汽车空调构造和管事道理

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汽车空调构造和管事道理

汽车空调构造和管事道理

  汽车空调结构和工作原理_调查/报告_表格/模板_实用文档。扫地机 汽车空调结构和工作原理 讲师:xxx 第一章 汽车空调系统的组成和工作原理 第一节 汽车空调系统的组成及类型 第二

  扫地机 汽车空调结构和工作原理 讲师:xxx 第一章 汽车空调系统的组成和工作原理 第一节 汽车空调系统的组成及类型 第二节 汽车空调制冷系统 第三节 汽车空调采暖系统 第四节 汽车空调通风系统 第五节 汽车空调净化系统 汽车空调系统即采用人工制冷、 采暖、通 风等方法,调节车室内的温度、 湿度、气 流速度和空气洁净度等参数指标,从而为 人们创造清新舒适的乘车环境 第一节 汽车空调系统的组成及类型 一、 汽车空调系统的组成 汽车空调系统一般由制冷、 采暖、通风和空气净化 四大装置组成 (1) 制冷装置:其作用是对车室内的空气或外部进入 车室内的新鲜空气进行冷却或除湿,以降低车室内的 温度,是车室内变得凉爽舒适 (2) 采暖装置:其作用是对车室内的空气或外部进入 车室内的新鲜空气进行加热,达到取暖,除湿的目的 (3) 通风装置:其作用是将外部新鲜空气引进车室内, 达到通风的目的 (4) 空气净化装置:其作用是除去车室内空气的尘埃, 臭味,使空气变的清洁 汽车类型以及生产年代不同,其空调系统 的组成也有所不同 在普通轿车或客货车上通常只有制冷、采 暖和通风装置; 在高级轿车上,还安装空气净化装置 二、 汽车空调系统类型 (一) 按驱动方式分 独立式空调和非独立式空调 1、 独立式空调 即单独用一台专用发动机(副发动机)来驱动空调系 统的制冷压缩机 其优点是制冷量大、 工作稳定、制冷系统工作状况不 受汽车(主)发动机的影响, 制冷系统对汽车的行 驶性能也无影响。而且发动机怠速或车辆停驶时, 制冷系统可正常运行; 压缩机转速基本不变, 并可 将压缩机与冷凝器做成一套通用性较好的机组, 以 便于设计选用。但结构复杂,加装了一台发动机, 不仅加大了车辆成本, 而且增加了整车的质量、体 积和布置难度。 因此, 这种类型的空调系统多用于大,中型客车上 2 、非独立式空调 即空调制冷压缩机由主发动机通过电磁离合器 驱动 其优点是结构简单、 便于安装布置、噪音小。 但制冷量小、 工作稳定性差。 空调的制冷性 能受发动机工作影响较大, 低速制冷量不足, 高速则制冷量过剩, 并且消耗主发动机10% ~15%的功率,因而对汽车的加速性能和爬坡性 能影响较大, 汽车停驶时, 空调系统也不能 工作。 这种类型的空调系统多用于制冷量相对 较小的小客车和轿车上 (二) 按功能分 1、 单一功能型 即将制冷、取暖、强制通风系统各自独立安装, 独立 操作, 单独工作互不干涉 一般多用于大型客车和载货汽车上 2 、冷暖一体机型 其显著特点是制冷、 取暖和通风共用一台鼓风机, 一 个风道送风口,在同一控制面板上控制。 这种结构又 分为冷、暖分别工作的组合式和同时工作的混合调温 式两种 3、 全功能型 即集制冷、除湿、采暖、通风、空气净化与一体。 轿车空调一般都采用后两种, 其特点是结构紧凑、 占 用空间小、 调温容易、 操控方便等 (三) 按结构形式分 1 、 整体式空调 即将副发动机、压缩机、 冷凝器、蒸发器通过皮带, 管道连接成一个整体, 安装在一个专门机架上, 构成 一个独立总成, 由副发动机带动, 通过车内送风管将 冷风送入车室内。 