第4章 通风、采暖与配气系统

沈阳大学汽车空调技术，凌永诚，lyc903115，配套资料信息，教材名称：汽车空调技术教材主编：凌永诚教材定价：39元出版社：机械工业出版社出版时间：2014年5月国际标准书号(ISBN): 978-7-111-45539-4教材系列：应用型本科汽车专业第十二个五年计划教材。第4章汽车空调通风、供暖和配电系统，4.1汽车通风和空气净化装置，4.1.1通风装置。汽车空调通风装置的主要功能是换气，即打开通风口，利用汽车迎面风的动态气压进行通风或利用空调系统中的鼓风机进行强制通风。为了保持舒适的条件，所要求的最低通风量称为必须通风量(约每人25 36 m3/h)，为此应设置即使在车窗关闭的情况下，仍能从车外引入新鲜空气的通风装置。1。动压通风模式，动压通风(自然通风)模式是利用汽车行驶时车外空气对汽车产生的风压，通过进风口和出风口实现通风。图4-1进风口和出风口的位置。进气口必须安装在正压区，出气口必须安装在负压区，以便充分利用汽车行驶产生的动压，引入大量新鲜空气。进车空气流量的最佳范围是1.5 2.0m/s. 2。强制通风。采用动压通风时，车辆静止低速行驶时通风量太小，所以绝大多数车辆采用强制通风。强制通风是一种通风方法，使用电动鼓风机将车外的新鲜空气压入车内。图4-2车内气流方向。3.在新鲜空气和再循环空气之间切换。如图4-3所示，当使用强制通风时，车内空气的再循环(RECIRC，也称为内部循环模式)可用于仅循环车内空气。车外新鲜空气(也称为外部循环模式)也可用于交换车外空气。a)内部空气再循环模式(内部循环模式)b)外部新鲜空气模式(外部循环模式)图4-3通风模式，如图4-4所示，新鲜/再循环空气的切换可通过空调控制面板上的内部循环模式和外部循环模式按钮来选择。图4-4通风模式选择按钮。一些通风系统具有中间调节模式，即一定比例的车外新鲜空气与一定比例的车内再循环空气混合，然后吹入车内。当车辆冷却负荷很大时，宜选择内部循环方式进行通风。当选择外部循环模式进行通风时，可以吸入车外的新鲜空气，并且可以有效地防止车窗玻璃在加热过程中结霜。如图4-5和4-6所示，新鲜/再循环空气双层控制系统可以从汽车顶部吸入新鲜空气，并从底部循环汽车内部的空气。同时，它可以保持与内循环模式相同的加热效率，并且可以防止在内循环模式下容易发生的车窗结霜。图4-5新鲜/再循环空气双层控制系统的气流分布图，图4-6新鲜/再循环空气双层控制系统的气流方向图，4.1.2空气净化装置，1 .空气过滤式空气净化系统，空气过滤式空气净化系统在空调系统的进风口和出风口处设有空气过滤装置，因此广泛应用于各种汽车空调系统。图4-7空气过滤式空气净化系统，2。静电除尘型空气净化系统，图4-8静电除尘型空气净化系统(奥迪Q5/A4L轿车)，图4-9静电除尘型空气净化系统的空气净化过程，4.2汽车加热系统，汽车加热系统，又称暖风系统，是汽车空调系统的重要组成部分之一。4.2.1汽车加热系统的功能和类型，1。汽车加热系统的功能，汽车加热系统的主要功能是：加热、除霜、调节温度和湿度。2.C4.2.2汽车加热系统的结构和工作原理，1。管道加热系统，(1)用发动机冷却液直接加热，图4-10用发动机冷却液直接加热的工作原理1-散热器；2-发动机冷却液泵(水泵)；3-恒温器；4-发动机内部的冷却液循环管道(水套)；5-冷却液流量控制阀(水龙头)；6-鼓风机；7-冷风；8-温暖的空气；9-加热器(暖风热交换器)；10-发动机；11-室外空气，图4-11管道加热系统主要部件的安装位置1-冷却剂流量控制阀(也称为热水控制阀和水龙头)；2-鼓风机；3-加热器(加热热交换器)。热水供暖系统主要由加热器、冷却剂流量控制阀、鼓风机、控制面板等组成。其在车辆上的安装位置如图4-11所示。1)加热器。如图4-12所示，加热器(也称为热交换器)由冷却剂管和散热器散热片组成。发动机冷却液进入加热器的冷却液管，通过散热器散热片散热后返回发动机的冷却系统。图4-12加热器，为了提高热交换率，加热器采用波纹片加热器芯。加热器的每个散热片都做成波纹状(因此称为波纹片加热器)，可以明显增加散热面积，提高散热效率。图4-13波纹板加热器1-上部冷却剂室；2和4-折叠成鳍；3和5-金属管(冷却剂循环管)；6-下部冷却液室，2)冷却液流量控制阀。