第二章 汽车空调制冷

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缺点:运转惯性力大,速度提不上去, 有余隙容积,吸排气有阻力,容积效率低。
压 缩 机 不 工 作 时 压 板 与 皮 带 轮 不 接 触
安装时一定 要注意间隙
压缩机吸合工作时情形
斜盘式空调压缩机
选用车型:奥迪100、捷达、神龙富康
旋叶式压缩机
滚动活塞式
涡旋式空调压缩机
旋叶式汽车空调压缩机
同种液体的汽化潜热是随其蒸发压力而改变的; 制冷剂的汽化潜热随饱和温度的提高不断减小; 制冷过程中,低温下蒸发的制冷剂液体都是使高压 液体经节流降压而得到的; 液体汽化制冷循环的四个循环:制冷剂低压汽化— —蒸汽升压——高压气体液化——高压液体降压。
r h h T ( s s)
2)后送式
3)前后置式
2.2 汽车空调制冷压缩机
2.2.1
概况
容积式压缩机,有以下要求 1)满足低速舒适性和高速动力性
2)体积小,重量轻
3)经久耐用,耐寒,耐高温、易损件少 4)工作稳定,噪声小 5)易制造,价格低
2.2.1 概况

主要性能指标
排气量

排气量
温度标定 名称
摄氏温度 华氏温度
绝对温度 代 号 单位
换 算 方 法
t f
T
C F
K
t(C )=5/9(f-32) F(F)=9/5t+32
T(K)=t+273
1.冷凝温度
在空调系统中,在冷凝器中制冷剂在一定高压下 由气态变为液态时的温度称为冷凝温度。
2.蒸发温度 在空调系统中,在蒸发器中制冷剂低压汽化时的 温度称为蒸发温度。
2.1.2 汽车空调至冷风系统简介
低压 气态0~5℃ 气态70℃, 1500kPa
液态50℃
低压 雾状
压力和温度降低 气态变为液态
制冷剂循环四个工作过程
2.1.2 汽车空调至冷风系统简介

制冷效果的影响因素:
1.随冷凝温度升高而降低;
2.随蒸发温度降低而降低;
3.随汽车行驶车速的提高而提高。
压缩机的液击

液击:空调器在正常的工作情况下,压缩 机吸回的是制冷剂蒸气而不是液体;
原因:由于制冷剂量充注过多或膨胀阀调 节流量过大,使制冷剂在蒸发器中没有完 全蒸发,致使制冷剂以湿蒸气或液态被压 缩机吸回,造成压缩机的液击。

液击的危害

液击会导致阀片、阀板、活塞被击坏破损, 严重时连杆也可能变形。
第二章 汽车空调制冷系统
2.1 汽车空调的制冷原理 2.2 制冷压缩机 2.3 其它部件


重点: 制冷系统组成及工作原理 压缩机结构及工作原理 变容量压缩机的结构和原理 膨胀阀分类、结构与工作原理
热力学基础知识
—、温度
科学度量物体冷热程度的标准——温度。工程上常用的温标有: (1)摄氏温标:符号C表示 (2)华氏温标:用符号F表示 (3)热力学温标:用字母K表示。 三种温标的比较如表1—2所示。
二、压力与真空度 压力就是固体、液体或气体垂直作用于物体表面上的力。 常用p表示,其单位为帕斯卡,简称帕(Pa)。 标准大气压,它相当于101.3kPa。
1MPa =10bar=10kg =145psi(1磅/英寸 ) =10米水柱
在实际工作中,表示压力常用方式有: ( 1 )绝对压力:它表示实际的压力值,是把完全真空状 态作为零值。 ( 2 )表压力:通过压力表上指示读出的压力值,称为表 压力值。它是将标准大气压作为零值,在此基础上进行压力 计量的结果。 (3)真空度:低于大气压力的数值称为真空度。


变排量压缩机
空调控制系统不采集蒸发器出风口的 温度信号,而是根据空调管路内压力 变化来控制压缩机的压缩比从而自动 调节出风口温度。 在制冷的全过程中,压缩机始终是工 作的,制冷强度的调节完全依赖装在 压缩机内部的压力调节阀来控制。

电控翘板式变排量压缩机

应用于大众车型
电控翘板式变排量原理
控制翘板的倾角,进而 改变活塞行程; 通过波纹管感知吸气压 力变化; 当空调管路内吸气压力 过高时,缩短压缩机内活 塞行程,这样就会降低制 冷强度。反之则增大活塞 行程以提高制冷强度。
电控翘板式变排量过程


