汽车空调系统设计毕业论文

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目录.. (I)1 概述 (1)1.1汽车空调的过去与未来 (1)1.2汽车空调的功能 (2)1.3汽车空调的特点 (2)1.4汽车空调的分类 (3)2 汽车空调系统的组成与控制 (4)2.1汽车空调系统的组成 (4)2.2 汽车空调系统中的主要结构部件 (4)2.2.1压缩机 (4)2.2.2冷凝器 (5)2.2.3蒸发器 (5)2.2.4膨胀阀 (6)2.2.5孔管的工作原理 (6)2.2.6储液干燥器与集液器 (6)2.3 制冷系统的工作原理以及控制与调节 (7)2.3.1压缩过程 (7)2.3.2放热过程 (8)2.3.3节流过程 (8)2.3.4吸热过程 (8)2.4 汽车空调取暖系统的类型 (9)2.4.1按热源分类 (9)2.4.2 按空气循环分类 (10)2.5 汽车空调配气系统的功能 (11)2.6 汽车空调的通风系统 (11)2.7 汽车空调系统压力控制 (11)2.8汽车空调系统的车速控制 (12)2.9 汽车空调基本控制电路 (13)3 汽车空调系统故障检修设备及方法 (14)3.1 汽车空调故障检修设备 (14)3.2 汽车空调系统故障诊断方法 (14)3.2.1听 (14)3.2.2看 (15)3.2.3摸 (15)3.3.4测 (16)3.3 利用短路实验方法判断系统控制电路的工作状况 (16)3.4福特轿车检修案例 (17)3.5通用别克汽车空调系统排除案例 (18)4 结论与展望 (20)4.1 结论 (20)4.2 存在的不足 (20)4.3 展望 (21)致谢 (22)参考文献 (23)1 概述1.1汽车空调的过去与未来汽车空调是指对汽车座厢的空气质量进行调节的装置。

不管车外天气状况如何变化，它都能把车的湿度、温度、流速、洁度保持在驾驶人员感觉舒适的围。

最原始的汽车空调仅是开窗换气式。

最早的汽车空调装置始于1927年，它仅由加热器、通风装置和空气过滤器三者组成，且只能对车室供暖。

准确地讲，汽车空调的历史，应该从制冷技术应用在车上开始。

20世纪30年代末期美国的几部公共汽车上装上了应用制冷技术的冷气装置。

直到20世纪60年代，应用制冷技术的汽车空调才开始逐步地普及起来。

以后，人们对汽车空调的兴趣逐年增加，汽车空调技术日趋完善，功能也越来越全面。

它的发展大体上可以分为如下几个阶段：单一供暖空调装置阶段始于1927年，目前在寒冷的北欧，亚洲北部地区，汽车空调仍使用单一供暖系统。

单一供冷空调装置阶段始于1939年，美国帕克汽车公司率先在轿车装上机械制冷降温空调器。

目前单一降温的汽车空调仍在热带、亚热带部分地区使用。

冷暖型汽车空调阶段始于1954年，原美国汽车公司，首先在轿车安装于冷暖一体化空调器，这样汽车空调才具备了降温、除湿、通风、过滤、除霜等空气的调节功能。

该方式目前仍然大量的使用在低档车上，是目前使用量最大的一种方式。

自控汽车空调装置阶段由于前述的冷暖型汽车空调需依靠人工调节，这既增加上司机的工作量，还使控制不理想。

通用汽车公司1964年率先在轿车上应用自控汽车空调。

自控空调只需预先设定温度装置，便能自动地在设定的温度围运行。

装置根据传感器随时检测车外温度，自动地调制装置各部件工作，达到控制车外温度和行驶其他功能的目的。

目前，大部分的中高级轿车，高级大客车都装备自控空调电脑控制汽车空调阶段自1977年美国通用汽车公司、日本五十铃汽车公司，同时将自行研制的电脑控制汽车空调系统装上各自的轿车上后，即预示着汽车空调技术已发展到一个新阶段。

