第四章 汽车空调的采暖、通风与净化系统

图4-7真空冷却液控制阀
图4-6拉绳冷却液控制阀
真空控制阀可以用于手动空调，也可以用 于自动空调。它主要由一个封闭膜片盒、 活塞和阀体所组成，如图4-7所示。膜片盒 内有膜片（橡胶片）、弹簧和真空管接头。 控制真空冷却液阀的是真空膜片盒，真空 从发动机的进气歧管或真空罐引来。
（3）风道布置 水暖式采暖系统的进、排风装置是由 进风筒、出风筒、出风口和控制风门 等组成，如图4-8所示。
（2）间接换热式 间接换热式由风机、热交换器、暖风管道和控制元件等四部分组成。
余热气暖式暖风装置按空气加热器结构不同，可分为热交换器式和热管式两种型式。 ①热交换器式
汽车余热气暖热交换器式采暖装置 结构是在发动机的排气管上安装一 个热交换器用于加热空气。工作时， 将通往消声器的阀门关闭，汽车废 气就进入热交换器内，用于加热热 交换器外的冷空气，冷空气通过热 交换器吸收热量后温度升高，由风 机吹入车厢内用于采暖和除霜，如 图4-10所示。
图4-10余热气暖热交换器式采暖装置结构
②热管式
利用小型热管式换热器，高效回收汽车发动机排 气中的余热，用于大型汽车的冬季采暖。
汽车发动机的废气通过废气进口进入热管换热器 的加热段，使“碳钢——氨”重力式热管（垂直 安装）内的氨液真空蒸发，蒸气在热管冷凝段放 出热量，加热由汽车车头窗下通风口进入的新鲜 空气，加热后的新鲜空气由风机吹送到车厢内用 于采暖。如图4-11所示。
（2）热管式 利用热管换热器，回收发动机排气中的余热，主要用大型汽车的冬季暖。
2．独立式供暖系统 大型豪华旅车、客车以及在寒冷地区使用的汽车，常用独立式供暖系统。所谓独 立式，即它的运行独立于发动机。根据被加热介质的不同，分为气暖式加热器和 水暖式加热器。
（二）根据空气循环方式，汽车供暖系统又分为内气式、外气式、内外混合式 1．内气式（又称内循环式） 是指利用车内空气循环，将车厢内部空气（用过的）作为载热体，让其通过热交 换器升温，使升温后的空气再进入车厢内取暖。
图4-25空气负离子发生器器工作原理
3．空气净化器 空气净化器是一种将除尘和去毒及除臭功能集于一身的空气清洁器，它由电离部、 集尘部、活性炭吸附器等三部分组成，如图4-26所示。
图4-26空气净化器
第三节 汽车空调配气方式与气流组织形式
图4-14独立气暖式加热器结构图
图4-13废气水暖系统
（二）独立式供暖系统 1．独立气暖式采暖装置结构与工作原理 独立气暖式供暖系统这种装置一般由燃烧 室、热交换器、燃油供给系统、空气供给 系统、控制系统等组成，如图4-14所示。
其工作过程为：风扇电机接通电源，带动助燃空气风扇 和暖风风扇，同时油泵向燃烧室供油，油在燃烧室进口 处雾化与自助燃空气进口进来的空气混合，由火花塞点 火燃烧。燃烧产生的热量经热交换器与由冷风进口进来 的冷风进行热交换，冷风变为暖风由暖风出口供入车厢 内。
图4-21静电除尘器工作原理
图4-22所示为实用的静电集尘式空气净化装置结构示意图，它通常安装在制冷、 采暖采用内循环方式的大客车上，采用这种装置净化后的空气清洁度很高，可 以充分满足汽车对舒适性的要求。
图4-22静电除尘式空气净化装置结构示意图
（3）汽车空调常用的过滤器 ①初效过滤器 ②中效过滤器 ③高效过滤器 ④静电除尘过滤器 ⑤水淋式过滤器
CO 2NOx 2HC 催化剂N 2H2O 3CO2
（3）负离子发生器 现代医学研究发现，空气中含有三类离子，即：轻离子、中离子、重离子，三种离 子都是带电离子，其中带负电荷的轻离子称负离子，对人体健康有益，其它的离子 对人体有害。
负离子发生器一般利用电晕放电法使空气离子化。其原理如图4-25所示。
图4-23高效过滤器
图4-24水淋式过滤器
2．汽车空调的除臭去毒 ⑴利用活性炭除臭 利用活性炭来除臭仍然是汽车空调除臭的主要方法，它能吸附空气中有毒有气味的 成分，如汗臭、烟臭和人体发出的各种异味，其次还能吸收有害的氯化物和硫化物。
（2）催化反应器去毒 活性炭只能吸附有气味的气体，对汽车空调最常存在的有毒气体CO、NOx、HC 等几乎不起吸附作用。近年来已经研究出高效除去汽车空调中常有的有毒气体的 方法，就是使用催化反应器。当带着有毒的CO、NOx和HC化合物的气体通过催 化反应器时，在催化剂的作用下，CO、NOx、HC化合物在较低的温度下（250～ 350℃），很快进行化学反应，转化为无毒性的CO2、N2和H2O，其化学反应方 程式为：
整体空调器将加热器和蒸发器装在一个箱 子里，共用一台风扇，两者之间用阀门隔 开，如图4-5所示。
②热水阀
热水阀用来控制采暖机的冷却液 通路，通常装在加热器入水管的 前面。
热水阀有两种：一种是拉绳控制 阀，另一种是真空控制阀。
拉绳控制阀在手动空调中使用， 依靠人工移动调节键来移动开关 的钢索，以关闭或打开控制阀， 如图4-6所示。
（三）综合通风 综合通风是指一辆汽车上同时采用动压通风和强制通风。
