《汽车空调》电子教案

汽车空调教案课题一 汽车空调概述2课题二 汽车空调认识实验4课题三 汽车空调制冷系统5课题四 汽车空调压缩机8课题五 汽车空调的压缩机拆装课题六 汽车空调冷凝器、膨胀阀、蒸发器11课题六 汽车空调冷凝器、膨胀阀、蒸发器12课题七 汽车空调取暖与配气系统16课题八 汽车空调取暖与配气系统实验18课题九 汽车空调系统的电气控制系统19课题十 汽车空系统的电气系统检测实验26课题十一 汽车空调维修保养技术27课题十二 汽车空调冷媒加注与回收实验32课题十三 汽车空调综合故障诊断33课题十四 汽车空调故障检修实验37课题一 汽车空调概述一.汽车空调的发展史； 汽车空调技术是随着科技发展和人们生活水平的提高而开始发展与应用的，其经历了由低到高，由单一功能到多功能共五个阶段： 第一阶段，单一取暖（冷却水、加热器），应用于寒冷的北方地区。 第二阶段，单一冷气，应用于亚热带、热带地区。 冷暖一体化，初步具备了调节温度和湿度的功能（现在的空调有降温、除湿、通风、净化空气、除霜等功能） 自动控制 应用于中高级轿车，根据设定温度和车内、外的温度信息，自动控制装置自动控制空调部件工作，达到调控车内温度和其他功能的目的。 微机控制 由微机根据汽车内外的温度实行自动控制，其具备了数字化显示、冷暖通风三位一体、自我诊断、数据流传输（的区别）等功能，实现了空调运行和汽车运行的相互统一，提高了制冷效果、然油经济性、舒适性。二.汽车空调的分类 汽车空调的分类：按动力源分：非独立式空调和独立式空调。按组成分：制冷系统、取暖系统、配气系统、电气控制系统等四大部分组成。高级轿车有空气净化系统。按功能分：制冷、采暖、通风和空气净化四大部分组成。一般系统的空气的净化则由蒸发器直接完成。 三、汽车空调的组成1制冷系统：作用：对乘室内空气或外部进入乘室内的新鲜空气进行冷却或除湿，使乘室内变得凉爽舒适 组成：由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、散热风扇、制冷管道、制冷剂等组成。如下图图1 制冷系统的结构 2取暖系统： 作用：对乘室内空气或外部进入乘室内的新鲜空气进行加热，达到取暖、除湿目的。组成：由加热器、水阀、水管、发动机冷却液组成，加热器的水路是与发动机散热器的水路并联的。对于有独立采暖系统车则是采用电加热。 3配气系统：作用：通风系统的作用是将外部新鲜空气引进乘室内，达到通风、换气目的； 组成：由空调滤请器、进气模式风门、鼓风机、混合气模式风门、气流模式风门、导风管等组成。 空气流经途径： 空气（室外或室内） 进气模式风门 鼓风机 蒸发器或冷凝器 混合气模式风门 气流模式风门 导风管 出风口。 4空气净化装置作用：空气净化装置的作用是除去乘室内空气的尘埃、臭味，使空气变得清洁。具体为如下几点： 调节车内温度：水加热或电加热 调节车内湿度：冷暖一体化的系统才具备湿度的功能，通过制冷系统除去空气中的水分，再通过取暖装置升温来降低空气的湿度。不能增加湿度 调节车内空气流速和风向。 净化车内空气： 除霜：前后挡风玻璃除霜组成：碳罐、空气滤清器、静电除尘净化器 4电气控制系统: 作用：使空调系统能按照使用者的意愿进行正常工作组成：由点火开关、A/C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、高低压开关、温度控制器、送风模式控制装置、各种继电器。三.汽车空调装置的特点和性能指标； 1特点： 抗冲击能力强：环境所致 动力源多样：可以是采用发动机动力，也可以采用专用发动机动力，还可以采用电力。 制冷制热能力强：汽车自身和环境所致。 结构紧凑、质量小。 2性能指标: 热、湿负荷：其是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据。 舒适性参数： 车内平均温度：夏季为2528度；冬季为1518度。（2829度是感觉舒适与否的分界点。车内外温差：夏季为57度；冬季为1012度。课题二 汽车空调认识实验课题三 汽车空调制冷系统1汽车空调的制冷方式目前汽车空调的制冷方式为蒸气压缩式，其见图1-1。（其它空调的制冷方式见表1）。驱动方式制冷方式应 用制冷系数热驱动式吸收式太阳能，工厂余热（重型汽车）0.5-0.7蒸气喷射式工厂低温热源0.2-0.4朗肯循环式太阳能0.6-1电动机或发动机空气压缩式飞机（汽车正在研究利用）1-2蒸气压缩式普遍2-4蓄冷潜热蓄冷化学蓄冷氢能0.5-0.7半导体制冷 电子元件冷却、潜艇、汽车冰箱0.1-0.3表1 空调的制冷方式2汽车空调的制冷系统组成：由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、散热风扇、制冷管路、制冷剂、控制电路及安全保护装置等组成，图1 制冷系统的结构3制冷基本原理 空调压缩机通过电磁离合器由发动机带动，将制冷剂（氟里昂12或R134A）气体从蒸发器吸入压缩机进行压缩。