汽车空调系统__2课件

1、3.汽车蒸汽压缩制冷系统工作原理汽车蒸汽压缩制冷系统工作原理 汽车蒸汽压缩制冷系统工作时，制冷剂以不同的状态（物汽车蒸汽压缩制冷系统工作时，制冷剂以不同的状态（物态）在密闭系统内循环流动，每一循环包括四个基本过程：态）在密闭系统内循环流动，每一循环包括四个基本过程：1）蒸汽压缩过程）蒸汽压缩过程 当发动机带动压缩机运转时，压缩机吸入蒸发器出口处低温当发动机带动压缩机运转时，压缩机吸入蒸发器出口处低温（约（约0）低压（约）低压（约0.147MPa）的气态制冷剂，将其压缩成）的气态制冷剂，将其压缩成高温（高温（7080）、高压（约）、高压（约1.471MPa）的蒸汽排出压缩机。）的蒸汽排出压缩机。

2、2）冷凝放热过程）冷凝放热过程 高温、高压的过热制冷剂蒸汽进入冷凝器，压力和温度高温、高压的过热制冷剂蒸汽进入冷凝器，压力和温度降低。当制冷剂的温度降至降低。当制冷剂的温度降至4050时，制冷剂由气态变为时，制冷剂由气态变为液态，同时放出大量的热。液态，同时放出大量的热。3）节流膨胀过程）节流膨胀过程 液态制冷剂流到储液干燥器后，在储液干燥器中除去水分液态制冷剂流到储液干燥器后，在储液干燥器中除去水分和杂质，由管道流入节流膨胀阀。温度和压力较高的液态制冷和杂质，由管道流入节流膨胀阀。温度和压力较高的液态制冷剂通过膨胀阀装置后体积变大，压力和温度急剧下降，以雾状剂通过膨胀阀装置后体积变大，压力和

3、温度急剧下降，以雾状（细小液滴）排出膨胀装置。（细小液滴）排出膨胀装置。 膨胀阀阀口的横截面积可作动态调节，以控制制冷量的膨胀阀阀口的横截面积可作动态调节，以控制制冷量的流量，确保制冷剂在蒸发器内完全蒸发。流量，确保制冷剂在蒸发器内完全蒸发。4）蒸发吸热过程）蒸发吸热过程 低温低压的雾状制冷剂进入蒸发器后，通过蒸发器的壁面低温低压的雾状制冷剂进入蒸发器后，通过蒸发器的壁面吸收蒸发器周围环境（车厢）中空气的热量而沸腾汽化，从而吸收蒸发器周围环境（车厢）中空气的热量而沸腾汽化，从而可降低车箱内空气温度。可降低车箱内空气温度。 在冷却风机（亦称鼓风机）的作用下，车箱内的冷、热空在冷却风机（亦称鼓风机

4、）的作用下，车箱内的冷、热空气加速对流，提高了空调制冷效果。在蒸发器内吸热汽化后的气加速对流，提高了空调制冷效果。在蒸发器内吸热汽化后的制冷剂蒸汽再次被压缩机吸入，然后重复上述过程。制冷剂蒸汽再次被压缩机吸入，然后重复上述过程。 由此可知，汽车空调制冷系统实际上是一个传热系统，通由此可知，汽车空调制冷系统实际上是一个传热系统，通过制冷剂的物态变化和循环流动把车厢内的热量传送到车外，过制冷剂的物态变化和循环流动把车厢内的热量传送到车外，使车内温度降低。使车内温度降低。8.2.4汽车空调制冷系统组成汽车空调制冷系统组成1.压缩机压缩机1）压缩机的作用与分类）压缩机的作用与分类作为汽车空调制冷系统的

5、核心部件，压缩机（作为汽车空调制冷系统的核心部件，压缩机（compressor）具有两个重要功能：压缩机吸气时相当于一个真空泵，使系具有两个重要功能：压缩机吸气时相当于一个真空泵，使系统内部产生低压，吸入蒸发器中低温、低压的气态制冷剂。统内部产生低压，吸入蒸发器中低温、低压的气态制冷剂。然后，在压缩过程中将气态制冷剂压缩成高温、高压状态并然后，在压缩过程中将气态制冷剂压缩成高温、高压状态并输入冷凝器，维持制冷剂在制冷系统管路中循环流动。输入冷凝器，维持制冷剂在制冷系统管路中循环流动。 压缩机是蒸汽压缩制冷系统中低压和高压、低温和高温压缩机是蒸汽压缩制冷系统中低压和高压、低温和高温的转换装置，其

