第1章 汽车空调基础知识

1、汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系内蒙古工业大学内蒙古工业大学 能源与动力工程学院交通运输系能源与动力工程学院交通运输系主讲教师主讲教师 刘占峰刘占峰 汽车空调汽车空调汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系课程简介课程简介1.主要内容主要内容汽车空调基础知识汽车空调制冷系统的组成及工作原理汽车空调暖风系统的组成及工作原理汽车空调系统电路分析汽车空调的使用与检修汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系课程

2、简介课程简介3.课时分配课时分配讲课：28学时实验：4学时4.考核方式考核方式2.课程类型：课程类型：选修结课考试（笔试、闭卷）：80平时成绩（出勤、作业、实验）：20汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系 随着人们生活水平的不断提高和科学技术的迅速发展，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、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。特种车辆以及工程车辆等也正在迅速普及。 汽车空调即汽车室内空气调节装置的简称，它对乘室汽车

3、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；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。身体健康及行车安全。1.1 汽车空调概述汽车空调概述汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系1.1.1 汽车空调的功能汽车空调的功能调节车内温度：调节车内温度：多数汽车空调

4、具备这种单一功能。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；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；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。在夏季，车内降温由制冷装置完成。调节车内空气流速调节车内空气流速 靠控制电路控制风扇转速来实现。靠控制电路控制风扇转速来实现。汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系过滤、净化车内空气过滤、净化车内空气 要求汽车空调具有

5、补充车外新鲜空气、过滤和净化车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。内空气的功能。调节车内湿度调节车内湿度 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安装加湿装置，只能通过开车窗

6、或通风设施靠车外新风来调节。调节。1.1.1 汽车空调的功能汽车空调的功能汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系1.1.2 汽车空调性能的评价指标汽车空调性能的评价指标温度温度湿度湿度空气流速空气流速空气清洁度空气清洁度1200.03100.070.581595430有害带有害带601200.010.033100.30.51520153090953035014不舒适带不舒适带600.010.30.10.2 20507022281618舒适带舒适带夏夏冬冬噪声噪声（dB）CO含量含量（）（）CO2含量含量（）（）风速风速(m/s)换

7、气换气量量(m3/h)相对相对湿度湿度（）（）温度（温度（）项目项目范围范围汽车空调环境参数汽车空调环境参数汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系1.1.3 汽车空调的特点汽车空调的特点（1）在炎热的夏季，由于汽车车厢容积小，而且车窗占的）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、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

8、发动机的辐射热以及换气热的影响，因此汽车空调的热负热负荷较大荷较大。（2）小型车辆一般采用非独立式的汽车空调系统，）小型车辆一般采用非独立式的汽车空调系统，汽车空汽车空调的制冷性能与汽车的运行工况有关调的制冷性能与汽车的运行工况有关；同时，；同时，对汽车的其对汽车的其它性能它性能（如汽车的加速性能、爬坡性能、燃油经济性等）（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。均有一定的影响。（3）汽车车身结构紧凑，空调装置）汽车车身结构紧凑，空调装置布置起来较困难布置起来较困难，并且，并且各种汽车空调部件的各种汽车空调部件的通用性较差通用性较差。汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知

9、识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系（4）汽车车厢内乘员所占空间比例较大，加上座椅和其）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，从而温度分布的均匀性，从而影响了人体的舒适性。影响了人体的舒适性。（5）冷凝温度高。冷凝温度高。对于轿车、货车、小型旅行车等大多对于轿车、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，尤机水箱辐射热，汽

10、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。器，冷却条件也不很理想。1.1.3 汽车空调的特点汽车空调的特点汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系（6）制冷剂易泄漏。）制冷剂易泄漏。汽车空调安装在行驶的车辆上，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，各个零部件应承受着剧烈频繁的振动和冲击，因此，各个

11、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。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故障的80。1.1.3 汽车空调的特点汽车空调的特点汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月

12、能源与动力工程学院交通运输系（7）汽车空调制冷系统中循环的制冷剂流量变化范）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，发动机转速的变等），由于汽车车速变化范围大，发动机转速的变化可从化可从700rmin（怠速）变到（怠速）变到6000rmin（高速），（高速），压缩机转速与发动机转速成正比，因而压缩机转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、制冷量调也相应

13、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。较普通的建筑空调系统复杂。1.1.3 汽车空调的特点汽车空调的特点汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系1.1.4 汽车空调的发展历程汽车空调的发展历程单一暖风系统单一暖风系统 1925年，首先在美国出现利用汽车冷却水通过加热器取暖年，首先在美国出现利用汽车冷却水通过加热器取暖 的方法；的方法； 1927年，发展到具有加热器、风机和空气滤清器的比较完年，发展到具有加热器、风机和空气