高温高压的制冷剂气体经管道进入冷凝器进行冷却，并将热量散至大气中，同时被冷凝成中温中压的液态制冷剂，进入贮液干燥过滤器， 滤去其中的杂质及水分。再经膨胀阀输送到蒸发器。液态制冷剂在蒸法器内蒸发膨胀。同时吸收车内空气的热量，又从液态变为气态再次被压缩机吸收，如此反复循环，即可将车内空气中的热量散到大气，使车内温度下降，达到制冷的目的。具体可分为如下四个部分： 压缩过程：压缩机将蒸发器出口处的低温低压（约0、0.15MPA）的气态制冷剂增压为高温高压（7080、1.5MPA左右）的气态过热制冷剂，流入冷凝器。 冷凝过程：过热气态制冷剂进入冷凝器散热冷凝为液态态制冷剂。冷凝过程的后期，制冷剂成为中温（约40）高压的液体。 膨胀过程：中温高压液态制冷剂通过膨胀阀后，体积变大，其压力和温度急剧下降，变成低温（约-5）低压（约0.15Mpa）的液体，进入蒸发器中吸热蒸发。在制冷剂蒸发膨胀过程中进行节流控制，供给与制冷负荷相适应的制冷剂流量，从而达到所需的制冷温度。 蒸发过程：从膨胀阀流出的制冷剂，通过蒸发器不断吸热气化变成低压（约0.15Mpa）、低温（约0）的气态制冷剂。4制冷剂 在制冷系统中用于转换人热量并循环流动的物质称为制冷剂，目前汽车空调常用的有R12、R134A。其具有如下特性： 物理性质（冰点、沸点、临界温度、黏度、吸水性） 化学性质（无毒、无刺激、不易燃烧、不易爆炸、腐蚀性小、不分解、与润滑油互溶） 热力学性质（蒸发温度低、冷凝压力低、等熵指数小、液体比热容要小、质量体积小） 经济性R12与R134A的性能特点对比性 能R12R134A分子式CF2CL2(二氯二氟甲烷)CH2F-CF3（四氟乙烷）物理性质沸点-29.5度 冰点：-158度沸点-26.5度 冰点：-101.6度 化学性质无色无味，无毒。无易燃易爆，化学性能稳定，与空气混合式不爆炸，但在高温下或遇明火和红热表面时将分解放出有毒的刺激性气体无色无味，无毒。无易燃易爆，化学性能稳定，与空气混合式不爆炸，但在高温下或遇明火和红热表面时将分解放出有毒的刺激性气体对某些橡胶有腐蚀腐蚀有色金属如：铜和铅与水几乎不相容无吸湿性具有一定的吸湿性会破坏臭氧层它不会破坏臭氧层表2 R12与R134A的性能特点对比由于R12对臭氧层有破坏，故现在被R134A取代，鉴于其物理和化学性能的不同，故两个系统的制冷剂不能错加，因而对R12系统必须作必要的改动才能为R134A系统应用。R12与R134A的应用系统对比项 目原 因措 施制冷剂R12R134A冷冻机油不容于R12的机油，会导致润滑作用减少和发生液击 矿物油合成油密封材料R134A要溶解R12系统的密封材料改用新型材料（NBRRBR） 管道 压缩机 （O型圈由蓝色或棕色绿色或黑色），同时变得外形更大一些。干燥剂R134A的极性与水相近易被硅胶一起吸收，造成吸水能力下降改用新型材料（硅胶沸石）维修阀螺纹接口快速接口安全装置保护环境R熔化螺栓安全阀（压缩机）压缩机R134A系统的压力比 R12的高，这样导致冷却能力下降和压缩机的负荷增加改进电磁离合器的性能改进密封材料和内部结构冷凝器系统压力增加和负荷增加，需改进散热性能加厚罐壁和散热片高度压力开关系统压力增加，改变控制的压力值2.56MP3.14MP膨胀阀改变流动特性和介质R12R134A5冷冻机油1作用：润滑、密封、冷却、降低压缩机噪声2特点：淡黄色，无味、无毒、吸水性强；3不同的R134a系统，要使用不同的润滑油（不同牌号不能混用）课题四 汽车空调压缩机空调压缩机是空调系统的核心部件。从目前空调压缩机的发展趋势来看，结构紧凑、耐高温和抗震性好、高效节能以及微振低噪等特点是空调压缩机制造技术不断追求的目标。 1功能抽吸作用、循环泵作用、压缩作用。 2分类和特点1）根据工作原理的不同，空调压缩机可以分为定排量压缩机和变排量压缩机。（1）定排量压缩机定排量压缩机的控制一般通过采集蒸发器出风口的温度信号，当温度达到设定的温度，压缩机电磁离合器松开，压缩机停止工作。当温度升高后，电磁离合器结合，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。（2）变排量空调压缩机可以根据设定的温度自动调节压缩机内活塞行程，从而改变其排量。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的变化信号控制压缩机的压缩比来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。当空调管路内高压端的压力过高时，压力调节阀缩短压缩机内活塞行程以减小压缩比，这样就会降低制冷强度。当高压端压力下降到一定程度，低压端压力上升到一定程度时，压力调节阀则增大活塞行程以提高制冷强度。2）根据工作方式的不同，压缩机一般可以分为往复式和旋转式，常见的往复式压缩机有曲轴连杆式和轴向活塞式，常见的旋转式压缩机有旋转叶片式和涡旋式。