第一章 车辆空调装置

第一章车辆空调装置1.1汽车空调装置汽车空调系统大部分采用冷暖一体化、集中控制模式功能如下：对车内空气或由外部引进的新鲜空气进行冷却或除湿去除前风挡玻璃雾气对车内空气或由外部引进的新鲜空气进行加热将外部新鲜空气引入车内去除车内尘埃、臭味、烟气及有毒气体1.1.1汽车空调的特点汽车空调安装在行驶的车辆上，承受着剧烈频繁的振动和冲击，因此，各个零部件应有足够的强度和抗振能力，接头应牢固并防漏。不然将会造成汽车空调制冷系统制冷剂的泄漏，破坏整个空调系统的工作条件，严重的会损坏制冷系统的压缩机等部件使用中要经常检查系统内制冷剂的多少由于制冷剂泄漏而引起的空调故障约占全部故障的80%汽车空调所需的动力均来自发动机其中，轿车、轻型汽车、中小型客车及工程机械的空调所需的动力和驱动汽车的动力均来自于同一发动机，这种空调叫非独立式空调系统大型客车和豪华型大、中客车，由于所需制冷量和暖气量大，一般采用专用发动机驱动制冷压缩机和设立独立的取暖设备，故称之为独立式空调系统虽然非独立式空调系统会影响汽车的动力性能，但它相对于独立式空调，在设备成本、运行成本上都较经济。据测试，汽车安装了非独立式空调后，耗油量平均增加10%～20%(与车速有关)，发动机输出功率减小10%～12%汽车的特定工作环境要求汽车空调的制冷、制热能力尽可能的大，原因如下：夏天车内乘客密度大，产热量大，热负荷高；冬天人体所需吸热量亦大为了减轻自重，汽车隔热层一般都很薄，加上汽车门窗多、面积大，所以汽车隔热性差，热损失多汽车的工作环境，因在野外直接接受阳光、霜雪、风雨等的影响，变化剧烈由于汽车本身的特点，要求汽车空调结构紧凑，质轻、量小，能在有限的空间进行安装。目前汽车空调的总重已比20世纪60年代下降了50%，而制冷能力却提高了50%汽车空调的供暖方式与室内空调完全不同汽车空调家用空调工作环境温度-30~100℃-30~50℃太阳辐射不可遮挡可遮挡换气频率大极少振动大几乎没有电源12V/24V直流110V/220V交流制冷剂R134aR22制冷量2.1~5.8kW1.9~4.1kW压缩机型式开放式封闭式压缩机转速变化大小动力来源汽车发动机电动机连接管路软管铜管汽车空调与家用空调的区别汽车空调的性能评价指标温度指标夏天空调应控制车内温度在25℃，冬天在18℃，以保证驾驶员正常操作，防止发生事故，保证乘员在舒适的状况下旅行湿度指标湿度指标用相对湿度来表示。人觉得最舒适的相对湿度在50%～70%，所以汽车空调的湿度参数要求控制在此范围内空气的清新度由于车内空间小，乘员密度大，在密闭的空间内极易产生缺氧和二氧化碳浓度过高除霜功能由于有时汽车内外温度相差太大，会在玻璃上出现霜雾，影响驾驶员的视线，所以汽车空调必须有除霜雾功能操作简单、容易、稳定汽车空调必须做到不增加驾驶员的劳动强度，不影响驾驶员的正常驾驶1.1.2汽车空调的结构

磁性离合器压缩机的旋转轴是通过磁性离合器及皮带与发动机曲轴相连取得动力的当装在蒸发器出风口的传感器感知出风的温度不够低时，它就会通过电路使压缩器的磁性离合器闭合，这样压缩器随发动机运转，实现制冷当出风温度低于设定的温度，它则控制磁性离合器切离，这样压缩机不工作如果这一控制失灵，那么压缩机将不断工作，使蒸发器结冰造成管道压力超标，最终破坏系统甚至造成损坏冷凝器膨胀阀蒸发器1．输液管Transfertube

2．弹簧Spring

3．多孔盖板Capplatewithholes

4．罐体Body

5．杯壳(底多孔)Cuppedshellwithholesatbottom

6．干燥剂Drier

7．连接管Connectingtube

8．过滤布Filtercloth

9．胶垫Rubbermat

10．滤网Strainerscreen

11．制冷剂充注阀Chargingvalveforrefrigerant

12．高低压力开关Low&highpressureswitch

13．出口Outlet

14．观察窗Sightglass

15、易熔塞Fusibleplug

16、进口Inlet

17、支架Holder

贮液干燥器主要由外壳、视液镜、安全熔塞和管接头等组成外壳由钢材焊接或拉伸而成，在其内部装有中心吸管、干燥剂和过滤网贮液器上部出口端装有一个玻璃视液镜，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，以及制冷系统的基本工作情况贮液器一般均安装在冷凝器旁或其它通风良好的地方，这是为了便于连接和安装，且易从顶部玻璃视液镜观察制冷剂的流动情况TP当环境温度为40℃时，R134a系统的高低压表正常显示值为：0.25MPa、1.06~1.2MPa1.1.3汽车空调常见故障及处理

