第一章-汽车空调基础知识

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第一章 汽车空调基础知识
2.2 湿度
空气大约由78%的氮气和21%的氧气组成，此外还含有
少量的其他气体，其中水蒸气的含量是经常变化的，湿度由
表现方式有三种: 绝对湿度:1 m3湿空气中所含水蒸汽的重量。 绝对湿度只能说明湿空气在某一温度下实际所含水蒸汽 的重量，但不能说明湿空气的吸湿能力。
相对湿度: 就是湿空气中实际所含的水蒸汽量与同温度下饱
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（7）汽车空调制冷系统中循环的制冷剂流量变化范 围较大，给设计带来困难；对于非独立式的汽车空 调系统（由主发动机驱动的轿车空调、货车空调 等），由于汽车车速变化范围大，发动机转速的变 化可从700r／min（怠速）变到6000r／min（高 速），压缩机转速与发动机转速成正比，因而压缩 机转速也相应提高，这给制冷系统的流量控制、制 冷量调节带来困难，使得汽车空调系统的能量调节 和控制较普通的建筑空调系统复杂。
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表示压力常用的方式有绝对压力、表压力和真空度。 (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。 上述三种压力在制冷技术领域中经常应用，绝对压力在设计 及查阅制冷剂、特性表时使用；表压力在观察系统运行状况时使 用；真空度则在维修系统抽真空时使用。它们之间的关系如图2-2 所示，用公式表示如下： 表压力 P表 ＝ 绝对压力P绝－大气压力B
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5、微机控制的汽车空调系统
• 1973年美国通用汽车公司和日本五十 铃汽车公司一起联合研究微机控制的汽车 空调系统，1977年同时安装在各自生产的 汽车上。 • 微机控制的汽车空调系统功能增加， 显示数字化。微机根据车内外的环境条件， 控制空调系统的工作，实现了空调运行与 汽车运行的相关统一，极大地提高了调节 效果，节约了燃料，从而提高了汽车的整 体性能和最佳的舒适性。
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• 露点温度：当湿度达到100%时，即干湿球温度相 同时，空气中所含的水蒸气便成为饱和状态，再进 一步冷却水蒸气便不能以其原来的状态存在下去， 其中一部分凝结成露水。于是我们把湿度为100% 时的温度叫做凝结成露水的温度—露水温度。 • 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。 • 蒸发温度：在蒸发器中制冷剂汽化时的温度。
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第一节 汽车空调概况 第二节 热力学基础知识 第三节 制冷剂与冷冻油
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第一节 汽车空调概况
汽车空调即汽车室内空气调节装置的简称，它对乘室 内的空气或外界进入乘室的空气温度、湿度、流速和清洁 度等参数进行调节，从而为乘员提供清洁舒适的车内环境； 并预防或去除风窗玻璃上的霜、雾、冰雪等，保证乘员的 身体健康及行车安全。 随着人们生活水平的不断提高和科学技术的迅速发展， 汽车空调已不止在轿车、微型客车上使用，大客车、货车、 特种车辆以及工程车辆等也正在迅速普及。
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（4）汽车车厢内乘员所占空间比例较大，加上座椅和其 它机械装置的高低不平，直接影响了车厢内的风速分布和 温度分布的均匀性，从而影响了人体的舒适性。 （5）冷凝温度高。对于轿车、货车、小型旅行车等大多 数车辆，冷凝器置于汽车水箱前面，其散热效果受到发动 机水箱辐射热，汽车行驶速度、路面尘土污染的影响，尤 其在汽车怠速或爬坡时，不仅冷凝压力异常升高，而且影 响汽车发动机水箱的散热。即使装在汽车车身侧面的冷凝 器，冷却条件也不很理想。
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1.1 空调的功能
⑴调节车内温度：多数汽车空调 具备这种单一功能。 轿车、货车、小型汽车和工程机 械一般以发动机冷却循环水 作为暖风的热源； 大、中型客车一般采用独立式加 热器作为暖风的热源； 在夏季，车内降温由制冷装置完 成。 ⑵调节车内空气流速 靠控制电路控制风扇转速来实 现。
