第一讲空调系统的功能

1、第一讲 空调系统的功能、组成和基本知识第二讲 空调制冷系统主要零件的结构及工作过程第三讲 调节系统的组成和工作过程第一讲 空调系统的功能、组成和基本知识教学内容空调系统的功能、组成和基本知识计划学时2教学目标1.掌握空调系统的组成和功能；2.掌握制冷原理和制冷循环工作过程；3.了解空调的基本知识。 教学重点空调系统的制冷原理和制冷循环工作过程解决措施动画演示教学难点空调系统的制冷循环工作过程解决措施动画演示教学过程一、 导入新课由教师引导思路，复习汽车电器设备的组成，引入新课。想一想：汽车车箱内适宜的温度是如何得到的？二、空调系统的组成 示频演示1.作用：汽车空调是用来改善汽车舒适性的设备，可

2、以对车内空气的温度、湿度进行调节，并保持车内的清洁。2.功能：调节车内温度、湿度、空气流速、过滤净化车内空气3.组成：通风装置、暖气装置、制冷装置、空气净化装置、控制装置。互动性交流：老师引导思路，学生对照空调系统的功能，回答各装置的作用。三、空调的基本知识1.基本物理量空调系统中常用的物理量有温度、压强和湿度。（1）温度温度是物质冷热程度的度量，用温标来表示。常用的温标有：摄氏温标，用表示；开氏温标，用K表示；华氏温标，用oF表示。（2）压强单位面积上的作用力称为压强，工程上俗称压力。基本单位是帕（Pa）,常用单位是千帕（KPa）和兆帕（MPa）。大气压、表压、绝对压强的含义大气压、表压和绝

3、对压强之间的关系（3）湿度表示空气中水蒸汽含量。相对湿度：在某一温度下，空气中实际含水蒸汽量（以重量计）与空气在该温度下所能含水蒸汽量（重量）之比。绝对湿度：空气中所含水蒸汽的量（重量）与干燥空气量之比。压强与物质沸点的关系：物质的沸点是随着压强的增大而升高的。（4）热传递的基本形式热量传递的途径：热传导、热对流、热辐射（5）物质的状态变化增加或减少物质的热量，物质的温度可能发生变化，物质的状态也可能发生变化。（6）热的形态：加给水的热量有两种结果，一种是使水的温度升高，另一种是使水的状态发生变化。将使物质温度升高的热量称为显热，将物质状态发生变化的热量称为潜热。互动性交流：老师引导思路，与同

4、学们一起复习空调基本知识。2.制冷基本原理（1）制冷的基本思路想一想：人们在游泳时，会有冷的感觉，在手臂上涂抹酒精也有凉爽的感觉。制冷过程中热量的转移是靠液体的状态变化实现的。（2）制冷剂作用：通过状态变化吸收和放出热量。要求：在常温下容易汽化，加压后容易液化；在状态变化时尽可能的多吸收或放出热量。不易燃易爆；无毒；无腐蚀性；对环境无害。类型： R12（又称氟里昂），致命的缺点是破坏大气环境。R134a在大气压力下的沸腾点为26.9，在98KPa的压力下沸腾点为20.6。（3）冷冻油作用：润滑、冷却、密封和降低机械噪声想一想：发动机用润滑油与冷冻油之间的区别？ 3.制冷循环 动画演示制冷循环是

5、由压缩、放热、节流和吸热四个过程组成。（1）压缩过程作用：压缩增压，便于气体液化。压缩机吸入蒸发器出口处的低温低压的制冷剂气体，把它压缩成高温高压的气体，然后送入冷凝器。（2）放热过程作用：排热、冷凝高温高压的制冷剂气体进入冷凝器与大气进行热交换，由于压力及温度的降低，制冷剂气体冷凝成液体，并放出大量的热。（3）节流过程作用：降温降压以利于吸热；控制制冷能力以及维持制冷系统正常运行。高压高温制冷剂液体经膨胀阀节流降温降压，以雾状排出膨胀装置，迅速地变成低温低压液体，以利于吸热、控制制冷能力以及维持制冷系统正常运行。（4）吸热过程经降温降压后的雾状制冷剂液体进入蒸发器，在蒸发器内蒸发、沸腾成气体

6、。四、质疑1.气体加压后能否直接变为液体？制冷剂为什么还要放热？2.降低液体表面的压力，其沸点将如何变化？五、互动性交流学生自由提问题，老师可只作启发性回答。六、总结由老师引导思路，学生将本讲内容进行总结。总结的主要内容是：1.空调系统的组成和功能。2.制冷基本原理和制冷循环的工作过程。作业1.汽车空调由哪几部分组成？各部分的作用是什么？2.制冷循环是如何进行的？教学后记制冷循环是通过制冷剂状态的变化实现温度降低的，讲解时应围绕改变制冷剂的状态的方法、影响因素方面进行分析。第二讲 空调制冷系统主要零件的结构及工作过程教学内容空调制冷系统主要零件的结构及工作过程计划学时2教学目标1.掌握制冷系统