（1）曲轴连杆式压缩机 这种压缩机的工作过程可以分为个，即吸气、压缩、膨胀、排气。曲轴旋转时，通过连杆带动活塞往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面构成的工作容积便会发生周期性变化，从而在制冷系统中起到压缩和输送制冷剂的作用。曲轴连杆式压缩机是第代压缩机，它应用比较广泛，制造技术成熟，结构简单，而且对加工材料和加工工艺要求较低，造价比较低。适应性强，能适应广阔的压力范围和制冷量要求，可维修性强。但是曲轴连杆式压缩机也有一些明显的缺点，例如无法实现较高转速，机器大而重，不容易实现轻量化。排气不连续，气流容易出现波动，而且工作时有较大的振动。由于曲轴连杆式压缩机的上述特点，已经很少有小排量压缩机采用这种结构形式，曲轴连杆式压缩机目前大多应用在客车和卡车的大排量空调系统中。（2）轴向活塞压缩机轴向活塞式压缩机可以称为第代压缩机，常见的有摇板式或斜板式压缩机，这是汽车空调压缩机中的主流产品。斜板式压缩机的主要部件是主轴和斜板。各气缸以压缩机主轴为中心圆周布置，活塞运动方向与压缩机的主轴平行。大多数斜板式压缩机的活塞被制成双头活塞，例如轴向缸压缩机，则缸在压缩机前部，另外缸在压缩机后部。双头活塞在相对的气缸中一前一后的滑动，一端活塞在前缸中压缩制冷剂蒸气时，另一端活塞就在后缸中吸入制冷剂蒸气。各缸均配有高低压气阀，另有一根高压管，用于连接前后高压腔。斜板与压缩机主轴固定在一起，斜板的边缘装合在活塞中部的槽中，活塞槽与斜板边缘通过钢球轴承支承。当主轴旋转时，斜板也随着旋转，斜板边缘推动活塞作轴向往复运动。如果斜板转动一周，前后个活塞各完成压缩、排气、膨胀、吸气一个循环，相当于个气缸工作。如果是轴向缸压缩机，缸体截面上均匀分布个气缸和个双头活塞，当主轴旋转一周，相当于个气缸的作用。斜板式压缩机比较容易实现小型化和轻量化，而且可以实现高转速工作。它的结构紧凑，效率高，性能可靠，在实现了可变排量控制之后，目前广泛应用于汽车空调。（3）旋转叶片式压缩机 旋转叶片式压缩机的气缸形状有圆形和椭圆形种。在圆形气缸中，转子的主轴与气缸的圆心有一个偏心距，使转子紧贴在气缸内表面的吸、排气孔之间。在椭圆形气缸中，转子的主轴和椭圆中心重合。转子上的叶片将气缸分成几个空间，当主轴带动转子旋转一周时，这些空间的容积不断发生变化，制冷剂蒸气在这些空间内也发生体积和温度上的变化。旋转叶式压缩机没有吸气阀，因为叶片能完成吸入和压缩制冷剂的任务。如果有个叶片，则主轴旋转一周有次排气过程。叶片越多，压缩机的排气波动就越小。作为第代压缩机，由于旋转叶片式压缩机的体积和重量可以做到很小，易于在狭小的发动机舱内进行布置，加之噪声和振动小以及容积效率高等优点，在汽车空调系统中也得到了一定的应用。但是旋转叶片式压缩机对加工精度要求很高，制造成本较高。（4）涡旋式压缩机 这种压缩机可以称为第代压缩机。涡旋压缩机结构主要分为动静式和双公转式种。目前动静式应用最为普遍，它的工作部件主要由动涡轮与静涡轮组成，动、静涡轮的结构十分相似，都是由端板和由端板上伸出的渐开线型涡旋齿组成，两者偏心配置且相差，静涡轮静止不动，而动涡轮在专门的防转机构的约束下，由曲柄轴带动作偏心回转平动，即无自转，只有公转。 涡旋式压缩机具有很多优点。例如压缩机体积小、重量轻，驱动动涡轮运动的偏心轴可以高速旋转。因为没有了吸气阀和排气阀，涡旋压缩机运转可靠，而且容易实现变转速运动和变排量技术。多个压缩腔同时工作，相邻压缩腔之间的气体压差小，气体泄漏量少，容积效率高。涡旋式压缩机以其结构紧凑、高效节能、微振低噪以及工作可靠性等优点，在小型制冷领域获得越来越广泛的应用，也因此成为压缩机技术发展的主要方向之一。三 摇板活塞式压缩机 1结构（如2图）图2 摇板活塞式压缩机 组成：电磁离合器、主轴、旋转摇板、吸排气阀片、活塞、前后端盖、气缸体等主要部件组成。 2工作原理图3 摇板活塞式压缩机原理图四 变排量压缩机 在压缩机后端增加一套可变排量机构，能根据空调系统的冷气负荷或电动机的负荷，控制压缩机的排量变化，减少能量浪费。课题五 汽车空调的压缩机拆装课题六 汽车空调冷凝器、膨胀阀、蒸发器一、冷凝器 1 作用：把压缩机排出的高温、高压制冷剂气体，通过冷凝器将热量散发到车外空气中，从而使高温高压的制冷剂气体冷凝成较高温高压液体。2 结构形式：管片式、管带式、平行流式。 管片式: 较早采用，其由管和散热片组成，散热效率较低。 管带式: 其由扁平管和散热片组成，散热效率比管片式高，应用较广泛（R12系统）。 平行流式: 其由圆筒集管、铝制内肋管、波形散热片、连接管组成。散热效率比管带式高，应用广泛。 原因：增加了散热面积、提高冷凝器内介质流量的分配的均匀度、降低了冷凝器内的压力，从而可以减少管的厚度，以利于散热。二、膨胀阀 （一） 分类：热力膨胀阀、H型膨胀阀、膨胀节流管和组合阀。 （二） 作用：是系统的节流装置，使制冷剂由液态转化为气态，并调节制冷剂流量。