1、常规检查主要检查和保养内容：制冷剂是否有泄漏。制冷量是否正常。各控制元件工作是否正常，电路是否能接通冷凝器是否通畅，有否明显污垢、杂物。制冷软管是否正常，各连接处是否连接牢靠压缩机皮带张力是否正常。系统运行时有否异常响声和气味。主要检查方法：手摸检查各部分温度是否正常。用眼检查泄漏部位及表面情况。从视液镜判断系统工况。用断开和接合电路的办法检查电器部件。用耳听和鼻嗅，检查有否异常响声和气味。手摸检查温度：高压区：从压缩机出口→冷凝器→储液干燥器→膨胀阀进口处，由烫到暖到常温。如果在其中某一部分(例如在冷凝器表面)发现有特别热的部位，则说明此部分有问题，散热不好。如果某一部位如储液器(或膨胀闻入口处)特别凉或者结霜，也说明此部位有问题。储液器进出口之间若有明显温差，则说明此处有堵塞，或者制冷剂量不正常。低压区。从膨胀阀出口→蒸发器→压缩机进口处，这些部件表面应该由凉到冷，但膨胀阀处不应发生冰冻现象。压缩机高低压侧之间应该有明显温差，若没有明显温差，则说明几乎没有制冷剂，系统有明显泄漏。用眼检查渗漏部位及表面情况检查渗漏部位：各个管道接头及阀门连接处；全部软管，尤其在管接头附近，察看有否鼓泡、裂纹、油渍；压缩机轴封、前后盖板密封垫、检修阀、安全阀处；冷凝器表面被刮坏、压扁、碰伤之处；蒸发器表面被刮坏、压扁、碰伤之处。膨胀阀的进出口连接处，膜盒周边焊接处，以及感温包与膜盒的焊接处；储液干燥器的易熔安全塞、视液玻璃、高低压开关连接处。检查皮带是否松弛、有毛边或老化；检查低压区有否严重结霜现象；检查蒸发器、冷凝器表面有否积灰；从视液镜检查制冷剂。从视液玻璃判断工况清晰、无气泡，但：

☞出风口是冷的，说明制冷量适当，制冷系统工作正常。

☞出风口不冷，说明制冷剂漏光了；

☞出风口不够冷，而且关掉压缩机1min后仍有气泡慢慢流动，或在关压缩机的一瞬间就清晰无气泡、无流动，说明制冷剂太多；

☞用交替开停空调机的办法检查，若开空调时看到清晰、无气泡，而关机的一瞬间，制冷剂起泡沫，接着就变澄清，说明制冷剂正常；如果开关空调机，从玻璃窗内看不到任何动静，而且压缩机进出口之间没有温差，说明制冷剂漏光。偶尔出现气泡，并且：☞时而伴有膨胀阀结霜，说明系统中有水分；☞无膨胀阀结霜现象，可能是制冷剂略缺少；有气泡，泡沫不断流过，说明制冷剂不足。如果气泡很多，可能有空气。有长串油纹，偶尔带有成块机油条纹，出风口不冷，说明几乎没有制冷剂。有泡沫较混浊，说明冷冻油太多，或干燥剂散了2、常见故障及处理方法可能的原因故障排除方法电器元件接触不良，保险丝熔断，空调开关损坏，继电器内线圈脱焊，地线接触不良检查电器元件，焊牢接线，更换损坏元件电磁离台器有故障检查离合器外界气温过低检查低温(低压)保护开关恒温器调定值太高，而室温又很低将桓温器转至最低温度档检查制冷剂漏光检查制冷剂量，补漏并加液，检查低压保护开关怠速提高装置有故障，怠速未提高检查怠速提高装置并调整、修理热敏电阻不对检查热敏电阻压缩机轴承烧坏或缺油分解压缩机，更换轴承或按规定加油压缩机的皮带过松或断裂张紧或更换皮带压缩机不启动1.3铁道车辆空调装置铁路客车空气调节装置是控制客车厢内温度、湿度、风速、清洁度及噪声，并使之达到规定标准的空气调节装置1.3.1铁路客车空调的结构与特点工作环境恶劣列车夏季长时间在烈日下运行，环境温度高，对单元机组的性能有较高的要求，同时由于单元机组置于车外顶部，暴露于日晒雨淋和列车机车的烟尘之中，易受污染腐蚀由于冬季列车的车外温度可能低于-15℃，所以客车空调较少采用热泵式。采用热泵式的单元机组要求运行地区冬季室外温度不低于-15℃。机组还应防雨水渗漏及蒸发器冷凝水吹入车厢热负荷波动范围大我国幅员辽阔，南北温差大，列车一天内的环境温差大，并且车内人员密度的变化也很大，故热负荷波动大。因而，单元机组采用一台机组两套制冷系统的形式，热负荷小时仅一套系统工作，自动调控装置根据车内回风温度自动调节单元机组的工作状态，使车内温度维持在一定的范围内。控制电路复杂列车空调的控制有二种方式，一种是列车集中控制；另一种是各车厢分别控制（本车厢控制）。后者又分为手动和自动控制。采用集中控制时，由工作人员在发电车集中控制全列车的空调系统。本车厢控制时，列车员直接控制车厢的空调系统。控制系统中必须设置必要的保护器件，以确保单元机组安全有效地工作，并且要求随时直观地显示机组的运行状态，故控制系统中还包括信号及故障显示部分。1.3.2车顶单元机组1.4飞机空调1.4.1基本要求温度：加压区域为-52~7l℃，非加压区域为-51~93℃湿度：飞机遇到的所有湿度条件下(包括下雨)，系统都应正常工作；气压：相应海拔高度的气压载荷：各种机器设备应能承受下述载荷3秒，垂直下方4.0g，垂直上方2.0g，水平方向1.0g，另外，各种机器设备在上述1.5倍裁荷时，不得从安装状态下脱开。特别有关客舱室内设备在承受向前20g的载荷时不得破损噪声：飞机在机场运转时，机外噪声及飞行中驾驶室、客舱内噪声声压级规定制冷透平的换热器用空气吸进口处噪声约80dB(A)以下，飞行中(高度10500m，机速0.8马赫、巡航推力时)，驾驶室内不超过83dB，客舱室内89dB综合声压级1.4.2空调系统性能要求