7、中压缩机、冷凝器、膨胀阀、储液干燥器等主要部件的作用、类型、结构和工作过程；2. 熟悉各类型压缩机、冷凝器、膨胀阀之间的区别。教学重点压缩机、冷凝器、膨胀阀、储液干燥器等主要部件的作用和工作过程；解决措施实物讲解，动画演示教学难点压缩机、冷凝器、膨胀阀、储液干燥器等主要部件的工作过程；解决措施动画演示教学过程一、导入新课由教师引导思路，复习制冷循环的工作过程，引入新课。想一想：制冷剂的升压、降温是通过哪些部件完成的？二、制冷循环系统的组成 示频演示汽车空调制冷系统由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、蒸发器、风机及制冷管道等组成。互动性交流：由老师引导思路，学生回答各部件的作用？三、制冷压缩机

8、1.作用：吸入来自蒸发器的低温、低压制冷剂蒸气，压缩制冷剂蒸气使其压力和温度升高，并将制冷剂蒸气送往冷凝器。2.类型：按其运动型式和主要零部件形状分类往复活塞式曲轴连杆式直列式 、V型 、W型 、S型变容曲轴连杆式径向活塞式轴向活塞式翘板式 、斜板式旋转式叶片式气缸圆形 、气缸椭圆形变容叶片式转子式滚动活塞式 、三角转子式螺杆式单转子螺杆 、双转子螺杆变容螺杆式涡旋式变容涡旋式1.斜板式压缩机结构：图片演示各气缸以压缩机主轴为中心布置，活塞运动方向与压缩机的主轴平行。斜板与压缩机主轴固定在一起，斜板的边缘装合在活塞中部的槽中，活塞槽与斜板边缘通过钢球轴承支承在一起。工作过程：动画演示当主轴旋转

9、时，斜板也随着旋转，斜板边缘推动活塞作轴向往复运动。如果斜板转动一周，前后两个活塞各完成压缩、排气、膨胀、吸气一个循环，相当于两个气缸作用。想一想： 当前活塞进行压缩行程时，后活塞进行哪一个行程？2.叶片式压缩机结构：图片演示转子在圆形气缸中偏心安装，在转子上安装若干叶片，与壳体形成几个密封的空间，在壳体上设置有吸气孔、排气孔和排气阀。工作过程：动画演示当转子旋转一周时，密封空间的容积发生“扩大-缩小-几乎为零”的循环变化，制冷剂蒸气在这些空间内也发生吸气-压缩-排气的循环。压缩后的气体通过簧片阀排出。互动性交流：由老师引导思路，学生总结两种压缩机的特点。 四、冷凝器作用：将压缩机送来的高温、

10、高压制冷剂蒸气液化或冷凝，从而得到高压制冷剂液体。结构：图片演示1.管片式：由铜质或铝质圆管套上散热片组成。片与管组装后，经胀管法处理，使散热片胀紧在散热管上。特点：散热效果较差。一般用在大中型客车的制冷装置上。2.管带式：由多孔扁管弯成蛇管形，并在其中安置散热带后焊接而成。特点：散热效果比管片式冷凝器好一些，但工艺复杂，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。3.鳍片式：在扁平的多通管道表面直接锐出鳍片状散热片，然后装配成冷凝器。特点：散热鳍片与管子为一个整体，不存在接触热阻，散热性能好；管、片之间无需复杂的焊接工艺，加工性好，节省材料，而且抗振性也特别好。五、储液干燥器和集

11、液器1.储液干燥器作用：暂时存储制冷剂，使制冷剂的流量与制冷负荷相适应；滤除制冷剂中的杂质，吸收制冷剂中的水分，防止制冷系统管路脏堵和冰塞，保护设备部件不受侵蚀。结构：图片演示主要由外壳、视液镜、安全熔塞和管接头等组成。视液镜用于观察制冷剂在工作时的流动状态，由此可判断制冷剂量是否合适。易熔螺塞是制冷系统的安全保护装置。当系统内的压力达到3MPa左右时，熔塞中心孔内的易熔材料便会熔化，制冷剂通过安全熔塞的中心孔逸出散发到大气中去，从而可避免系统的其它部件因压力过高而被胀坏。注意事项：对直立式储液器而言，安装时，一定要垂直，倾斜度不得超过15。在安装新的储液干燥器之前，不得过早将其进出管口的包装

