公开课 第六单元 汽车空调系统

1.温度
在夏季人感到最舒适的温度是22～28℃，在冬季则是16～ 18℃。
另外，人体面部所需求的温度比足部略低，即要求“头 凉足暖”，温差大约为2℃。
2.湿度
人觉得最舒适的相对湿度夏季是50%～60％，冬季则是40 ％～50%。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。
3.空气流速
高温高压的液体 冷凝器 高 温 高 压 的 气 体
干燥储液器 高 温 高 压 的 液 体
冷凝风扇 前蒸发器 低温低压的气体
低 温 低 压 的 气 体
后风机 压缩机 后蒸发器
后膨胀阀
低温高压的液体
2.汽车空调制冷系统的基本组成
图2 汽车空调蒸汽压缩制冷系统 1-电磁离合器；2-压缩机；3-轴流式冷却风机；4-车外冷空气；5-冷凝器； 6-储液干燥器；7-热空气（吹向发动机）；8-高压管路；9-车内热空气；10-离心式冷却风机； 11-节流膨胀阀；12-蒸发器；13-冷空气（吹入车内）；14-低压管路；15-压缩机驱动皮带
2）冷凝器的结构类型
（1）管片式冷凝器。
管片式冷凝器结构比较 简单，加工方便，但散 热效果较差。管片式冷 凝器一般用在大中型客 车的制冷装置上。
图5 管片式冷凝器
1-进口；2-散热片； 3-出口；4-制冷剂散热管
（2）管带式冷凝器。
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， 一般用在小型汽车的制冷装置上。
汽车空调原理四个过程
（1）压缩过程：发动机运转时候，通过曲轴皮 带轮驱动空调压缩机运转，将低温、低压的制 冷气体从蒸发器中吸入，并加压成高温、高压 的气体输入冷凝器。 （2）放热过程：冷凝器中的高温高压气体，在 冷却液和冷却风扇的作用下，将热量散发到空 气中，使得制冷剂冷凝变成高压液态。
（3）节流膨胀过程：高压液态制冷剂经膨胀阀 节流后进入蒸发器膨胀成气体，压力和温度下 降。 （4）吸热制冷过程：蒸发器中的制冷剂在蒸发 过程中从周围的空气中吸收大量的热量，使周 围的空气得到冷却，用鼓风机将空气经蒸发器 吹入车厢，得到凉爽的冷风。
4.膨胀阀 1）膨胀阀
膨胀阀的作用：具有节流降压.调节流量.防止液击和 异常过热的控制。是制冷系统中的重要元件。
膨胀阀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。
（1）内平衡热力膨胀阀。
第六单元 汽车空调系统
课题一 课题二 课题三 课题四 课题五 汽车空调系统的组成和工作原理 汽车空调系统的主要组成部分 汽车空调系统的电器控制系统 汽车空调的使用、维护与检修 汽车的采暖与通风
空调是用来改善环境舒适性的设备，它可以调节空气 的温度、湿度，保持车内的空气清洁。
调节湿度
调节温度
调节气流 净化空气
表1
温度/℃ 项目 范围
舒适性环境参数
加速 度 /m•s-2
冬
夏
相对湿度 （%）
换气量 （%）
风速 /m•s-1
CO2 (%)
CO (%)
振动 /mm
噪声 /dB
舒适带
16~18
22~28
50~70
20~30
0.075~0.2
<0.03
<0.01
<3
<0.2
<45
不舒 适带
0~14
30~35
15~30 90~95
图13 储液干燥器 1—引出管； 2—干燥剂； 3—过滤器； 4—进口； 5—易熔塞； 6—出口； 7-视液镜（观察窗口）
二、汽车空调系统的工作原理
1.汽车空调制冷剂
传统的汽车空调制冷剂：
R12(氟里昂)
现代汽车空调普遍采用 R123a无氟制冷剂 备注：氟利昂对大气 臭氧层有破坏
传统R12 现代R134a无氟制冷剂
图6 管带式冷凝器
1-气态制冷剂；2-异型扁管； 3-波纹散热片；4-液态制冷剂
3.蒸发器
1）蒸发器的作用 蒸发器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， 风机再将冷风吹到车室内，达到降温的目的。 简单的说：低温低压的雾状液态转化为低温低压的气态
1.压缩机
1）压缩机的作用与分类 空调压缩机是汽车空调制冷装置的心脏、 动力元件，用来压缩和输送制冷剂。
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。 常用的轴向活塞式压缩机有斜盘式和摇板式两种。
1）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。 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。
5~10
<0.075 >0.3
>0.03
>0.015
>3
>2
>65
有害带
<0
>43
<15，>95