调节阀阀控制排气腔与摇板 箱之间的通道; 满负荷时,电磁关闭,摇板 箱和高压腔之间的通道被隔 断,摇板箱的压力下降,作 用在活塞上的反作用力就使 摇板倾斜一定角度,斜盘的 倾斜角度加大直至排量达到 100%; 关掉空调或所需的制冷量较 低时,阀门开启,摇板箱和 高压腔之间的通道被打开, 斜盘的倾斜角度减小直至排 量低于2%。
我国现在采用变排量压缩机的轿车 空调系统已经达到40%左右。
主要车型有:
一汽奥迪A6、宝莱、捷达、红旗; 上海Passat、Polo、别克、奇瑞;中华轿车; 通用金杯;等等。

问题:如何在压缩机上实现变排量? 分析:变排量方式 变斜盘倾斜角→变活塞行程 改变余隙 改变进、排气、压缩机腔体内的通道面积
温度 固体 液体 潜热
气体
显热
潜热
显热
显热 热量
六、节流
这种只是状态的变化,与外界没有热和功的交换,因此流体 的热量不变,这种状态变化称为节流。 体积增大,压力下降,温度不变
空调制冷系统中,制冷剂在膨胀阀中状态变化就是节流过程

2.1 汽车空调的制冷原理
2.1.1常见的四种制冷方式:

1.液体汽化制冷
曲轴连杆式压缩机
缺点: 尺寸较大、结构不紧凑、转速低、惯性力大、容积效率低。 多用在中、大型客车上
曲轴连杆式压缩机
翘板式压缩机
定径节流管 调节阀
斜盘
滑轨
输入轴
高压 低压 定径节流管
顶部 活塞 底部 腔内压力 弹簧
驱动毂
翘板式压缩机实物
翘板式压缩机组件

连杆、活塞、翘板、主轴、壳体。
翘板式压缩机工作过程
容积效率
制冷量

Vh D SZ / 4
2
容积效率
输入功率
净重
Vh / Vh
制冷量:

Q M e Vh / Cv
2.2.1 概况
压缩机的作用:
1、抽吸___造低压 2、压缩___制高压
空调压缩机是空调系统的心脏,制冷剂的流
动动力全部来至压缩机。 将蒸发器来的制冷剂蒸气压缩后泵入冷凝器 使蒸气压力升高(1.3-1.5MPa),温度70℃ 后泵入冷凝器。

制冷系统的总制冷量=压缩机的制冷量 制冷系统的净制冷量=蒸发器的净制冷量 蒸发器的总制冷量=净制冷量+跑冷量
2.1.3 汽车空调制冷系统的分类

分类方式: 按照制冷剂节流汽化元件的类型:

膨胀阀式(调节制冷剂流量,调节范围 有限,调节有滞后时间,高速时易对压 缩机产生液击)

膨胀孔管式(不能调节制冷剂流量,高 速时由蒸发器内压力开关切断压缩机电 磁离合器)
2.1.2 汽车空调至冷风系统简介
制冷剂循环四个工作过程 1.压缩过程:吸入蒸发器出口处的低温低压 制冷剂气体,并压缩成高温高压气体输出; 2.放热过程:高温高压制冷剂气体,进入冷 凝器冷却放热,形成液体; 3.节流过程:冷凝器输出液体经节流膨胀阀 体积变大、压力和温度急剧下降,以雾状输 出至蒸发器; 4.吸热过程:制冷剂沸点远低于蒸发器内的 温度,制冷剂被蒸发成气体吸热,变成低温 低压蒸汽,返回压缩机。
利用空穴和电子势能
2.1 汽车空调的制冷原理
2.1.1常见的四种制冷方式:
目前汽车空调上采用的制冷方式全
部为蒸汽压缩式。 其它制冷方式的缺点:制冷系数低、 热源不足、制冷效率差。
2.1.2 汽车空调至冷风系统简介
2.1.2 汽车空调至冷风系统简介
2.1.2 汽车空调至冷风系统简介
2.2.1 概况
曲轴连杆式 往复活塞式 径向活塞式 轴向活塞式 翘板式 斜板式 往复活塞式 圆形气缸 旋叶式 旋转式 椭圆形气缸 滚动活塞式 三角转子式
汽 车 空 调
转子式 螺杆式 涡旋式
2.2.2 容积式压缩机
容积式压缩机原理:
利用容积的变化 当容积变大时,吸气 当容积减小时,压缩


液体汽化制冷的工作过程
四大部件: 压缩机:蒸气压缩 冷凝器:放热冷凝 节流阀:节流降压 蒸发器:吸热蒸发
蒸汽压缩式汽车空调具备 以上四个过程
冰箱制冷原理
2.1 汽车空调的制冷原理

