第6章汽车空调系统

•3.空气流速
• 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。
第6章汽车空调系统
•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。
• 衡量汽车空调质量的指标主要有四个，即温度、湿度、 空气流速和空气清洁度。
第6章汽车空调系统
•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。
•②冷暖一体型空调。冷暖一体型空调（图8-1）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。
第6章汽车空调系统
•工作时又可分为ຫໍສະໝຸດ Baidu、暖风分别工作的组合式，冷暖风可同时 工作的混合调湿式两种。混合调湿式结构紧凑，易调温，操 作方便，多用于轿车上。
•图8-1 冷暖一体型示意图
•表8-1舒适性环境参数
项目 范围
温度/℃
相对湿度 换气量 风速
CO2
冬
夏
（%） （%） /m•s-1
(%)
CO
加速 度
振动
噪声
(%)
/m•s-2 /mm /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
• 在汽车行驶时，强制通风经常与动压通风一起配合使用。 轿车均采用动压通风与强制通风相结合的方式，其通风装置 与采暖装置、制冷装置等结合在一起而形成完整的空调系统， 导入的外气既可经调节也可不经调节而进入车内。
•8.2.2汽车空调采暖系统
• 采暖系统是一种将空气送入热交换器（又称为加热器）， 同时吸入某种热源的热量，以提高空气温度的装置。
第6章汽车空调系统
•2）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。
• 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。
• 汽车空调制冷容积式压缩机种类繁多。按排量变化与否 可分为定量式和变量式两大类。常用的定量式压缩机按运动形 式和主要零件形状不同，又可分为往复活塞式和旋转活塞式两 大类。常用的轴向活塞式压缩机有斜盘式和摇板式两种。
• 由此可知，汽车空调制冷系统实际上是一个传热系统，通
过制冷剂的物态变化和循环流动把车厢内的热量传送到车外，
使车内温度降低。
第6章汽车空调系统
•8.2.4汽车空调制冷系统组成
•1.压缩机
•1）压缩机的作用与分类
•作为汽车空调制冷系统的核心部件，压缩机（compressor） 具有两个重要功能：压缩机吸气时相当于一个真空泵，使系 统内部产生低压，吸入蒸发器中低温、低压的气态制冷剂。 然后，在压缩过程中将气态制冷剂压缩成高温、高压状态并 输入冷凝器，维持制冷剂在制冷系统管路中循环流动。
第6章汽车空调系统
•8.1.3汽车空调系统的组成和分类 •1.汽车空调系统的基本组成
• 现代汽车全功能空调系统由制冷系统、供暖系统、通风 系统、空气净化装置及控制系统等几部分组成。
•①通风系统。通风系统用于将车外的新鲜空气引进车内，达 到通风、换气的目的。
•②采暖系统。采暖系统用于对车内空气或车外进入车内的新 鲜空气进行加热、除湿，使车内达到温暖舒适。
•
a）R12 （CCL2F2）
b）R134a（CH2F-CF3）
•图8-6 汽车空调用制冷剂 第6章汽车空调系统
•2.汽车空调制冷系统的基本组成
•图8-7 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-低压管第路6章；汽车15空-压调系缩统机驱动皮带
第6章汽车空调系统
• 热交换器的结构有管片式、管带式和带状蜂窝式等，一 般由传热系数很高的黄铜制造而成。电动鼓风机多为离心式叶 片鼓风机，具有高、中、低三挡转速，可以调节换气强度，一 般与空调制冷系统送风共用。
•图8-5 典型发动机冷却液采暖式暖风系统的布置 •1-电动鼓风机；2-热水供应软管；3-加热器芯； •4-挡风玻璃除霜器管道；5-加热器底板出风口；6-热水返回软管
•2.电控自动控制
• 电控自动控制空调系统利用传感器随时检测车内温度和 车外温度的变化，并将检测到的信号送给空调ECU。
• 空调ECU按预先编制的程序对信号进行处理，并通过执 行元件及时对鼓风机转速、出风温度、送风方式及压缩机工作 状态等进行调节，从而使车内温度、空气湿度及流动状况始终 保持在驾驶员设定的水平。
15~30 90~95
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
第6章汽车空调系统
•8.1.2汽车空调系统的控制方法
•1.手动控制
• 手动控制空调系统的鼓风机转速、出风温度及送风方式 等功能均由驾驶员操纵和调节，车内通风温度由仪表板上的空 气控制杆、温度控制杆、进气杆和风扇开关等操纵通风管道上 的各种风门实现。
第6章汽车空调系统
•图8-9 斜盘运动原理
第6章汽车空调系统
•2.冷凝器
•1）冷凝器的作用
•
汽车空调制冷系统中的冷凝器（condenser）是一种
• 将上述装置全部或部分组合在一起，按照一定的布置形
式安装在汽车上，便组成了汽车空调系统。
•2.汽车空调系统的分 类•1）按空调的功能分
•可分为单一功能型、冷暖一体型两种。
•①单一功能型空调。单一功能型空调的制冷系统、采暖系统、 通风系统各自安装，单独操作，互不干涉，多用于大型客车、 载货汽车和加装冷风装置的轿车上。