2 、分体式空调 它是将压缩机、 冷凝器、 蒸发器以及独立式空调的副 发动机部分或全部分开布置, 用管道连接成一个制冷 系统。 3、 分散式空调 它是将蒸发器、 冷凝器、 压缩机等各部件分散安装在 汽车各个部位, 并用管道相连接。轿车、 中小型客车 及货车都采用这种结构形式。 (四) 按送风方式分 1、 直吹式 即将冷气或暖气直接从空调器送风面板吹出, 其 结构简单、 阻力损失小、 但送风均匀性差。 一般轿车、 中小型客车及货车空调均采用此种送 风方式。 2 、风道式 即将空调器处理后的空气用风机送到专设的送风道 再由车厢顶部或座位下的各风口、风阀送至车内。 此种方式送风较均匀, 冷气或暖气可送到所需要 的部位, 但结构较复杂、 风道阻力大、 风机耗功 大。 主要用于一些大型客车的独立式空调系统 风道式又分为:两侧风道式和中央风道式 两侧风道式送风道布置在车顶转角处,一般 不占用车内有效空间, 对乘客行走影响不 大, 但要求车窗离车顶有一定距离。 中央风道式的优点正好与其相反, 为不影 响乘客行走, 风道必须作的很扁,同时车 厢顶要设计的较高一些。 第二节 汽车空调制冷系统 汽车空调制冷系统所 使用的制冷剂一般为 R12和R134a, 系统主要由压缩机、 冷凝器、储存干燥器、 膨胀阀和蒸发器等组 成 如图3-1-1所示 ? 压缩机由汽车发动机或专用发动机驱动, 其功能是吸入低温低压的制冷剂蒸汽, 并 将其压缩到所需压力后送往冷凝器。 冷凝器的作用是把高温高压气态制冷剂的 热量传给大气, 使制冷剂冷凝成液体。 冷 凝器大多布置在车头散热水箱前面,由冷 却系统风扇或冷凝器风扇或两者共同其进 行冷却。 此外,汽车正常行驶产生的迎风气流对冷 凝器有很大的散热效果。 ? 蒸发器一般布置在车室内, 其作用与冷凝 器恰好相反, 它从车室内吸收热量, 使里 面的液态制冷剂吸热汽化。蒸发器的进风 口处装有离心风机, 属于压入式送风。 冷凝器和蒸发器统称为热交换器, 都起热 量传递作用。 ? 储液干燥器在制冷系统运行时, 能对制冷 剂进行过滤, 干燥吸湿和储存多余的制冷 剂。在储液干燥器的上方装有一个视液镜, 用以观察制冷系统中的制冷剂的多少及流 动情况, 正常工作时,制冷剂是无泡沫平 稳流动。 ? ? 膨胀阀和感温包一般安装在蒸发器上, 与 蒸发器连成一体, 以便于安装和维修。 感温包通常位于蒸发器出口, 以感受蒸发 器出口温度,自动调节膨胀阀的开度, 控 制制冷剂的流量, 以维持车室内一定的温 度。 其作用是增加液态制冷剂的流动阻力, 降低制冷剂压力, 使液态制冷的汽化温度 下降低于蒸发器周围的空气温度, 液态制 冷剂能够通过蒸发器从空气中吸热, 在蒸 发器内蒸发汽化; 此外, 膨胀阀还具有调 节功能, 它能根据蒸发器的温度来调节供 给蒸发器的制冷剂量。 ? 汽车空调制冷系统工作原理如下: 压缩机运转时, 将蒸发器内产生的低温低 压制冷剂蒸汽吸入并压缩后, 在高温高压 状态下排入冷凝器, 由冷却风扇进行冷却, 冷却后的液态制冷剂从冷凝器底部流入储液 干燥器, 除去水分, 杂质后, 纯净的制冷 剂通过膨胀阀进行节流降温降压, 低温低 压液体制冷剂流进蒸发器吸热制冷, 通过 蒸发器风机向车室内吹入冷风, 使车室内 温度降低。 气态制冷剂通过蒸发器后又重 新被压缩机吸入, 如此反复循环即可达到 制冷的目的。 第三节 汽车空调采暖系统 汽车空调采暖系统用于乘室内冬季取暖及 风窗除霜。 