电脑控制的汽车空调功能增加，显示数字化，冷、暖、通风调控三位一体化。

电脑按照车外的环境所需，实现了调节的精细化。

通过电脑控制实现了空调运行与汽车运行的协调，极大地提高了制冷效果，节约了燃料，从而提高了汽车的整体性能和舒适程度。

目前电脑控制的空调都装上豪华型轿车上。

1.2汽车空调的功能完善的汽车计算机控制的空调系统可以对车空气的温度、湿度、清洁度、风度和通风等进行自动调节，并使车空气以一定的速度和方向流动，给乘客提供一个良好的乘车环境，保证在各种外界气候和条件下使乘客都处于一个舒适的空气环境中，并能够防止车窗玻璃结霜，使驾驶员保持清晰的视野，为安全驾驶提供基本保证[1]。

计算机控制的空调系统可以实现以下功能：汽车空调自动调节功能、经济运行控制功能、全面的显示功能、故障检测和安全功能。

1.3汽车空调的特点汽车空调使用的特殊性，决定了它在结构、材料、安装、布置、设计、技术要求等方面与普通空调有较大的区别汽车的室工作条件比房间要恶劣得多，如：汽车直接暴露在太阳下或风雪下，隔热措施困难；汽车在行驶时有大量风沙、废气从各种缝隙钻入车厢，造成车厢得空气污染并增加热负荷；汽车得行驶速度变化无常，难以保证稳定得空调工况等等。

特点：1、要求制冷量大，降温迅速。

2、不便于用电力做为动力源，必须要用汽车发动机（简称主机）或辅助发动机（简称辅机）来带动压缩机。

3、系统中冷媒（制冷剂）流量变化幅度大，设计困难。

4、冷凝温度高。

5、制冷剂容易泄漏。

6、由于汽车结构紧凑，制冷装置得安装位置也很紧凑，各种车型必需有专门得车冷气设备，蒸发器总成得通用化很困难。

7、由于车厢高度低，风量分配不易均匀，因而车得温度分布不易均匀。

8、当车用空调装置消耗汽车主发动机的动力时，必须考虑其对汽车动力与操作性能的影响，也必须考虑由于车速变化幅度大或变化频繁，给空调系统制冷剂流量控制、制冷量控制、系统设计带来的影响。

1.4汽车空调的分类汽车空调可以按九种不同的方式进行分类，其分类如下：按驱动方式分类：独立式和非独立式按功能分为：单功能空调和多功能空调按压缩机分为：定排量空调和变排量空调按结构布置分为：前置式空调和后置式空调按配气方式分为：整体式空调和分体式按采暖方式分为：水暖式空调和气暖式空调按操作方式分为：手动空调和自动空调按最常用制冷工质分为：R12系统空调和R134a系统空调按制冷剂系统的结构分为：膨胀阀制冷系统空调和节流管制冷系统空调2 汽车空调系统的组成与控制2.1汽车空调系统的组成汽车空调系统一般由以下几个部分组成（1）制冷系统：对车室空气或由外部进入车室的新鲜空气进行冷却或除湿，使车室空气变得凉爽舒适。

（2）暖风系统：主要用于取暖，对车室空气或由外部进入车室的新鲜空气进行加热，达到取暖、除湿的目的。

（3）通风系统：将外部新鲜空气吸进车室，起通风和换气作用。

同时，通风对防止风窗玻璃起雾也起着良好作用。

（4）空气净化系统：除去车室空气中的尘埃、臭味、烟气及有毒气体，使车室空气变得清洁。

（5）控制系统：对制冷和暖风系统的温度、压力进行控制，同时对车室空气的温度、风量、流向进行控制，完善了空调系统的正常工作。

2.2 汽车空调系统中的主要结构部件2.2.1压缩机压缩机作为汽车空调制冷系统的核心部件，具有两个重要功能:一是使系统产生低压，二是把气态制冷剂从低压压缩至高压，并使其温度提高。

