制冷装置教材8-1.doc

第8章 运输用空调系统8-1 汽车空调一、汽车空调系统的功用和组成1、汽车空调的功用（1）调节温度 是空调系统里最重要的指标 。空调应控制车内温度夏天在25 ，冬天在18。（2）调节湿度 空调系统常用相对湿度表示。相对湿度是指空气中水蒸汽分压力和饱和水蒸气分压力之比，人觉得最舒适的相对湿度在50%70%。（3）调节气流 指空气的流动速度和方向。根据人的生理特点，头部对冷比较敏感，脚部对热比较敏感。所以，应采取上冷下热的格式。（4）净化空气 空调系统在车上的布置 2、汽车空调的组成（1）暖风装置： 用以提高车内的温度；冬季或初春，内外温差大，汽车玻璃会结霜或起雾，可用暖风除霜或除雾。（2）制冷装置： 用以降低车内的温度，并降低车内的湿度。（3）通风和空气净化装置： 用以调节车内的气流和换气。用以过滤空气及对空气进行消毒处理。（4）控制系统 控制系统的功用是控制空调系统工作，实现制冷、采暖和通风。控制系统主要由电器部件、真空管路、操纵机构和控制开关等组成。 二、制冷剂和冷冻机油1、制冷剂（冷媒） 制冷剂的种类很多，常用制冷剂的主要性质如课本表7-1 。（1）制冷剂R12 2002年后出厂的汽车空调中已停止使用R12 。（2）制冷剂R134a 制冷剂R134a是汽车空调R12的首选替代制冷剂，主要是由于R134a不含氯原子，对大气臭氧层无破坏作用，温室效应影响小，其热力性质稳定，与R12相近。 制冷剂R134a是目前汽车空调中的最普遍使用的制冷剂，利用其在不同压力和温度下的状态变化达到热交换的目的。 2、冷冻机油 制冷设备使用的润滑油一般称为冷冻机油，简称冷冻油。它是一种在高、低温工况下均能正常工作的特殊润滑油。（1）冷冻机油的作用（2）对冷冻机油的要求（3）常用冷冻机油R134a中常用的冷冻油主要有聚烃基乙二醇（PAG）和聚酯油（ESTER）。三、汽车空调的分类1、按驱动方式分类按驱动方式分类汽车空调可分为非独立式汽车空调系统和独立式汽车空调系统。（1）非独立式汽车空调 空调制冷压缩机由汽车本身的发动机驱动，汽车空调系统的制冷性能、工作稳定性受发动机工况的影响较大。低速制冷不足，高速则制冷量过剩，消耗发动机10%15%的功率。对加速性能和爬坡性能影响大。汽车停驶时，空调也不能工作。 非独立式汽车空调系统在车上的常见布置形式：1-冷凝器；2-空调压缩机；3-制冷系统管路；4-蒸发箱（一般包含蒸发器和加热器）；5-进风罩；6-空调控制装置；7-加热器；8-储液干燥器（2）独立式汽车空调 空调制冷压缩机由专用的空调发动机（也称副发动机）驱动，汽车空调系统的制冷性能、工作稳定性不受汽车主发动机工况的影响，工作稳定，制冷量大。特点：车辆怠速或停驶时，制冷系统可正常运行。 独立式汽车空调系统在车上的常见布置形式1-进气道；2-排气栅；3-循环空气入口；4-冷凝风扇；5-冷凝器；6-蒸发器；7-压缩机；8-离合器；9-发动机；10-散热器2、按蒸发器的布置方式分类汽车空调按蒸发器的布置方式一般可分为：仪表板式汽车空调（直吹式）、顶置式汽车空调（风道式）。一、制冷系统的组成、分类和工作过程1、组成。如图所示为最为常见的非独立式汽车空调制冷系统的组成部件和连接示意图，此制冷系统为传统的膨胀阀系统。 汽车制冷系统主要由压缩机、冷凝器、干燥瓶、膨胀阀、蒸发器、连接管路等组成。1、压缩机2、制冷管路3、冷凝器4、管路5、储液干燥器6、管路7、膨胀阀8、蒸发器9、管路2制冷系统的工作过程 制冷系统工作时，制冷剂以不同的状态在密闭的系统内循环流动，每一个循环包括四个基本过程：压缩过程 冷凝过程 节流膨胀过程 蒸发吸热过程 制冷剂便在密闭系统内经过压缩、冷凝、膨胀、蒸发四个过程，完成一个制冷循环。而从蒸发器出来的气态制冷剂再次进入压缩机，重复上述过程。循环系统中的膨胀阀可以根据制冷负荷的大小调节制冷剂的流量。