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1.4 汽车空调的未来
未来新型空调系统的开发必须与汽车开发同步，以 适应新的变化：如发动机效率提高（余热量减少）、电 气化、混合驱动动力及其它新型零部件使用后导致空调 系统特性的变化。 ⑴自动化：控制自动化、诊断自动化。 ⑵舒适性：全季节型空调，保持最佳空气质量 。 ⑶高效节能、小型轻量化。 ⑷环保：新型的环保制冷剂。 ⑸采用空调新技术。
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2.3 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 。在实际应用中是以作用于物体单位面积上的力来表示的， 常用P表示，其单位为帕斯卡，简称帕(Pa)。
地球表面包围着一层很厚的空气层，我们称它为大气层
，大气的重量对地球表面物体单位面积上所产生的压力称为 大气压力 ( 简称大气压 ) 。我们把在地球纬度 45°，温度为 0℃时，大气对海平面的压力称为标准大气压，它相当于 101.325 kPa。
⑷过滤、净化车内空气 要求汽车空调具有补充车外新鲜空气、过滤和净化车 内空气的功能。
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1.2 汽车空调的特点
（1）在炎热的夏季，由于汽车车厢容积小，而且车窗占的 面积比例相对较大，易受阳光直射，因此车厢内的温度很 高。此外，车厢内的温度还受到地面热量反射、人体散热、 发动机的辐射热以及换气热的影响，因此汽车空调的热负 荷较大。 （2）小型车辆一般采用非独立式的汽车空调系统，汽车空 调的制冷性能与汽车的运行工况有关；同时，对汽车的其 它性能（如汽车的加速性能、爬坡性能、燃油经济性等） 均有一定的影响。 （3）汽车车身结构紧凑，空调装置布置起来较困难，并且 各种汽车空调部件的通用性较差。
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1.3 汽车空调技术的发展
汽车空调技术是随着汽车的普及、事物由低级到高级 的发展规律： • 第一阶段：单一取暖 • 第二阶段：单一冷气 • 第三阶段：冷暖一体化 • 第四阶段：自动控制的汽车空调 • 第五阶段：微型计算机控制
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1、单一暖风系统
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4、自动控制的汽车空调系统
• 冷暖一体化空调系统需要人工操纵， 增加了驾驶员的工作量，同时控制质量也 不太理想。1964年美国通用汽车公司将自 动控制的汽车空调系统安装在卡迪拉克轿 车上。 • 这种自动空调系统只要预先设定所需 的温度，空调系统就能自动地在设定的温 度范围内工作，达到调节车室内空气的目 的。
第一章 汽车空调基础知识 ⑶调节车内湿度 普通汽车空调一般不具备这种功能，只有高级豪华汽 车采用的冷暖一体化空调系统才能对车内的湿度进行适当 的调节；它通过制冷装置降温去除空气中的水分，再由采 暖装置升温，以降低空气的相对湿度。汽车上目前还没有 安装加湿装置，只能通过开车窗或通风设施靠车外新风来 调节。
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如今汽车格局如何? 3、冷暖一体化空调系统 新旧通用包括哪些子品牌？
•
1954年美国通用汽车公司，首先在 纳什(NASH)牌轿车上安装了冷暖一体化 的空调系统，汽车空调系统才基本上具 有调节控制车内温度、湿度的功能。 • 随着汽车空调技术的改进，目前的 冷暖一体空调基本上具有降温、除湿、 通风、过滤、除霜等功能。这种方式是 目前使用量最大的一种形式。
• 即利用房间取暖的方法。1925年首 先在美国出现利用汽车冷却液通过加热 器的方法取暖。到1927年发展到具有加 热器寒冷的北欧、亚洲北部 地区，目前仍然使用单一暖风系统。
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2、单一制冷系统
• 1939年，由美国通用汽车公司帕克 (PACKARD)首先在轿车上安装机械制冷降 温的空调系统，成为汽车空调系统的先 驱。在热带、亚热带地区，目前仍然使 用单一制冷系统。
第一章 汽车空调基础知识 (3) 热力学温标：热力学温标又称为绝对温标或开氏温 标，用符号 T表示，单位为 K。这个温标所定义的热力学温 度以绝对零度(－273.16℃)为基准。
表2-1 三种温标的比较和换算方法
温度标定名称 摄氏温度 代号 t F T 单位 ℃ 换算方法
