课题四 汽车空调暖风和通风系统

课题四汽车空调暖风和通风系统任务一汽车暖风系统的组成与结构学习目标熟悉汽车空调供暖系统的分类。熟悉汽车空调水暖式供暖系统的结构及原理。【设疑和引入】请根据汽车运行中各种天气状况和人体舒适的要求思考汽车暖风系统的作用，并设想一下热源可以设置为哪些方式供给。【基础知识】一、余热式取暖系统（一）水暖式取暖系统1．水暖式取暖系统的工作原理水暖式取暖系统是利用发动机的冷却循环水的余热作为热源，将其引入热交换器（加热器），由鼓风机将车厢内或车外部的空气吹过热交换器而使之升温，如图4-1-1所示。水暖式加热系统工作原理，如图4-1-2所示。图4-1-1水暖式取暖系统工作示意图图4-1-2水暖式取暖系统工作原理图工作原理：不使用暖气时，冷却液通过水泵将发动机内的高温冷却液泵入散热器，散热后的冷却液由散热器出水管回到发动机。使用暖气时，经发动机分流出的高温冷却液部分送入采暖装置的加热心，冷空气在鼓风机的作用下，通过加热器被加热后，由不同的出风口吹向乘客室。在加热心中被吸收热量的冷却液离开加热器被发动机水泵抽回发动机，完成一次循环。暖风还可以通过风窗玻璃下面的出风口，吹到风窗玻璃上，以保持风窗玻璃内侧温度在雾点之上防止起雾或结霜。2．水暖式加热装置水暖式加热装置有两种，一种是单独的暖风机，另一种是整体空调器。（1）单独暖风机总成，它由加热器、风扇、外壳组成，如图4-1-3所示。壳体上有吹向足部、前部的出风口和吹向风窗起除霜作用的出风口，这样来达到足暖头冷，让人觉得舒适。图4-1-3单独暖风分解图（2）整体空调器，整体空调器是把加热器和蒸发器装在一个箱体内，共用一台风扇，如图4-1-4所示。但是两者之间用阀门隔开。图4-1-4整体空调器分解图3．冷却灌控制阀冷却液控制阀有两种：一种是拉绳钢索式控制阀，另一种是真空控制阀。（1）拉绳钢索式冷却液控制阀。拉绳钢索式冷却液控制阀使用在手动空调中，它需依靠人工移动调节键来移动开关的钢索，来达到关闭或打开控制阀。其结构如图4-1-5所示。图4-1-5拉绳钢索式冷却液控制阀（2）真空冷却液控制阀。真空控制阔的构造如图4-1-6所示。冷却液控制阀主要是一个封闭真空膜片盒，真空由发动机的进气歧管或真空罐引来。图4-1-6真空冷却液控制阀工作原理：供暖气时，真空膜片盒的右空腔与真空源导通，在两端压力差作用下，膜片克服弹簧力，带动活塞一起右移，活塞将冷却液通路开启，这时发动机冷却液流向加热器，系统处于供暖状态。若真空膜片盒的真空源断开，则弹簧压力通过膜片带动活塞左移，此时冷却液的通路被关闭，加热器不会发热。真空控制阀可以用在手动空调上，也可用在自动空调上。图4-1-5拉绳钢索式冷却液控制阀图4-1-6真空冷却液控制阀4．水暖式取暖系统常见故障检验方法（1）余热水暖式取暖系统常见故障和排除。余热式暖风机（主要指水暖式的运行和维护）都比较简单，主要是注意风机的电路及水箱的水路（水阀开闭）是否正常。东北严寒地区，若发动机水箱中未使用防冻防锈液，则晚上停车期间，应保证暖风水箱中没有水，以免水箱被冻裂。余热水暖式暖风机的故障分析与排除如表4-1-1所示。故障现象可能的故障原因排除方法没有风（1）鼓风机电路断或接触不良（2）熔断丝熔断（3）鼓风机烧坏（4）暖风开关坏或接触不良（5）暖风开关没有打开（1）修理或更换有关线束或接插件（2）更换保险丝（3）修复或更换鼓风机（4）修复或更换开关，去除开关接触面污物或锈斑（5）打开暖风开关风不热（1）空调操纵拨杆没有移到暖风开启位置（2）暖风水管中有气阻（3）水阀坏，打不开①水阀若是钢丝绳操纵，可能是钢丝绳断②若水阀是真空操纵，可能真空管脱落，或真空阀坏，或真空膜泵（作动器）坏③若水阀是电磁阀操纵，则可能是电路断或电磁阀坏（4）发动机上的出水位置不对，使冷却水无法进入暖风心子（1）将空调拨杆移到最大暖风位置（2）将暖风机进水连接管从中间连接处断开，将水管位置提高，使空气能排出，然后再重新连接（3）换水