12、打开，以免湿空气侵入储液器和系统内部，使之失去除湿的作用。安装前一定要先搞清楚储液器的进、出口端，在储液器的进出口端一般都打有记号，如进口端用英文字母IN，出口端用OUT表示，或直接打上箭头以表示进、出口端。2.集液器作用：将制冷剂进行气液分离；起到与储液干燥器相同的作用。六、膨胀阀和膨胀管作用：节流降压、控制流量类型：内平衡热力膨胀阀、外平衡热力膨胀阀、H型膨胀阀。1.外平衡热力膨胀阀结构：热敏管、毛细管、膜片、球阀、顶杆、弹簧。工作过程：动画演示当较多的制冷剂进入蒸发器，蒸发器内压力上升，大量制冷剂蒸发吸热，因温度下降使热敏管内液体收缩压力降低，膜片下侧压力增加，上侧压力降低，阀门开度减小

13、。反之，阀门开度增大。膜片上、下侧压力经常处于不平衡状态，阀门开度不断地增大和减小，从而自动控制了进入蒸发器的制冷剂，使制冷剂在蒸发器内充分吸热蒸发。想一想：若进入蒸发器内的制冷剂以液体状态存在，热敏管内的液体压力如何变化？2.内平衡式膨胀阀与外平衡式膨胀阀的结构大同小异，不同之处在于内平衡式膨胀阀没有平衡管，膜片下方的气体压力直接来自于蒸发器的入口。3.H型膨胀阀结构：取消了外平衡膨胀阀的外平衡管和感温包，直接与蒸发器进出口相连。有四个接口通往空调系统，其中一个接干燥过滤器出口，一个接蒸发器入口，一个接蒸发器出口，一个接压缩机进口。感温元件处在进入压缩机的制冷剂气流中。特点：安装在蒸发器的进

14、出管之间，感应温度不受环境影响，调节灵敏度较高。无感温包、毛细管和外平衡管，不会因汽车颠簸引起充注系统断裂外漏，也不会引起感温包包扎松动而影响膨胀阀的正常工作。结构紧凑、使用可靠、维修简单，符合汽车空调的要求。4.膨胀管作用：直接安装在冷凝器出口和蒸发器进口之间，用于将液态制冷剂节流降压。结构：在塑料套管外环形槽内，装有密封圈。把塑料套管连同膨胀管都插入蒸发器进口管中。膨胀管两端都装有滤网，以防止系统堵塞。七、蒸发器作用：雾状制冷剂在蒸发器中蒸发，吸收蒸发器周围空气中的热量，使其降温，达到制冷的目的。类型：管片式、管带式和层叠式。四、质疑1.制冷剂在冷凝器、蒸发器内的状态有何区别？能否将其互换

15、使用？2.若膨胀阀的热敏管断裂，制冷系统的性能将如何变化？五、互动性交流学生自由提问题，老师可只作启发性回答。六、总结由老师引导思路，学生将本讲内容进行总结。总结的主要内容是：1.制冷循环系统的组成。2.压缩机的作用、类型、工作过程。 3.冷凝器、蒸发器的作用、结构特点。4.膨胀阀的作用、类型、工作过程。作业1.空调压缩机是如何进行吸气、压缩、排气、膨胀循环的？2.外平衡式膨胀阀与H形膨胀阀有何区别？教学后记讲授本讲内容时，可按照作用、结构、工作过程顺序介绍各部件，再总结各类型间的区别和特点。第三讲 调节系统的组成和工作过程教学内容调节系统的组成和工作过程计划学时2教学目标1.掌握空调调节系统

16、的功能和调节方式；2.掌握空调控制系统的控制内容和控制方式；3.熟悉空调控制系统的工作过程； 教学重点空调控制系统的控制内容和控制方式解决措施实物讲解，动画演示教学难点空调控制系统的工作过程解决措施动画演示教学过程一、导入新课由教师引导思路，复习上节课内容，引入新课。想一想：驾驶员欲选择不同的室内温度，仅靠膨胀阀能否完成？二、调节系统的功能 示频演示功能：温度调节、出风口位置调节、鼓风机风速调节和空气的内外循环调节等。1.温度调节作用：调节驾驶室内空气的温度工作过程：动画演示在空气进气道中，所有的空气都通过蒸发器，用一个调节风门控制通过加热器芯的空气量，通过加热器芯的空气和未通过加热器的空气混

17、合后形成不同温度的空气从出风口吹出，实现温度调节。在空调的控制面板上设有温度调节拨杆或旋钮，用来改变调节风门的位置。想一想：若改变通过蒸发器的空气量，能否达到调节温度的要求？ 2.气流选择调节作用：控制出风位置工作过程：动画演示空调系统的出风口分别设置了中央出风口、边出风口、脚下出风口和挡风玻璃除霜出风口等，可根据需要通过控制面板上的气流选择调节拨杆或旋钮，选择不同的出风口出风。3.空气进气选择调节作用：选择进入车内的空气是外部的新鲜空气还是车内的非新鲜空气。工作过程：动画演示通过控制面板上的内外循环选择按钮或拨杆控制进气口处的调节风门实现。4.鼓风机转速的调节作用：调节空气的流速工作过程：在