14、滤清器的比较完 整的供热系统整的供热系统 ； 目前，在寒冷的北欧、亚洲北部地区，汽车空调仍然使用目前，在寒冷的北欧、亚洲北部地区，汽车空调仍然使用 单一供热系统。单一供热系统。单一制冷系统单一制冷系统 1939年，美国通用汽车帕克公司年，美国通用汽车帕克公司(Packard)首先在轿车上安首先在轿车上安 装由机械制冷的空调器，成为汽车空调的先驱；装由机械制冷的空调器，成为汽车空调的先驱； 目前，在热带、亚热带地区仍然使用。目前，在热带、亚热带地区仍然使用。 汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系冷暖一体化空调（传统空调）冷暖一体化

15、空调（传统空调） 1954年，通用汽车公司首先在纳什年，通用汽车公司首先在纳什(NASH)牌轿车上安牌轿车上安装了冷暖一体化的空调器，汽车空调才基本上具有调节装了冷暖一体化的空调器，汽车空调才基本上具有调节控制车内温度、湿度的功能；控制车内温度、湿度的功能； 随着汽车空调技术的改进，目前的冷热一体空调基本随着汽车空调技术的改进，目前的冷热一体空调基本上具有降温、除湿、通风、过滤、除霜等功能；上具有降温、除湿、通风、过滤、除霜等功能； 需要人工调控，增加了驾驶员的工作量，控制质量也需要人工调控，增加了驾驶员的工作量，控制质量也不太理想；不太理想； 目前，仍然在大量的经济型汽车上使用，是目前使用目

16、前，仍然在大量的经济型汽车上使用，是目前使用量最大的一种方式。量最大的一种方式。1.1.4 汽车空调的发展历程汽车空调的发展历程汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系自动控制的汽车空调系统自动控制的汽车空调系统 1964年年 ，通用公司首先将，通用公司首先将自动控制的汽车空调系统安装自动控制的汽车空调系统安装在在CADILAC牌轿车上，紧接着通用、福特、克菜斯勒三牌轿车上，紧接着通用、福特、克菜斯勒三大汽车公司竞相在各自的高级轿车上安装自动空调系统；大汽车公司竞相在各自的高级轿车上安装自动空调系统； 日本、欧洲直到日本、欧洲直到1

17、972年才在高级的轿车上安装自动空调年才在高级的轿车上安装自动空调系统；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温度的目的；的温度范围内工作，达到调节车室内空气温度的目的；1.1.4 汽车空调的发展历程汽车空调的发展历程汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系微机控制的汽车空调系统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由微型计算机控制的汽车空

18、调系统，并于研究由微型计算机控制的汽车空调系统，并于1977年同时安装年同时安装在各自的汽车上，将特汽车空调技术推到一个新的高度；在各自的汽车上，将特汽车空调技术推到一个新的高度； 微机控制的汽车空调系统由微机按照车内外的环境，实现微微机控制的汽车空调系统由微机按照车内外的环境，实现微调化。调化。 具备数字化显示、冷暖通风三位一体化、自我诊断系统、执具备数字化显示、冷暖通风三位一体化、自我诊断系统、执行器自检、数据流传输等功能。行器自检、数据流传输等功能。 通过微机控制，实现了空调运行与汽车运行的相关统一，极通过微机控制，实现了空调运行与汽车运行的相关统一，极大地提高了制冷效果，节约了燃料，从

19、而提高了汽车的整体性大地提高了制冷效果，节约了燃料，从而提高了汽车的整体性和舒适性。和舒适性。 1.1.4 汽车空调的发展历程汽车空调的发展历程汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系1.1.5 汽车空调的未来汽车空调的未来向全自动化方向发展。向全自动化方向发展。高效节能、小型轻量化。高效节能、小型轻量化。更加合理的设计和制造更加合理的设计和制造 。向环保型汽车空调发展向环保型汽车空调发展 。采用空调新技术。采用空调新技术。汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系1.1.

20、5 汽车空调的未来汽车空调的未来自动化：控制自动化、诊断自动化。自动化：控制自动化、诊断自动化。高效节能、小型轻量化。高效节能、小型轻量化。舒适性：全季节型空调，保持最佳空气质量舒适性：全季节型空调，保持最佳空气质量 。环保：新型的环保制冷剂。环保：新型的环保制冷剂。采用空调新技术。采用空调新技术。 未来新型空调系统的开发必须与汽车开发同步，以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。系

21、统特性的变化。 汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系氢化物汽车空调系统氢化物汽车空调系统 利用金属氢化物作制冷剂，通过在不同温度下金属利用金属氢化物作制冷剂，通过在不同温度下金属氢化物释放或吸收氢气的特点而实现制冷。氢化物释放或吸收氢气的特点而实现制冷。 汽车空调新技术汽车空调新技术汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系固体吸附制冷空调系统固体吸附制冷空调系统汽车空调新技术汽车空调新技术 利用某些固体物质利用某些固体物质在一定温度、压力下在一定温度、压力下能吸附某种

