第一章诸论

第一章诸论第一节、汽车空调的发展历史在1886年，德国的卡尔-奔驰制造出世界上第一辆三轮汽车以来，至今已有126多年的历史，世界汽车工业经过几次的革命和飞跃发展，使汽车成为今天人们的重要交通代步工具，并成为各国工业的主要支柱产业。而汽车空调的问世，却比汽车发展整整迟了近半个世纪的时间。汽车空调是汽车现代化标注之一，其的发展过程是从低级到高级，由功能单一到功能齐全，经历如下五个阶段：1、单一供暖：1925年美国发明2、单一制冷：1939年美国通用汽车公司3、冷暖一体化：1954年美国通用汽车公司在纳什牌轿车上使用4、自动控制的汽车空调：1964年美国通用汽车公司在凯迪拉克轿车上使用5、微机控制的汽车空调：1973年美国通用与日本五十铃联合研制出微机控制汽车空调系统，并于1977年同时安装在各自生产的汽车上，从而将汽车空调技术推进到一个新阶段。我国于70年代，最早的汽车空调装置使用在长春一汽红旗轿车上。1976年，由原上海内燃机油泵厂今上海汽车空调机厂制造汽车空调，配套在上海牌轿车SH760A轿车中。揭开了中国汽车空调发展的序幕。第二节汽车空调的功能与特点一、汽车空调的功能1、调节车内的温度2、调节车内的湿度3、调节车内的空气流速4、过滤、净化车内的空气•二、汽车空调的特点•1、抗冲击能力强：要承受剧烈、频繁的振动和冲击，防漏、防破坏。•2、动力源多样：•（1）空调动力与驱动动力同一发动机——非独立空调系统。轿车、轻型汽车、中小型客车及工程车；•（2）专用发动机带压缩机——独立式空调系统。用于大客车、豪华中客车。并设独立采暖燃烧器。•3、制冷制热能力强：•原因：⑴人多；⑵隔热性能差；⑶环境险恶，千变万化，短时间内达到舒适环境。4、结构紧第二章汽车空调的制冷原理第一节、汽车空调制冷技术基础•一、制冷技术基本术语•1、温度：物体冷暖程度的标志。单位：摄氏：（℃）华氏：（℉）摄氏温度与华氏温度关系：0℃=32℉转换公式：℃×9/5+32=℉•2、湿度：空气的干湿程度。绝对湿度r：1m3湿空气中所含的水蒸气的质量。相对湿度Φ：湿空气中实际所含的水蒸气量rw与同温度下饱和湿空气所含的水蒸气量rs的比值。Φ=rw/rs=pw/ps×100%p：空气中水蒸气分压力•3、压力与真空度•压力：P单位：Pa（帕斯卡）•标准大气压：在地球纬度45°，温度为0℃时，大气对海面的压力。1标准大气压=101.325kPa•绝对压力：•表压力：•真空度：•4、汽化与冷凝•汽化：物质由液态变为气态的过程，需要吸收热量，叫汽化热。汽化过程有蒸发和沸腾两种形式•冷凝：气态物质经过冷却变成液态的过程，是放热量过程。•5、饱和温度与饱和压力•饱和温度：饱和蒸气的温度•饱和压力：饱和蒸气的压力•湿饱和蒸气（湿蒸气）：饱和液态和饱和蒸气组成的混合物。•干饱和蒸气：容器内液体全部蒸发成蒸气的状态•6、热量与热容（1）热传递形式：•传导：热量通过物体内部从高温点向低温点移点。•对流：气体或液体依它本身的流动使热量转移。•辐射：通过辐射波将热量传递给其它物质。（2）热容：物质的温度升高1k所需要的热量。•7、显热与潜热（1）显热：有温度变化的。（2）潜热：无温度变化的，但会有状态孪变化。1）液化热：从气体变成液体时放出的热。2）凝固热：从液体变成固体时放出的热。3）熔解热：从固体变成液体时吸收的热。4）汽化热：从液体变成气体时吸收的热。5）升华热：从固体变成气体时吸收的热。•8、节流•9、制冷能力与制冷负荷•二、空调的制冷方式•1、液体汽化制冷：蒸气压缩式、吸收式、蒸气喷射式、吸附式。•2、气体膨胀制冷•3、涡流管制•4、热电制冷•热力学的三大定理第一定法律：（能量守恒定律）一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它做功的和。（如果一个系统与环境孤立，那么它的内能将不会发生变化。）表达式：△U=W+Q•①外界对系统做功，W0，即W为正值。