6、正常工作是实现热交换的必要条件。的转换装置，其正常工作是实现热交换的必要条件。 汽车空调制冷容积式压缩机种类繁多。按排量变化与否可汽车空调制冷容积式压缩机种类繁多。按排量变化与否可分为定量式和变量式两大类。常用的定量式压缩机按运动形式分为定量式和变量式两大类。常用的定量式压缩机按运动形式和主要零件形状不同，又可分为往复活塞式和旋转活塞式两大和主要零件形状不同，又可分为往复活塞式和旋转活塞式两大类。常用的轴向活塞式压缩机有斜盘式和摇板式两种。类。常用的轴向活塞式压缩机有斜盘式和摇板式两种。2）斜盘式压缩机）斜盘式压缩机 斜盘式压缩机也称斜板式压缩机，是一种轴向往复活塞式压缩机。斜盘式压缩机也称斜

7、板式压缩机，是一种轴向往复活塞式压缩机。目前，斜盘式压缩机是汽车空调中使用最为广泛的一种压缩机。目前，斜盘式压缩机是汽车空调中使用最为广泛的一种压缩机。 图图8-8 斜盘式压缩机剖视图斜盘式压缩机剖视图1-主轴；主轴；2-压板；压板；3-带轮轴承；带轮轴承；4-轴封；轴封；5-密封圈；密封圈；6-前阀板；前阀板；7-回油孔；回油孔；8-斜盘；斜盘；9-吸油管；吸油管；10-后阀板；后阀板；11-轴承；轴承；12-机油泵；机油泵；13-活塞；活塞；l4-后缸盖；后缸盖；15-后气缸；后气缸；16-钢球；钢球；17-钢球滑靴；钢球滑靴；18-前后活塞球套；前后活塞球套；19-前气缸；前气缸；20-

8、前缸盖；前缸盖；21-带轮；带轮；22-电磁线圈电磁线圈图图8-9 斜盘运动原理斜盘运动原理2.冷凝器冷凝器1）冷凝器的作用）冷凝器的作用 汽车空调制冷系统中的冷凝器（汽车空调制冷系统中的冷凝器（condenser）是一种）是一种由管子与散热片组合起来的热交换器。由管子与散热片组合起来的热交换器。 轿车的冷凝器一般安装在发动机冷却系统散热器之前，轿车的冷凝器一般安装在发动机冷却系统散热器之前，利用发动机冷却风扇吹来的新鲜空气和行驶中迎面吹来的空利用发动机冷却风扇吹来的新鲜空气和行驶中迎面吹来的空气流进行冷却。气流进行冷却。 对于一些大、中型客车和一些面包车，则把冷凝器安装对于一些大、中型客车和

9、一些面包车，则把冷凝器安装在车厢两侧或车厢后侧和车厢的顶部。当冷凝器远离发动机在车厢两侧或车厢后侧和车厢的顶部。当冷凝器远离发动机散热器时，在冷凝器旁都必须安装辅助冷却风扇进行强制风散热器时，在冷凝器旁都必须安装辅助冷却风扇进行强制风冷，加速冷却。冷，加速冷却。 其作用是对压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽进行冷却，其作用是对压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽进行冷却，使之凝结成高温高压的液体。制冷剂蒸汽放出的热量由周围使之凝结成高温高压的液体。制冷剂蒸汽放出的热量由周围空气带走，排到大气中。空气带走，排到大气中。2）冷凝器的结构类型）冷凝器的结构类型（1）管片式冷凝器。）管片式冷凝器。 图图8-10

10、 管片式冷凝器管片式冷凝器 1-进口；进口；2-散热片；散热片； 3-出口；出口；4-制冷剂散热管制冷剂散热管 管片式冷凝器结构比较管片式冷凝器结构比较简单，加工方便，但散简单，加工方便，但散热效果较差。管片式冷热效果较差。管片式冷凝器一般用在大中型客凝器一般用在大中型客车的制冷装置上。车的制冷装置上。（2）管带式冷凝器。）管带式冷凝器。 管带式冷凝器的传热效率比管片式冷凝器可提高管带式冷凝器的传热效率比管片式冷凝器可提高15%20，但它的制造工艺复杂，焊接难度大，且材料要求高，但它的制造工艺复杂，焊接难度大，且材料要求高，一般用在小型汽车的制冷装置上。一般用在小型汽车的制冷装置上。图图8-1

11、1 管带式冷凝器管带式冷凝器1-气态制冷剂；气态制冷剂；2-异型扁管；异型扁管； 3-波纹散热片；波纹散热片；4-液态制冷剂液态制冷剂（3）平流式冷凝器。）平流式冷凝器。 图图8-12 平流式冷凝器平流式冷凝器1圆柱形集管；圆柱形集管；2铝制内肋扁管；铝制内肋扁管；3波形散热翅片；波形散热翅片；4跨接管；跨接管；5管接头管接头平流式冷凝器具平流式冷凝器具有制冷剂侧的压有制冷剂侧的压力小、传热系数力小、传热系数高、质量小、结高、质量小、结构紧凑和制冷剂构紧凑和制冷剂充注量少等特点。充注量少等特点。平流式冷凝器适平流式冷凝器适合与采用合与采用R134a为制冷剂的制冷为制冷剂的制冷系统配套使用。系统