<5
>0.4
>10
>0.03
>4
>15
>120
一 、汽车空调系统的基本组成
（1）制冷系统：对车厢内空气或进入车厢的新鲜空气进 行冷却或除湿 （2）暖风系统：对车厢内空气或进入车厢的新鲜空气进 行加热和除湿。 （3）通风系统：将外部的新鲜空气引进车厢内，进行通 风和换气。 （4）空气净化装置：除去车厢内空气的尘埃、异味，使 空气清洁。 （5）电气控制系统：使得空调能正常工作，还有一系列 安全保护设施，实现自控调节的主要元件。
图4 斜盘运动原理
2.冷凝器
1）冷凝器的作用 汽车空调制冷系统中的冷凝器是一种由管子与散热片组 合起来的热交换器。 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。 一般安装位置：轿车的冷凝器安装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 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 冷，加速冷却。
2）蒸发器的结构类型 （1）管片式蒸发器。 管片式蒸发器由铜质或 铝质圆管套上铝翅片组 成，经胀管工艺使铝翅 片与圆管紧密相接触。 其结构较简单、加工方 便，但其换热效率较差。
图8 管片式蒸发器
（2）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 管片式复杂，需采用双面复合铝材及多孔扁管材料。这种蒸 发器换热效率可比管片式提高10％左右。
低温 低压 气 体
压缩机
（压缩）
气体
●耗电做功使低温低压冷媒气体 变为高温高压气体
高 温 高 压
蒸发器 （蒸发）
●空气吸收冷媒的冷量使 液态冷媒变为气态
冷凝器 （冷凝）
●向空气放出冷媒的热量使 气态冷媒变为液态
液 体
液 体
低温 低圧
膨胀阀 （膨胀）
●降低冷媒压力 ●调整冷媒流量
高 温
高圧
空调基本组成及工作原理
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 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， 并且以低速流动为佳。
4.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 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 内空气混浊，严重时会影响乘员的身体健康。
图9 管带式蒸发器 1—进口；2—出口；3—空气；4—管子；5—翅片；6—散热口
（3）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 制冷剂通道，每两片通道之间夹有波浪形散热带。特点加工 难度最大，但其换热效率也很高，结构很紧凑。所以是最有 前途的蒸发器形式。
图8-15 层ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ式蒸发器
2）按空调的功能分
可分为单一功能型、冷暖一体型两种。 ①单一功能型是将制冷、暖风、强制通风系统各自独立， 一般应用于大型客车和载货汽车上。 ②冷暖一体型空调。冷暖一体型空调的制冷、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制板上进行 控制。
课题二 汽车空调系统的主要组成部分
1、压缩机 2、冷凝器 3、蒸发器 4、节流阀（膨胀阀） 5、储液干燥器
课题三 汽车空调系统的电器控制系统
作业
1、练习册 2、报告册 1）画出原理图 2） 空调组成各部件的作用
（2）外平衡热力膨胀阀。
内平衡式膜片下的平衡压力从 蒸发器入口处导入，从蒸发器入口 到出口会有压力损失。其结构简单 ，适宜于压力损失小的蒸发器采用 。
外平衡式膜片式下的平衡压力从 蒸发器出口导入，这弥补了蒸发 器内部压力损失的影响。 适宜与压力损失大的蒸发器采用。
5.储液干燥器
1）储液干燥器
储液干燥器的作用：除去水分.储存液态制冷剂和过滤杂质。 储液干燥器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、干燥后流向膨胀阀。
汽车空调系统的类型
1）按驱动方式分
可分独立式空调、非独立式空调两类。
①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，为此多用于大、 中型客车。 ②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 冷量不足，高速时制冷量过量，影响汽车发动机的动力性，为 此多用于小型客车和轿车上。