汽车电气设备构造与维修 教案 项目八 任务一 制冷系统检修

教案年月日NO：16教师姓名授课形式授课时数2授课日期授课班级章节名称项目八汽车空调系统的认知与检修任务一检修制冷系统教学目的了解汽车空调系统掌握汽车空调制冷系统的组成和工作原理掌握压缩机的拆装与检修教学重点了解汽车空调系统掌握汽车空调制冷系统的组成和工作原理掌握压缩机的拆装与检修教学难点了解汽车空调系统掌握汽车空调制冷系统的组成和工作原理掌握压缩机的拆装与检修更新、补充、删节内容无使用教具多媒体（视频、图片、动画）课外作业习题册课后分析教研室主任审阅日期课题项目八汽车空调系统的认知与检修任务一检修制冷系统教学环节教学内容教学方法时间分配[组织教学][引导新课][讲授新课][讲授新课][讲授新课][总结][布置作业][宣布下课]检查学生出勤情况、课堂纪律强调。随着汽车的不断发展，汽车空调成了我们驾驶汽车不可或缺的部分，我相信大家都喜欢驾驶时汽车空调带给我们的凉爽感觉。但汽车空调制冷系统是怎么工作的呢?项目八汽车空调系统的认知与检修任务一检修制冷系统一、汽车空调的作用汽车空调是普通空调技术在汽车上的应用。它通过对车内、车外空气的过滤、净化、加热、冷却和除湿等过程，调节车内空气的洁净度、温度、湿度和风速、风向、气味等指标在舒适的范围内，保证车内环境的舒适性。汽车空调主要有如下功能：(1)调节车内温度汽车空调在冬季利用其采暖装置升高车内的温度，中小型汽车一般以发动机冷却液作为暖气的热源；在夏季，车内降温则由制冷装置完成。(2)调节车内湿度普通汽车空调一般不具备这种功能，只有采用冷暖一体化的空调器，才能对车内的湿度进行适量调节。它通过制冷装置冷却、去除空气中的水分，再由取暖装置升温以降低空气的相对湿度。目前在多数汽车上还没有安装加湿装置，只能通过打开车窗或通风设施，靠车外的新风来调节车内湿度。(3)调节车内空气流速空气的流速和方向对人体舒适性的影响很大。在夏季，较大的气流速度，有利于人体散热降温；但过大的风速直接吹到人体上，也会使人感到不舒服，最舒适的气流速度一般为0.25/s左右。在冬季，风速太大会影响人体保温，因而冬季采暖时气流速度应尽量小一些，一般为0.15~0.20m/s。根据人体生理特点，头部对冷比较敏感，脚部对热比较敏感，因此，在布置空调出风口时，应采取上冷下暖的方式，即让冷风吹到乘员头部，暖风吹到乘员脚部。(4)过滤、净化车内空气由于车内空间小，乘员密度大，车内极易出现缺氧和二氧化碳浓度过高的情况；汽车发动机废气中的一氧化碳和道路上的粉尘、野外的花粉都容易进入车内，造成车内空气污浊，影响乘员的身体健康，因此必须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。一般汽车空调装置上都设有进风门、排风门、空气过滤装置和空气净化装置。二.汽车空调系统在汽车上的位置分布。空调系统在汽车上的位置三．空调制冷系统基本组成汽车空调制冷系统一般由：压缩机、冷凝器、干燥过滤器、膨胀阀、蒸发器、鼓风机等几部分组成,如图8-4所示。压缩机是空调制冷系统的心脏，它是使制冷剂R134a在系统内循环的动力源。压缩机的动力，大部分来自汽车发动机。冷凝器的作用是将压缩机排出的高温高压制冷剂蒸气进行冷却，并使其凝结为液体，凝结时所放出的热量被排至大气中。它经常被安装在车头，与水箱一起，共同享受来自前方的习习凉风。贮液干燥器实际上是一个贮存制冷剂及吸收制冷剂水分、杂质的装置。蒸发器的作用与冷凝器正好相反，它是制冷剂由液态变成气态(即蒸发)吸收热量的场所。车内湿热空气通过蒸发器时，蒸发器内液态雾状制冷剂吸收流经蒸发器的湿热空气热量蒸发而使空气冷却，湿气凝结成露水沿导流管排出车外，冷干空气经风机作用循环于车内，最终体现了汽车空调制冷的作用。膨胀阀的作用是降低进入蒸发器内的制冷剂的压力，控制进入蒸发器内的制冷剂的流量。图8-4空调制冷系统组成四、制冷系统工作原理1．