他是一个闭合控制循环，由出口的温度来决定进口的流量（三） 热力膨胀阀1作用：是一种节流装置，调节制冷剂流量。有以下三个作用： 节流降压：使高温高压液态制冷剂成为容易蒸发的低温低压雾状制冷剂进入蒸发器，即形成制冷剂的高压和低压之分。 自动调节制冷剂流量：由于制冷负荷的改变和压缩机转速的改变，要求流量作相应的调节，以满足制冷循环要求，以保持室内温度稳定。 控制制冷剂的流量、防止液击和异常过热发生。膨胀时以感温包作为感温元件控制流量的大小，保证蒸发器尾部有一定的过热度，保证蒸发器容积的有效作用，避免液态制冷剂进入压缩机而造成液击现象，同时又能控制过热度在一定范围内。 有了以上作用，就能满足空调运行的需要:空调刚开始运行时，车内温度度高，蒸发器的温度也高，蒸发也快，制冷剂流量要求就大，当车内温度降低时，蒸发器的温度也降低，蒸发的负荷就减少了，制冷剂流量要求也减少了。 2热力膨胀阀的结构及工作原理 热力膨胀阀分内、外平衡式，两者的区别在于膨胀阀下膜片方的制冷剂压力的来源不同。 外平衡式热力膨胀阀1 组成：由热敏管(感温包)、压力弹簧、膜片、外平衡管、膜片室、阀门、毛细管等组成。2 工作原理：Pf = Pe + Ps Pf为感温包感受到蒸发器出口温度相对应的饱和压力。Pe为蒸发器出口蒸发压力。 Ps为过热调整弹簧的压力。 当Pf = Pe + Ps时，表明车内温度处于某一工况时，膨胀阀处于某一开度，并维持平衡状态。当Pf Pe + Ps时，表明车内温度在升高，蒸发器出口过热度增加，感温包感受到温度上升，因而Pf增加，膜片室上方的压力增加，平衡状态被打破，膜片下移，推动传动杆下移使膨胀阀的开度增加，导致制冷剂的流量增加，制冷量增加，从而使蒸发器出口过热度降低，最终达到Pf = Pe + Ps状态。 当Pf Pe + Ps时，表明蒸发器出口过热度降低，感温包感受到温度降低，因而Pf降低，膜片室上方的压力降低，平衡状态被打破，膜片上移，推动传动杆下移使膨胀阀的开度减少，导致制冷剂的流量减少，制冷量减少，从而使蒸发器出口过热度增加，最终达到Pf = Pe + Ps状态。 调试与安装 其调整是通过调节杆来调整弹簧的压力来完成。顺时针调紧弹簧，调小阀门，可降低蒸发器出口压力；反之亦然。 在更换了膨胀阀之后安装时应注意： a 阀体要垂直放置 b 感温包要水平安装在蒸发器出口的水平、干净的吸气管上，且在外平衡管接口前10mm处，并且要密封到位，以保证感温介质液体始终在感温包中和正确感温。 c 当吸气管径小于25mm时，感温包应贴在吸气管的顶部；当吸气管径大于25mm时，感温包应贴在吸气管的下侧45o处或侧面中点处。 内平衡式热力膨胀阀 组成：由热敏管(感温包)、压力弹簧、膜片、膜片室、阀门、毛细管等组成。 工作原理（同上） H型膨胀阀它是一种整体型膨胀阀，其取消了外平衡管和感温包，由感温元件代替，且处在进入压缩机的制冷剂气流中，因此感应温度不受环境影响，且不存在热力膨胀阀反应从迟后的现象，因而其可靠性更高，被广泛应用。其结构如下图： 图4 H型膨胀阀 膨胀节流管 其是一种安装在冷凝器与蒸发器之间，有固定孔口的节流装置，因此不能调节流量，液态制冷剂可能流出蒸发器而进入压缩机，造成液击，因此在压缩机与蒸发器必须安装气液分离装置。 其两端安装有过滤网，以防堵塞。由于结构简单，可靠性高，应用也较广泛。 图5 膨胀节流管（四） 吸气节流阀和组合阀 吸气节流阀：其安装在蒸发器与压缩机之间，作用是保持蒸发器压力在一定值，防止蒸发器表面结霜，但压缩机不停机，耗能大，现在被恒温开关取代。 吸气节流阀分类：吸气节流阀（STV）、先导阀控制的绝对压力阀（POA）、蒸发器压力调节阀(EPR) 组合阀：其是在储液干燥器内部增加一个膨胀阀和一个蒸发器压力控制阀；其作用是保证供给蒸发器适当的液态制冷剂，防止蒸发器表面结霜。三、蒸发器 1 作用：将经过节流降压后的液体制冷剂在蒸发器内沸腾汽化，吸收蒸发器表面周围空气的热量而降温，风机再将冷风吹到车室内，达到降温的目的。2 结构形式：管片式、管带式、层叠式 管片式: 较早采用，其由管和散热片组成，散热效率较低。 管带式: 其由扁平管和散热片组成，散热效率比管片式高，应用较广泛（R12系统）。 层叠式：其由铝板管、波形散热片、连接管组成。散热效率比管带式高，应用广泛。 四、储液器1）储存制冷剂2）过滤杂质3）吸收湿气4）观察制冷剂和冷冻机油的流动情况五、气液分离器 位置：用于节流管式空调系统，安装在蒸发器出口与压缩机进口之间（低压侧） 作用：它是个制冷剂的平衡容器，留下液态制冷剂，使其在低压区缓慢蒸发，离开的只有气态制冷剂，起到气液分离，也是制冷剂和冷冻机油的储存罐，防止压缩机液击现象发生，起到保护压缩机的作用。 工作过程： 从蒸发器流出的制冷剂进入集液器，如果当中含有水分，会通过干燥器滤掉。气态制冷剂被收集在塑料盖的顶部，再通过U型管进入压缩机，以确保制冷剂吸入的全部为气态制冷剂。液态制冷剂和一部分冷冻机油被收集在集液器的底部，通过下面的节流孔以蒸汽形式进入压缩机。