05学习情境五 汽车自动空调系统结构与检修

学习情境五汽车自动空调系统结构与检修任务一空调制冷系统结构与检修任务二空调取暖系统、通风系统及空气净化系统结构与检修任务三自动空调控制系统结构与检修任务一空调制冷系统结构与检修一、任务分析二、相关知识三、任务实施四、知识与能力拓展一、任务分析汽车车内温度是舒适性的重要指标，它取决于车外温度、空气流量及太阳辐射强度的大小。当车外温度超过20℃时，只能靠制冷系统的冷风降温达到舒适性的目的。二、相关知识（一）制冷系统的结构组成及工作过程制冷系统主要由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、蒸发器、压力开关、冷凝器风扇、制冷管路、制冷剂等组成。目前大多采用热力膨胀阀制冷系统或孔管式制冷系统，如图5-2和图5-3所示。图5-2热力膨胀阀空调制冷系统的组成汽车制冷系统其工作过程如下：压缩机吸入来自蒸发器的低温低压（0℃，0.15～0.2MPa）的气态制冷剂，将其压缩成高温高压（80℃，1～1.5MPa）的气态制冷剂，然后排出压缩机到冷凝器。气态制冷剂进入冷凝器后，将部分能量传给冷凝器与其周围空气，由高温高压气体被冷凝成中温高压（50℃，1～1.2MPa）的液态制冷剂，流入储液干燥器。图5-3孔管式空调制冷系统的组成经过储液干燥器的制冷剂液体，进行储液、干燥、过滤送往热力膨胀阀。中温高压的液态制冷剂通过热力膨胀阀后体积变大，其压力和温度急剧下降（−5℃，0.15～0.2MPa），以雾状（细小液滴）形式进入蒸发器。雾状低温低压的制冷剂进入蒸发器后，不断吸热迅速蒸发成气态制冷剂。吸收蒸发器外表面及蒸发器周围的热量，从而使流经蒸发器表面的空气温度迅速下降，产生了制冷降温的效果。而后低温低压的气态制冷剂（0℃，0.15～0.2MPa）又进入压缩机，开始下次循环。（二）制冷系统主要部件的结构原理1．压缩机压缩机结构形式有很多种，目前斜盘式压缩机和翘板式压缩机应用得较广。图5-4斜盘式压缩机的结构1—主轴2—活塞3—钢球4支承盘5—外壳6—旋转斜盘7—吸簧8—外放泄阀板9—电磁离合器线圈10—压盘11—密封座12—滑动轴承13—带轮14—离合器线圈外壳15—前端盖16—气缸的前半部17、19—推力座圈18—推力轴承20—气缸的后半部21—油池22—吸油管23—后端盖24—油泵齿轮（1）斜盘式压缩机翘板式压缩机其工作原理如图5-5所示。（2）翘板式压缩机图5-5翘板式压缩机的工作原理1—压缩机主轴2—斜盘3—活塞4—连杆5—定位钢球6—防转锥齿轮7—翘板①固定变化式可变排量压缩机。图5-6所示为固定变化式可变排量压缩机全容量工作的情况。图5-7所示为固定变化式可变排量压缩机半容量工作的情况。（3）可变排量压缩机图5-6固定变化式可变排量压缩机全容量工作的情况图5-7固定变化式可变排量压缩机半容量工作的情况②连续变化式可变排量压缩机。大众车系轿车采用的连续变化式可变排量压缩机的结构如图5-8所示。图5-8连续变化式可变排量压缩机1—调节阀2、3—波纹管4—腔内压力5、6—弹簧7—低压8—高压9—节流管道冷凝器是热交换装置，通常设置在发动机散热器前面，其结构如图5-9所示。2．冷凝器图5-9冷凝器的结构1—散热管2—入口3—散热片4—出口空调系统工作时，从压缩机出来的高温高压气态制冷剂流过冷凝器时，在外部空气的冷却作用下，高温高压的气态制冷剂变成了高温高压的液态制冷剂。注意：安装冷凝器时，从压缩机排出的制冷剂气体必须由冷凝器的上端进入，其出口必须在下方，否则会引起制冷系统压力升高，导致冷凝器胀裂的危险。储液干燥器主要作用是储存制冷剂，过滤制冷剂中的杂质和除去制冷剂中的水分。其结构如图5-10所示。3．储液干燥器图5-10储液干燥器的结构1—观察2—吸取管3—滤清5—膜片6—滤网7—节流孔8—阀芯膨胀阀在制冷负荷和压缩机转速变化时，能自动调节进入蒸发器的制冷剂流量，以满足制冷要求，保证车内温度稳定。膨胀阀的主要类型有内平衡式膨胀阀、外平衡式膨胀阀和H型膨胀阀等。