压缩过程压缩机吸入蒸发器出口处的低温低压的制冷剂气体，把它压缩成高温高压的气体，然后送入冷凝器。2．冷凝（放热）过程高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器与大气进行热交换。由于压力及温度的降低，制冷剂气体冷凝成液体，并放出大量的热。3．膨胀（节流）过程高压高温制冷剂液体经膨胀阀节流降温降压，以雾状排出膨胀装置。4．蒸发（吸热）过程经膨胀阀降温降压后的雾状制冷剂液体进入蒸发器，因此时制冷剂沸点远低于蒸发器内温度，故制冷剂液体在蒸发器内蒸发、沸腾成气体。五、制冷系统部件（一）压缩机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。目前正式应用在汽车空调上的压缩机有很多种类，常见的有斜盘式压缩机、旋转叶片式压缩机、涡旋式压缩机等几种类型。1.斜盘式压缩机斜盘式压缩机是一种轴向往复活塞式压缩机，斜盘式和摆盘式压缩机同属于轴向往复活塞式压缩机。它们之间的不同是摆盘式的活塞运动属单向作用式，而斜盘式的活塞运动属双向作用式。所以有时又把它们分别称作单向斜盘式压缩机和双向斜盘式压缩机。斜盘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。斜盘式压缩机的结构紧凑、效率高、性能可靠，在实现了可变排量控制之后，目前更广泛应用于汽车空调。斜盘式压缩机结构如图8-7所示。图8-7斜盘式压缩机结构2．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两种。图8-8旋转叶片式压缩机结构3．涡旋式压缩机涡旋式压缩机可称为第四代压缩机，其结构主要由驱动机构总成、涡旋体总成、排气阀组、离合器总成、前端盖、万向推力轴承、缸体等组成。图8-9漩涡式压缩机结构（二）电磁离合器该离合器由带有轴承的皮带轮、弹簧片、电磁线圈等部件构成。弹簧片的毂固定在压缩机驱动轴上，皮带轮装在压缩机壳体上的轴输出端，并可转动。电磁线圈与压缩机壳体刚性连接在一起。弹簧片和皮带轮之间有一个间隙“A”。功能发动机通过多楔皮带来驱动皮带轮(箭头所示)，在压缩机关闭时皮带轮在空转，如图8-10所示。如果接通了压缩机开关，那么电磁线圈中就有电流流过，于是就产生了一个磁场。该磁场将弹簧片拉靠到旋转着的皮带轮上(这时间隙“A”就不存在了)，于是就在皮带轮和压缩机的驱动轴之间建立起了力的传递关系。这时压缩机就开始工作了，只要电磁线圈中的电流不中断，压缩机就一直在工作。电磁线圈电流中断后，弹簧力就将弹簧片从皮带轮上拉开，这时皮带轮又开始自由转动(不与压缩机轴一同转动了)。图8-10压缩机电磁离合器结构（三）冷凝器空调系统冷凝器是一种由管子与铝散热片组合起来的热交换设备。冷凝器一般都安装在散热器的前方，这样可以提高冷凝器的效率。（四）储液干燥器和气液分离器1．储液干燥器制冷剂储液干燥器作为制冷剂的存储罐，从压缩机来的液态制冷剂从侧面进入制冷剂储液罐，在这里汇集并流过干燥器，再经立管以不间断、无气泡液流状态流向膨胀阀。在不同的工作条件下(例如蒸发器和冷凝器上的热负荷、压缩机的转速等)，制冷循环管路中流动的制冷剂量也是不同的。为了补偿制冷剂量的这个波动，就在循环管路上安装了制冷剂储液罐。在安装时进入制冷剂回路中的水气由干燥器经化学反应而清除。根据结构形式的不同，可以吸收6~12g水，吸水量取决于温度，温度越低，吸水量就越多。同时，压缩机磨屑、安装时的污物等也会沉淀下来。（提示）只要打开了制冷剂环路。就必须要更换制冷剂储液罐。制冷剂储液罐在安装前应尽可能地保在封闭状态，这样就可使得干燥器从周围空气中所吸收的水气尽可能少。图8-12储液干燥器结构图8-13气液分离器结构2．气液分离器气液分离器是里面装有干燥剂且把气液制冷剂分离开的容器。