阀①更换钢丝绳②查找真空回路问题，对症处理，更换零件③查找电磁阀电路，对症处理（4）重新开出水口（要慎重）风不够热（1）暖风操纵拨杆没有移到采暖最大开度位置（2）水阀被局部堵塞（3）水阀操纵机构只能部分打开阀门（4）热水管路被局部堵塞（5）发动机出水位置不对，使冷却水向暖风机流动不畅，或回水不畅（6）发动机刚起动不久，冷却液尚未热（7）外界温度过低，水箱面罩无防冻措施，致使冷却液不热（1）将拨杆移到采暖最大位置（2）清理水阀（3）修理水阀操纵机构（4）清理管子或更换软管（5）重新安排进出水位置（6）让发动机工作一段时间（7）水箱前加棉罩或采取其他保暖措施风量不足（1）风量开关处在低挡位（2）风量开关接触不良（3）暖风进风口被杂物堵塞（4）暖风心子表面被杂物堵塞（1）风量开关转到高挡位（2）去除接触片污垢，拧紧压紧簧片（3）清除杂物（4）清除暖风机内杂物滑移式操纵杆阻力大（1）操纵板滑槽无润滑（2）操纵板滑槽部分发生变形或压紧簧片太紧（3）各风门转动不灵，被卡（4）暖风操纵绳索脏物（1）加润滑脂（2）修整或更换滑槽，调节簧片压紧力（3）检查风门操纵机构，调整转轴并加油，拨正阀门，修整风门周边密封片（4）清除绳索脏物暖风机漏水（1）暖风机心漏（2）连接管未拧紧或密封圈坏（1）修补或更换暖风芯（2）拧紧接头，或更换密封圈表4-1-1余热水暖式暖风机的故障分析与排除（2）余热水暖式的试验方法。余热水暖式试验共有热流量、噪声、耐振性、密封性及重复加压等五项。①热流量测定。该项测定是暖风装置的主要试验内容，是为了测定暖风装置热水产生的热流量。试验可在如图4-1-7所示的标准暖风性能试验装置上进行。试验装置中的储气罐应具有足够的容积，保证在测量罐内压力下不会产生紊流现象。图4-1-7测量暖风装置热流量的试验装置暖风性能试验的条件是：a．进口空气状态：常温、常湿条件下，温度变化在5℃以内，湿度变化在20%以内。b．进口水温：（85±3）℃。c．热水体积流量：（6～20）dm3/min。测试结果的计算如下：a．热水质量Gw：Gw=Vww×10−3×60式中，γw—热水的密度，随水温而变化，单位kg/cm3。b．热水的热流量Фw：φw=GwCpw（tw1−tw2）式中，Cpw—热水的比热容，取0.001163kW·h/（kg·℃）。c．空气质量流量Ga：Ga=Vaa式中，γa—鼓风机进口处空气密度，单位kg/m3。d．标准状态下的空气体积流量Va：式中的1.2是空气密度。aaa1.2VVe．空气热流量Фa：Фa=GaCpa（ta2−ta1）（kW）式中，Cpa—空气的比热容，取2.8×10−4kW·h/（kg·℃）。f．暖风装置修正热流量Ф：ww1a165tt②噪声试验。试验应在下列条件下进行：a．暖风装置本体按正常工作位置设置，散热器注满水，风扇运转，在这种条件下测量噪声（A声级）。b．噪声应比暖风装置本体噪声至少低10dB，不足10dB时，按GR2806修正。测试时不允许其他声源干扰。c．试验时，距暖风装置1m处和2m处的噪声差为5dB以上时，应无反射音影响。d．声级计传声头的位置应离风机中心1m，45°方向（水平方向上方）处。③耐振性试验。在振动试验台上进行。暖风装置应注满水，风机运转，但水管道和风管道卸去。④密封性试验。将散热器浸入常温水中，其内通入180kPa压缩空气，1min内无漏气现象。⑤往复加压试验。试验对象为散热器，试验压力、加压循环及往复次数由供需双方协商，但加压循环的加压时间应不少于2s。加压装置如图4-1-8所示。图4-1-8往复加压试验装置（二）气暖式取暖系统1．气暖肋片式在发动机排气管上装一段肋片管，管外套上外壳（见图4-1-9）管内通发动机排气，外壳与管子之间的夹层中通空气，这段管子即是热交换器。图4-1-9气暖肋片式装置在风机的作用下，将空气吸入并加热后送入车室。加肋片的目的在于增加换热面积以强化换热。值得注意的是排气中含有二氧化硫和水分等杂质，具有腐蚀性。