汽车空调 概论

1汽车空调系统2汽车空调的基本功能和要求第一章汽车空调概论汽车空调的功能调节车内空气的温度、湿度调节车内空气流动净化车内空气去除风窗玻璃上的雾、霜和冰雪车内空气质量一般要求温度：控制在17-28℃湿度：50-70%空气清新度（氧气与二氧化碳的浓度）3要承受剧烈和频繁的振动、冲击容易造成制冷剂泄漏（80％以上故障）动力来自发动机非独立式（中小型车）独立式（大型车，专用空调发动机）应有较强的制冷、制热能力乘客密度大、散热面积大车外气候环境变化大车速大范围变化导致制冷剂流量变化车内空间小，要求空调体积小、重量轻、结构紧凑汽车空调的基本功能和要求第一章汽车空调概论4汽车空调的发展发展阶段第一阶段：单一取暖（美国，1925）第二阶段：单一冷气（通用，1939）第三阶段：冷暖一体化（通用，1954）第四阶段：自动控制（通用，1964）第五阶段：ECU控制（通用、五十铃，1973）发展方向自动化：控制自动化、诊断自动化舒适性：全季节型空调，保持最佳空气质量高效节能、小型轻量环保：新型环保的制冷剂创新技术：制冷技术的创新第一章汽车空调概论5有关的基本物理量温度摄氏温标（℃）华氏温标（℉）换算：℃=5/9（℉-32）绝对温标（K）K=℃+273第一章汽车空调概论6有关的基本物理量压力1Pa=1N/m21巴（bar）=105Pa=100kPa1kPa=103Pa1atm=14.7PSI（磅/英寸2）1MPa=106Pa1MPa=145PSI1PSI≈6.9kPa标准大气压（atm）1atm(P0)=101.325kPa≈0.1MPa表压力Pg与绝对压力PP=P0+Pg第一章汽车空调概论标准单位标准与非标准单位换算7绝对压力、表压力与大气压的关系第一章汽车空调概论大气压P0压力表压力Pg（真空度）绝对压力P表压力Pg绝对压力P8有关热的基本概念热量是一种能量形态可以和其它能量相互转换，转换过程中总能量保持不变。热量可以在不同温度物体之间传递热量从高温物体传到低温物体可以自发地进行从低温物体传到高温物体则必须消耗其它形式的能量。传热物质的内部能量（内能）宏观上：表现为温度和压力大小微观上：表现为物质分子的动能和势能第一章汽车空调概论9热量的传递示意图第一章汽车空调概论低温物体自发进行热量高温物体热量强制进行其它能量10缓慢非绝热过程特点：气体状态（温度、压力、体积等）变化过程是缓慢进行的，与外界可能有热交换气体基本状态方程其中P-气体压力（kgf/m2）V-气体体积（m3）R-气体常数T-气体温度（k）（稳态温度）等温、等压、等容过程均为缓慢非绝热过程，气体内能可能发生变化有关的气体基本定律第一章汽车空调概论PV=RT11基本热力过程绝热过程特点状态迅速变化，与外界无热交换绝热膨胀过程气体内部能量（势能，压力）减少例：膨胀阀的作用绝热压缩过程（需外界作功）气体内部能量（势能，压力）增加例：制冷压缩机的作用第一章汽车空调概论膨胀压缩12基本热力过程汽化（液体→气体）蒸发液体表面汽化可在任何温度下进行沸腾液体整体剧烈汽化只能在一定温度压力下发生液体虽被加热但温度不会升高汽化过程中液体需吸收大量的热第一章汽车空调概论13基本热力过程冷凝（气体→液体）是与汽化相反的过程气体受冷而变为液体冷凝过程中气体要放出热量例：冷凝器第一章汽车空调概论14ΔV/ΔT小ΔV/ΔT大饱和状态示意图第一章汽车空调概论PPPPP加热到沸点饱和液体饱和液体+饱和蒸汽全部是饱和蒸汽过热蒸汽沸点以下常态液体压力P一定时，加热过程中体积逐渐增加。压力增加时，饱和温度（即沸点）将提高。15饱和蒸汽特性曲线T（℃）P（MPa）气态液态ABC液体和蒸汽共存的状态称为饱和状态。一定温度和压力下的气体（A），可通过降温（B）或加压（C）的方法变成液体；反之一定温度压力下的液体（D）也可以通过升温（E）或减压（F）方法变成蒸汽。第一章汽车空调概论DEF16制冷剂R12的饱和特性温度（℃）-30-504070饱和压力（MPa）绝对压力0.1000.2610.3090.9611.886表压力0.0000.1610.2090.8611.786第一章汽车空调概论MPa℃气态液态绝对压力气体-液体的边缘状态，加大压力就变成液体，减小压力就变成气体。17常用制冷剂对制冷剂的一般要求使用安全（无毒、不易燃烧、爆炸等）对饱和蒸汽特性有一定要求化学性质稳定（与机油无化学反应，无腐蚀）常用制冷剂种类R12（CF2Cl2）、R22（CHF2Cl）、R134a（C2H2F4）等第一章汽车空调概论18R12与R134a特性比较注：1、制冷剂在常温常压下是气体。2、R12与R134a性能相近，但后者比较环保。第一章汽车空调概论19使用制冷剂注意事项人体安全：制冷剂低温高压储藏，应避免接触人体。操作安全：不可接触高温；不可接触明火；放置环境应低于40℃；不可在加注制冷剂时焊接管路。环境安全：操作环境应通风。R12与R134a不可混用！制冷剂中决不可含水，否则易结冰堵塞管路。第一章汽车空调概论20润滑油（冷冻机油）润滑油的作用润滑作用润滑各机械零部件表面冷却作用防止压缩机温度过高密封作用阻止制冷剂泄漏降低压缩机噪音第一章汽车空调概论21润滑油（冷冻机油）对润滑油的要求凝固点要低，在低温下具有良好的流动性具有一定的粘度，受温度影响较小与制冷剂相溶性好，应能与制冷剂一起流动具有较高的热稳定性和化学稳定性第一章汽车空调概论22润滑油的种类及选择矿物质油（用于R12制冷剂）国产：13、18、25、30号冷冻润滑油进口：日本SUNISO3GS～SUNISO5GS合成油（用于R134a制冷剂）代号为PAG或者ESTER的冷冻润滑油第一章汽车空调概论23汽车空调的基本组成制冷系统压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等加热系统水暖式、气暖式通风系统鼓风机、风道、风门、出风口等第一章汽车空调概论24汽车空调的基本组成操纵控制系统手动空调操纵装置、真空操纵系统、电气系统自动空调传感器、ECU、执行器空气净化系统空气滤清器、负离子发生器等第一章汽车空调概论25空调系统循环示意图第一章汽车空调概论冷凝器蒸发器压缩机膨胀阀高压侧低压侧液态液态气态气态吸热散热26气体0℃0.15MPa液体40℃1.0～1.2MPa第一章汽车空调概论气体70℃1.5MPa饱和蒸汽-5℃0.15MPa制冷系统原理图27思考题1、说明汽车空调的主要特点。2、若水温为95℉，相当于摄氏多少℃？相当于绝对温度多少k？3、说明真空度Pg、绝对压力P与大气压P0之间的关系。4、简单说明空调的几个基本组成部分以及各部分的作用。5、简述汽车空调常用制冷剂的种类，以及使用制冷剂时应注意的问题。6、简述汽车空调对冷冻机油的要求。第一章汽车空调概论