二、汽车空调的空气净化装置 汽车空调的净化包括两部分：车室外空气的净化和车内循环空气的净化。
1．对粉尘的净化 汽车在公路上行驶，粉尘是汽车空调的最大污染物。根据粉尘特性的不同，除尘 净化可以采取过滤除尘和静电除尘两种。
（1）过滤除尘装置 过滤除尘是在空调系统的送风和回风口处设置空气滤清装置，它的原理主要是对尘 埃进行筛滤和拦截，其次是借助惯性作用和扩散作用。
3．车上玻璃除霜
二、汽车空调供暖系统的分类 （一）根据所使用的热源不同，可分为非独立式供暖系统和独立式供暖系统。 1．非独立式供暖系统
非独立式供暖系统，也可称为余热式供暖系统，它利用汽车排气余热或发动 机冷却循环水的余热作为热源并引入热交换器，由风机将车内或车外空气吹过 热交换器而使之升温。余热式供暖系统又分为余热水暖式供暖系统和余热气暖 式供暖系统两种形式。
（2）静电除尘装置 静电除尘是在空气进口的过滤器后再设置一套静电除尘装置或单独安装一套用于净化 车内空气的静电除尘装置。
下图为静电除尘式空气净化过程图。
静电除尘器的工作原理是以静电除尘方式把微小的颗粒尘埃、烟灰及汽车排出的气体 中含有的微粒吸附在集尘板上。其工作过程是通过高压放电时产生的加速离子通过热 扩散或相互碰撞而使浮游尘埃颗粒带电，然后在高压电场中库仑力的作用下，克服空 气的阻力而被吸附在集尘电极板上，如图4-21所示为静电除尘原理图。
图4-11热管换热器安装结构
这类采暖装置有效地利用了 排气余热，在8m长以上客 车上装用，车内外温差可达 到30℃以上。如图4-12所示。
图4-12客车热管式采暖装置布置
（3）废气水暖式采暖系统 废气水暖系统是在总废气出口处，安 装一个带翅片的热水器，700～ 800℃的高温废气加热流过热水器的 水，这种水是乙二醇和水的液体，温 度达到105℃左右，再将热水送到空 调器的加热器加热空气，送到车内调 节温度，如图4-13所示。
2．外气式（又称外循环式） 是指利用车外空气循环，全部使用车外新鲜空气作为载热体，让其通过热交换器升 温，使升温后的空气再进入车厢内取暖。
3．内外气并用式（又称内外混合式） 是指既引进车外新鲜空气，又利用部分车内的原有余气，以新旧空气的混合体作为 载热体，通过热交换器，向车厢里供暖。
三、汽车空调采暖系统的构造与原 理 （一）余热式采暖系统 1．余热水暖式采暖装置 （1）余热水暖式采暖装置的结构 与工作原理 水暖式加热系统的结构组成如图 4-1所示
图4-2余热水暖式暖风加热系统
水暖式采暖系统的暖风机结构如 图4-4所示。
图4-4水暖式采暖系统分解图
（2）水暖式采暖系统主要部件 ①水暖式暖风机
水暖式暖风机有两种，一种是单独 式暖风机，另一种是整体空调器。
单独式暖风机由加热器、风扇、外 壳组成，如图4-3所示。
图4-5整体空调器
图4-3单独式暖风机
图4-8水暖式采暖系统风控装置
图4-9所示为水暖式内外混合循环暖风装置。 图4-9水暖式采暖系统风道布置图
2．余热气暖式加热装置的结构与工作原理
气暖式供暖系统是利用发动机的排气余热进行车厢采暖。
气暖式采暖系统按布置可分为直热式和间接换热式。
（1）直热式 直热式是采用铸铁圆形暖气管或用薄铁板制成的圆形、方形暖气管，在车内通道处 地板上前后纵向布置，前端接于发动机排气管后。
图4-15独立水暖式加热器结构图
第二节 汽车空调的通风装置与净化装置
为了保证乘员健康，汽车空调不断地将新鲜空气送入车内取代污浊空气，并通过 净化设备，提高车内空气的清新度的过程，称为通风净化。
一、通风装置 将新鲜空气送进车内，取代污浊空气的过程，称为通风。根据我国对轿车、客车的 空调新鲜空气要求，换气量按人体卫生标准最低不少于20m3/h•人，且车内的CO2的 体积分数一般应控制在0.03％以下，风速在0.2m/s
2．独立水暖式暖风装置的结构与 工作原理 独立水暖式供暖系统独立水暖式供 暖系统的工作原理与气暖式基本相 同，不同的是加热介质是水而不是 空气，用水泵代替了风扇。 独立式水暖式暖风加热装置的结构 如图4-15所示，它由热交换器、风 机、电动机及外壳等组成。
其工作过程为：风扇电机接通电源，带动 助燃空气风扇和暖风风扇，同时油泵向燃 烧室供油，油在燃烧室进口处雾化与自助 燃空气进口进来的空气混合，由火花塞点 火燃烧。燃烧产生的热量经热交换器与由 进水口进来的冷水进行热交换，冷水变为 暖水后从出水口输送到安装于车内的暖风 加热器，使鼓风机送来的车厢内空气（内 气式）或外部空气（外气式）与暖风加热 器中的热水进行热交换，鼓风机再将加热 后的空气送入车厢内。整个加热器的运行 由控制装置控制。
1）余热水暖式供暖系统 利用发动机的冷却水为热源来供暖的系统，称为余热水暖式供暖系统。轿车、货车 和小型面包车常用这种装置。
2）余热气暖式供暖系统 利用汽车排气余热来供暖的系统，称为余热气暖式供暖系统，主要有以下两种形 式。 （1）热交换器式 这种装置的工作原理是在发动机的排气管上，安装一个热交换器作加热空气。