汽车空调基本原理概述课件

automotiveairconditioner课程介绍课程介绍w选用教材：选用教材：w孙余凯孙余凯等编著等编著汽车空调检修入门汽车空调检修入门人民邮人民邮电出版社，电出版社，2006w主要内容：以目前社会拥有量较大的汽车为对象，主要内容：以目前社会拥有量较大的汽车为对象，介绍了汽车空调的基础知识、主要部件的结构与介绍了汽车空调的基础知识、主要部件的结构与工作原理、制冷系统的温度控制、通风暖风与配工作原理、制冷系统的温度控制、通风暖风与配气系统、空调控制电路的工作原理及分析方法、气系统、空调控制电路的工作原理及分析方法、微电脑控制系统和汽车空调系统的故障诊断与维微电脑控制系统和汽车空调系统的故障诊断与维护。护。课时安排课时安排w总课时：56课时课时数备注第一章4剩余课时用来期中考试和复习第二章8第三章10第四章6第五章8第六章6第七章10第一章第一章汽车空调基础知识汽车空调基础知识w教学内容w 1 汽车空调概况w 2 汽车空调系统的组成与分类w 3 热力学基础知识w 4 制冷剂与冷冻油w教学要求w 通过本单元的学习，应对汽车空调的系统组成、分类有一个感性的认识，牢固掌握汽车空调与其它空调不同的独特特点。第一节第一节汽车空调概况汽车空调概况w基本功能：改善驾驶员的工作条件；基本功能：改善驾驶员的工作条件；w 提高乘员的舒适性。提高乘员的舒适性。w舒适性指标：汽车乘室内的温度、舒适性指标：汽车乘室内的温度、湿度、湿度、空气流速、含氧量、有害气体含量、噪声、空气流速、含氧量、有害气体含量、噪声、压力、气味、灰尘、细菌等参数。压力、气味、灰尘、细菌等参数。w舒适带范围舒适带范围w 舒适的温度：舒适的温度：夏：夏：20 202828。冬：冬：16 161818。舒适相对湿度：舒适相对湿度：50%50%70%70%。换气量：换气量：20 203030（m3/hm3/h）风速：风速：0.075 0.0750.20.2（m/sm/s）w CO2 CO2含量：含量：0.03%0.03%COCO含量：含量：0.010.01（%）减速度：减速度：3 3（m/s-2m/s-2）震动：震动：0.2 0.2（mmmm）噪声：噪声：4545（dBdB）汽车空调的特点汽车空调的特点1、制冷剂容易泄漏。、制冷剂容易泄漏。由于汽车在颠簸不平得道路上快速移动，振动由于汽车在颠簸不平得道路上快速移动，振动厉害，连接处容易松动，冷凝器容易受飞石击伤厉害，连接处容易松动，冷凝器容易受飞石击伤或泥浆腐蚀，产生渗漏现象。或泥浆腐蚀，产生渗漏现象。汽车是运动中的物体，要能适应道路颠簸等各汽车是运动中的物体，要能适应道路颠簸等各种路况，对包括汽车空调系统各组成部件在内的种路况，对包括汽车空调系统各组成部件在内的汽车空调零部件振动、噪声。安全可靠等方面的汽车空调零部件振动、噪声。安全可靠等方面的技术要求更严格。为保证空调系统工作的可靠性，技术要求更严格。为保证空调系统工作的可靠性，减少制冷剂的泄漏，对压缩机的密封、制冷剂管减少制冷剂的泄漏，对压缩机的密封、制冷剂管路的连接和冷凝器防腐蚀与防击伤等措施，都有路的连接和冷凝器防腐蚀与防击伤等措施，都有比普通空调要求更高的要求。比普通空调要求更高的要求。汽车空调的特点汽车空调的特点2、不便于用电力做为动力源，必须要用汽车发动、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）来带机（简称主机）或辅助发动机（简称辅机）来带动压缩机。动压缩机。