4．膨胀阀图5-11所示为内平衡式膨胀阀的结构。它由节流孔、感温系统和调节机构等组成。（1）内平衡式膨胀阀图5-11内平衡式膨胀阀的结构1—感温包2—顶杆3—支撑片4—毛细管5—膜片6—滤网7—节流孔8—阀芯9—弹簧10—出口11—内平衡孔感温包内气体的压力作用在金属膜片上方，而金属膜片下面承受经阀心和顶杆传来的弹簧力与平衡压力（节流后的制冷剂压力）共同作用，阀心直接控制节流孔的开度。当金属膜片受力平衡时，金属膜片的位置、阀心的位置、节流孔的开度均固定。当蒸发器出口温度较高时，感温包内气体的压力也高，作用在金属膜片上方的压力增大，使金属膜片、顶杆、阀心向下移动，节流孔开度增大，使进入蒸发器的制冷剂流量增加，制冷量也相应增大；反之，当蒸发器出口温度较低时，节流孔开度减小，进入蒸发器的制冷剂流量减小，制冷量也相应减少。外平衡式膨胀阀的结构，如图5-12所示。（2）外平衡式膨胀阀图5-10储液干燥器的结构1—观察2—吸取管3—滤清5—膜片6—滤网7—节流孔8—阀芯H型膨胀阀安装在蒸发器的进、出口之间，结构如图5-13所示。（3）H型膨胀阀图5-13H型膨胀阀的结构1—阀体2—灌充管3—动力头4—感温器（推杆）5—膜片6—传动杆7—球阀8—调节弹簧9—弹簧座汽车空调蒸发器，吸收蒸发器周围空气的热量，借助鼓风机将冷空气吹入车厢，从而达到降低车内温度的目的。目前轿车上采用的蒸发器有管片式、管带式和层叠式3种类型。图5-14所示为管片式蒸发器的结构示意图。5．蒸发器图5-14管片式蒸发器的结构示意图6．孔管及集液器（1）孔管孔管的结构如图5-15所示。图5-15孔管的结构1—毛细管2—壳体3—O形圈4—过滤网5—壳体6—塑料管7—供液管为了避免压缩机发生“液击”损坏，蒸发器出口一定要安装集液器。集液器可以实现气液分离（将蒸发器出来的液态制冷剂缓冲，使其完全蒸发成气态制冷剂进入压缩机，防止“液击”）；去除水分（集液器中同样装有干燥剂）；储存多余制冷剂3种。集液器的结构如图5-16所示。（2）集液器图5-16集液器的结构1—出气管2—泄油孔3—滤网4—干燥剂5—测试孔口目前汽车上常用的制冷剂是R134a（CH2F-CF3），其特性是如下所述。①沸点：−26.5℃；冰点：−101.6℃。在蒸发器内容易蒸发，蒸发温度低。②无色，无味，无毒。不易燃，不易爆，但在高温下或遇明火和红热表面时，将分解放出有毒的刺激性气体。不会破坏臭氧层。③具有一定的吸湿性。④对某些橡胶有腐蚀，对铜和铅有腐蚀性。7．制冷剂及冷冻润滑油⑤与冷冻润滑油互溶，不起化学反应，不改变润滑油的特性。冷冻润滑油的作用是润滑，冷却，密封，降低压缩机噪声。其本身的物理特性：淡黄色，无味，无毒，吸水性强。三、任务实施（一）空调制冷系统各组成部件使用中的注意事项1．制冷剂使用注意事项①人体安全。由于制冷剂低温高压储藏，所以应避免与人体部位接触。②操作安全。高压储液罐不可接触高温或明火，否则会产生有毒气体造成事故；不可在系统中加注制冷剂的情况下焊接管路；搬运时防止撞击、震动；维修空调系统时需戴上手套和防护眼镜，如果有制冷剂溅到皮肤或眼睛里，应该立即用大量冷水冲洗，然后在皮肤上涂上清洁的凡士林，并迅速请医生治疗。③环境安全。制冷剂密度大，浓度达到28.5%就会使人窒息，操作环境应通风良好。④储存安全。应放置在40℃以下干燥、阴凉、通风的库房中，避免曝晒，远离火源。⑤其他事项。加注制冷剂时，钢瓶不可倒立；抽真空应彻底；排放制冷剂应从低压端进行，且要进行回收处理等。①冷冻润滑油易吸水，用后应马上将盖拧紧。②不能使用变质浑浊的冷冻润滑油。③不允许向系统添加过量的冷冻润滑油，否则会影响汽车空调制冷系统的制冷量。④不同牌号的冷冻润滑油不能混用，以免造成变质。⑤在排放制冷剂时要缓慢进行，以免冷冻润滑油和制冷剂一起喷出。⑥更换制冷系统部件时，应适当补充一定量的冷冻润滑油，添加量按维修手册进行。⑦在加注制冷剂时，应先加冷冻润滑油，然后再加注制冷剂。2．