压缩机是制冷系统中低压和高压、低温和高温的转换装置，其正常工作时实现热交换的必要条件。

汽车空调常见压缩机的主要类型有：曲柄连杆式压缩机、斜盘式压缩机、摇盘式压缩机、旋叶式压缩机、滚动活塞式压缩机、涡旋式压缩机等，目前汽车常用压缩机类型有旋转斜盘式压缩机、旋叶式压缩机两种，其结构特点是结构紧凑、性能可靠、工作平稳、振动噪声小[14]。

压缩机种类繁多，形式各异，目前汽车上大多采用轴向活塞摇板式（斜盘式）压缩机，轴向活塞摇板式压缩机主要由缸体、前后缸盖、活塞、吸排气阀片、斜盘及摇板等组成。

斜盘与压缩机轴制成一体，摇板经连杆与活塞连接。

汽缸均匀地分布在刚体部的圆周上。

电磁离合器线圈固装在皮带盘，当接通电原时，电磁离合器线圈中有电流流过，磁化铁心产生吸力，将衔铁吸附在皮带盘端面，经弹簧片、结合盘驱动压缩机轴旋转。

当压缩机轴旋转时，斜盘驱动摇板轴向反复摇摆，从而带动活塞作轴向往复运动，驱动制冷剂流动。

当切断电源时，电磁离合器线圈中电流消失，铁心吸力消失，衔铁在弹簧片作用下回位，压缩机停止工作，此时的压缩机皮带轮只是受发动机驱动而空转。

压缩机各运动部件的润滑主要依靠润滑油随制冷剂一起循环，在吸气腔因压力和温度下降而释放出的润滑油来润滑。

2.2.2冷凝器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：将压缩机排出的高温、高压制冷剂蒸气进行冷却，使其凝结为高压制冷剂液体。

汽车空调系统冷凝器均采用风冷式结构，其冷凝原理是：让外界空气强制通过冷凝器的散热片，将高温的制冷剂蒸气的热量带走，使之成为液态制冷剂。

制冷剂蒸气所放出的热量，被周围空气带走，排到大气中。

汽车空调系统冷凝器的结构形式主要有管片式、管带式和鳝片式三种。

（1）管片式它是由铜质或铝质圆管套上散热片组成，片与管组装后，经胀管处理，使散热片与散热管紧密接触，使之成为冷凝器总成。

这种冷凝器结构比较简单，加工方便，但散热效果较差。

一般用在大中型客车的制冷装置上。

（2）管带式它是由多孔扁管与S形散热带焊接而成，管带式冷凝器的散热效果比管片式冷凝器好一些(一般可高10%左右)，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）鳝片式它是在扁平的多通管道表面直接锐出鳝片状散热片，然后装配成冷凝器，由于散热鳝片与管子为一个整体，因而不存在接触热阻，故散热性能好；另外，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。

所以，是目前较先进的汽车空调冷凝器。

2.2.3蒸发器有管片式、管带式、层叠式三种结构类型。

蒸发器和冷凝器一样，也是一种热交换器，也称冷却器，是制冷循环中获得冷气的直接器件。

其作用是将来自热力膨胀阀的低温、低压液态制冷剂在其管道中蒸发，使蒸发器和周围空气的温度降低。

同时对空气起减湿作用。

蒸发器的结构和工作原理如下图所示。

进入蒸发器排管的低温、低压液态制冷剂，通过管壁吸收穿过蒸发器传热表面空气的热量，使之降温。

与此同时，空气中所含的水分由于冷却而凝结在蒸发器表面，经收集排出，使空气减湿，被降温、减湿后的空气由鼓风机吹进车室，就可使车获得冷气。

因此，蒸发器是制冷装置中产生和输出冷气的设备。

2.2.4膨胀阀结构类型有平衡热力膨胀阀、外平衡热力膨胀阀、孔管（膨胀管）、H形膨胀阀、F形膨胀阀，组合阀六种形式。

汽车空调制冷系统使用的膨胀阀是一种感压和感温自动控制式膨胀阀，膨胀阀安装在蒸发器入口管路上。