机结合，传递动力。空调设备时，电磁离合器又使发动机与压缩机结合，传递动力。电磁离合器安装在压缩机主轴伸出端。电磁离合
46、器安装在压缩机主轴伸出端。a）电磁线圈不通电，）电磁线圈不通电，离合器分离，压缩机不工作离合器分离，压缩机不工作 b）电磁线圈通电，）电磁线圈通电，离合器吸合，压缩机工作离合器吸合，压缩机工作图图8-25 电磁离合器电磁离合器2.温度控制器温度控制器 温度控制器又称恒温开关，是汽车空调系统中温度控制的温度控制器又称恒温开关，是汽车空调系统中温度控制的一种开关元件，可用于检测车室内温度，并使其稳定在一定范一种开关元件，可用于检测车室内温度，并使其稳定在一定范围内。温度控制器可分为机械压力式和电子式两种。围内。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）机械压力式温度控制器温度控制器机
47、械压力式温控机械压力式温控器主要是利用波器主要是利用波纹管的伸长或缩纹管的伸长或缩短来接通或断开短来接通或断开触点，从而切断触点，从而切断汽车空调压缩机汽车空调压缩机的动力。的动力。机械压力式温控器机械压力式温控器 1感温毛细管；感温毛细管；2波纹管；波纹管；3凸轮轴（外接手动凸轮轴（外接手动温度调节旋钮）；温度调节旋钮）；4凸轮；凸轮；5调节弹簧；调节弹簧；6温度调节螺钉；温度调节螺钉；7触点；触点；8电源；电源；9电磁离合器线圈；电磁离合器线圈；10支撑弹簧支撑弹簧2）电子式温度控制器）电子式温度控制器 电子式温控器的感温元件是热敏电阻，装在蒸发器的外侧正面或其他电子式温控器的感温元件是热
48、敏电阻，装在蒸发器的外侧正面或其他需要感温的部位，用以检测蒸发器的出风温度。热敏电阻用导线与晶体管需要感温的部位，用以检测蒸发器的出风温度。热敏电阻用导线与晶体管电子电路相连，由于温度变化使热敏电阻的电阻值发生变化，从而控制电电子电路相连，由于温度变化使热敏电阻的电阻值发生变化，从而控制电路的接通或断开。路的接通或断开。1蓄电池；蓄电池；2熔断器；熔断器；3点火开关；点火开关；4空调开关；空调开关；5压力开关；压力开关；6电磁线圈；电磁线圈；7触点；触点；8电磁离合器；电磁离合器；9空调工况指空调工况指示灯；示灯；10真空开关阀；真空开关阀；11冷凝器风扇继电器；冷凝器风扇继电器；12通往冷凝
49、器风扇电电机；通往冷凝器风扇电电机；13热敏电阻；热敏电阻；14可变温度控制电阻器；可变温度控制电阻器；15调温电阻；调温电阻；放大器接点放大器接点3.过热开关和热力熔断器过热开关和热力熔断器 过热开关安装在压缩机过热开关安装在压缩机缸体后侧、高压管出口处。缸体后侧、高压管出口处。过热开关是一种温度过热开关是一种温度-压压力感应开关，在正常情况下力感应开关，在正常情况下过热开关处于断开状态，电过热开关处于断开状态，电磁离合器电流流过限制器的磁离合器电流流过限制器的熔体。如果系统出现过热情熔体。如果系统出现过热情况，当过热开关检测到系统况，当过热开关检测到系统处于高温、低压状态时，过处于高温、低
50、压状态时，过热开关触点闭合，又有电流热开关触点闭合，又有电流流过热流限制器（电流增大）流过热流限制器（电流增大），合成热量会使熔体熔化，合成热量会使熔体熔化，压缩机电磁离合器线圈的电压缩机电磁离合器线圈的电路断开，压缩机停止工作，路断开，压缩机停止工作，起到保护作用。起到保护作用。图图8-28 过热开关结构过热开关结构 1接线柱；接线柱；2壳体；壳体；3膜片总成；膜片总成；4感应管；感应管；5底座孔；底座孔；6膜片底座；膜片底座；7动触点动触点 4.旁通电磁阀旁通电磁阀 旁通电磁阀的作用是防止蒸发压力异常下降，使车内温旁通电磁阀的作用是防止蒸发压力异常下降，使车内温度控制在规定范围内，防止蒸发