外面的滤网可以滤除制冷剂中的杂质。课题七 汽车空调取暖与配气系统一 汽车空调取暖系统 1作用：能与蒸发器一起将空气调节到舒适的温度；向车内提供暖气，提高车内温度；当车上玻璃结霜或结雾时，可用热风来除霜或雾。 2分类： 按热源分：发动机余热式和独立热源式 按空气循环方式分:内循环、外循环、内外混合循环式 按载热体分：水暖式和气暖式 3发动机余热式取暖系统 水暖式暖气系统：利用发动机冷却循环水的余热作为热源，将其引入热交换器，由鼓风机将车厢或外部空气吹过热交换器而使之升温。 由热交换器、热水阀、风机、水管、分配系统、风道等组成。 优缺点：简单、安全；热量小，受发动机工况影响大。 气暖式暖气系统： 利用发动机排气管中的废气余热或冷却发动机后的热空气作为热源，通过热交换器加热空气，把加热后的空气输送到车厢内取暖 。 优缺点：简单、安全；受车速影响大，对热交换器的密封性。可靠性要求高。 4 独立燃烧室取暖系统：用于大客车二 汽车空调配气系统1作用：将冷气、热风、新鲜空气进行有机的调节分配，形成冷暖适宜的气流吹出。 2常见空气混合方式： 冷暖风独立式：车内空气经风机，通过蒸发器或加热器后吹向车内，两部分相对独立。 冷暖风转换式：车内空气和车外空气经风门混合后经风机送入，通过冷热转换开关转换后，分别经蒸发器或加热器送入车内。 半空调式：车内空气和车外空气经风门混合后经风机送入，先经过蒸发器冷却，再经过风门调节，一部分进入加热器加热，送出热风。冷气出口不再调节，已被除湿。如加热器不开，送出冷风；如两者均不开，送出自然风。 全空调式：也称为空气混合式，应用较普遍。与半空调式相比较，只是最后冷热空气多了一次混合。注意搞清空气混合方式简图。 3组成： 空气进入阶段：由气源门和伺服器组成，控制室内外空气进入。 空气混合阶段：由蒸发器、加热器、调温门组成，调节空气的温度。 空气分配阶段：由调风门组成。调节空气到所需部位。4配气系统风门的常见控制机构 拉绳操纵机构 真空操纵机构 电机伺服机构5 配气系统的工作原理 空气进入段的气源门用于控制新鲜空气和室内空气的循环比例，先经过蒸发器冷却除湿，再经过风门调节，一部分进入加热器加热，送出热风。冷气出口不再调节，出来的冷热气混合后，按功能需要各自出风口，完成空气分配。课题八 汽车空调取暖与配气系统实验课题九 汽车空调系统的电气控制系统 为了使空调系统能按照使用者的意愿进行正常工作，还需要一些控制装置对其加以控制。控制汽车空调制冷温度的方法有两种：一种是控制蒸发器表面温度：靠控制压缩机电磁离合器的通断来实现，常用恒温开关（温度控制器）、压力开关。控制精度不高但节能，应用相当广泛。另一种是控制蒸发器压力:耗能一 常用控制装置1 温度控制器： 作用：感测蒸发器表面温度，将温度信号转换为点信号去控制压缩机离合器结合与断开，起到调节车内温度、防止蒸发器表面结霜的作用。 类型：电子式和机械式 机械式：由感温系统（毛细管和波纹管组成）、调温机构、触点开闭机构组成。 电子式：是一个负温度系数热敏电阻 机械式温度控制器工作原理：通过调温旋钮设定温度后，当蒸发器表面温度高于设定值时，触点闭合，接通压缩机离合器电路，压缩机工作；随着蒸发器表面温度下降，毛细管内的工质压力下降，波纹管收缩，当温度低于设定值时，触点分离，压缩机停转。如此周而复始，达到温度调节的作用。 电子式温度控制器工作原理：热敏电阻与温度控制器相连（常常电路中还连有可调电阻用于设定温度，有的在温控器上），蒸发器表面温度温度导致热敏电阻的阻值发生变化，转化为电压信号，经温度控制器放大后控制电路的通断，压缩机工作或停机，如此周而复始，达到温度调节的作用。 2 怠速控制装置 怠速稳定装置有两种：怠速切断器和怠速提升装置。前者在汽车处于怠速或小负荷时空调便不能开启，破坏了舒适性要求，现代汽车基本不在采用。下面主要介绍怠速提升装置。 作用：在怠速运行或低速运行时，保证空调和汽车的正常运行。 类型：常用的有如下三类 节气门直接驱动式：用于化油器车型，由真空转换阀、真空马达、机械驱动机构组成。 旁通空气道式：用于无怠速马达或旋转阀滑的电控发动机，若用节气门直接驱动式，易改变节气门位置信号，引起工况变化，影响发动机的性能。其由一个电磁阀和气道组成。 发动机怠速马达式：用于有怠速马达或旋转阀滑的电控发动机及发动机集中控制系统。 3 空调放大器：用于集中采集各种信号后对压缩机和怠速提升装置进行控制，用于普通轿车上，现在向电脑控制方向发展。 4 压力开关 作用：压力控制和系统保护。其感测系统压力，一旦系统压力异常的高或低，压力开关就打开或闭合，系统自动切断压缩机电路或控制冷却风扇加强散热，达到降压降温的目的。 类型：高压开关、低压开关、双重压力开关、三重压力开关、压力传感器。 高压开关：其用于在系统压力过高时，切断离合器电路或接通散热风扇电路，以加强散热，降压降温。 低压开关：防止系统压力过低时，系统工作。 双重压力开关：就是高低压开关组合在一起。 