12、配套使用。 3.蒸发器蒸发器1）蒸发器的作用）蒸发器的作用 蒸发器（蒸发器（evaporator）是汽车空调制冷系统中的另一个热）是汽车空调制冷系统中的另一个热交换器，其作用与冷凝器相反，是将经过节流降压后的液态交换器，其作用与冷凝器相反，是将经过节流降压后的液态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使之降温，风机再将冷风吹到车室内，达到降温的目的。量而使之降温，风机再将冷风吹到车室内，达到降温的目的。2）蒸发器的结构类型）蒸发器的结构类型（1）管片式蒸发器。）管片式蒸发器。 管片式蒸发器由铜质或管片式蒸发器由铜质或铝质圆管

13、套上铝翅片组铝质圆管套上铝翅片组成，经胀管工艺使铝翅成，经胀管工艺使铝翅片与圆管紧密相接触。片与圆管紧密相接触。其结构较简单、加工方其结构较简单、加工方便，但其换热效率较差。便，但其换热效率较差。图图8-13 管片式蒸发器管片式蒸发器（2）管带式蒸发器。）管带式蒸发器。 管带式蒸发器由多孔扁管与蛇形散热铝带焊接而成，工艺比管带式蒸发器由多孔扁管与蛇形散热铝带焊接而成，工艺比管片式复杂，需采用双面复合铝材（表面覆一层管片式复杂，需采用双面复合铝材（表面覆一层0.02mm0.09mm厚的焊药）及多孔扁管材料。这种蒸发器换热效率厚的焊药）及多孔扁管材料。这种蒸发器换热效率可比管片式提高可比管片式提高

14、10左右。左右。 图图8-14 管带式蒸发器管带式蒸发器1进口；进口；2出口；出口；3空气；空气；4管子；管子；5翅片；翅片；6散热口散热口（3）层叠式蒸发器。）层叠式蒸发器。 层叠式蒸发器由两片冲成复杂形状的铝板叠在一起组成层叠式蒸发器由两片冲成复杂形状的铝板叠在一起组成制冷剂通道，每两片通道之间夹有蛇形散热铝带。这种蒸发制冷剂通道，每两片通道之间夹有蛇形散热铝带。这种蒸发器也需要双面复合铝材，且焊接要求高，因此，加工难度最器也需要双面复合铝材，且焊接要求高，因此，加工难度最大，但其换热效率也最高，结构也最紧凑。采用新型制冷剂大，但其换热效率也最高，结构也最紧凑。采用新型制冷剂R134a的汽

15、车空调多采用这种层叠式蒸发器。的汽车空调多采用这种层叠式蒸发器。 图图8-15 层叠式蒸发器层叠式蒸发器4.膨胀阀与孔管膨胀阀与孔管1）膨胀阀）膨胀阀 膨胀阀（膨胀阀（expansion valve）安装在蒸发器入口管路上，）安装在蒸发器入口管路上，是一种感压和感温自动阀，用以调整和控制制冷剂进入蒸发是一种感压和感温自动阀，用以调整和控制制冷剂进入蒸发器的流量，保证制冷剂在蒸发器内完全蒸发。需要注意的是器的流量，保证制冷剂在蒸发器内完全蒸发。需要注意的是膨胀阀并不控制蒸发器的温度。膨胀阀并不控制蒸发器的温度。 （1）内平衡热力膨胀阀。）内平衡热力膨胀阀。 图图8-16 内平衡热力膨胀阀内平衡热

16、力膨胀阀1-膜片；膜片；2-内平衡口；内平衡口；3-针阀；针阀；4-蒸发器进口；蒸发器进口；5-阀座；阀座；6-阀体；阀体；7-通储液干燥器进口；通储液干燥器进口；8-弹簧；弹簧；9-感温包；感温包；10-毛细管毛细管内平衡热力膨胀阀内平衡热力膨胀阀（2）外平衡热力膨胀阀。）外平衡热力膨胀阀。 图图8-17 外平衡热力膨胀阀外平衡热力膨胀阀1膜片；膜片；2温包压力；温包压力；3毛细管；毛细管；4推杆；推杆；5蒸发器出口压力；蒸发器出口压力；6阀座；阀座；7过热调整弹簧；过热调整弹簧；8感温包；感温包；9弹簧压力；弹簧压力；10阀体；阀体；11针阀针阀 外平衡膨胀阀与内平衡膨胀阀的区别在于：蒸发