冷却剂流量控制阀也叫热水控制阀、水龙头、热水调节阀，用来控制冷却剂流入加热器，然后调节加热系统的加热量。调节时，可通过控制面板上的调节杆或旋钮来控制，其结构如图4-14所示。图4-14冷却液流量控制阀，3)鼓风机。鼓风机由速度可调的DC电机和离心式鼓风机组成。它的功能是将空气吹向加热器，加热冷空气，并通过空气导管将其送入汽车。调节电机的速度，就可以调节车内的空气量。图4-15鼓风机，4)控制面板。控制面板配有控制元件，如用于操作冷却液流量控制阀的调节杆或旋钮、加热器鼓风机开关、鼓风机速度控制旋钮等。热水加热系统的热量来自发动机的冷却液，因此热源很容易获得，只需将发动机的冷却液引入热交换器即可。结构简单，经济性好。热水加热系统的最大缺点是，只有当发动机冷却液温度上升到大循环时，才能开始加热。因此，在严冬季节，下坡、停车或刚起步时热源不足。如果使用不当，发动机容易过冷。特别是对于车身较长的大型客车，当在北方使用或外界温度较低时，车内的冷却负荷非常大，仅采用水暖式供暖系统很难获得满意的效果。(2)废气加热冷却液进行加热。在加热过程中，热交换器被发动机废气的废热加热。热交换器中的冷却液可被高温废气加热至约100。高温冷却液输送到加热器后，热量被鼓风机输送的空气带走，车内被加热。图4-16废气管道加热系统，(3)电加热冷却剂加热，1)PTC加热器。正温度系数是正温度系数的缩写，意思是正温度系数。指具有大正温度系数的半导体材料或元件，如热敏电阻和正温度系数的电热陶瓷材料。图4-17丰田花冠轿车加热系统的PTC加热器，图4-18 PTC加热器的控制原理，图4-19 PTC加热器的控制电路，以及2)电加热器。(一)预热塞(二)预热塞4-20电加热器系统安装位置及控制电路图，2。空气加热加热系统，(1)热交换器加热系统，空气加热加热系统利用发动机排气管废气中的余热加热车内。加热时，排气阀将热气体从排气管导入热交换器；在吸收热交换器的热量后，由鼓风机吹出的冷空气被引入车内进行加热或除霜。图4-21废气热交换器型加热器系统1-发动机散热器；2-发动机；3-发动机排气管；4-废气阀；5-热交换器；6-鼓风机；7-鼓风机电机；8-排气消声器，(2)热管式暖风系统，将汽车发动机排气管中的废气引入热管换热器。热管换热器中充满液氨。被加热后，液氨蒸发并上升到热管换热器的上部，与空气进行热交换，并加热从排气口进入的空气。图4-22热管换热器式供暖系统，1体部件；2-新鲜空气入口；3-汽车地板；4-废气入口；5-空气出口；6-热管换热器隔板；7-废气出口，(3)燃油-空气-加热系统。燃料-空气加热系统也被称为独立燃烧加热系统。它指的是通过燃烧燃料(汽油或柴油)直接加热空气的加热系统。该系统的热容量大，不受发动机运行条件的影响和限制。加热效果好。它主要用于热需求量大的大型公共汽车或作为停车加热系统(详见本书第4.4节)。图4-23空气混合加热系统示意图，4.2.3汽车加热系统温度调节，1。空气混合、空气混合加热系统(图4-23)在加热的空气管道中安装空气混合风门，其可以控制通过加热器芯的空气与不通过加热器芯的空气的比例，从而实现温度调节。目前，大多数汽车采用这种方法。如图4-24所示，风机工作时，通过进气阀吸入的内外空气被连接在温控杆上的空气混合门分成两股气流，一股气流通过加热器芯变热；另一股气流不会流过加热器芯，仍然保持相对较低的温度。图4-24空气混合加热系统的组成。空气混合加热装置的温度控制杆操作冷却剂阀，以改变通过加热器芯的冷却剂流量。它还操作空气混合门来改变空气混合室的空气分配(表4-1)。表4-1空气混合加热系统的空气分布。2.冷却液流量调节和冷却液流量调节加热系统(图4-25)使用冷却液阀来调节流经加热器芯的冷却液流量，从而改变加热器芯的温度，从而调节车辆内部的温度。图4-25冷却液流量调节式加热系统，图4-26水加热式加热系统冷却液循环路线，4.2.4汽车除霜/除雾装置，1。暖风吹除霜/除雾方法，一般挡风玻璃采用暖风吹除霜/除雾方法。该方法是将暖风装置产生的热风吹向前挡风玻璃，实现除霜/除雾。，2。