22、气体或水能吸附某种气体或水蒸气，在另一种温度、蒸气，在另一种温度、压力下又能把它释放压力下又能把它释放出来的特性，通过吸出来的特性，通过吸附与解吸过程导致压附与解吸过程导致压力变化，从而起到了力变化，从而起到了压缩机的作用。压缩机的作用。 汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系吸收式汽车空调系统吸收式汽车空调系统汽车空调新技术汽车空调新技术 吸收式制冷吸收式制冷也是以热能为动也是以热能为动力，利用由两种力，利用由两种沸点不同的物质沸点不同的物质组成溶液的汽液组成溶液的汽液平衡特性来完成平衡特性来完成制冷循环的。制冷循环的。 汽车汽

23、车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系热声制冷技术热声制冷技术 热声制冷是热声制冷是21世纪以来发展的一种新的制冷技术，与传世纪以来发展的一种新的制冷技术，与传统的蒸汽压缩式制冷系统相比，热声热机具有无可比拟的统的蒸汽压缩式制冷系统相比，热声热机具有无可比拟的优势：优势：无需使用污染环境的制冷剂无需使用污染环境的制冷剂，而是使用惰性气体或，而是使用惰性气体或其混合物作为工质；其混合物作为工质；基本机构非常简单可靠基本机构非常简单可靠，无需贵重材，无需贵重材料，成本上具有很大的优势；料，成本上具有很大的优势；无需振荡的活塞和油密封或无需振

24、荡的活塞和油密封或润滑润滑，无运动部件的特点使得其寿命大大延长。，无运动部件的特点使得其寿命大大延长。 所有的热声产品的工作原理都基于所谓的热声效应：声所有的热声产品的工作原理都基于所谓的热声效应：声波在空气中传播时会产生压力及位移的波动。其实，声波波在空气中传播时会产生压力及位移的波动。其实，声波的传播也会引起温度的波动。当声波所引起的压力、位移的传播也会引起温度的波动。当声波所引起的压力、位移及温度的波动与一固体边界相作用时，就会发生明显的声及温度的波动与一固体边界相作用时，就会发生明显的声波能量与热能的转换。波能量与热能的转换。 汽车空调新技术汽车空调新技术汽车汽车空调空调第第1章章 汽

25、车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系磁制冷技术磁制冷技术 磁制冷技术是利用磁制冷技术是利用磁热效应磁热效应，通过磁场的改变来改通过磁场的改变来改变温度。把它移出磁场，温度会相应的降低；放到磁变温度。把它移出磁场，温度会相应的降低；放到磁场，温度会相应的增加。场，温度会相应的增加。汽车空调新技术汽车空调新技术汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系1.2 制冷剂与冷冻油制冷剂与冷冻油1.2.1 制冷剂制冷剂 在汽车空调制冷系统中，目前均采用蒸气压缩式制冷在汽车空调制冷系统中，目前均采用蒸气压缩式制冷

26、方式，利用制冷剂的状态变化来转移热量。方式，利用制冷剂的状态变化来转移热量。 制冷剂的命名方法制冷剂的命名方法 蒸气压缩制冷机使用的制冷剂绝大部分都是氟利昂，蒸气压缩制冷机使用的制冷剂绝大部分都是氟利昂，国际上用国际上用R表示。表示。 氟利昂是饱和碳氢化合物的卤族元素的衍生物，品质氟利昂是饱和碳氢化合物的卤族元素的衍生物，品质繁多，其性质与所含的繁多，其性质与所含的F、Cl、Br、H、C元素的原子多数元素的原子多数有密切关系。有密切关系。汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系R后面的数字表示氟利昂的分子通式：后面的数字表示氟利昂的

27、分子通式： Cm H n Fp Cl s Br。 R后面是两位数的属甲烷衍生物的氟利昂。后面是两位数的属甲烷衍生物的氟利昂。 （甲烷的分子式为：（甲烷的分子式为： C H 4）制冷剂的命名方法制冷剂的命名方法1.2 制冷剂与冷冻油制冷剂与冷冻油 碳原子碳原子数数m = 1； R后面的首位数表示：氢原子数后面的首位数表示：氢原子数n=首位数首位数-1； R后面的第二位数表示：氟原子数后面的第二位数表示：氟原子数p； 氯氯原子数原子数s = 4- n p。汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系1.2 制冷剂与冷冻油制冷剂与冷冻油制冷剂

28、的命名方法制冷剂的命名方法例如：例如：R12表示甲烷衍生物的氟利昂制冷剂；碳原子数m = 1；氢原子数n = 首位数-1 = 1-1 = 0；氟原子数 p = 第二位数 = 2；氯原子数s = 4- n p = 4- 0 - 2 = 2。R12的分子式：的分子式： C F2 Cl 2化学名称：二氟二氯甲烷化学名称：二氟二氯甲烷汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系1.2 制冷剂与冷冻油制冷剂与冷冻油例如：例如：R22表示甲烷衍生物的氟利昂制冷剂；碳原子数m = 1；氢原子数n = 首位数-1 = 2-1 = 1；氟原子数 p =