按所使用的热源不同, 取暖装置可分为两 大类:一类是余热式采暖系统即利用汽车 发动机冷却水或废气作为热源; 另一类是 独立热源式采暖系统即利用煤油或柴油在 燃烧器中燃烧加热空气 一、余热式采暖系统 余热式采暖系统主要是利用汽车发动机冷却水 或废气作为热源,并引入热交换器,由风机将 车内或车外空气吹过热交换器使之升温,提高 车室内温度 它分为余热水暖式和余热气暖式 (一)余热水暖式采暖系统 由外部空气吸入口7吸进新鲜空气, 内部空气吸入口5 吸入内部空气, 它们在混合室4混合后, 由风机8送 入热交换器1空气侧,热交换器管内侧由发动机循环 温水提供热源, 混合气体被加热后送往前座脚下, 通过后座导管2, 暖风由管道3供给后座采暖, 通过 连接管输送到前、 侧窗口9、10除霜或除雾 图3-1-2 为余热水暖式内外循环采暖系统 (二) 余热气暖式采暖系统 余热气暖式采暖系统即利用汽车发动机排出 的废气的余热采暖, 热量较大, 但使用不 安全。 目前在汽车上应用很少 气暖式采暖系统按空气加热器结构不同, 可分为热交换器式和热管式两种 1 、热交换器式 图3-1-3为汽车余热气暖热交换器式采暖系统结构 它是在发动机的排气管上安装了一个热交换器5, 用于 加热空气。 工作时, 将通往消音器的阀门4 关闭,发 动机废气就进入热交换器内, 以加热热交换器外的冷 空气。 冷空气通过热交换器吸收热量后温度升高, 由 风机6吹入车厢内用于采暖和除霜 热交换器式采暖系统废气中的SO2, H2O 等 有害物质会腐蚀热交换器管壁, 造成废气 漏入车厢, 对人体健康不利; 同时, 热交换器等也增加了发动机的排气 阻力, 增加了发动机的功率消耗, 同时对 发动机的工作状况有影响 2、热管式 热管式换热器回收汽车发动机废气余热的效率高, 因而一般用 于大型客车的冬季采暖。图为汽车余热气暖热管式采暖系统结构, 汽车发动机的废气通过废气入口4进入热管式换热器8的加热段, 使热管内的氨液蒸发, 蒸气在热管式换热器的冷凝段放出热量, 加热由车头窗下新鲜空气入口2进来的新鲜空气, 加热后的新鲜 空气由风机吹到车厢内用于采暖。 热管式换热器的冷凝放热段 安装在车厢内地板之上, 废气加热段安装在汽车的地板,车厢 下的外部 热管式采暖系统制热量比水暖式大, 采暖 效果好, 使用安全可靠, 发动机废气不会 漏入车厢, 对发动机工作没有影响。 由于 管壁外有肋片, 可起到消音和吸附尘埃作 用, 减少排气污染。 ? 余热气暖式采暖系统的供热效果受车速、 发动机工作状况影响, 供暖温度不稳定, 车速快, 传热效果好, 车速低, 传热效果 差, 这一特点是影响余热气暖式采暖系统 广泛使用的主要原因 ? 二 、独立热源式采暖系统 大型客车、 豪华旅游车以及严寒地区使用 的汽车, 为确保车内正常供暖, 常采用独 立热源式采暖系统 独立热源式采暖系统可分为气暖式和水暖 式两种 它们都是以煤油或柴油等作燃料, 使其在 燃烧器中燃烧产生热量, 对采暖用空气或 水进行加热, 以提高车厢内温度 1 、独立热源气暖式采暖系统 独立热源气暖式采暖系统是利用煤油或柴油等为燃料,在 燃烧过程中对空气进行加热的采暖系统。 采暖用空气既可 以是车厢外部的, 也可以是车内循环的空气 图3-1-5所示为独立热源气暖式采暖系统, 它主要由电动机 4、油泵、 雾化器5、大风扇2、小风扇、电热塞6、燃烧 室、热交换装置、导风筒和废气管等组成 工作时, 燃油由油路电磁阀和油泵来控制 当打开暖气开关时,电磁阀打开, 同时电动机4 带动油泵15, 雾化器5,大风扇2 、小风扇13 一 起旋转, 油泵15将燃油送到雾化器5形成雾状与 小风扇13吸进的空气向混合, 并被电热塞6的红 热电阻丝点燃。 混合气燃烧后, 电热塞6即可停 止工作, 火焰在燃烧室内持续稳定地燃烧, 通 过热交换装置10把热量传给大风扇2吸进的冷空 气。