•②系统对外界做功，也就是外界对系统做负功，W0,即W为负值•③系统从外界吸收热量，Q0，即Q为正值•④系统从外界放出热量，Q0，即Q为负值•⑤系统内能增加，△U0，即△U为正值•⑥系统内能减少，△U0，即△U为负值第二定律：克劳修斯表述：热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物；开尔文-普朗克表述：不可能从单一热源吸取热量，并将这热量变为功，而不产生其他影响。熵表述：随时间进行，一个孤立体系中的熵总是不会减少。第三定律：通常表述为绝对零度时，所有纯物质的完美晶体的熵值为零。或者绝对零度（T=0K）不可达到。R.H.否勒和E.A.古根海姆还提出热力学第三定律的另一种表述形式：任何系统都不能通过有限的步骤使自身温度降低到0k,称为0K不能达到原理。第五节冷冻机油一、冷冻机油的作用润滑、密封、冷却、降低噪声。三、冷冻机油性能特点目前，R134a空调系统中使用的是代号为PAG及ESTER的冷冻机油。（二）ESTER（聚酯类润滑油）主要成分：季戊四醇、三甲基丙酮和各种直链或支链型酯酸及添加剂。特点：•与R134a互溶性好，不会出现低温分层现象。•吸水性强，但水分与油牢固结合，不会结冰。•耐磨性能良好（有添加剂）。•与丁腈橡胶、氧丁橡胶、绝缘材料的相容性较好。•凑、质量小第三章汽车空调制冷系统构造第一节压缩机第二节热交换器一、冷凝器三种结构形式：管片式、管带式、平行流式。（一）管片式、1、管片式结构虽然较其它型式结构换热效率较差。2、结构简单。3、加工成本低。4、尺寸变动较方便。目前还是中、大型汽车空调的主要结构型式。（二）管带式冷凝器特点1、由一条连续的铝合金材料挤压成多孔通道的椭圆扁管，然后将其机械弯曲成等间距的蛇形管。2、管间焊有双向百叶窗式条缝并折成V形或U形的散热片。3、管带式的传热效率比管片式提高15%~20%。（三）平行流冷凝器1、由集流管、扁管段和波浪形散热片组成。2、在同样的迎风面积下，平行流结构比管带式的换热能力提高30%~40%。3、制冷剂流动阻力减到仅是管带式25~33%，内容积减少20%。二、蒸发器三种结构形式：管片式、管带式、层叠式。（一）管片式蒸发器1、轿车采用紧凑的管片式蒸发器型式，安装在整体式车内空调器（暖通空调）总成。2、面包车、小客车等则更多采用置于车室内顶部。（二）管带式蒸发器传热效率比管片式提高10%左右。（三）层叠式蒸发器1、由两片冲成复杂形状的铝板，叠在一起形成夹板组成制冷剂通道。2、每两个夹板之间放置有波浪形散热带，然后一层层叠置起来。3、这种结构的蒸发器比管带式性能提高30%左右。第三节膨胀阀一、节流膨胀阀（一）热力膨胀阀功用:1、节流降压。2、自动调节制冷剂流量。3、控制制冷剂流量、防止液击和异常过热发生。外平衡式热力膨胀阀：内平衡式热力膨胀阀：H型热力膨胀阀这种膨胀阀安装在蒸发器的进出管之间,它取消了外平衡式膨胀阀的外平衡管和感温包。实际上并没有取消感温包的作用，而是把感温包缩到阀体内的回气管路上。阀上端直接暴露在蒸发器出口工质中，感应温度不受环境温度影响，也不需要通过毛细管，因此不会造成时间滞后，提高了调节灵敏度，提高了膨胀阀的抗振性能。（二）膨胀节流管节流孔管也叫节流短管，其中有一段直径约1.5mm长约40mm的毛细管。一、储液干燥器一般小型车将储液器和干燥过滤装置组装成一体。1、作用：储存、过滤、干燥。2、干燥剂：硅胶或分子筛。R134a用XH-7、XH-9型分子筛。3、易熔塞：当温度达95-105℃时，低熔点合金熔化。4、大型汽车将干燥过滤器与储液器分开。5、使用储液干燥器应注意：⑴、垂直安装⑵、进出口不能接错⑶、防吸水。二、气液分离器作用：1、留下液态制冷剂，缓慢蒸发。2、防止液击。三、油分离器一般在大型豪华车或列车上才用它。安装在压缩机排气口之后。作用：1、将高温高压制冷剂中的蒸汽与冷冻油分离。2、起到节能作用。四、视液镜•作用：（1）观察制冷剂和冷冻油的流动；（2）指示水分含量。水分极少——淡蓝色，水分多——淡红色。