• 按使用热源的不同可分为发动机冷却液采暖系统、发动 机废气采暖系统和独立热源式采暖系统。
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•1.发动机冷却液采暖系统
•图8-3 发动机冷却液采暖式暖风系统 •1-加热器芯；2-加热器出水管；3-膨胀水箱；4-冷却液控制阀； •5-散热器进水管；6-恒温器；7-风扇；8-散热器；9-水泵；10-散热器溢流管； •11-散热器出水管；12-加热器进水管；13-加热器风机；A第-冷6章空汽气车；空调B系-热统空气
•8.2 汽车空调系统的结构
•8.2.1汽车空调通风系
•统 汽车空调通风系统的主要功能是换气，即打开通风口，
利用汽车迎面空气动压通风或利用空调系统中鼓风机进行强
制通风换气。
第6章汽车空调系统
• 通风对于防止车窗玻璃起雾也很有益处。为维持舒适条 件所需要的最小限度的换气量称为必须换气量，为此应设置 即使在汽车车窗紧闭的情况下，仍能从车外引入新鲜空气的 通风装置（每人约需25～36m／•3 h)。
第6章汽车空调系统
•2.发动机废气采暖系统
• 发动机废气采暖系统是利用装在排气管道上的特殊热交 换器，实现高温废气与低温空气的热交换，把产生的暖风送 入车厢，供采暖与风窗玻璃除霜之用。
•3.独立热源式采暖系统
• 独立热源式采暖系统是专门利用汽油、煤油、柴油等作 燃料，使其在燃烧装置中燃烧产生热量，利用空气与燃烧装 置进行热交换，使空气升温。
• 冷却液控制阀（也称热水阀）对通过热交换器的冷却 液流量进行调节，而热交换器则将冷却液的热量传给空气。 被加热的空气在电动鼓风机的作用下吹入车内（图8-5）。
•图8-4 钢索式冷却液控制阀（热水阀） •1—保护层；2—钢索；3—装配支架；4—阀门； •5—来自发动机的冷却液；6—去加热器芯的冷却液
机•2。）冷凝放热过程
• 高温、高压的过热制冷剂蒸汽进入冷凝器，压力和温度 降低。当制冷剂的温度降至40～50℃时，制冷剂由气态变为 液态，同时放出大量的热。
•3）节流膨胀过程
• 液态制冷剂流到储液干燥器后，在储液干燥器中除去水
第6章汽车空调系统
•和杂质，由管道流入节流膨胀阀。温度和压力较高的液态制 冷剂通过膨胀阀装置后体积变大，压力和温度急剧下降，以雾 状（细小液滴）排出膨胀装置。
第6章汽车空调系统
2020/11/26
第6章汽车空调系统
•第8章 汽车空调系统
•8.1 汽车空调概述
•8.1.1汽车空调系统的作用
• 空调是空气调节（Air Conditioning，略作A/C。）的 简称，其含义是指在封闭的空间内，对温度、湿度及空气的清 洁度进行调节控制。
• 空调是汽车现代化的标志之一，现代汽车空调的基本功 能是在任何气候和行驶条件下，能改善驾驶员的工作条件和提 高乘员的舒适性。由于汽车空调的调节对象是车内的人，故偏 重于人的舒适性的要求。
• 膨胀阀阀口的横截面积可作动态调节，以控制制冷量 的流量，确保制冷剂在蒸发器内完全蒸发。
•4）蒸发吸热过程
• 低温低压的雾状制冷剂进入蒸发器后，通过蒸发器的壁 面吸收蒸发器周围环境（车厢）中空气的热量而沸腾汽化，从 而可降低车箱内空气温度。
• 在冷却风机（亦称鼓风机）的作用下，车箱内的冷、热 空气加速对流，提高了空调制冷效果。在蒸发器内吸热汽化后 的制冷剂蒸汽再次被压缩机吸入，然后重复上述过程。
•8.2.3汽车空调制冷系统工作原理
•1.汽车空调制冷剂
• 汽车空调是利用蒸汽压缩制冷装置来制冷的，是借助制 冷剂的物态变化，由制冷剂循环流动实现制冷的。
第6章汽车空调系统
• 蒸汽压缩制冷系统使用的制冷剂（亦称工质、冷媒、 雪种）绝大部分都是氟里昂，国际上用英文字母R来表示（取 英文制冷剂Refrigerant的第一个字母）。
•3.汽车蒸汽压缩制冷系统工作原 理• 汽车蒸汽压缩制冷系统工作时，制冷剂以不同的状态
（物态）在密闭系统内循环流动，每一循环包括四个基本过
程•1：）蒸汽压缩过程
• 当发动机带动压缩机运转时，压缩机吸入蒸发器出口处低 温（约0℃）低压（约0.147MPa）的气态制冷剂，将其压缩 成高温（70～80℃）、高压（约1.471MPa）的蒸汽排出压缩
第6章汽车空调系统
•2）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。
•图8-8 斜盘式压缩机剖视图 •1-主轴；2-压板；3-带轮轴承；4-轴封；5-密封圈；6-前阀板；7-回油孔；8-斜盘； •9-吸油管；10-后阀板；11-轴承；12-机油泵；13-活塞；l4-后缸盖；15-后气缸； •16-钢球；17-钢球滑靴；18-前后活塞球套；19-前气缸；20-前缸盖；21-带轮；22-电磁线圈
•1.动压通风方式
• 动压通风（自然通风）方式是利用汽车行驶时，车外 空气对汽车产生的风压，通过进风口和排风口，实现通风换 气。
•图8-2 进风口与排风口的位置
第6章汽车空调系统
•2.强制通风方式
• 采用动压通风方式进行换气时，车辆在静止和在低速行 驶时，通风量过小，故一些车辆采用强制通风方式。强制通 风是采用电动鼓风机强制车外新鲜空气进入车厢内的一种通 风方式。
•③制冷系统。制冷系统用于对车内空气或车外进入车内的新 鲜空气进行降温、除湿，使车内达到凉爽舒适。
•④空气净化装置。空气净化装置用于去除车内空气中的尘埃、 异味，使车内空气变得清洁，目前只用于高级轿车上。
第6章汽车空调系统
•⑤控制系统。控制系统将制冷、采暖、通风、空气净化有机 地组合，形成冷暖适宜的气流，并能对车内环境进行全季节、 全方位、多功能的最佳控制和调节。