29、第二位数 = 2；氯原子数s = 4- n p = 4- 1 - 2 = 1。R22的分子式：的分子式： CH F2 Cl化学名称：二氟一氯甲烷化学名称：二氟一氯甲烷如果用溴原子来代替氟利昂中的某些氯原子，则分子式中多一个B，其原子数用r表示。例如R12B2，则为CF2Br2。汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系 R后面为三位数的，属乙烷、丙烷、丁烷后面为三位数的，属乙烷、丙烷、丁烷衍生物的衍生物的氟利昂。其中：氟利昂。其中： R后面首位数为后面首位数为1，表示乙烷衍生物的氟利昂；，表示乙烷衍生物的氟利昂； R后面首位数为后面首

30、位数为2，表示丙烷衍生物的氟利昂；，表示丙烷衍生物的氟利昂； R后面首位数为后面首位数为3，表示丁烷衍生物的氟利昂；，表示丁烷衍生物的氟利昂； 制冷剂的命名方法制冷剂的命名方法 碳原子碳原子数数m =首位数首位数+1； 氢原子数氢原子数n=第二位数第二位数-1； 氟原子数氟原子数p =第三位数；第三位数； 氯氯原子数原子数s = 6- n p（乙烷衍生物）（乙烷衍生物） = 8- n p（丙烷衍生物）（丙烷衍生物） = 10- n p（丁烷衍生物）。（丁烷衍生物）。汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系1.2 制冷剂与冷冻油制冷剂

31、与冷冻油制冷剂的命名方法制冷剂的命名方法例如：例如：R142表示乙烷衍生物的氟利昂制冷剂；碳原子数m = 首位数+1 = 1+1= 2；氢原子数n = 第二数-1 = 4-1 = 3；氟原子数 p = 第三位数 = 2；氯原子数s = 6- n p = 6- 3 - 2 = 1。R142的分子式：的分子式： C2 H3F2 Cl化学名称：二氟一氯乙烷化学名称：二氟一氯乙烷汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系1.2 制冷剂与冷冻油制冷剂与冷冻油制冷剂的命名方法制冷剂的命名方法例如：例如：R134表示乙烷衍生物的氟利昂制冷剂；碳原子

32、数m = 首位数+1 = 1+1= 2；氢原子数n = 第二数-1 = 3-1 = 2；氟原子数 p = 第三位数 = 4；氯原子数s = 6- n p = 6- 2 - 4 = 0。R134的分子式：的分子式： C2 H2F4 化学名称：四氟乙烷化学名称：四氟乙烷汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系1.2 制冷剂与冷冻油制冷剂与冷冻油制冷剂的命名方法制冷剂的命名方法 对乙烷系的同素异构体都有相同的编号，但是最对称的一种，其编号后面不带任何字母。同素异构体变得愈来愈不对称时，则附加a、b、c等字母。如CHF2 CHF2 表示为R

33、134，而CH2F CF3表示为R134a。汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系1.2 制冷剂与冷冻油制冷剂与冷冻油对制冷剂的要求对制冷剂的要求 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流动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；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“冰堵冰堵”现象；现象； 制冷剂的导热系数和放热系数要大，以提高换热器

34、的制冷剂的导热系数和放热系数要大，以提高换热器的换热能。换热能。对制冷剂物理性质的要求对制冷剂物理性质的要求汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系1.2 制冷剂与冷冻油制冷剂与冷冻油对制冷剂的要求对制冷剂的要求 制冷剂应无毒、无刺激性，对人体健康无损害；制冷剂应无毒、无刺激性，对人体健康无损害； 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； 制冷剂与润滑油应互溶，不起化学反应，不改变润

35、滑油制冷剂与润滑油应互溶，不起化学反应，不改变润滑油的特性。的特性。对制冷剂化学性质的要求对制冷剂化学性质的要求汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系1.2 制冷剂与冷冻油制冷剂与冷冻油对制冷剂的要求对制冷剂的要求 制冷剂在蒸发器内蒸发温度要低，这样相应的蒸发压力制冷剂在蒸发器内蒸发温度要低，这样相应的蒸发压力也低。但蒸发压力应稍高于大气压力，以防止因制冷系也低。但蒸发压力应稍高于大气压力，以防止因制冷系统产生负压而吸进空气，使制冷能力下降。统产生负压而吸进空气，使制冷能力下降。 制冷剂的冷凝压力不宜过高，一般应为制冷剂的冷凝压力