三重压力开关：比双重压力开关多一个中压开关，用于控制风扇。 压力传感器：感测系统压力，用于控制压缩机和风扇。 过热过压保护装置 过热限制器：由过热开关和熔断器组成，装在压缩机后盖上。当压缩机过热时，过热开关闭合，烧断熔断器而断开压缩机电路。 高压释放阀：系统压力过高时，释放制冷剂到大气。 易熔塞：系统压力过高时，易熔合金熔化，释放制冷剂到大气。 减压安全阀：在R134A系统，用以代替高压释放阀或易熔塞，防止环境污染，其开启时，将一部分高压制冷剂释放回低压侧，达到降压目的。 发动机的功率保护装置：发动机高温，加速超车、大负荷等状况时让空调停止工作。二 电路分析以桑塔纳轿车空调控制电路为例。图6所示，主要由电源电路、鼓风机控制电路、电磁离合器控制电路和冷凝器风扇控制电路四大部分组成。J59J3203015x313015x31S1S23ptF19tF18S14MM123tptV7V2RJ2630878586N23N16N25N63N48F73E33F38E30E9123412cab图9 桑塔纳轿车空调的电路控制原理J59减荷继电器 S1、S14、S23熔断器 J32主继电器 E9鼓风机开关 E33蒸发器测温包 F38环境温度开关 E30主开关（A/C） F18冷凝器冷却风扇温控开关 F23高压开关（bar） J26冷凝器冷却风扇继电器 N23鼓风机调速电阻 F73低压开关（bar） V7冷凝器冷却风扇电机 V2蒸发器鼓风机 N16怠速提升电磁阀 N25电磁离合器 N63新鲜空气翻板电磁阀 K48空调指示灯（一） 电源电路 1. 组成：蓄电池、点火开关、减荷继电器J59及熔断器S1、S14、S23和主继电器J32 2. 原理：当点火开关断开或处于启动档时J59不得电，X号线（称卸载线）无电，空调无法工作；当点火开关接通（点火档）时J59得电，卸载线X通电，空调主继电器J32中的2号继电器得电并吸合触点c，通过鼓风机开关E9给鼓风机V2供电。熔断丝S1、S23接30号火线分别向冷凝器冷却风扇V7和鼓风机V2提供电源。 （二） 鼓风机控制电路 1. 回路组成：30号火线、熔断丝S23、主继电器J32中的2号继电器触点c（或1号继电器触点b）、鼓风机开关E9（4个档位）、鼓风机调速电阻N23（串接3个电阻）、鼓风机V2，搭铁。 2. 控制原理：鼓风机在开关E9的控制下,通过串接不同的电阻可在不同的状态下运行，如：当开关E9置“0”档时，串接3个电阻（最大），通过鼓风机电流最小，转速最慢，称微风；当开关E9置“3”档时，3个电阻全部被短路，鼓风机全压快速运行，称强风。 （三） 电磁离合器控制电路（制冷回路） 1. 回路组成 指示灯K48新鲜空气翻板电磁阀N63环境温度开关F38冷凝器冷却风扇控制电路蒸发器鼓风机控制电路J32主继电器1号主继电器E33蒸发器测温包N16怠速提升电磁阀F73低压开关N25电磁离合器主开关E30卸载线X 图7 电磁离合器控制回路组成2. 控制原理 （1）指示灯K48和新鲜空气翻板电磁阀N63 随着空调主开关E30的闭合而长期工作。所谓新鲜空气翻板电磁阀是用来接通新鲜空气通道使鼓风机强制通过蒸发器的空气通道进风，否则将无法获得冷气。 （2）当环境温度高于规定值时，温控开关F38 断开，压缩机不工作、怠速降低。 （3）当蒸发器温度低于规定值时，蒸发器测温包E33断开，压缩机不工作、怠速降低。 （4）当制冷剂严重亏损高压侧压力低于0.2MPa时，低压开关F73断开，压缩机不工作。 （5）受环境温度开关F38 控制的另一回路是主继电器J32中的1号继电器，两对常开触点同时闭合：一对用于控制鼓风机V2，以防在制冷时开关E9未接通而造成因没有空气流通使蒸发器表面温度过低而结冰；另一对控制冷凝器冷却风扇（见冷凝器风扇控制电路）。 （四）冷凝器风扇控制电路 1. 回路组成新鲜空气翻板电磁阀N63冷凝器冷却风扇F18冷凝器冷却风扇温控开关继电器J26J32主继电器1号主继电器高压开关F2330号线熔丝S1电阻R制冷回路图8 冷凝器风扇控制回路组成2. 控制原理 （1）当空调主开关E30和环境温度开关F38闭合时，继电器J32中的1号继电器吸合：当制冷系统高压侧压力低于1.5MPa时，高压开关F23 断开，电流经电阻R到达冷凝器冷却风扇电机V7，冷凝器冷却风扇 慢速运行 ；当制冷系统高压侧压力高于1.5MPa时，高压开关F23 闭合，电阻R被短接，冷凝器冷却风扇 高速运行 以加强冷凝器和发动机的冷却强度。 （2）当冷凝器温度高于一定值时，温控开关F18闭合，冷却风扇慢速运行（当E30或F38断开时，即空调不运行时）。 （3）当冷凝器温度过高时，温控开关F19闭合，确保冷却风扇高速运行（当E30或F38断开时，即空调不运行时）。三、汽车自动空调系统的电气控制能根据外部条件变化（车外温度、太阳辐射、乘员数量、发动机温度、发动机工况），自动修正参数，自动控制风机转速和制冷量，保持车内温度恒定。