在动力源的处理上，汽车空调比普通的房间在动力源的处理上，汽车空调比普通的房间空调要困难的多，至今为止，其压缩机不是靠主空调要困难的多，至今为止，其压缩机不是靠主发动机就是靠辅助发动机驱动。发动机就是靠辅助发动机驱动。当空调压缩机由汽车主发动机驱动时，其制当空调压缩机由汽车主发动机驱动时，其制冷能力随车速和负荷的变化较大。冷能力随车速和负荷的变化较大。当汽车慢速行驶或怠速状态时，其制冷能力当汽车慢速行驶或怠速状态时，其制冷能力较小，难以维持稳定的空调工况，甚至于无法正较小，难以维持稳定的空调工况，甚至于无法正常工作。常工作。汽车空调的特点汽车空调的特点3 3、要求制冷量大，降温迅速。、要求制冷量大，降温迅速。1 1）车车厢厢内内乘乘员员密密度度大大，人人体体散散发发热热量量多多，热热负负荷大。荷大。做做为为空空调调的的对对象象，汽汽车车车车室室容容积积狭狭小小，人人员员密密集集，有有时时还还流流动动性性较较大大，车车身身热热工工性性能能和和密密封封性性能能都都较较差差，其其热热、湿湿负负荷荷大大，气气流流分分布布难难以以均均匀匀，要要求求所所配配备备的的车车用用空空调调机机组组制制冷冷量量要要大大，能能降温迅速。降温迅速。2 2）太阳入射热负荷大，而车厢隔热困难。）太阳入射热负荷大，而车厢隔热困难。车车内内温温度度决决定定于于暴暴露露在在太太阳阳下下得得表表面面积积与与室室内容积之比以及门窗面积与车室表面积之比。内容积之比以及门窗面积与车室表面积之比。3 3）在在我我国国大大部部分分地地区区，夏夏季季汽汽车车长长时时间间停停在在烈烈日之下，车内温度会上升到日之下，车内温度会上升到5050以上。以上。汽车空调的特点汽车空调的特点4、系统中冷媒（制冷剂）流量变化幅度大，、系统中冷媒（制冷剂）流量变化幅度大，设计困难。设计困难。对于主机带动得空调系统，由于汽车车速对于主机带动得空调系统，由于汽车车速变化大，发动机转速得变化可从变化大，发动机转速得变化可从600r/min变到变到4000r/min，压缩机转速与发动机成正，压缩机转速与发动机成正比，因而转速变化也可能高达比，因而转速变化也可能高达7倍，这样对倍，这样对系统的流量控制、冷量控制、系统设计带系统的流量控制、冷量控制、系统设计带来困难。来困难。汽车空调的特点汽车空调的特点5、由于汽车结构紧凑，制冷装置的安装位置、由于汽车结构紧凑，制冷装置的安装位置也很紧凑，各种车型必需有专门的车内冷也很紧凑，各种车型必需有专门的车内冷气设备，蒸发器总成的通用化很困难。气设备，蒸发器总成的通用化很困难。汽车本身结构非常紧凑，可供安装空调汽车本身结构非常紧凑，可供安装空调设备的空间极为有限，不仅对车用空调装设备的空间极为有限，不仅对车用空调装置的外形、体积和质量要求较高，而且对置的外形、体积和质量要求较高，而且对其性能和选型也会带来影响。其性能和选型也会带来影响。汽车空调的特点汽车空调的特点6、由于车厢高度低，风量分配不易均匀，因、由于车厢高度低，风量分配不易均匀，因而车内的温度分布不易均匀。而车内的温度分布不易均匀。7、当车用空调装置消耗汽车主发动机的动力、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、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。制冷量控制、系统设计带来的影响。