2.1.1常见的四种制冷方式:
2.气体膨胀制冷

利用膨胀气体低压吸热
两种方式: 1)高压气体经膨胀机膨胀,需外功输入,气体 温降大,制冷量大; 2)气体经节流阀膨胀,无需外功输入,气体温 降小,制冷量小;
三角转子式压缩机
三角转子式压缩机
三角转子式工作过程

三角形转子偏心转动时,
三角尖端上的密封片把气缸分成三部 分, 不断将气吸入、压缩、排出。
2.2.3变排量压缩机



定排量压缩机:排气量是随着发动机的转速的提 高而提高的,它不能根据制冷需求而自动改变功 率输出。 它的控制一般通过采集蒸发器出风口的温度信号 来实现,当温度达到设定的温度,压缩机停止工 作;当温度升高后,压缩机开始工作。定排量压缩 机也受空调系统压力的控制,当管路内压力过高 时,压缩机停止工作。 变排量压缩机:可以根据设定的温度自动调节功 率输出。 压缩机的排气量由压缩机转速、压缩机吸气压力、 压缩机排气压力以及压缩机腔内压力共同决定。

发生液击时,压缩机会发出异常的声音,同 时,也会发生振动。
如果制冷系统中制冷剂过多或冷冻油充入量 过多,都会发生液击。 空调器的蒸发器通风不良,冷量带不走会使 蒸发器结霜或结冰,从而导致低压压力过低, 也会造成压缩机外壳结霜而导致液击。


膨胀阀式
节流管式
2.1.4 源自文库冷系统的布置形式
1)前送式
2.1 汽车空调的制冷原理

2.1.1常见的四种制冷方式:
3.涡流管制冷 1.压缩空气喷嘴 2.分离孔板 3.涡流室 4.调节阀 5.热气流 6.冷气流

利用气体密度
缺点:效率低,制冷系数小
2.1 汽车空调的制冷原理

2.1.1常见的四种制冷方式:
4.热电效应制冷
五、显热与潜热
物体在加热或冷却过程中,温度升高或降低而不改变其原 有相态所需吸收或放出的热量,称为“显热”。它能使人们 有明显的冷热变化感觉,通常可用温度计测量出来。(如将 水从20℃的升高到80℃所吸收到的热量,就叫显热。 潜热:物质发生相变(物态变化),在温度不发生变化时 吸收或放出的热量叫作“潜热”。 潜热按物体状态变化不同,可分为以下几种: 液化潜热、凝固潜热、熔解潜热、蒸发潜热、升华潜热。
利用液体汽化潜热
液体气化制冷原理
液体的压力不同,其饱和温度(即沸点)也 不同(压力越低,沸点越低,如氨在0.1MPa压 力下,其沸点为-33.4℃;0.5MPa压力下,其 沸点为4℃ )。 只要创造一定的低压条件,利用液体的气化 就可能获得所需要的低温。
液体气化制冷原理

1kg液体汽化时所吸收的热量称为汽化潜热:



景 - 定排量压缩机缺点
压缩机周期性离合对发动机的干扰 On-off 控制的不可逆损失
车内温度波动引起的热舒适性问题

景-变容量压缩机
定转速 变转速
变频压缩机 (转速可控)
变转速变行程
电动 空调 汽车 空调
定速压缩机
定排量压缩机 (转速不可控)
变排量压缩机
行程调节

景 - 变排量压缩机广泛应用
三、汽化与冷凝
1.汽化:物质由液态变为气态的过程称为汽化。 汽化过程有两种形式,即蒸发和沸腾。 在制冷技术中,对蒸发通常为液体的沸腾过程。

饱和蒸气是指容器中存有蒸气与液体,两者处于平 衡状态,此状态称为饱和蒸气状态。 干饱和蒸气指在容器中的液体全部蒸发成蒸气的状 态。

三、汽化与冷凝
在制冷技术中,主要是利用制冷剂在蒸发器内的 低压下,不断吸收周围空气的热量进行汽化的过程 来制冷的。
水 酒精 R12 氨
100 78 -29.8 -33.4
R22 R134a R142b R405a
-40.8 -26.15 -9.25 -27.3
四、热量与热容
1.热量:有热出入,温度就有变化,温度变化的大小和出 入热的量成比例,这种热的量叫做热容。热量的单位为焦耳 (J)。 热的传递有传导、对流和辐射三种形式。

制冷过程通常是在蒸发器中以沸腾的方式进行的 。但习惯上称它为蒸发过程,并把沸腾时的温度称 为蒸发温度,沸腾时所保持的压力称为蒸发压力。

2.冷凝是气体或液体遇冷而凝结,如水蒸气遇冷 变成水,水遇冷变成冰。温度越低,冷凝速度越快 ,效果越好。

几种液体在一个标准大气压下的正常沸点
液体名称 沸点/℃ 液体名称 沸点/℃
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