5 t＝ ( F 32) 9 9 F＝ t ＋ 32 5
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我国汽车空调工业大致经历了三个阶段： • 第一阶段：从20世纪60年代初到70年代末， 主要是利用汽车发动机排出的废气或冷却循 环水产生的热量来供给车室内采暖。 • 第二阶段：从20世纪80年代初到90年代初， 我国从日本购进制冷降温用的汽车空调系统， 装配在红旗、上海等轿车和豪华客车上。 • 第三阶段：20世纪90年代初到现在，全面发 展。
真空度 P真 ＝ 大气压力B－绝对压力P绝
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图2-2 压力与真空度的关系
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2.4 热量与热容
• 有热出入，温度就有变化，温度变化的大小 和热量成正比，这种热的量叫做热量。 • 单位：焦耳（J），卡(cal)、千卡(kcal)、 1卡=1卡路里=4.186焦耳； 1千卡=1大卡=4.186千焦。 卡路里 (简称“卡”，缩写为"calorie")的定义 为将1克水在1大气压下提升1摄氏度所需要的 热量。 1千卡等于1000卡路里，约4186焦耳；
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第二节 热力学基础知识 2.1 温度
温度是用来衡量物体冷热程度的物理量，测量温度的标 尺称为温标。工程上常用的温标有：
(1) 摄氏温标：用符号t表示，单位为℃。它将标准大气
压下冰的融点定为0℃，水的沸点定为100℃，两者之间平均 分为100分度，每单位分度为摄氏1度，表示为1℃。 (2) 华氏温标：用符号F表示，单位为℉。它将标准大气 压下冰的融点定为 32℉，水的沸点定为 212℉，两者之间均 分为180分度，每单位分度为华氏1度，表示为1℉。
和湿空气所含的水蒸汽量的比值。
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汽车湿度： • 湿度的指标用相对湿度来表示。 因为人觉得最舒适的相对湿度在50%70%，所以汽车空调的湿度参数要求控 制在此范围内。
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空气的清新度：
• 由于车内空间小，乘员密度大，在密闭的 空间内极易产生缺氧和二氧化碳浓度过高。 汽车发动机废气中的一氧化碳和道路上的 粉尘，野外有毒的花粉都容易进入车厢内， 造成车内空气混浊，影响加成人员身体健 康。这样汽车空调必须具有对车内空气进 行过滤的功能，以保证车内空气的清新度。
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（6）制冷剂易泄漏。汽车空调安装在行驶的车辆上， 承受着剧烈频繁的振动和冲击，因此，各个零部件应 有足够的强度和抗振能力，接头应牢固并防漏。不然 将会造成汽车空调制冷系统制冷剂的泄漏，破坏整个 空调系统的工作条件，严重的会损坏制冷系统的压缩 机等部件。使用中要经常检查系统内制冷剂的多少。 据统计，由于制冷剂泄漏而引起的空调故障约占全部 故障的80％。
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我国汽车空调的现状
• 主要汽车空调生产厂家有20多家， 其中绝大多数为引进国外的技术和 生产设备。我国汽车空调销售市场 几乎为几家垄断：
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• 上海德尔福汽车空调有限公司生产的空调 为别克、上海大众、富康、切诺基等车型 SUV、MPV、CRV、 配套 CUV各代表什么意思？ • 杰克赛汽车空调有限公司生产的汽车空调 主要为奥迪、红旗轿车及其解放牌商用车 配套 • 湖北沙市电工集团生产的主要为东风、神 龙汽车公司汽车配套 • 广州豪华空调有限公司生产的主要为马自 达、奥拓、广州本田、长安之星等车配套 使用
华氏温度 热力学温度
℉ K
T(K)＝t＋273
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汽车温度：
• 人感到最舒服的温度是18-26℃，超过28℃，人 就会觉得燥热。 • 超过40℃，即为有害温度，会对人体健康造成 损害。 • 低于14℃，人就会感到“冷”。当温度下降到 0℃时，会造成冻伤。 • 因此，空调应控制车内温度夏天在25℃，冬天 在18℃，以保证驾驶员正常操作，防止发生事故， 保证乘员在舒适的状况下旅行。