18、鼓风机电路中串入3个电阻，通过开关选择不同电阻串入鼓风机电路中，实现4个转速档。三、通风系统作用：将车外的新鲜空气引入车内，将车内的污浊空气排出车外， 基本形式： 1.动压通风汽车行驶时的压力分布有正压区和负压区。通风时将进风口设在正压区，排风口设在负压区即可。2.强制通风在进风口安装在台鼓风机将车外的空气吸入车内，车内的空气从排风口排出。想一想：若车辆行驶速度较低时，动压通风能否正常工作？四、空气净化系统作用：除去车内空气中的灰尘，保持车内空气的清洁。净化方式：在空调系统的进气系统中安装空气滤清器五、空调控制系统作用：保证空调系统能正常工作。1.电磁离合器作用：控制发动机与压缩机的动力传递。

19、结构：带轮组件、衔铁组件、线圈组件。带轮由轴承支撑，可以绕主轴自由转动。线圈绕组用于产生电磁场的。衔铁组件由驱动盘、摩擦板、复位弹簧等组成，整个组件靠花键与压缩机主轴连接。工作过程：动画演示当线圈绕组中有电流通过时，产生较强的电磁场，吸合衔铁与带轮组件紧密结合。带轮的转动带动压缩机工作；当电流消失后，衔铁靠复位弹簧迅速与带轮分离，带轮仍在转动，但压缩机停止了工作。想一想：若压缩机吸入了制冷剂液体，电磁离合器将如何工作？ 2.蒸发器的温度控制作用：控制蒸发器温度，防止蒸发器结霜。控制方式：控制蒸发器的压力、控制压缩机的运转（1）蒸发压力调节器作用：根据制冷负荷的大小调节蒸发器出口处的压力，确保蒸

20、发器出口的压力使制冷剂不低于0。结构：金属波纹管、活塞、弹簧工作过程：动画演示当制冷负荷减小时，蒸发器出口处制冷剂的压力就会降低，作用在活塞上向左的力Pe减小，此力小于金属波纹管内弹簧向右的力Ps，使活塞向左移动，阀门开度减小，制冷剂的流量也随之减小，并使蒸发器出口处的压力升高。反之，负荷增大时，活塞可向右移动，阀门开度增在，增加制冷剂的流量，以适应制冷负荷的需要。（2）蒸发器温度控制电路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，向空调ECU输送低温信号，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。3.冷凝器风扇控

21、制控制方式：串联电阻方式、风扇串联或并联方式工作过程：动画演示以风扇串、并联方式控制转速的电路为例。不开空调时，3号继电器线圈不工作，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，1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，空调系统压力也较低，2号继电器线圈也通电，下触点闭合，形成了冷凝器风扇和散热器风扇的串联电路，两个风扇均以低速运转。如果冷却液温度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，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

22、电路，两个风扇均以高速运转。4.制冷循环的压力控制作用：控制制冷系统内的压力，防止制冷剂量过少或过多。方式：在系统的高压管路中安装低压开关、高压开关或组合压力开关。（1）高压开关作用：防止系统在异常的高压下工作。工作过程：当冷凝器内压力出现异常上升时，开关自动切断电磁离合器的电路，使压缩机停转，或接通冷却风扇高速挡电路，自动提高风扇转速，以降低冷凝温度和压力。压力控制范围为：2.823.10MPa时断开，1.031.73MPa时接通。（2）低压开关作用：防止压缩机在压力过低的情况下工作。工作范围一般为：80110kPa时断开；230290kPa时接通。（3）高、低压组合开关防止因制冷剂泄漏而损

23、坏压缩机;当系统内制冷剂高压异常时，保护系统不受损坏;在正常工作状况下，冷凝器风扇低速运转，实现低噪音，节省动力；当系统内高压升高后，风扇高速运转，以改善冷凝器的散热条件，实现了风扇的双速运转。5.发动机的怠速控制作用：控制发动机怠速转速，保证空调系统正常工作。类型：被动式控制、主动式控制（1）被动式控制当发动机转速低于规定转速时，三极管VT1导通，使三极管VT3截止，继电器1触点分开，电磁离合器线圈电流被切断，压缩机停转。当蒸发器表面温度降至规定值，热敏电阻阻值升高到使三极管VT2导通，三极管VT3截止，继电器1触点分开，压缩机停转。（2）主动式控制当接通空调制冷开关（A/C）后，发动机的控制单元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。六、空调