3、 制冷循环的分类a)膨胀阀系统 b)孔管系统1-冷凝器；2-储液干燥器；3-膨胀阀；4-蒸发器；5-低压维修阀；6-高压维修阀；7-孔管；8-气液分离器；9-压缩机汽车空调的制冷系统分类（1）膨胀阀式的制冷循环系统 循环系统主要包括压缩机、冷凝器、储液干燥罐、膨胀阀和蒸发器和管路等主要部件。（2）膨胀管式制冷循环（CCOT方式） 膨胀管式的制冷循环系统从制冷的工作原理来看，与膨胀阀式的制冷循环系统无本质的差别，只不过将可调节流的膨胀阀换成不可调节流量的膨胀管，使其结构更加简单，其制冷循环如图所示。 二、制冷循环系统的主要组成部件制冷循环系统中各部件在车上的安装位置如下图所示 1、压缩机 压缩机是制冷系统的动力源，由汽车发动机通过皮带驱动；其功用是对制冷剂加压并使制冷剂在系统内部循环流动。（1）曲轴连杆式压缩机（属于往复活塞式）图7-6为曲柄连杆式压缩机结构示意图，主要由曲轴、活塞、连杆、气缸体、气缸盖、曲轴箱、吸气阀片、排气阀片和阀板等零件构成。 1-轴封；2-曲轴；3-连杆；4-吸阀片；5-排气阀片；6-活塞；7-气缸体；8-曲轴箱 曲轴连杆式压缩机结构示意图在曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞在气缸内作上下往复运动，在吸、排气阀的配合下，完成对制冷剂的吸入、压缩和输送的任务。其工作过程可分为 ： 1）压缩过程 2）排气过程 3）膨胀过程 4）吸气过程 1-活塞；2-气缸；3-进气阀；4-排气阀 曲轴连杆式压缩机工作过程示意图 （2）斜板式压缩机（属于往复活塞式）斜板式压缩机为轴向活塞式压缩机，主要由压缩机主轴、斜板和活塞等零件组成。 1-压缩机主轴；2-活塞；3-钢球；4-支承盘；5-外壳；6-斜板；7-吸簧；8-外放泄阀板；9-油封；10-离合板及毂；11-密封座；l2-滑动轴承；13-带轮；14-电磁离台器线圈及外壳；15-前端盖；16-气缸的前半部；17-推力座圈；18-推力轴承；19-推力座圈；20-气缸后半部；21-油池；22-吸油管；23-后端盖；24-油泵齿轮 斜板式压缩机的工作原理见图，压缩机主轴旋转时斜板作左右摇摆运动，斜板通过钢球驱动双头活塞在前、后气缸中作往复运动，完成压缩、排气、膨胀和吸气等过程。 2、电磁离合器 电磁离合器一般安装在压缩机的前端面，成为压缩机总成的一部分。电磁离合器的结构如图7-10所示，主要由压力板、皮带轮和电磁线圈等主要部件组成。 （1）电磁离合器的结合状态 接通空调开关，制冷系统工作，电磁离合器的定子线圈通电，产生磁力，将压力板吸向皮带轮，两者结合在一起，发动机的动力便由皮带轮传递到压力板，带动压缩机运转。（2）电磁离合器的分离状态 制冷系统停止工作时，离合器的定子线圈断电，磁力消失，压力板与皮带轮分离，皮带轮通过轴承在压缩机的壳体上空转，压缩机停止运转。 3、冷凝器 冷凝器是一种由管子和散热片组合起来的热交换器， 其功用：将空调压缩机送来的高温（70）、高压（1.32.0MPa）气态制冷剂中的热量散发到车外环境中，使制冷剂冷凝成高温（55）、高压（1.32.0MPa）液体进入储液干燥器。 冷凝器由铜管(或铝管)与散热片组成，其结构形式主要有：管片式、管带式、鳍片式等。（1）管片式（用于大中型客车） 管片式冷凝器由铜管或铝管套装散热片而构成，片与管组装后，经胀管处理，使散热片与散热管紧密接触，使之成冷凝器总成。 a) 管片式冷凝器外形图 b) 管片式冷凝器结构图1-芯管；2-（发动机冷却系）散热器； 3-散热片；4-冷凝器管片式冷凝器的结构（2）管带式（用于中巴车）管带式冷凝器由多孔扁管和S形散热带而构成。1-气体制冷剂流入；2-多孔扁管；3-S形散热带；4-液态制冷剂流出 管带式冷凝器的结构（3）鳍片式（如时代超人）鳍片式冷凝器是在扁平的多通道表面直接铣出鳍片状散热片,然后装配成冷凝器总成，结构如图所示。由于散热鳍片与管子为一整体，故散热性能好。 