目前有两种控制方式:电控气动系统和微机控制系统，下面就介绍微机控制系统的全自动空调。1.功能：1）空调控制：包括温度自动控制、风量控制、运行方式的自动控制、换气量控制等，满足空调舒适性的要求。2）节能控制：即压缩机运转工况的控制、换气量的最佳控制以及随温度变化的换气切换、增大转入经济运行、根据车内外温度自动切断压缩机电源等控制。3）故障诊断储存：系统发生故障、ECU将故障部位用代码的形式储存起来。4）故障、安全报警：包括制冷剂不足、制冷压力高低压报警、离合器打滑报警、各种控制器件的故障判断报警。5)显示：包括设定温度、控制温度、控制方式、运行方式等。2.组成：电子控制系统、配气系统、面板控制三部分组成1)电子控制系统：由传感器、ECU、执行器组成 传感器信号： 驾驶员面板设定的温度和功能选择信号。 车内温度传感器、车外环境温度传感器、阳光辐射温度传感器、等传感器信号。 空气混合门的位置反馈信号。 执行器信号： 向驱动各种风门的伺服电机输送的信号。 控制风机转速的电压信号 控制压缩机开停的信号。 ECU 2）面板控制（阐述个键的功用） 3）配气系统(略)3.控制原理根据温度平衡方程式进行的：K=A+B+C+D，完成温度控制、鼓风机装速控制、进气控制、出气控制、压缩机控制、自诊断。K设定的调温电阻的阻值A室内温度的电阻C出风口温度电阻D阳光辐射、环境、节能修正量的温度的电阻课题十 汽车空系统的电气系统检测实验课题十一 汽车空调维护与保养空调能给驾驶员和乘客带来舒适的环境，但是，使用不当，维护不及时，会影响空调的使用性能和寿命，有时还会影响发动机的正常工作。因此，正确使用和维护空调是十分重要的 一、空调的正确使用 1. 仔细阅读空调使用说明书，掌握正确的操作方法。使用中不要随意拆卸制冷系统各管路接头，以防止制冷剂泄漏及空气、水分渗入制冷系统中。当空调发生故障时，不得自己随意动手，应找专业维修人员检修，以免造成更大的损坏。 2.夏季使用前，应对空调进行全面的检查和保养：清除冷凝器、蒸发器表面的灰尘；检查风窗玻璃前方的空气入口栅，清除杂物；检查各电源线；修复密封性不良的车门、车窗。待确认各控制开关、元件正常后，方可开机使用 3. 高温季节，应将车辆停放在阴凉处，以免造成制冷负荷过大，车内温度较高，不宜一启动发动机就打开空调。应先打开所有车窗，让汽车行驶3-5分钟，待车内的热气排尽后，再关好车窗，打开空调；在天气炎热的夏天。 4. 夏季结束停止使用空调时，应对空调进行必要的检查：制冷剂是否有泄漏，离合器皮带轮的轴承是否完好，压缩机冷冻机油的质与量是否还符合要求。 5. 汽车爬长坡行驶时，要尽量少用或不用空调，因为这时发动机的负荷较大，使用空调会导致发动机过热。 6. 在尘土飞扬的道路上行驶时，应将空气入口控制杆调整到RECIRC（再循环），这时，只有车内的空气的循环。 7冬季不使用空调时，应定期让空调运行几分钟，让部件处于正常状态。二、空调的正确检查：一般方法“看、听、摸、查”。 1. “查”：各电线接头是否松脱，紧固件是否有裂纹和松散，三角皮带的张紧度是否符合要求，各管路接头处有无油污，软管有无破损，冷凝器的贮液罐表面是否清洁。2. “听”：从声响来判断压缩机的运行状况。 3“看”：看玻璃观察孔内制冷剂的状态。若视液镜很明净，表示系统有足够的制冷剂；若出现气泡，则表示系统进入了空气；若见到乳白色雾状物，说明干燥过滤剂已从贮液干燥过滤器中逸出，随制冷剂一起在系统中循环。（见书131页） 4“摸”：开启空调开关1520min后,正常情况下高压端管路呈5560,而低压端管路呈低温状态。 压缩机出口阀、冷凝器、储液干燥器：手感热而不烫手则为正常。若手感烫手，首先检查冷凝器的冷却是否良好，风扇的风量是否过小；若高压端手感热量不够，则为制冷剂过小；若没有温度，则为制冷剂漏光。 储液器：若出现霜冷或水露，说明干燥器破碎堵信制冷剂流动管路，且此时其前端高压区热度是很烫手。 膨胀阀：制冷剂进口连接处是热的，但出口连接处应是凉的、有水露。若发现膨胀阀处有霜冷现象则说明膨胀阀的阀口已经堵塞，必须马上处理。 低压管：手感冰凉、有水露，但不应该有霜冷。 双手触摸压缩机的进气口和排气口，手感温度有明显的差别三、空调的正确维护：1 常用工具：歧管压力表组件、检漏仪、制冷剂注入阀、真空泵、回收系统、空调系统清洗机。 歧管压力表组件：R-12系统检修软管的标准色是：蓝色用于低压侧；红色用于高压侧，黄色（或白色）用于中间软管。这样可减少歧管与空调系统连接时发生的失误。用于 R-134a 系统检修的软管颜色标识基本与R-12相似，蓝色带黑镶条或黑色带蓝镶条软管用于低压侧，红色带黑镶条或黑色带红镶条软管用于高压侧，黄色或绿色带黑镶条或黑色带绿或黄镶条为中间软管。 注意：用于R-134a系统的软管不能 用于R-12 系统! 检漏仪： 检测空调系统泄漏的方法有很多，简单的如用肥皂液，复杂的如用电子检漏仪、卤素检漏仪、荧光检漏仪等。 