汽车空调的发展史汽车空调的发展史（1）从其使用方面）从其使用方面原始的空调方式原始的空调方式：开窗换气：开窗换气1927年：最早由加热、通风装置、空气过滤年：最早由加热、通风装置、空气过滤器组成，功能仅是供暖通风器组成，功能仅是供暖通风30年代末，制冷技术应用到汽车上，开始真正年代末，制冷技术应用到汽车上，开始真正意义的汽车空调意义的汽车空调60年代，制冷技术普及应用到汽车上。技术日年代，制冷技术普及应用到汽车上。技术日趋完善、功能日趋全面趋完善、功能日趋全面汽车空调的发展史汽车空调的发展史（2）从其功能技术应用方面）从其功能技术应用方面单一供暖空调（单一供暖空调（1927年），现仍用于部分寒冷带的车年），现仍用于部分寒冷带的车辆辆单一供冷空调（单一供冷空调（1939年），现仍用于部分热带的车辆年），现仍用于部分热带的车辆冷暖型空调（冷暖型空调（1954年），具有降温，除湿、通风、过年），具有降温，除湿、通风、过滤、除霜等调节功能滤、除霜等调节功能1964以前，汽车空调依靠人工控制，现大量用于低档以前，汽车空调依靠人工控制，现大量用于低档车辆上。车辆上。1964年以后，自动控制技术应用于汽车空调，空调在年以后，自动控制技术应用于汽车空调，空调在用户设定的温度范围内自动运行，现用于高级小车及高级用户设定的温度范围内自动运行，现用于高级小车及高级大客车上。大客车上。1977年，电脑芯片控制用于汽车空调上，数字化显示、年，电脑芯片控制用于汽车空调上，数字化显示、控制更精确。空调与汽车行驶之间的动力协调性更好；空控制更精确。空调与汽车行驶之间的动力协调性更好；空调更舒适。现用于豪华汽车如别克、凌志等。调更舒适。现用于豪华汽车如别克、凌志等。我国汽车空调工业的发展我国汽车空调工业的发展w第一阶段（20世纪60年代初20世纪70年代末）：利用汽车发动机排出废气或冷却循环水产生的热量来供给车室内采暖。w第二阶段（20世纪80年代初20世纪90年代初）：从国外引进先进的制冷技术、空调生产线和生产技术。w第三阶段（20世纪90年代现在）：国内有了一批形成生产规模的汽车空调制造企业。汽车空调的发展方向汽车空调的发展方向w提高舒适性 w更趋自动化 w注重环保 w小型节能 第二节第二节汽车空调系统的组成与分类汽车空调系统的组成与分类w一、汽车空调系统的组成一、汽车空调系统的组成w1制冷系统制冷系统w2采暖系统采暖系统w3送风系统送风系统w4控制电路控制电路w5加湿系统加湿系统w6空气净化系统空气净化系统1制冷系统制冷系统w1-压缩机 w2-蒸发器 w3-液窗 w4-储液干燥器 w5-冷凝器 w6-膨胀阀2采暖系统采暖系统w1-加热器 w2-发动机进水管 w3-热水阀 w4-发动机出水管 w5-预热管 3送风系统送风系统w进气模式风门w鼓风机w混合气模式风门w气流模式风门w导风管4控制电路控制电路w点火开关、AC开关、电磁离合器、鼓风机开关及调速电阻器、各种温度传感器、制冷剂高低压力开关、温度控制器、送风模式控制装置、各种继电器。w控制电路主要是根据各种温度、压力、转速等信号，通过电磁离合器控制空调压缩机的工作。控制电路图控制电路图w5、加湿系统w6、空气净化系统w二、汽车空调系统的分类w1、按功能分类w1）单一功能w2）组合式w2、按驱动方式分类w1）非独立式汽车空调系统w2）独立式汽车空调系统第三节第三节热力学基础知识热力学基础知识w了解用在汽车空调上的专业术语；w知道各个术语的含义；第四节第四节制冷剂与冷冻油制冷剂与冷冻油w制冷剂制冷剂w在制冷系统中用于转换热量并且循环在制冷系统中用于转换热量并且循环流动的物质称为制冷剂。流动的物质称为制冷剂。w制冷剂在制冷过程中的作用是什么呢？制冷剂在制冷过程中的作用是什么呢？