17、器出口压力作用于膜外平衡膨胀阀与内平衡膨胀阀的区别在于：蒸发器出口压力作用于膜片下侧，而不是蒸发器的进口压力。一般蒸发器内制冷剂的压力降较大时，片下侧，而不是蒸发器的进口压力。一般蒸发器内制冷剂的压力降较大时，选用外平衡膨胀阀，能充分而有效地利用蒸发器的所有表面积，以求提高选用外平衡膨胀阀，能充分而有效地利用蒸发器的所有表面积，以求提高换热效率。换热效率。（3）H形膨胀阀。形膨胀阀。 图图8-18 H形膨胀阀形膨胀阀1接冷凝器；接冷凝器；2至蒸发器；至蒸发器；3从蒸发器来；从蒸发器来；4至压缩机；至压缩机；5钢球与弹簧；钢球与弹簧；6温度传感器温度传感器2）孔管）孔管 孔管（孔管（orific

18、e tube）又称膨胀管、固定孔管，是一根装）又称膨胀管、固定孔管，是一根装在塑料套内的小铜管，它与膨胀阀一样，也是一种节流降压在塑料套内的小铜管，它与膨胀阀一样，也是一种节流降压装置。装置。图图8-19 孔管孔管1出口；出口；2孔口；孔口；3密封圈；密封圈；4进口滤网进口滤网 只有循环离合器孔管系统（只有循环离合器孔管系统（CCOT，Cycling Clutch Orifice Tube）才）才装有孔管。孔管与膨胀阀的差别在于：孔管没有运动零件，也不可调整，如装有孔管。孔管与膨胀阀的差别在于：孔管没有运动零件，也不可调整，如发生故障（多因堵塞所致）很难清理，一般作更换处理。发生故障（多因堵塞

19、所致）很难清理，一般作更换处理。安装孔管的空调安装孔管的空调系统，高压侧没系统，高压侧没有储液干燥器，有储液干燥器，但低压侧装有集但低压侧装有集液器。液器。5.储液干燥器与集液器储液干燥器与集液器1）储液干燥器）储液干燥器 储液干燥器（储液干燥器（receiver drier）串联在冷凝器与膨胀阀之间的管路上，）串联在冷凝器与膨胀阀之间的管路上，使从冷凝器中出来的高压制冷剂液体经过滤、干燥后流向膨胀阀。在制冷使从冷凝器中出来的高压制冷剂液体经过滤、干燥后流向膨胀阀。在制冷系统中，它起到储液、干燥和过滤液态制冷剂的作用。系统中，它起到储液、干燥和过滤液态制冷剂的作用。图图8-20 储液干燥器储液

20、干燥器1引出管；引出管；2干燥剂；干燥剂；3过滤器；过滤器；4进口；进口；5易熔塞；易熔塞；6出口；出口；7-视液镜（观察窗口）视液镜（观察窗口）2）集液器）集液器 集液器（集液器（accumulator，也称积累器、气液分离器）和储液干燥器类，也称积累器、气液分离器）和储液干燥器类似，但装在系统的低压侧。装有集液器的空调系统通常都用孔管。集液器似，但装在系统的低压侧。装有集液器的空调系统通常都用孔管。集液器的主要功能是防止液态制冷剂液击压缩机，也用于储存过多的液态制冷剂，的主要功能是防止液态制冷剂液击压缩机，也用于储存过多的液态制冷剂，内含干燥剂也起储液干燥器的作用。内含干燥剂也起储液干燥器

21、的作用。集液器集液器 1测试孔口；测试孔口；2干燥剂；干燥剂；3滤网；滤网；4泄油孔；泄油孔；5出气管出气管6.风机风机 汽车空调制冷系统采用的风机（汽车空调制冷系统采用的风机（blower）也称通风机、）也称通风机、鼓风机。按工作原理不同，风机可分为叶轮式和容积式两类。鼓风机。按工作原理不同，风机可分为叶轮式和容积式两类。叶轮式风机按气体流向与风机主轴的相互关系，又可分为离叶轮式风机按气体流向与风机主轴的相互关系，又可分为离心式风机和轴流式风机两种。心式风机和轴流式风机两种。1）离心式风机）离心式风机离心式风机的空离心式风机的空气流向与风机主气流向与风机主轴成直角，其特轴成直角，其特点是风压高、风点是风压高、风量小、噪声也小。量小、噪声也小。蒸发器采用这种蒸发器采用这种风机。风机。 图图8-22 离心式风机离心式风机 2）轴流式风机）轴流式风机 轴流式风机的空气流向