回收系统： (1) 回收 是将制冷剂从系统排出并存放到一个特殊的外部容器里，无须进一步加工，在一定条件下，这种制冷剂可从排出口返回 到系统中。 (2) 再生 是将制冷剂从系统排出并重新加工。即干燥、过滤和分离。 (3) 重灌 是将制冷剂从系统排出经再生后重新充注，此过程可在现场进行，无须分析试验。 2 基本工艺.何谓排放、抽空和充注？ 排放：也称回收，就是从系统中排出制冷剂。这是维修、更换压缩机之外的所有制冷部件时必须首先完成的。 抽空：排放并检修完毕后，应将系统内抽成真空，以清除空气中的水分。 充注：是抽空之后的连续工作，即将制冷剂充灌到系统内部.如何制定一个简单的充注制冷剂工艺卡？ 排放抽空（约15分钟）停止抽空（放置约15分钟）真空检漏（观察压力表读数是否有变化）充灌（充气态制冷剂压力约98kPa）充灌检漏再抽空（放置约15分钟）再充注（定量）再检漏 注意：在未充注制冷剂的情况下不可运转压缩机 操作. 安装软管和压力表组件对空调系统进行检测或排放、抽空和充注等第一步就是安装软管和压力表组件。不同的检修阀有不同的安装方法。 A 与三通手动检修阀连接 1）用手缓慢拆除检修阀的保护帽； 2）把低压侧软管（兰色）接压缩机的吸气侧，高压侧软管（红色）接压缩机的排气侧，并用手拧紧；3）关闭好歧管上高-低压手阀后，用检修扳手缓慢松开两个检修阀杆2至3圈（不宜太多，否则排放太快将压缩机内的润滑油带出）。 B 与施拉德型检修阀连接 1）用手缓慢拆除检修阀的保护帽； 2）关闭好歧管上高-低压手阀3）把低压侧软管（兰色）接压缩机的吸气侧，高压侧软管（红色）接压缩机的排气侧，并用手拧紧。(检修软管必须装有施拉德接头或其它专用匹配接头)。 C 与R-134a系统检修阀连接 1）用手缓慢拆除检修阀的保护帽2）关闭好歧管上高-低压手阀3）右手抓住检测软管快速连通器，用大拇指和食指将连通器的锁帽拉回同时作逆时针转动4）将连通器与系统检修阀接通，直推连通器听到咔嚓声，确保连通器被锁定为止。 . 排放和清洗制冷系统 A 安装压力表组件 1）启动发动机，转速约1300 r/min，运行时间约12分钟。 2）启动空调置最冷，风机于高速3）将歧管和压力表组件的中间软管（白或黄色）接到回收系统，用检修扳手缓慢松开两个检修阀杆2至3圈（不宜太多，否则排放太快将压缩机内的润滑油带出）。然后打开高、低压歧管手阀,接通回收系统电源主开关和回收开关。运行直到指示真空压力 B 清洗空调系统回收完毕后，应立即对系统进行清洗。清洗时两个压力表为零或略有一点真空。清洗必须使用专用清洗剂。(所谓清洗就是清除系统内部剩余制冷剂、湿气和其它残余物) C 关闭所有阀门（这时可对系统进行维修） . 抽空有哪些步骤和方法？ 空调系统检修后，必须进行抽真空处理，以清除系统内的空气和水分。抽空可用回收系统，也可用单独的真空泵或充注台进行。下面以真空泵为例进行抽空安装压力表组件A 启动真空泵B 打开歧管低压侧手阀，观察压力表，5分钟后压力表读数应低于34kpa（绝对压力），否则系统有阻塞。15分钟后，如果系统无泄漏，压力表指示应在（绝对压力）20.3-13.5kpa之间为正常（如果达不到，则关闭手阀进行真空检漏，如果压力表指针上升，表示真空泄漏；如果泄漏不明显，可继续抽空。若时间允许，抽空时间可持续到30分钟为佳）.充注有哪些步骤和方法？ 充注可采用回收系统，也可采用制冷剂罐作为制冷剂源。制冷剂罐充注有两种方法：静态充注（发动机不运行）和动态充注（发动机运行），下面以制冷剂罐动态充注为例进行充注 A 注意事项 1）不得给制冷剂罐加热；绝对不可以用火焰直接给制冷剂罐加热。2）充注之前制冷剂罐不要倒置存放。 3）必须佩带防护眼镜。 4）维修工具和设备应与制冷剂系统一致（注意R-12和R-134a不相容） 5）注意环境保护，不要出现制冷剂任何泄漏现象。 B 准备工作 充注是抽空后的连续工作，抽空并确保无泄漏后，关闭歧管高-低压手阀和高压侧检修阀，保留低压侧检修阀为中开。 C 对系统进行充注 1）动态充注法通过压力表的低压侧向空调系统加注气态制冷剂。充注时起动发动机，充注过程不能打开压力表高压手阀。 启动发动机，转速约1250r/min 确保两个手阀关闭的情况下，调整空调置最冷，风机于高速。 打开低压侧手阀和制冷剂罐开关，使蒸汽从低压侧进入系统。 当压力达到377kpa时将制冷剂罐倒置以加大压力(图4.3.4所示)。轻敲罐底判断磅罐是否已空。 如果一罐不够，换第二罐重复以上程序，直到完全充满为止。 2）静态充注法 通过压力表的高压侧向空调系统加注液态制冷剂。充注时不能起动发动机，充注过程不能打开压力表低压手阀。 制冷剂罐倒立，压力表高压手阀完全打开，液态制冷剂通过压力表高压手阀注入制冷系统 如在注入过程中，低压侧压力表正常指示应该是从真空区偏转到压力区。如果指针不动，表示空调系统有阻塞，必须进行清理，重新抽空后执行下一步。 通过压力表的低压侧，向空调制冷系统补充气态制冷剂。微微打开低压手阀，控制低压表指针不应超过60。 起动发动机，转速约1250r