热空气从出口送到乘室内或其他需要加热处, 如挡风玻璃除霜等场所 燃烧所产生的废气则通过废气管14排出车外 ? 独立热源气暖式采暖系统的优点是热容量大、 热 效率高(可达80%以上)、 采暖迅速、 且不受 汽车使用工况的影响。 ? 2 、独立热源水暖采暖系统 独立热源水暖采暖系统与气暖式系统的工作原理 基本相同, 两者的根本区别是加热工质不同, 前 者的加热工质是空气, 而后者则是水 图3-1-6 为独立热源水暖式采暖系统结构 ? 燃烧室有多孔陶瓷蒸发器 和电热塞2组成 采暖系统工作时, 油泵4 将燃料送多孔陶 瓷蒸发器并与助燃风扇3送来的助燃空气混 合成混合气由电热塞点燃释放热量, 与此 同时, 水在水泵6的作用下由进水口7进入 加热器升温后气由出水口8流入车厢内的散 热器, 使车厢温度升高。 燃烧后的废气则由废气排出口10派出车外 ? ? ? 独立热源水暖式采暖系统的控制系统由一般水温 控制器、水温过热保护器、 定时器、 继电器等组 成。 如果独立热源水暖式采暖系统与汽车发动机的冷 却水管路相通, 则在发动机冷却水温度低于80度 是采暖系统工作。当水温高于80度时,由于恒温 器的控制作用, 会自动切断油泵的电源, 停止供 油, 采暖系统中的水泵会继续工作, 向车厢内供 应暖气。 这样既节约了燃料, 又防止了采暖系统 零部件过热而损坏。 独立热源水暖式采暖系统的暖风主要采用内循环 式, 灰尘少, 暖气比较柔和而不干燥, 人体感觉 较舒适, 不像空气加热器那样高温干热。 第四节 汽车空调通风系统 通风是保持车室内空气洁净也是汽车空调的 主要功能之一 车室内的空气, 由于乘员的呼吸等, 增加了 二氧化碳和水蒸气的浓度;同时, 由于吸烟 也污染了空气。 为了乘员的健康和舒适, 必 须从车外引入新鲜空气以替换车内的污浊空 气。 此外, 通风还能调节车内的温度。 汽车空调通风可分为自然通风和强制通风两 种类型。 一 、轿车空调通风系统 1 、自然通风方式 自然通风方式是利用轿车行驶时车身的空气压力分布来进 行通风。 图3-1-7为轿车空调自然通风循环。 其进气口设 在车头部位,这个位置属于正压区, 且进来的空气较新 鲜;排气口设在车尾部, 为负压区。进风处都设有进气 阀门和内循环空气阀门, 用来控制新鲜空气的流量。 当 空调制冷系统启动, 车内温度较高时, 应关闭外来空气, 让车内空气循环通过 蒸发器, 尽快降低 车内温度。 待车内 温度降下来后, 在 打开新鲜空气进气阀, 保持车内空气的清新度。 2 、强制通风方式 强制通风方式是利用冷暖一体化空调的风机强制从车 外引入新鲜空气与车内空气混合, 混合后在送入车 内, 这种通风方式是冷暖一体化空调的一种功能, 常用在一些高级轿车上。 图3-1-8(a) 为空气混合式强制通风方式。 其工作过程为: 车外空气与车内空气混合后, 由风机3压送 到蒸发器1进行冷却, 冷却后的气体由风门 10调节进入加热器2加热,冷、热风混合后 由出口4、5、7吹出。 由蒸发器1流出的冷 气进入加热器2时受到风门10的调节。 若进 入加热器的风量少, 则冷风量相对较多; 反之, 则热风量较多。 ? 空气混合式强制通风方式的优点是能节省部 分冷量, 缺点是冷暖风混合不均匀。 ? 图3-1-8(b)所示为全热式强制通风方式 ? 其工作过程为:车外空气与车内空气混合后,在 风机3作用下, 先流过蒸发器1冷却, 再全部进 入加热器2加热后由出风口4、5、6、8、9吹出 ? 