7项目七汽车空调系统的构造与维修

项目七汽车空调系统的构造与维修汽车电气设备构造与维修项目七汽车空调系统的构造与维修任务一空调系统的认识一、空调系统基础知识为了深入理解空调的工作原理，需要了解和掌握一些如热传递、物态变化、温度、压强、湿度等基础知识。1．热传递的基本形式空调的工作过程实际就是热量的传递和转移的过程，热量都是通过传导、对流、辐射或这三种方式的任意组合传递的。（1）热传导。热在物质内的直接传递称为热传导，如图7-1所示。例如，加热铜棒的一端另一端会逐渐变热。图7-1热传导项目七汽车空调系统的构造与维修（2）热对流。受热液体或气体的运动使热传递。如图7-2所示，用水壶烧水时，壶底部的水分子受热彼此分开并上升，周围冷的重的液体或气体流到底部，不断循环，水就会被烧开。（3）热辐射。辐射是以红外线方式发射和传递热，如图7-3所示。物体产生的热变成红外线，当红外线射到物体上时，就使物体分子运动加剧，如太阳能热水器。图7-2热对流图7-3热辐射项目七汽车空调系统的构造与维修2．物质状态的变化物质有固态、液态和气态三种状态，其变化形式如图7-4所示。在同一温度、压力下物质只会向一种状态转变，在某些特殊情况下，物质（如干冰）受热后可由固态直接变为气态。汽车的空调制冷系统就是利用液体蒸发从物体上带走热量的原理，通过制冷剂的循环将热量由车内带到室外的。图7-4物态变化项目七汽车空调系统的构造与维修3．温度温度是物体冷暖程度的标志。温度越高，物体就越热。常见的温度标定方法主要有三种，即摄氏温标，以符号t表示，单位为摄氏度（℃）；华氏温标，单位为（℉）；绝对温标，也称热力学温标或开氏温标，以符号T表示，单位为（K），这三种温标之间的关系为：摄氏温度（℃）＝5/9[华氏温度（℉）-32]绝对温度（K）＝摄氏温度（℃）+273.154．压强作用在单位面积上的压力称为压强。在任何表面上，由于大气的重量所产生的压力，也就是单位面积上所受到的力，叫做大气压。项目七汽车空调系统的构造与维修压强的单位通常用每平方米的作用力表示。例如，1平方米面积上的作用力是1牛顿，也就是1帕斯卡，用符号Pa表示。帕斯卡是一个很小的单位，因此我们还常用1000Pa作为一个单位，用“kPa”（千帕）表示；也常将1000000Pa作为一个单位，用“MPa”（兆帕）表示。在海平面，大气压为101.325kPa（或0.1013MPa），将这一数值定义为一个标准大气压。一个大气压（atm）=101.325千帕（kPa）=1.03千克力/平方厘米（kgf/cm²）=760毫米汞柱（mmHg）=14.6磅/平方英寸（psi）。压力表指示的压力是系统内的压力与外界大气压力的差值，称之为工作压力或表压力。用压力表测大气压力，其指示值为0。液体的沸点随压强的增大而升高；反之，在低压强下，液体的沸点也会相应降低。项目七汽车空调系统的构造与维修5．空气湿度空气中所含的水蒸气量称为湿度。湿度较高时会感到不适应。湿度大小有两种表示方法，一种叫相对湿度，另一种叫绝对湿度。（1）相对湿度。相对湿度指在某一温度下，空气中实际含水蒸气量（以重量计）与空气在该温下所能含水蒸气量（重量）之比。通常随着温度的升高，空气中所能含的水蒸气量会增加，如果空气的实际含水蒸气量不变，温度升高，则空气的相对湿度下降。（2）绝对湿度。绝对湿度是空气中所含水蒸气的量（重量）与干燥空气量之比。项目七汽车空调系统的构造与维修二、空调系统的作用和组成1．空调系统作用汽车空调系统即车内空气调节装置，能够对车内空气的温度、湿度及清洁度进行调节控制，为乘员提供舒适的车内环境，并能预防或除去附在风窗玻璃上的雾、霜或冰雪，以确保驾驶人的视野清晰与行车安全。空调系统具有以下功用：（1）温度调节。调节车内温度是汽车空调的基本功能，在冬季利用汽车空调的采暖装置升高车室内的温度；在夏季，则利用制冷装置实现车内降温。项目七汽车空调系统的构造与维修（2）湿度调节。