36、不宜过高，一般应为1.21.5MPa冷冷凝压力太高，对制冷设备的强度要求也相应提高，而且凝压力太高，对制冷设备的强度要求也相应提高，而且会引起压缩机功耗增加。会引起压缩机功耗增加。 绝热指数要小，以使压缩机功耗减小，并且在压缩终了绝热指数要小，以使压缩机功耗减小，并且在压缩终了时气体的温度不会过高。时气体的温度不会过高。对制冷剂热力学性质的要求对制冷剂热力学性质的要求汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系 液体比热要小，以使节流过程的损失减小。液体比热要小，以使节流过程的损失减小。 制冷剂蒸气的比容要小，汽化潜热和单位容积制冷量制

37、冷剂蒸气的比容要小，汽化潜热和单位容积制冷量要大，以减少制冷剂循环量。要大，以减少制冷剂循环量。 循环的热力完善度尽可能大。循环的热力完善度尽可能大。1.2 制冷剂与冷冻油制冷剂与冷冻油对制冷剂的要求对制冷剂的要求对制冷剂热力学性质的要求对制冷剂热力学性质的要求对制冷剂经济性的要求对制冷剂经济性的要求 要求制冷剂价格便宜，易于得到。要求制冷剂价格便宜，易于得到。汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系1.2 制冷剂与冷冻油制冷剂与冷冻油制冷剂的选择原则制冷剂的选择原则 氟利昂的性能与所含的氟、氯、氢、碳原子数的多少氟利昂的性能与所含

38、的氟、氯、氢、碳原子数的多少有密切关系，一般来说，氟利昂中：有密切关系，一般来说，氟利昂中： 含含碳原子越少，含氟、氯原子越多，则化学稳定性越高；碳原子越少，含氟、氯原子越多，则化学稳定性越高； 含含氟原子越多，毒性越小，对金属的腐蚀性越小；氟原子越多，毒性越小，对金属的腐蚀性越小； 氯原子影响制冷剂的热力学性质，氯原子数越多，制冷剂氯原子影响制冷剂的热力学性质，氯原子数越多，制冷剂的蒸发温度越高；的蒸发温度越高； 破坏臭氧层的主要元素是破坏臭氧层的主要元素是氯和溴，所以制冷剂中含氯越多，氯和溴，所以制冷剂中含氯越多，破坏臭氧层的能力越大。破坏臭氧层的能力越大。汽车汽车空调空调第第1章章 汽车

39、空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系1.2 制冷剂与冷冻油制冷剂与冷冻油制冷剂的选择原则制冷剂的选择原则压缩机的类型。压缩机的类型。蒸发温度和蒸发压力。蒸发温度和蒸发压力。冷凝温度和冷凝压力。冷凝温度和冷凝压力。制冷装置的使用条件。制冷装置的使用条件。 根据以上原则，目前汽车空调使用的制冷剂主要为根据以上原则，目前汽车空调使用的制冷剂主要为R12和和R134a。 在实际应用中，汽车空调使用哪一种制冷剂比较好，在实际应用中，汽车空调使用哪一种制冷剂比较好，应根据如下原则来选用：应根据如下原则来选用：汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识20

40、08年8月能源与动力工程学院交通运输系1.2 制冷剂与冷冻油制冷剂与冷冻油汽车空调常用制冷剂的特性汽车空调常用制冷剂的特性1）制冷剂）制冷剂R12 制冷剂制冷剂R12具有很好的热力学、物理、化学和安全性质，具有很好的热力学、物理、化学和安全性质，曾被广泛用于制冷空调。其最大的特点是：曾被广泛用于制冷空调。其最大的特点是： 沸点低（一个大气压下，沸点低（一个大气压下，-29.8），在常温下易汽化；），在常温下易汽化； 凝固温度低（凝固温度低（-155），能在低温下正常工作；），能在低温下正常工作； 临界温度高（临界温度高（112），能在常温下冷凝液化，节流引起），能在常温下冷凝液化，节流引起的损

41、失较小，能得到较大的制冷系数；的损失较小，能得到较大的制冷系数； 在高于在高于-30时，其饱和蒸汽压力大于大气压，这样可以时，其饱和蒸汽压力大于大气压，这样可以防止空气进入制冷系统。防止空气进入制冷系统。汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系1）制冷剂）制冷剂R12R12的基本特性：的基本特性： R12无色，气味很弱，只有一点芳香味。无色，气味很弱，只有一点芳香味。R12毒性小，毒性小，不燃烧、不爆炸，是一种很安全的制冷剂。不燃烧、不爆炸，是一种很安全的制冷剂。 R12在温度达到在温度达到400以上时，与明火接触会分解出光气。以上