鳍片式冷凝器的结构冷凝器的日常维护： 1、外部的散热片应定期维护清理（用软毛刷和水，不能用硬毛刷和高压水）； 2、内部盘管泄漏是常见故障，不宜进行焊接，应更换； 3、制冷剂应该从冷凝器上端进口进入，沿下方出口流出，再进入干燥罐，不能装反，否则会引起制冷系统压力过高、冷凝器和压缩机胀裂。 4、冷凝器在未装连接管接头之前，不要长时间打开管口的保护管，尽量缩短制冷系统的开放状态时间，以免潮气进入系统内部。 5、一般管口有IN或OUT字样，或有箭头表示。4.储液干燥器和集液器（1）储液干燥器，储液干燥器用于膨胀阀式的制冷循环： 暂时存储制冷剂，使制冷剂的流量与制冷负荷相适应； 去除制冷剂中的水分和杂质，确保系统正常运行； 部分储液干燥罐上装有观察玻璃，可观察制冷剂的流动情况，确定制冷剂的数量； 有些储液干燥罐上装易熔塞，在系统压力、温度过高时，易熔塞熔化，放出制冷剂，保护系统重要部件不被破坏； 还有些储液干燥罐上安装有维修阀，供维修制冷系统安装压力表和加注制冷剂之用； 有些车型的储液干燥罐上装有压力开关，可在系统压力不正常时，中止压缩机的工作。干燥器内有滤网和干燥器，罐的上方有观察玻璃及进口和出口。储液干燥器的全称是储液干燥过滤器，对此维修人员多称为氟罐，作用：1）储液：储存液态制冷剂。经过膨胀阀的制冷剂量一定，多余的液态制冷剂存储在储液干燥过滤器内； 2）干燥：吸收制冷剂中的水蒸汽，防止水汽在膨胀阀处结冰而堵塞制冷剂的循环； 3）过滤：过滤系统的杂质，杂质进入系统会加速压缩机的磨损；储液干燥瓶的安装： 干燥瓶要安装在通风、冷却好、远离热源的地方。 干燥瓶要直立安装，倾斜度不能大于15。 安装时，干燥瓶必须装在最后。 不同制冷剂所装干燥瓶不一样，不能混用。 （2）集液器 集液器用于膨胀管式的制冷系统，安装在蒸发器出口处的管路中。 在蒸发器出口处安装集液器，一方面将制冷剂进行气液分离，另一方面起到与储液干燥器相同的作用。气液分离器：气液分离器（积累器）：是与孔管节流方式配套的装置，装在蒸发器出口与压缩机进气管之间。 气液分离器作用：储存制冷剂、过滤、以及从制冷剂中吸收水蒸汽，CCOT系统通常配气液分离器。蒸发器出口的制冷剂气液混合体进入气液分离器流入底部，蒸汽上升到顶部回到压缩机。制冷的液体在气液分离器的底部渐渐气化，然后回到压缩机中。从而防止液态制冷剂进入压缩机。 CCOT：cycling clutch orifice tube （循环离合器孔管）5、膨胀阀 膨胀阀又称为节流阀，汽车空调系统使用的膨胀阀为温度控制式膨胀阀，故又称为热力膨胀阀 。（1）、内平衡式热力膨胀阀1-滤网；2-孔口；3-阀座；4，9-弹簧；5-出口；6-内平衡管；7，15-感温包 内平衡式热力膨胀阀结构（2）外平衡式热力膨胀阀a)结构示意图 b）工作原理示意图1-滤网；2，17-入口；3-孔口；4-阀座；5，16-弹簧；6-出口；7-外平衡管；8，13-感温包；9，19-膜片；10-毛细管；11-外平衡管；12-（制冷剂）出口；14-蒸发器；15-调节螺钉；18-针阀；外平衡式热力膨胀阀结构和工作原理图外平衡热力膨胀阀（3）F形热力膨胀阀F形热力膨胀阀属内平衡式热力膨胀阀的一种，感温包和蒸发器出口处管道相接触 。1-毛细管；2-膜片；3-入口；4-球阀；5-调节弹簧；6-出口；7-感温包；8-阀杆 F形热力膨胀阀工作原理（4）H形热力膨胀阀H形膨胀阀的结构如图所示，主要由阀体、感温元件、球阀、调节螺栓和预紧弹簧等组成。 1-感温元件；2-球阀；3-调节螺栓；4-预紧弹簧；5-阀体 H形膨胀阀的结构示意图 一般，膨胀阀等节流装置失效会导致系统内加注制冷剂过多。要求：直立安装，不允许倒置，位置应靠近蒸发器。6、膨胀节流孔管（简称孔管）1-出口滤网；2-节流孔；3-密封圈；4-管外壳；5-进口滤网孔管结构示意图7、蒸发器蒸发器的结构与冷凝器相似，也是由铜管(或铝管)与铝片组成的一种热交换器。常用的蒸发器有：管带式、管片式、层叠式等结构。特点：比冷凝器窄、小、厚 。蒸发器