w目前的汽车空调都是利用制冷剂的状目前的汽车空调都是利用制冷剂的状态变化来转移热量、实现制冷的！简单地态变化来转移热量、实现制冷的！简单地说：制冷剂是运送能量的媒介。说：制冷剂是运送能量的媒介。制冷剂的要求制冷剂的要求1、物理性质的要求、物理性质的要求制冷剂应有低的凝固点，能在低温下工作。制冷剂应有低的凝固点，能在低温下工作。制冷剂应有高的临界温度。制冷剂应有高的临界温度。制冷剂的密度和粘度要小，以减少在制冷系统中的制冷剂的密度和粘度要小，以减少在制冷系统中的流动阻力。流动阻力。制冷剂应有一定的吸水性，以防止制冷系统的制冷剂应有一定的吸水性，以防止制冷系统的“冰冰堵堵”现象。现象。制冷剂的导热系数和放热系数要大，以提高换热能制冷剂的导热系数和放热系数要大，以提高换热能力。力。制冷剂的要求制冷剂的要求2、化学性质的要求、化学性质的要求制冷剂应无毒、无刺激性，对人体健康无损制冷剂应无毒、无刺激性，对人体健康无损害。害。制冷剂应不易燃烧、不易爆炸。制冷剂应不易燃烧、不易爆炸。制冷剂对金属的腐蚀作用要小。制冷剂对金属的腐蚀作用要小。制冷剂在高温下应不分解，化学性质稳定。制冷剂在高温下应不分解，化学性质稳定。制冷剂与冷冻润滑油应互溶，不起化学反应，制冷剂与冷冻润滑油应互溶，不起化学反应，不改变冷冻润滑油的特性。不改变冷冻润滑油的特性。制冷剂的要求制冷剂的要求3、热力学性质的要求、热力学性质的要求制冷剂在蒸发器内蒸发温度要低，相应的蒸发压力制冷剂在蒸发器内蒸发温度要低，相应的蒸发压力也低，但蒸发压力应稍高于大气压力。也低，但蒸发压力应稍高于大气压力。制冷剂的冷凝压力不宜过高，太高对制冷设备的强制冷剂的冷凝压力不宜过高，太高对制冷设备的强度要求也相应提高，会引起压缩机功耗增加。度要求也相应提高，会引起压缩机功耗增加。绝热指数要小，以便使压缩机功耗减小，并且在压绝热指数要小，以便使压缩机功耗减小，并且在压缩终了时气体的温度不会过高。缩终了时气体的温度不会过高。液体比热容要小，以便使节流过程的损失减小。液体比热容要小，以便使节流过程的损失减小。制冷剂蒸气的单位容积制冷量要大，以减少制冷剂制冷剂蒸气的单位容积制冷量要大，以减少制冷剂循环量。循环量。循环的热力完善度尽可能大。循环的热力完善度尽可能大。常用制冷剂常用制冷剂w汽车空调制冷剂目前主要有两种：汽车空调制冷剂目前主要有两种：wR12、134a（HFC一一134a）wR12历史较长且使用普遍，但气体内含有历史较长且使用普遍，但气体内含有氯分子会破坏大气层中的臭氧层而导致温室效应，氯分子会破坏大气层中的臭氧层而导致温室效应，所以数年前世界各国代表聚会蒙特利尔签定了议所以数年前世界各国代表聚会蒙特利尔签定了议定书，规定要在近年停止生产和使用氟里昂类产定书，规定要在近年停止生产和使用氟里昂类产品，其中品，其中R12首当其冲。首当其冲。w134a是九十年代开始使用的品种，由于不是九十年代开始使用的品种，由于不含氯分子对臭氧层没有破坏作用，对汽车空调系含氯分子对臭氧层没有破坏作用，对汽车空调系统的改动较少，被联合国有关组织推荐使用，在统的改动较少，被联合国有关组织推荐使用，在粤港等地被称为粤港等地被称为“环保雪种环保雪种”，现在国内外新车，现在国内外新车的空调系统很多都使用了的空调系统很多都使用了134a制冷剂。制冷剂。R12制冷剂替代原则制冷剂替代原则 (1)对环境的影响，即是否破坏臭氧层，是否加剧温室效应；替代物不能含氯原子CI。因为破坏臭氧层的罪魁祸首就是从CFC中分解出来的氯原子；符合环境保护的要求，ODP值为零，GWP值较低。