42、时，与明火接触会分解出光气。所以在充注和排空氟利昂时，应开窗并将排气管放到室外。所以在充注和排空氟利昂时，应开窗并将排气管放到室外。 水在水在R12中的溶解度很小，且随温度的降低而减小，所中的溶解度很小，且随温度的降低而减小，所以以R12系统内应严格控制含水量，一般系统内应严格控制含水量，一般R12中的含水量不得中的含水量不得超过超过0.0025。制冷系统在充注。制冷系统在充注R12之前，必须经过严格的之前，必须经过严格的干燥处理，且需在系统中设置干燥器。否则，低温时水结干燥处理，且需在系统中设置干燥器。否则，低温时水结冰会堵塞制冷系统的管道或阀门。冰会堵塞制冷系统的管道或阀门。汽车汽车空调空

43、调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系 在常温下在常温下R12能与润滑油以任意比例相互溶解，因能与润滑油以任意比例相互溶解，因此，润滑油可随此，润滑油可随R12进入制冷系统的各个部分；为了保进入制冷系统的各个部分；为了保证压缩机的可靠润滑，宜采用粘度较大的润滑油。证压缩机的可靠润滑，宜采用粘度较大的润滑油。 R12对一般金属不起腐蚀作用，但能腐蚀镁及含镁量对一般金属不起腐蚀作用，但能腐蚀镁及含镁量超过超过2的铝镁合金。的铝镁合金。 R12对天然橡胶和塑料有膨润作用。对天然橡胶和塑料有膨润作用。R12制冷系统中制冷系统中使用的密封材料应为耐腐蚀的

44、丁氰橡胶或氯醇橡胶。使用的密封材料应为耐腐蚀的丁氰橡胶或氯醇橡胶。 R12很容易通过接合面的不严密处，所以对制冷系统很容易通过接合面的不严密处，所以对制冷系统的密封性要求高。的密封性要求高。1）制冷剂）制冷剂R12R12的基本特性：的基本特性：汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系 R12的比重较大，因而流动阻力较大，耗能较多，要想减的比重较大，因而流动阻力较大，耗能较多，要想减小阻力，必须使用较大的流通截面。小阻力，必须使用较大的流通截面。 R12的饱和蒸汽压适中，蒸发器、冷凝器以及连接管道的的饱和蒸汽压适中，蒸发器、冷凝器以及

45、连接管道的壁可以做的较薄，传热效率高。壁可以做的较薄，传热效率高。R12对大气臭氧层有破坏作用，对大气臭氧层有破坏作用，ODP（大气臭氧层破坏指（大气臭氧层破坏指数）值为数）值为1，有使全球变暖的温室效应，有使全球变暖的温室效应，GWP（温室效应指（温室效应指数）值为数）值为4200左右；因此它是左右；因此它是蒙特利尔议定书蒙特利尔议定书中的第一批中的第一批禁用制冷剂，发达国家已从禁用制冷剂，发达国家已从1996年年1月月1日起停止使用，发日起停止使用，发展中国家也已从展中国家也已从2006年完全禁止使用，我国从年完全禁止使用，我国从2001年年1月月1日日起已禁止在新生产的车辆中使用起已禁止

46、在新生产的车辆中使用R12为工质的汽车空调。为工质的汽车空调。 1）制冷剂）制冷剂R12R12的基本特性：的基本特性：汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系 R134具有为零、为具有为零、为R12的四分之一、不的四分之一、不可燃、低毒性、制冷量和系统性能与可燃、低毒性、制冷量和系统性能与R12相当等优点相当等优点,因而作因而作为为“过渡性过渡性”的替代工质在世界范围内得到认可，但由于它的替代工质在世界范围内得到认可，但由于它的仍然较高（为的仍然较高（为2的的1300倍），已列入倍），已列入“京都协京都协议议”规定限制发展的工质范畴

47、。规定限制发展的工质范畴。 R134的基本特性如下：的基本特性如下：1.2 制冷剂与冷冻油制冷剂与冷冻油汽车空调常用制冷剂的特性汽车空调常用制冷剂的特性2）制冷剂）制冷剂 R134R134a无色、无臭、不燃烧、不爆炸，基本无毒性无色、无臭、不燃烧、不爆炸，基本无毒性(长期长期影响还在试验之中影响还在试验之中)化学性质稳定。化学性质稳定。不破坏大气臭氧层，在大气层停留寿命短，温室效应影不破坏大气臭氧层，在大气层停留寿命短，温室效应影响也较小。响也较小。汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系2）制冷剂）制冷剂 R134粘度较低，流动阻

48、力较小。粘度较低，流动阻力较小。分子直径比分子直径比R12略小，易通过橡胶向外泄漏，也较易被略小，易通过橡胶向外泄漏，也较易被分子筛吸收。分子筛吸收。与矿物油不相溶，与氟橡胶不相容。与矿物油不相溶，与氟橡胶不相容。吸水性和水溶解性比吸水性和水溶解性比R12高。高。汽化潜热高，定压比热大，具有较好的制冷能力，但质汽化潜热高，定压比热大，具有较好的制冷能力，但质量流量小，所以量流量小，所以R134a的制冷系数与的制冷系数与R12相当或较之略小。相当或较之略小。饱和蒸气压与饱和蒸气压与R12接近，在接近，在18左右两者具有相同的饱左右两者具有相同的饱和压力值。在低于和压力值。在低于18的温度范围内，