五、电磁离合器1、电磁离合器的作用：（1）用通电或断电来控制压缩机运行或停止；（2）是动力传动机构，起到节能作用六、电磁阀1、电磁阀的使用（1）切断和接通制冷剂输液管（2）防止压缩机冲缸2、注意事项（1）必须垂直安装在水平管上（2）流向必须与阀体标注方向一致（3）环境温度∠55℃（4）安装在干燥过滤器与膨胀阀之前的液管中第四章汽车空调系统的电气控制第一节常用控制装置一、温度控制器控制制冷温度的两种方法：1、控制蒸发温度。靠电磁离合器开、停压缩机，常用恒温开关、压力开头来控制，控制精度不高。2、控制蒸发压力。靠吸气节流阀、绝对压力阀、蒸发压力调节阀来控制，精度较高。（一）机械式温控器结构：感温系统、调温机构、触头开闭机构（二）电子式温控器温控器的工作过程：点火开关3和空调开关4闭合后：（1）、当车内温度高于设定值时，热敏电阻13阻值小，A点电位较低→VT1截止→VT2导通→VT3截止→VT4导通→线圈6通电，触头合→电磁离合器通电→压机转；二、怠速控制装置怠速控制装置两种形式：1、怠速切断器怠速低于规定转速，切断压缩机电磁离合器电源。2、怠速提升装置怠速时自动开大油门，增加发动机输出功率。（一）怠速切断器3、怠速切断器的工作过程（1）、点火线圈的信号脉冲与发动机转速成正比。信号脉冲经VT1放大后形成一个交流电压信号，此信号经整流(D2,D3)滤波(C2,C3)后，变成一个矩形脉冲信号，作用于VT2的基极。（2）、当发动机转速高时，点火脉冲频率高，VT1输出的平均电压就高，VT2基极电位也提高。当发动机转速达规定的怠速转速(v750rpm)时，VT2导通→VT3截止→VT4导通→压缩机转。（3）、当发动机转速低于设定值(v700rpm)时，VT1输出的平均电压较低→VT2截止→VT3导通→VT4截止→压缩机停。（二）怠速提升装置1、节气门直接驱动式怠速提升装置：由真空转换阀、真空马达、机械驱动机构等组成。（1）：真空转换阀•当打开空调开关时，线圈通电，活动铁心上行，关闭A口，B口与C口接通，真空马达与大气相通。•当关闭空调开关时，线圈断电，活动铁心复位，C口关，A口与B口接通，进气歧管的真空通至真空马达。（2）：真空马达•VSV阀通电，通大气时，拉杆下行，机械机构使节气门打开，怠速提高。•VSV阀断电，接通进气歧管真空源时，拉杆上行，节气门回位。2、旁通空气道式怠速提升装置电喷车采用这种装置。在节气门旁通空气道内设立一个阀门。阀门开大，旁通空气道流通截面增大，空气流量增大，怠速转速提高；反之，怠速转速降低。3、微机控制怠速系统采用发动机集中控制系统的现代高级轿车，怠速的提升是通过发动机的怠速控制阀完成的，发动机电脑通过空调开关或空调压缩机工作的电位信号，检测空调器接通情况，决定是否要提高发动机转速。三、空调放大器将温控器、怠速控制器等几种控制器做成一体，成为空调放大器（空调控制器）。功能增加，控制精度提高。4、当车内温度高于设定值，发动机转速低于设定值时，VT1导通；VT2导通→VT3截止，线圈断电，压缩机停转。（二）多功能手动空调放大器由工作电源、信号采集电路、执行器电路、空调放大电路等组成。四、压力开关设置压力开关的目的：压力控制和系统保护。压力开关动作结果：切断压缩机电路或控制冷却风扇启停。常见压力开关的型式：高压开关、低压开关、高低压联动保护开关（一）高压开关安装在高压端。压力过高时动作，切断离合器电源或接通冷凝风扇高速档电路。两种形式：常开型和常闭型。（二）低压开关第一种：安装在高压端。1、结构与常开型高压开关基本相同。2、当高压高于设定值时触点断开，空调不能起动3、当环境温度较低时，低压开关断开，空调不能起动。第二种：安装在低压侧。用在节流孔管系统。用压力开关替代温控器。（三）高低压联动保护开关由一个高压开关和一个低压开关复合而成。安装在高压端。当压力过高或过低时动作，切断压缩机离合器电源。五、过热保护装置主要应用在通用公司的斜板式或摇板式压缩机上，过热时，切断压机离合器电源。六