通过制冷装置冷却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。（3）气流调节。空气的流速和方向对人体舒适性影响很大，通过调节车内出风口的位置、出风的方向及风量大小以达到人体舒适性的要求。（4）净化空气。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、野外有毒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。项目七汽车空调系统的构造与维修2．空调系统的组成为了实现空调系统上述功能，汽车空调系统一般由制冷系统、采暖系统、通风装置、加湿装置、空气净化装置和控制装置等组成，其在车上布置如图7-5所示。图7-5空调系统在车上布置图项目七汽车空调系统的构造与维修三、空调制冷系统1．空调制冷系统的组成汽车空调制冷系统主要由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、蒸发器、导管与软管、压力开关等组成，如图7-6所示。图7-6空调制冷系统的组成项目七汽车空调系统的构造与维修空调制冷系统可分为两类，一类是膨胀阀系统，另一类是孔管系统，如图7-7所示。它们的区别一是所用的节流膨胀装置的结构不同；二是具有储液干燥功能的部件即储液干燥器和储液罐的安装位置不同。a）膨胀阀系统b）孔管系统图7-7空调制冷系统类型项目七汽车空调系统的构造与维修2．空调制冷系统的工作原理汽车空调制冷系统的循环示意图如图7-8所示，制冷系统的循环过程和工作原理如图7-9所示，分为压缩过程、放热过程、节流过程和吸热过程。图7-8空调制冷系统的循环示意图项目七汽车空调系统的构造与维修图7-9空调系统的循环和原理图项目七汽车空调系统的构造与维修（1）压缩过程。汽车空调压缩机吸入蒸发器出口处的低温低压制冷剂气体，把它压缩成高温高压气体排出压缩机，经管道进入冷凝器。（2）放热过程。高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器后，由于温度的降低，达到制冷剂的饱和蒸气温度，制冷剂气体冷凝成液体，并放出大量的液化气热。（3）节流过程。温度和压力较高的液态制冷剂通过膨胀装置后体积变大，压力和温度急剧下降，以雾状排出膨胀装置。（4）吸热过程。雾状制冷剂液体进入蒸发器，由于压力急剧下降，达到饱和蒸气压力，液态制冷剂蒸发成气体。蒸发过程中吸收大量的蒸发器表面热量，变成低温低压气体后，再次循环进入压缩机。项目七汽车空调系统的构造与维修3．制冷剂在制冷系统中用于转换热量并且循环流动的物质称为制冷剂，俗称冷媒。目前，汽车空调制冷系统使用的制冷剂通常有R12和R134a两种，其中英文字母R是制冷剂（Refrigerant）的简称，数字代号使用的是美国制冷工程师协会（ASRE）编制的代号系统。（1）R12制冷剂的特性。R12制冷剂（图7-10）是汽车空调中曾广泛使用的制冷剂，其分子式为CF2Cl2，化学名称为二氟二氯甲烷，主要特性如下：图7-10R12制冷剂项目七汽车空调系统的构造与维修①无色、无刺激性臭味，一般情况下不具有毒性，对人体没有直接危害，不燃烧、无爆炸危险，热稳定性好。②在一个标准大气压下R12的沸点为-29.8℃，凝固温度为-158℃。③R12对一般金属没有腐蚀作用。④使用R12的制冷系统要求使用特制的橡胶密封件。⑤R12有良好的绝缘性能。⑥R12液态时对冷冻润滑油的溶解度无限制，可以任何比例溶解。这样在整个制冷循环中，冷冻润滑油通过R12参与循环，对空调压缩机进行润滑。⑦R12对水的溶解度很小。由于R12对大气臭氧层有很强的破坏作用，因此，在目前生产的汽车空调制冷系统中已经被R134a所替代，但还有很多于早期生产的在用汽车空调制冷系统的制冷剂仍为R12。项目七汽车空调系统的构造与维修（2）R134a制冷剂的特性。R134a制冷剂的分子式为CH2FCF3，是卤代烃类制冷剂中的一种。