49、的温度范围内，R134a的饱和压力的饱和压力略低于略低于R12；在高于；在高于18的温度范围内，的温度范围内，R134a的饱和压的饱和压力高于力高于R12。汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系 尽管尽管R134a的热力学性质与的热力学性质与R12相似，但由于两者之间相似，但由于两者之间存在一些差别，使之在用于专门的存在一些差别，使之在用于专门的R12设计的汽车空调系统设计的汽车空调系统时需作相应的改动，以达到或超过原时需作相应的改动，以达到或超过原R12制冷系统的运行效制冷系统的运行效果，并确保空调制冷系统的可靠性。根据果，并确

50、保空调制冷系统的可靠性。根据R134a的热力学性的热力学性质可知，质可知，R134a制冷系统运行压力高、制冷系数小，制冷性制冷系统运行压力高、制冷系数小，制冷性能不如能不如R12系统好，改进的措施如下：系统好，改进的措施如下：用用R134替代替代R12的注意事项的注意事项 虽然氟利昂的种类很多，但许多性质都基虽然氟利昂的种类很多，但许多性质都基本相同，各种氟利昂的主要不同点是热力学性本相同，各种氟利昂的主要不同点是热力学性质不同，如蒸发温度、饱和压力、蒸发潜热、质不同，如蒸发温度、饱和压力、蒸发潜热、单位容积制冷量等。所以，对于特定的制冷系单位容积制冷量等。所以，对于特定的制冷系统，不同类型的

51、氟利昂不能随便相互替代。统，不同类型的氟利昂不能随便相互替代。汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系 R134a和和R12不能混用，因为它们的化学特性不同而不能不能混用，因为它们的化学特性不同而不能同时溶解一种润滑油；如果混用，将会造成空调系统机件的同时溶解一种润滑油；如果混用，将会造成空调系统机件的严重损坏和制冷系统工作不正常。严重损坏和制冷系统工作不正常。R12空调系统使用的冷冻油、密封材料不得用于空调系统使用的冷冻油、密封材料不得用于R134a系系统中。统中。 R12空调系统使用的密封材料为空调系统使用的密封材料为NBR；

52、R134a空调系统使用的密封材料为空调系统使用的密封材料为H-NBR； R12空调系统使用的冷冻油为矿物性冷冻油，如国产空调系统使用的冷冻油为矿物性冷冻油，如国产13号、号、18号、号、25号和号和30号、号、 进口进口SUNISO3GSSUNISO5GS牌号牌号的润滑油的润滑油 等；等； R134a空调系统使用的冷冻油有聚烃基乙二醇空调系统使用的冷冻油有聚烃基乙二醇(PAG)和聚脂和聚脂油油(ESTER)两类两类 。用用R134替代替代R12的注意事项的注意事项汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系R134a和和R12空调系统使

53、用的干燥剂不同。空调系统使用的干燥剂不同。 R12空调系统使用的干燥剂为硅胶；空调系统使用的干燥剂为硅胶； R134a空调系统使用的干燥剂为沸石。空调系统使用的干燥剂为沸石。增加压缩机容量或提高压缩机转速。另外，还需要加大增加压缩机容量或提高压缩机转速。另外，还需要加大压缩机主轴、主轴承，加强缸壁刚性，改善内部润滑。进、压缩机主轴、主轴承，加强缸壁刚性，改善内部润滑。进、排气阀应为不锈钢材料。排气阀应为不锈钢材料。换热器采用新型高效的平流式冷凝器和层叠式蒸发器。实换热器采用新型高效的平流式冷凝器和层叠式蒸发器。实验表明，在相同制冷剂的情况下，平流式冷凝器制冷剂侧验表明，在相同制冷剂的情况下，平

54、流式冷凝器制冷剂侧压降只有管带式的压降只有管带式的20，而换热性能提高，而换热性能提高75。膨胀阀、排出软管和吸入软管等部件也应随所用制冷剂膨胀阀、排出软管和吸入软管等部件也应随所用制冷剂的不同而作相应的调整。的不同而作相应的调整。用用R134替代替代R12的注意事项的注意事项汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系 目前在天然制冷剂中以氨、丙烷与其他烃的混合物及目前在天然制冷剂中以氨、丙烷与其他烃的混合物及CO2制冷技术为主，其中制冷技术为主，其中CO2制冷技术最有可能成为氟利昂制冷技术最有可能成为氟利昂制冷剂的长期替代物。制冷剂