(2)优良的热力性能；(3)安全性，如无毒，不可燃；(4)系统的耐久性，包括热力学、化学稳定性与材料以及材料、润滑油的相容性等；(5)制造成本低，生产工艺简单，便于管理等。制冷剂制冷剂R134awR134a不含氯原子，对臭氧层无破坏作用，温室效应影响小；wR134a热力性质稳定并与R12相近；wR134a和R12的物理特性非常接近 R134a的毒性也很小，不可燃，安全性能较好。w R134a是汽车空调的首选替代工质！表1-4说明：1、R134a制冷剂的传热性能优于R12。2、R134a与矿物冷冻油不相容，需使用合成润滑油来取代。使用制冷剂的注意事项使用制冷剂的注意事项w装制冷剂的钢瓶，应贮存在阴凉、干燥、通风的库房中，防止受潮而腐蚀钢瓶，在运输过程中要严防震动和撞击。w要远离热源，忌放在日光直射的场所或炉子附近。w避免接触皮肤。w要避开明火。w要注意通风良好。冷冻润滑油冷冻润滑油 冷冻润滑油是一种在高、低温工况下均能正常工作的特殊润滑油。有如下几个作用：润滑作用冷却作用密封作用降低压缩机噪声冷冻润滑油冷冻润滑油w性能要求w1、冷冻油的凝固点要低，在低温下具有良好的流动性。w2、冷冻油应具有一定的粘度，且受温度的影响要小。w3、冷冻润滑油与制冷剂的溶解性能要好。w4、冷冻润滑油的闪点温度要高，具有较高的热稳定性。w5、冷冻润滑油应无水分。冷冻润滑油冷冻润滑油w与R12相容冷冻润滑油的选择w 国产冷冻机油牌号有13号、18号、25号和30号4种。进口冷冻机油有SUNISO 3GS、SUNISO 4GS、SUNISO 5GS三种牌号。w 通常选用国产18号和25号冷冻机油，或进口SUNISO 5GS冷冻机油。w与R134a相容冷冻润滑油的选择w 目前能与R134a相容的冷冻润滑油只有聚烃基乙二醇（PAG）和聚脂油（ESTER）两类。冷冻润滑油冷冻润滑油w使用注意事项使用注意事项w（1 1）冷冻润滑油易吸水，用后应马上将盖拧紧。）冷冻润滑油易吸水，用后应马上将盖拧紧。w（2 2）不能使用变质混浊的冷冻润滑油，否则会影响压缩）不能使用变质混浊的冷冻润滑油，否则会影响压缩机的正常运转。机的正常运转。w（3 3）不允许向系统添加过量的冷冻润滑油，否则会影响）不允许向系统添加过量的冷冻润滑油，否则会影响汽车空调制冷系统的制冷量。汽车空调制冷系统的制冷量。w（4 4）不同牌号的冷冻润滑油不能混用，否则会变质。）不同牌号的冷冻润滑油不能混用，否则会变质。w（5 5）在排放制冷剂时要缓慢进行，以免冷冻润滑油和制）在排放制冷剂时要缓慢进行，以免冷冻润滑油和制冷剂一起喷出。冷剂一起喷出。w（6 6）要换制冷系统部件时，应适当补充一定量的润滑油。）要换制冷系统部件时，应适当补充一定量的润滑油。w（7 7）在加注制冷剂时，应先加润滑油，然后再加注制冷）在加注制冷剂时，应先加润滑油，然后再加注制冷剂。剂。冷冻润滑油冷冻润滑油w质量检查w 冷冻润滑油的质量检查常用的方法有对比法和滴纸法。w 1）对比法。取干净标准的冷冻润滑油放入一试管内作为标准油，再把需待查的油取出也放入同样大小的试管内进行比较。w 若被检查的油的颜色为浅黄色或桔黄色，则还可使用；若已变为红褐色的混浊液，就不能再使用。w 2）滴纸法。将待查的冷冻润滑油取出一滴，滴在一张干净的白纸上，片刻后观察油滴的颜色。w 若其颜色很浅，且分布均匀，就表明油内无杂质，可以使用。本章小结本章小结w汽车空调的独特特点w汽车空调的一般组成w现存汽车空调的功能划分w几个概念：气化、冷凝、临界温度、显热、潜热、节流、闪点w常用制冷剂与冷冻油w制冷剂和冷冻油的使用注意事项w冷冻油的质量检查谢谢谢！谢！