全热式与混合式的区别在于由蒸发器出来的冷空 气全部直接进入加热器,两者之间不设风门进行 冷热空气的风量调节 其优点是被处理后的冷空气参数精度较高; 缺点是要浪费一部分冷量 这种通风方式主要用在一些高级豪华汽车上 二 、客车空调通风系统 客车空调通风系统也分为自然通风式和强 制通风式两种 1、自然通风方式 自然通风方式也是利用客车行驶时车身外表 面的空气压力分布来进行通风。 新鲜空气 从车后侧面的高压区进入车厢, 从前门低 压区流出, 暖风从脚部吹入车厢, 冷风从 顶部吹入车厢, 形成头凉脚暖的合理分布, 前车窗下面出来的是除霜用热风 2、强制通风方式 强制通风方式即利用风机强制引入车外新 鲜空气, 其进风口一般设置在车顶位置, 以免灰尘污染, 排风口可设在车体尾部, 以排除车内污浊空气 第五节 汽车空调净化系统 车室内的空气由车外空气和车内循环空气 两部分构成。车外空气受到环境(如粉尘, 烟尘及汽车尾气)的污染; 车内循环空气 受到人的活动和工作过程(如人体呼吸, 体味,汽车尾气)的污染。这些都影响人 体健康,降低乘坐舒适性。 因此, 汽车 空调必须设置空气净化系统。 汽车空调净化系统的作用:是对车内污浊 的空气进行除尘, 脱臭, 杀菌,使乘室 内空气保持清洁,卫生 一 、空气净化方法 空气净化方法按净化原理不同有以下4种: 静电除尘、过滤除尘、对冲粘附式和吸附除尘 1、 静电除尘 静电除尘是利用高压电极产生高压电场, 对空气 进行电离,使尘粒带电, 然后在电场作用下产生 定向运动, 沉降在正负电极上而实现对空气的过 滤除尘 静电式除尘器的工作 原理如图3-1-9所示 它由电离部4、集尘部 5、活性炭吸附器三部 分组成。 电离部和集 尘部一般制成一体, 它是静电式除尘器的 主要部分 电离部在电极之间加以5kV的高电压,产生 电晕放电, 粉尘被电离带上负电并被正极 吸引。正极板就是集尘部,在集尘部外加高 电压,使粉尘受库仑力作用而吸附在正极 板上。当集尘部上的集灰达到一定量时, 可进行清洗、除尘或更换,除去粉尘后的 较清洁空气再用活性炭吸附,除去臭味和 有害气体,净化后的空气被送到车厢内, 有的静电式除尘器还设有负离子发生器, 改善车厢内空气品质,以利于人体健康。 2、过滤除尘 过滤除尘一般用无纺布、玻璃纤维、滤纸、 合成树脂等材料制成过滤网,网眼的大小和厚 度不同,被过滤的尘粒的大小和效率也不同, 通常把网眼大小不同的滤网组合起来使用。对 于较大的尘埃,当进入过滤器时,由于惯性作 用,来不及随气流转弯就碰在纤维孔壁上而下 沉;对于微小颗粒,在围绕纵横交错的纤维表 面而沉积下来,并且与纤维磨擦产生静电作用, 被纤维吸附在其表面。 汽车空调过滤除尘器,一般选用直径为10μm的 中孔聚胺脂塑料、化纤无纺布和人造纤维 3、对冲粘附式除尘 使粉尘冲撞到涂有粘着剂的较粗的过滤介 体上粘附除尘 4、吸附除尘 使用吸附材料除尘 二 、汽车空调净化装置 现代汽车空调所使用的空气净化装置, 一般都是将 上述几种空气净化方法有机地结合在一起, 构成多 极复合型空气净化装置, 图10。 它主要由过滤网5、 电离器6,、集尘器4、 活性炭过滤器3、 杀菌灯2及 负离子发生器7组成 鼓风机1运转时,车内污浊的空气由入口B 进入,大粒度的灰尘被过滤网5滤除,小粒 度灰尘由电离器6集聚在带电的波纹集尘器 4中, 消除了尘埃和烟气的空气, 在经过 多层状活性炭过滤器3脱臭, 清除有害气体, 流向杀菌灯2经紫外线杀菌后清洁的空气通 过负离子发生器7的作用,自排出口A送出 含负离子的空气

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