冷冻润滑油使用注意事项①膨胀阀虽然设置了调节螺杆，但是一般来说，产品在出厂之前就已经调节好了，在使用过程中一般是不允许调节的。②膨胀阀的阀体要垂直放置，不能倾斜安装，更不能颠倒安装。③感温包一定要贴紧蒸发器出口管道，且接触面要除锈干净。当吸气管径小于25mm时，感温包贴在吸气管顶部；当管径大于25mm时，感温包包扎在水平管下侧45°或侧面中间。3．膨胀阀使用注意事项①垂直安装（一般偏斜在15°以内）。这样才可保证出口管将随制冷剂一起循环的冷冻润滑油压出储液干燥器，并流回压缩机，并保证出口到膨胀阀都是液态制冷剂，使膨胀阀正常工作。②进出口不能接错。若接错进出管口。冷冻润滑油就会储存在储液干燥器内，压缩机没有足够的冷冻润滑油；同时，其出口还会有气泡，使膨胀阀无法正常工作。4．储液干燥器使用注意事项③安装或维修制冷系统时，储液干燥器应最后接入系统。防止新干燥剂吸收空气中的水分而破坏其干燥性能。④带观察窗的储液干燥器，可通过观察窗来检查制冷剂量，如图5-17所示。如有较多的气泡，说明制冷剂不足，应补充。①定期清洗和除去冷凝器、蒸发器表面污泥和灰尘。②翅片倒伏时，可用尖嘴钳子校正。③经常检查接口及表面是否有泄漏的油迹，及时排除。5．冷凝器及蒸发器使用注意事项①使用电压。电磁离合器根据线圈电压大小，可分为12V和24V两种，主要以12V为主，不可用错。②衔铁与压板间隙。此间隙非常重要。若太小，则离合器脱开时，压板会拖着衔铁；若太大，则离合器工作时，两者之间接合不上。一般取0.25mm。③表面清洁。离合器表面不允许有油污，否则会造成打滑。6．电磁离合器使用注意事项（二）空调制冷系统故障常用的直观诊断方法1．看（查看系统各部件的表面）①首先起动空调，让空调系统处于最大制冷状态，查看储液干燥器观察窗中制冷剂流动状况。如图5-17所示。②查看系统中各部件与管路连接是否可靠密闭，是否有微量的泄漏存在。③最后查看冷凝器是否被杂物封住，散热翅片是否倾倒变形。首先听压缩机电磁离合器有无发出刺耳噪声。其次听压缩机在运转中是否有液击声。2．听（听机器运转声音）3．摸（用手触摸空调设备各连接管路的温度）4．测（利用温度计、压力表、万用表、检测仪检测有关参数）蒸发器正常工作时，其表面温度在不结霜的前提下越低越好；冷凝器正常工作时，冷凝器入口温度为70℃左右，出口温度为50℃左右；储液器正常情况下应为50℃左右，若储液器上下温度不一致，说明储液器有堵塞。（1）温度计检查歧管压力表的结构如图5-18所示。（2）压力表检查图5-18歧管压力表的结构1—低压表2—高压表3—手动高压阀4—高压侧软管（红色）5—制冷剂或抽真空插头（黄色）6—低压侧软管（蓝色）7—手动低压阀8—歧管座将歧管压力表的高、低压端分别接在压缩机的排气、吸气口的维修阀上。风机风速调至高挡，温度调至最冷挡，起动发动机，将速度控制在1500～2000/min时检查（时间不超过30s，以保护低压表）。其正常状况是：高压端压力应为1.37～1.57MPa，低压端压力应为0.15～0.25MPa，若不在此范围，则说明系统有故障，其故障原因及排除方法见表5-1。表5-1制冷系统高、低压表示数不正常原因及排除方法故障现象故障原因排除方法高压表低压表其他部位低低制冷剂不足加注适量制冷剂低低观察窗中有连续气泡制冷系统有泄漏检漏修复，加注适量制冷剂偶尔低偶尔低系统内有水分排放出制冷剂，抽真空，重新回流制冷剂低低干燥器及管子结霜制冷剂流动受阻检查管路、膨胀阀、储液干燥器等高高制冷剂过多放出部分制冷剂高高发动机转速下降时，视液窗中也见不到气泡冷凝器散热不良检查冷凝器风扇是否工作，检查冷凝器是否脏污，积满灰尘，必要时要清洗冷凝器过高过高低压管道结霜或露珠膨胀阀工作不良检查膨胀阀，必要时更换过高过高低压管路发热系统中混入空气排放出制冷剂，抽真空，重新回流制冷剂低高压缩机故障，系统高、低压窜气修理或更换故障部件用万用表检查空调电路故障。（3）万用表检查使用专用检测仪，对系统进行故障读码、基本设定及数据分析等。（4）检测仪检查空调制冷