R134a制冷剂与R12制冷剂相比，其热力学性能均与R12相近，具有无色、无臭、不燃烧、不爆炸、基本无毒的特性。但是，采用制冷剂R134a的汽车空调中，在结构与材料方面与R12空调系统还是有很大区别的，两种制冷系统中的制冷剂是不能互换使用的。R-134a和R-12不能混用，这是因为R-134a能够溶解R-12的密封材料（硝丁二烯）导致系统泄露。（3）对制冷剂操作时的安全措施。在制冷剂进行操作时必须遵守一些安全注意事项：①装制冷剂的钢瓶要储存在阴凉、干燥、通风的地方，运输过程中要严防振动和撞击。②在充灌制冷剂时，对装制冷剂的容器加热，应在40℃以下的温水中进行，而不可将其直接放在火上烘烤。否则，会引起内部的制冷剂压力增大，导致容器发生爆炸。项目七汽车空调系统的构造与维修③在操作制冷剂时要穿劳保服并且戴防护镜。制冷剂在大气环境下会急剧蒸发，当其液体落到皮肤上时，会从皮肤上大量吸热而蒸发，造成局部冻伤；空调系统的高压侧有高压，如果高压管破裂，会造成眼睛严重伤害。④要避开明火。制冷剂不会燃烧和爆炸，但与明火接触时，会分解出对人体有害的光气。⑤在检查和添加制冷剂或打开制冷系统管路时，要在通风良好的地方进行操作。否则，当制冷剂排到大气中超过一定量时，会使人窒息。注意：一旦R-12进入眼内，不要擦它，应立即往眼内滴入几滴灭菌矿物油，然后用水清洗，戴上灭菌纱布之后立刻去看医生。同样，如果皮肤和眼睛接触到R-134a也应立即用凉水清洗，然后去看医生。项目七汽车空调系统的构造与维修4．冷冻润滑油冷冻润滑油也叫冷冻油，是制冷压缩机的专用润滑油，冷冻润滑油在空调制冷系统中完全溶于制冷剂中，并随制冷剂一起在制冷系统中循环，它可保证压缩机正常运转、可靠工作和延长使用寿命。冷冻润滑油具有润滑、密封、冷却和降低压缩机噪声等作用。压缩机机油为清澈的浅黄色、无味液体，任何杂质都会使其从棕色变为黑色。根据这一特性，如果系统中的机油气味浓重，就可说明机油已不纯净，必须清除或更换新机油。R-134a的机油和R-12的机油两者同样不能混用。R-134a的机油为合成油（聚烯烃油），R-12的机油为矿物油，见表7-1。R-12的密封件会被合成油腐蚀，R-134a与矿物油不相溶，像水与油放到一起一样。R-12与R-134a的压缩机机油不相溶，R-134a的压缩机机油不会随制冷剂一起循环，因而不能返回压缩机内，其结果会大大减少压缩机的使用寿命，所以两者不能混用。项目七汽车空调系统的构造与维修（1）冷冻润滑油的牌号。按黏度的不同，国产冷冻润滑油牌号有13号、18号、25号和30号4种，牌号越大，其黏度也越大。进口冷冻润滑油有3种牌号：SUNISO3GS、SUNISO4GS和SUNISO5GS。目前，汽车空调制冷系统通常选用国产18号和25号冷冻润滑油，或进口SUNISO5GS冷冻润滑油。冷冻润滑油型号表7-1项目七汽车空调系统的构造与维修（2）冷冻机油的使用注意事项。在使用冷冻机油时应注意以下事项：①必须严格使用原车空调压缩机所规定的冷冻机油牌号或换用具有同等性能的冷冻机油。②冷冻机油吸收潮气能力极强，加注或更换时，操作必须迅速，在加注完后应立即将油罐的盖子封紧储存，不得有渗透现象。③不能使用变质的冷冻机油。④只允许加到规定的用量，绝不允许过量使用，以免降低制冷效果。⑤在排放制冷剂时要缓缓进行，以免冷冻机油和制冷剂一起喷出。注意：当处理压缩机机油时，应戴防护手套。如果机油接触皮肤时，应立即用肥皂水冲洗。皮肤刺激可能会发展成长期或重复感染。项目七汽车空调系统的构造与维修5．空调制冷系统主要部件的结构制冷循环系统中各部件在车上的安装位置如图7-11所示。图7-11制冷系统各部件在车上的布置项目七汽车空调系统的构造与维修1）压缩机压缩机（图7-12）作用是使制冷剂保持循环。压缩机的吸气侧抽吸制冷剂蒸气，然后制冷剂流经压缩机的出口或排放侧，对其加压。高压、高温的制冷剂被压出压缩机而流入冷凝器。图7-12压