因此，要求这管段的管材必须是耐腐蚀的，连接处应该密封严实，且应经常检查。如因受腐蚀而管段穿孔，废气将和空气一起进入车室危及人体健康和安全。2．气暖热管式工作原理：车用发动机的废气流经热管的吸热端，而利用风机强制车室内空气流过热管的放热端，真空密闭的金属管内装入约占热管容积1/3的工作液体，在管子下部即吸热端的工作液体被发动机废气热流体加热，吸收热量后沸腾变为气体，由于气体的密度小而上升。到管子的上部将热量传给车室的空气而凝结，这种垂直布置可利用重力差，加速凝结液回流，稳定其换热性能，凝结液沿管内壁流回下部，再吸热沸腾为气体。如此反复进行，不断地将下部的热量传到上部（见图4-1-10）。图4-1-10气暖热管式装置优点:结构简单、启动快、传热系数高、换热效果好，不需外加动力也无运动部件，维护方便。特点:发动机排出的废气和进入车室采暖用空气互不泄漏，工作安全可靠。二、独立燃烧式取暖系统独立燃烧式暖风系统有直接和间接式之分。所谓直接式指的是把燃料燃烧产生的热量在换热器中直接传递给空气，然后用风机将热空气送入车室内；而间接式则是先用燃料燃烧的热量把水加热，再利用水与空气热交换向车室提供暖风。（一）直接式组成：由燃烧室、热交换器、供给系统和控制系统四部分组成，如图4-1-11所示。图4-1-11直接独立燃烧暖气装置工作过程:当暖气装置中的电动机接通电源后就开始工作，电机带动燃料油泵、燃料雾化杯、助燃空气风机和被加热空气风机同时工作。燃料油泵从油箱中把燃油吸出，经过过滤器、电磁阀，由燃料管送入雾化杯，在离心力作用下打散雾化，并和助燃空气风机送来的空气混合，形成可燃混合气体。与此同时，电源通过电热塞，点燃可燃气体，在燃烧室中燃烧。一旦燃烧开始，电热塞即行断电，其后就由燃烧的火焰来点燃不断输入的可燃混合气体，使之保持稳定正常。燃烧后的高温气体在与新鲜空气换热后，由排气管排出。另一方面，在电机轴向前端安装的新鲜空气送风机送入空气，该空气接受热交换器散发出的热量而使温度升高。被加热后的热空气有暖气排出口进入车室的管道和送风口，对车室进行暖调。优点:取暖快，不受汽车行驶条件的影响。缺点:加热出来的空气为高温干热状态，舒适性差。（二）间接式间接式独立燃烧系统用水作为载热介质向车室提供暖风，出风柔和舒适感好，且采用内循环空气、灰尘少、效果较为理想，如图4-1-12所示。图4-1-12间接独立燃烧暖气装置优点:不仅可作为车厢取暖用，还可提供预热发动机、润滑油和蓄电池等。间接式与直接式大体相同，也包括四个部分。间接式与直接式的区别之处有：（1）燃烧室是由喷油嘴和高压电弧点火器组成。高压电弧点火器具有点火迅速，使用可靠的优点。（2）热交换器的一侧仍为高温的燃烧气体，而另一侧则是水，不再是空气。供水系统以水泵代替风机作为动力。（3）控制系统里有水温控制器和水温过热保护器，前者根据水温的高低控制燃油的喷油量，后者则在水温超过预调温度时，将油门切断，停止燃油燃烧。其点火燃烧过程与直接式相仿。（三）独立燃烧式加热器日常维护及故障的排除对于独立燃烧式加热器，应根据使用说明书的规定进行操作和维护。下面以M—135H型加热器为例，简单介绍一般独立燃烧式加热器的使用维护方法。使用前注意事项：开、停时的操作方法（参见图4-1-13M—85H型加热器电路图）。独立燃烧式加热器开动时要注意有一个预热过程，必须先预热，再启动。关闭时必须先关油泵电路，待内部冷却一会再关电机。一般的操作步骤如下。图4-1-13M—85H型加热器电路图1．启动（1）预热将开关拨到预热位置（点火指示灯亮），此时电热塞电路接通，开始预热。（2）运行约经过1min预热后。2．停止（1）将开关定到“停止”位置，如果有电源指示灯，则电源指示灯熄灭，电磁阀电路中断，停止供油，燃烧停止。（2）约5min后，燃烧室温度降低，风机自动停转，燃烧灯熄灭，加热器完全停止工作。一般应作如下处理：（1）将转换开关拨至停止位置。（2）查清熔断丝熔断原因（进出风口有否异物堵塞，