电加热除霜/除雾方法，图4-27汽车后窗玻璃上的电热丝(电加热除霜/除雾方法)，图4-28带电加热除霜/除雾功能的车外后视镜，图4-30带电加热功能的汽车座椅，图4-29车外后视镜透镜背面的氧化铟导电膜，4.3汽车空调空气分配系统，4.3.1汽车空调空气分配模式，1。空气分配系统的组成，图4-31汽车空调空气分配系统1-鼓风机；2-蒸发器；3-加热器；4英尺出风口；5-正面出风口；6-除霜出风口；7-横向出风口；8-加热器旁边的通风门；9-进气风门；10-制冷系统的制冷剂管道；11-发动机冷却液流量控制阀和冷却液管路，2。气流组织方式，(1)混气式气流组织方式，图4-32汽车空调(混气式)1蒸发器气流组织流程图；2-加热器；3-鼓风机；4-暖风出口；5-除霜出风口；6-中央出风口；7-冷风出口，(2)全热配风方式，图4-33汽车空调(全热)1-蒸发器配风流程图；2-加热器；3-鼓风机；4-暖风出口；5-除霜出风口；6-中央出风口；7-冷空气出口；8-横向出风口；9-尾部空气出口，(3)加热和冷却组合空气分配模式，(a)混合风门在上部和下部区域之间的位置，(b)混合风门在最低位置的位置图4-34加热和冷却组合空气分配流程图1-新鲜空气；2-内部循环空气；3-鼓风机；4-蒸发器；5-加热器；6-混合风门；7-上部出风口；8-除霜出风口；9英尺出风口；10-制冷剂入口和出口管道；11-发动机冷却液流量控制阀和冷却液管道，(4)半空气中的空气分配模式，图4-37空气分配系统1-限流风门；2-加热器；3-鼓风机电机；4-新鲜空气入口；5-新鲜/再循环空气风门；6-再循环空气出口；7-蒸发器；8-混合风门；9-面板出风口；10-除霜风门；11-除霜器出风口；12-空气出口至底板；13-加热和除霜出风口，4.3.2控制面板和功能，1。手动和半自动真空操作面板和功能，图4-38(a)手动空调控制面板，图4-38(b)半自动空调控制面板，(1)功能选择键，关闭-停止位置；最大快速冷却位置；空调(或标准)-空调位置；通风口-自然通风位置；地板(或加热器)暖风位置；混合(或双层)-冷空气分层输送的位置。功能选择键移动到不同的位置，通过拉线或真空开关可以控制每个风门的开启状态，从而调节空气温度和流向。(2)温度键，温度键主要用于控制温控门的位置。当位于冷端或暖端时，调温门分别在拉线的作用下关闭或打开通过加热器的空气通道。当它位于两者之间的任何位置时，可以获得不同比例的暖空气和冷空气的混合空气(混合空气)。(3)空气调节键，也称为风速调节键，主要用于控制空调中风机的转速。手动系统通常有4个调速齿轮。即高速、低速、M1(中速1)、M2(中速2)。(4)后窗除霜键。后窗除霜钥匙(DEF)是一个钥匙开关，用于控制后挡风玻璃除霜加热导线电源的开/关。指示灯用来提醒乘客不要忘记切断电源。(5)经济运行的关键。经济运行键是半自动空调的一个特殊功能键。其主要功能是：当车内温度接近或达到设定温度时，将风机转入低速运行，以节约能源；当车内外温差不大时，停止制冷和制热工作，切换到吸入外部循环空气的工作模式，这样可以节约能源，保证车内空气质量。2。全自动空调操作面板及功能。全自动空调系统能够完全满足驾驶员和乘客的舒适性要求，实现车内空气流量、空气温度和空气湿度的自动调节。整个操作过程只需轻轻触摸按键即可完成，无需调整控制手柄。图4-39全自动空气控制面板图外界空气不再进入汽车。(2)ECON经济按钮，按下ECON经济按钮，温度、鼓风机转速、暖风和新鲜空气的分配自动调节，空调压缩机关闭，只有新鲜空气或暖风通过鼓风机吹入车内。(3)自动键，自动键适用于各种天气条件。一旦达到设定温度，空调鼓风机将以最低速度运行。如果温度发生变化，调节系统将通过改变鼓风机速度和调节温度门(即混合门)进行调节。(4)BI-LEV混合气体按钮。当按下双杠杆混合气体按钮时，其工作位置、温度和鼓风机速度的调节方式与自动相同，但空气分布不同。(5)除霜按钮。按下除霜按钮时，大部分空气将流向挡风玻璃进行除霜和除雾。此时，空调鼓风机正在高速运转。(6)取暖器键和冷却器键。取暖器键和冷却器键用于选择车内温度，范围从18到29。按回暖键将温度升高1，当温度超过29时显示“高”。当按下COOLER键，温度下降1且低于18时，将显示低电平。(7)低速键和高速键、低速键和高速键属于辅助功能键，设置用于降低或提高鼓风机速度。按下“低”键或“高”键，空