在地面时：夏天(39℃)客舱内能维持24℃，能进行135~180kg/min的换气。另外，在-40℃的外气温度，载有20％的乘客情况下仍能维持24℃飞行中：所有飞行状态时都应维持客舱内24℃冷却空气的性能：最大上升推力，高度为1500m以上时，应能维持24℃只用换热器时的冷却性能：冷却空气两个换热器中仅用一个进行空调时，外气温度-8℃，高度10500m条件下，客舱仍能维持24℃温度调节范围：18~30℃温度调节应答性：设定温度后5min以内应达到设定温度1.4.3飞机空调系统简单循环系统简单循环系统转子部分由主轴、风机轮和透平涡轮组成来自飞机发动机的高压空气流经高效换热器，被机舱外的冷空气冷却后进入透平涡轮，通过透平涡轮的工作轮对外输出功并获得低温，其输出的功带动另一端的同轴风扇抽吸舱外的冷空气，保证在飞机着陆和低速飞行时仍能工作简单循环系统制冷效率较低，换热器尺寸大，结构简单早期战斗机F-101、F-5E和轰炸机B-52、B-57等得到了广泛应用，尤其是在前苏联的各式飞机上，几乎全部采用了这种系统二轮升压循环系统转子系统由主轴、离心式压缩机工作轮和透平涡轮的工作轮组成透平涡轮输出的轴功用来带动离心压缩机，进一步提高膨胀前气体的压力，从而提高透平涡轮的膨胀比二轮升压循环系统由于二次增压的作用，系统不需要很高的气源压力。在飞机高速飞行中，可以利用冲压空气作为冷却介质,但在陆地上时仍需要采用电力驱动的冷却风扇应用于战斗机F-14、幻影2000、轰炸机B-1、波音系列B727、737、747、757、767等的旅客舱、驾驶舱和设备舱的空调系统三轮升压循环系统转子是由主轴、离心式压缩机、透平涡轮和风扇组成透平涡轮输出的功，一部分用于驱动风扇，给换热器提供冷空气；一部分驱动离心式压缩机，用于提高膨胀前的压力三轮升压循环系统由于同轴风扇消耗了一部分能量，使三轮系统膨胀前的压力低于二轮系统膨胀前的压力，而空调在飞机着陆时无需附加电扇应用广泛，在各式旅客机和运输机上，美国的DC-10、L-1001，英国的BAe-146、SD3-30，法英等五国合作的A330、A340等四轮升压循环系统1990s，新型的四轮升压循环系统被用于波音B777与MD-12旅客机四轮升压循环系统的转子上添加了第二级，冷凝器位于两级透平涡轮之间，不同于二轮、三轮循环系统结构第一级透平涡轮出来的冷空气为了防止冷凝器结冰温度控制高于零度，冷凝来自压缩机的空气，再进入第二级透平涡轮进行二次膨胀产生低温空气空气制冷式空调车一般由动力、传动、冷却、加温、控制、自检、操控、电气、车体等系统组成根据使用需要,动力系统可由柴油机组或电动机组组成空调系统由制冷压缩机、过滤器、空气散热器、增压涡轮冷却器、冷热交换器、除水器、供风专用软管组成操纵系统采用人工操纵和自动控制两种方式自动控制系统由工作状态监测和故障诊断的计算机系统组成1.4.4飞机空调车空气制冷式空调车的工作原理空气压缩机将空气压缩增压，送入空气散热器利用环境温度散热降温，然后送入增压涡轮冷却器的增压室内进行二级增压，再送入二级空气散热器再次散热降温空气制冷式空调车的工作原理经过两次加压后的高压气体送入增压涡轮冷却器的制冷室内,高压气体在制冷室内