55、的长期替代物。 汽车空调天然替代工质汽车空调天然替代工质 CO2作为最早采用的制冷剂之一，在上个世纪初得到了作为最早采用的制冷剂之一，在上个世纪初得到了普遍使用，随着普遍使用，随着CFCs的出现，除在船用领域一直被采用外，的出现，除在船用领域一直被采用外，CO2很快被人们所抛弃，主要原因是在冷却水温高的热带地很快被人们所抛弃，主要原因是在冷却水温高的热带地区，由于区，由于CO2的临界温度只有的临界温度只有31.1，采用传统蒸汽压缩制，采用传统蒸汽压缩制冷循环时冷量损失较大，且存在着饱和压力过高，压缩机冷循环时冷量损失较大，且存在着饱和压力过高，压缩机功耗过大的缺点。同时，由于二氧化碳系统压力远

56、远大于功耗过大的缺点。同时，由于二氧化碳系统压力远远大于传统的压临界循环系统，压缩机的轴封设计要求比原有压传统的压临界循环系统，压缩机的轴封设计要求比原有压缩机高得多，压缩机的轴封泄漏在一段时间内仍将是目前缩机高得多，压缩机的轴封泄漏在一段时间内仍将是目前阻碍其实用化的主要原因。阻碍其实用化的主要原因。汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系 CO2是自然界天然存在的物质，是自然界天然存在的物质，ODP0， GWP=1。来源广泛、成本低廉，来源广泛、成本低廉，CO2安全无毒，不可燃，适应各安全无毒，不可燃，适应各种润滑油以及常用机械

57、零部件材料，即便在高温下也不种润滑油以及常用机械零部件材料，即便在高温下也不分解产生有害气体。由于分解产生有害气体。由于CO2的高密度和低粘度，的高密度和低粘度，CO2的流动损失小，传热效果好，的流动损失小，传热效果好，CO2的蒸发潜热较大，单的蒸发潜热较大，单位容积制冷量相当高，故压缩机及部件尺寸较小；绝热位容积制冷量相当高，故压缩机及部件尺寸较小；绝热指数较高指数较高K=1.30，压缩机压比约为，压缩机压比约为2.53.0，比其它制冷，比其它制冷系统低，容积效率相对较大，接近于最佳经济水平。系统低，容积效率相对较大，接近于最佳经济水平。 通过强化传热可以弥补它循环热不高的缺点，增加通过强化

58、传热可以弥补它循环热不高的缺点，增加回热器或者采用两级压缩即可达到与常规制冷剂相似的回热器或者采用两级压缩即可达到与常规制冷剂相似的效率。效率。汽车空调天然替代工质汽车空调天然替代工质汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系 CO2汽车空调的研制进展最快，离实用化的距汽车空调的研制进展最快，离实用化的距离也最近，美、日、欧都已相继研制成功了离也最近，美、日、欧都已相继研制成功了CO2汽汽车空调系统并装车试运行，车空调系统并装车试运行，DANFOSS、DENSO、ZEXEL等已进入等已进入CO2压缩机小批量生产阶段。压缩机小批量生产阶

59、段。汽车空调天然替代工质汽车空调天然替代工质汽车汽车空调空调第第1章章 汽车空调基础知识汽车空调基础知识2008年8月能源与动力工程学院交通运输系1.2 制冷剂与冷冻油制冷剂与冷冻油1.2.2 冷冻机油冷冻机油冷冻润滑油的作用冷冻润滑油的作用 空调压缩机使用的润滑油被称为冷冻润滑油或冷冻机油。空调压缩机使用的润滑油被称为冷冻润滑油或冷冻机油。它是一种在高、低温工况下均能正常工作的特殊润滑油，冷它是一种在高、低温工况下均能正常工作的特殊润滑油，冷冻机油随制冷剂一起循环，其作用为：冻机油随制冷剂一起循环，其作用为：润滑作用：润滑压缩机轴承、活塞、活塞环、连杆曲轴等润滑作用：润滑压缩机轴承、活塞、活

60、塞环、连杆曲轴等零部件表面，减少阻力和磨损，降低功耗，延长使用寿命。零部件表面，减少阻力和磨损，降低功耗，延长使用寿命。冷却作用：及时带走运动表面摩擦产生的热量，防止压缩冷却作用：及时带走运动表面摩擦产生的热量，防止压缩机温升过高导致压缩机被烧坏。机温升过高导致压缩机被烧坏。密封作用：润滑油渗入各摩擦件密封面而形成油封，起到密封作用：润滑油渗入各摩擦件密封面而形成油封，起到阻止制冷剂泄漏的作用。阻止制冷剂泄漏的作用。降低压缩机噪音：润滑油可以降低运动表面摩擦，减小运降低压缩机噪音：润滑油可以降低运动表面摩擦，减小运动表面的振动，从而降低压缩机噪音。动表面的振动，从而降低压缩机噪音。汽车汽车空调