是与孔管节流方式配套的装置，装在蒸发器出口与压缩机进气管之间（五）膨胀节流装置1.膨胀阀膨胀阀可根据蒸发器出口处制冷剂蒸汽的温度，来调节去往蒸发器的制冷剂量图8-14膨胀阀结构2．孔管式节流装置孔管式节流装置是一种阻尼元件，外观为一管形件。制冷剂由进口经过滤器过滤，再经节流孔降低高压制冷剂液体压力，最后经过滤器流入蒸发器。由于制冷剂经过此装置时只能节流而不能对制冷剂的流量进行调节，故当蒸发器的温度降到一定值后，可由恒温器来对离合器进行通断的控制，从而调节制冷剂的流量。也有用防霜压力开关对离合器通断进行控制的，这种孔管静态节流与离合器通断控制相结合的形式称为孔管节流系统(“CCOT”系统)。这种制冷系统即节能又可靠，被通用、福特、丰田、大众等汽车公司普遍采用。图8-15孔管式节流装置（六）蒸发器蒸发器根据热交换器原理来工作，蒸发器是空调器的一个组件，它安装在暖风装置内。当空调器接通时，经过冷蒸发器片的空气就被“夺走”了热量。于是这些空气就被制冷、干燥并清洁。当制冷剂在蒸发器中沸腾时，温度会降至水的冰点以下。制冷剂蒸发所需要的热量是从其周围获取的，此处就是从流经蒸发器的空气中获取的。冷却的空气中的水分在低于露点温度处会聚集在一起，也就是说冷凝了，于是产生了冷凝水。于是空气就被“脱水”了(变干燥了)，这就可明显改变车内的温度和空气质量。除了水分要聚集到蒸发器上以外，空气中的悬浮物也会聚集到蒸发器上，因此蒸发器还可以“净化”空气。（提示）如果空调在车辆停驻时使用，车下可能出现一摊水(冷凝水)，这并不是有故障。(七)制冷管路制冷管路分为高压管路和低压管路。其作用是保证制冷剂的流动，同时可在管路制作压力检测接口，以便检查空调系统的压力。（八）制冷剂和冷冻机油1.制冷剂制冷剂是空调制冷系统中，用于转换热量并且循环流动的物体，如图8－17所示。汽车空调常用的制冷剂为R－134a。以前的汽车使用的制冷剂为Ｒ－12，它会破坏臭氧层，已淘汰。制冷剂不可混用，R﹣134a制冷剂具有以下特性：图8-17制冷剂（1）物理性：无色、无味、无毒、不燃烧、不爆炸，常温下为气体。（2）传热性：热容大、传热性好。（3）相容性：与润滑油有相容性，与水不相容，空调系统中不能混有水分，否则，水在系统中结冰会堵塞管道。（4）分子直径小：易泄漏，要求密封性高。（5）吸水性和水溶解性高。2.冷冻机油冷冻机油是空调系统的专用润滑油，它保证压缩机正常运转、工作可靠和延长使用寿命。如图8-18所示，它具有以下作用：图8-18冷冻机油（1）润滑作用：润滑空调压缩机、系统中其他阀门等。（2）密封作用：对压缩机、阀门、管道接头等部位进行密封。（3）冷却作用：对压缩机进行冷却，避免高温。（4）降噪作用：降低压缩机的噪声。由于空调制冷系统压力、温度变化较大，对于冷冻机油的要求较高：（1）凝固点要低，这样不易结冰堵塞管道。（2）具有一定的黏度，受温度影响小，可减小运动阻力。（3）与制冷剂的溶解性要好，便于使冷冻润滑油在系统中流动。（4）闪点温度要高，这样具有较高的热稳定性。（5）不含水分，因为水在系统中易堵塞管道。3.制冷剂和冷冻机油的使用注意事项（1）制冷剂存储钢瓶应避免震动撞击，防止受潮腐蚀。（2）制冷剂远离热源：压力升高会使钢瓶炸裂。（3）制冷剂避免接触皮肤：在皮肤上吸收大量热，易使手冻伤。（4）不可随意改变牌号，否则可能会使压缩机损坏。（5）由于其吸湿能力强，加注操作应迅速，避免水进入系统。（6）不使用变质油，这样可避免压缩机损坏。（7）按规定量加注，制冷剂、冷冻机油不同的车型加注量不同，应查阅维修手册，若加注量多也会降低制冷效果。（8）排放制冷剂时要缓慢进行，可避免排出冷冻机油。掌握空调制冷系统的结构、工作原理，掌握各部件的作用、工作原理和检修方法等。布置作业：习题册，宣布下课。2分钟运用提问法和引导法使学生思考并回答问题。【提问】2分钟【讲授】1分钟通过放映视频、图片讲解起动空调制冷系统功能。【