第二章-汽车空调的制冷工作原理与结构

汽车空调第二章汽车空调的制冷工作原理与结构本章主要内容：2.1制冷原理2.2制冷剂与冷冻机油2.3压缩机2.4汽车空调其它部件汽车空调2.1制冷原理的思考问题1、制冷系统各组件的作用2、制冷剂在各组件的状态变化汽车空调2.1汽车空调制冷系统的工作原理一、制冷系统的组成汽车制冷系统是由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器四大部件以及辅助设备和耐氟软管组成，制冷剂在封闭的系统中循环流动。汽车空调2.1汽车空调制冷系统的工作原理二、制冷基本原理汽车空调2.1汽车空调制冷系统的工作原理1、压缩机压缩机运转时，将蒸发器内产生的低压低温蒸气吸入气缸，经过压缩后，使蒸气的压力和温度增高后排入冷凝器。2、冷凝器在冷凝器中高温高压的制冷剂蒸气与外面的空气进行热交换，放出热量使制冷剂冷凝成高压液体，然后流人干燥贮液器，并过滤流出。3、膨胀阀经过膨胀阀的节流作用，制冷剂以低压的汽液混合状态进入蒸发器。4、蒸发器在蒸发器里，低压制冷剂液体沸腾气化，吸取车厢内空气的热量，然后又进入压缩机进行下一轮循环。这样，制冷剂便在封闭的系统内经过压缩、冷凝、节流和蒸发四个过程，完成了一个制冷循环。汽车空调2.1汽车空调制冷系统的工作原理三、总结1、制冷系统各组件的作用1）压缩机压缩机起着压缩和输送制冷剂蒸气的作用，它是整个系统的心脏。2）冷凝器冷凝器是放出热量的设备．从蒸发器中吸收的热量连同压缩机消耗功能所转化的热量一起从冷凝器让冷却空气带走。3）膨胀阀膨胀阀对制冷剂起节流降压作用，同时调节进入蒸发器制冷剂液体的流量，它是系统高低压的分界线。4）蒸发器蒸发器是输出冷量的设备，制冷剂在其中吸收被冷却空气的热量实现降温。汽车空调2.1汽车空调制冷系统的工作原理2、制冷剂在各组件的状态变化1）压缩机低温低压气态→高温高压的气态2）冷凝器高温高压的气态→高温高压的液态3）膨胀阀高温高压的液态→低温低压的液态4）蒸发器低温低压的液态→低温低压的气态汽车空调2.2制冷剂与冷冻机油一、制冷剂(一)定义在制冷系统中用于转换热量并循环流动的物质称为制冷剂。目前汽车空调系统中常用的制冷剂有R12、R134a两种。其中字母“R”是Refrigerant(制冷剂)的简称。（二）制冷剂的分类1、制冷剂R12学名二氯二氟甲烷，分子式CF2C12，第一位数字1表示由甲烷衍生，第二位数字表示氟的原子个数。2、R134a学名四氟乙烷，分子式为CF3CH2F，分子量102.031。汽车空调2.2制冷剂与冷冻机油（三）制冷剂R12的性能特点1、R12的性能特点1）R12在常温、常压下为无色无味气体，相对密度约为空气的4.18倍。2）在正常大气压下，其蒸发温度为—29.8℃，凝固温度为-158℃3）R12渗透能力强，能渗透过极微小的细缝。由于它无臭、无味、渗透时不易发现。需用专门的仪器或方法进行检测。4）R12化学性能稳定，不易燃烧，与空气混合时不爆炸，对人体无毒害，但与火焰接触时会分解为有毒的气体。5）R12能与冷冻油完全互溶，任意混合，但与水几乎互不相溶，因此，在蒸发温度低于0℃时，若制冷系统中混合有水分，就会在膨胀阀部位形成冰塞，使制冷工作无法进行。汽车空调2.2制冷剂与冷冻机油2、R134a的性能特点1）R134a为无色易挥发的液体，常温常压下极易挥发，有微芳香味，25℃时液体密度为1.21。2）在标准大气压下，熔点为-101℃,沸点为-26.4℃不燃烧,不易溶于水。3）无毒不燃。4）缺点是改装设备需要更换有潜在腐蚀性、价格昂贵、有强吸湿性的多元醇酯类润滑油，需要进行系统清洗和除湿，生产成本和更换成本都较高。汽车空调2.2制冷剂与冷冻机油(四)R12与R134a汽车空调系统的差别1、两者特征上的差别汽车空调汽车空调2.2制冷剂与冷冻机油2、R134a系统的改动项目编号项目说明编号项目说明1制冷剂R12→R134a7干燥剂硅胶→沸石2冷冻油矿物质油→合成油8熔化螺栓停止使用改用安全阀3管道改变O形密封材料9软管内衬加进尼龙层改变管道街头形状改变软管材料4压缩机改变封口10安全阀3.14MPa→3.43MPa5维修阀改变螺孔尺寸11压力开关2.65MPa→3.14MPa6冷凝器改进散热性能12膨胀阀改变流动特性汽车空调2.2制冷剂与冷冻机油二、冷冻机油（一）作用压缩机使用的润滑油叫做冷冻机油。它具有润滑、密封、冷却、降低压缩机噪声等作用。汽车空调2.2制冷剂与冷冻机油（二）对冷冻机油的要求在选择冷冻机油时，必须注意空调压缩机内部冷冻机油所处的状态，如排气温度、排气压力、吸气温度等。概括起来要注意以下几点：1)即使溶于制冷剂时，也要有能保持一定油膜的粘度；2)与制冷剂、有机材料和金属等在高温或低温下接触也不应起反应，其热力及化学性能十分稳定；3)在制冷循环的最低温度部位也不应有结晶状的石蜡分离、析出或凝固，从而保持较低的流动点；4)含水量极少；5)在压缩机排气阀附近的高温部位不应产生积炭、氧化，具有较高的热稳定性。汽车空调2.2制冷剂与冷冻机油（三）冷动机油性能特点空调系统中所使用的冷冻油在不同的空调系统中不能混用。1、R12空调系统使用的冷冻油一般用国产冷冻油18号或25号，进口冷冻油一般使用日本SUNIS03～5GS。2、R134a空调系统中使用的是代号为PAG及ESTER的冷冻机油。汽车空调第二章汽车空调的制冷工作原理与结构作业:1、叙述汽车空调制冷系统的工作原理2、制冷剂的定义、分类及其差别3、冷冻机油作用、性能特点汽车空调2.3压缩机一、对汽车空调压缩机的特殊要求1、在低速行驶或怠速时具有效率高，制冷能力强的特点；在高速行驶时又要求输入的功率低。2、体积小重量轻。3、耐高温和抗振性好。4、工作平稳。汽车空调2.3压缩机二、汽车空调压缩机的作用与工作过程1、汽车空调压缩机的作用(1)抽吸作用有了压缩机的抽吸作用，才能使蒸发管内的压力降低。制冷剂才能在低温下沸腾，从而使系统向车厢内排出冷气。(2)循环泵作用制冷剂在系统中需要不断地循环，压缩机就是制冷剂循环的动力来源(故也有人把其称为空调泵)。(3)压缩作用压缩机吸入的是低温低压的制冷剂蒸气，只有经过它的压缩，才能把低温低压的制冷剂蒸气转变为高温高压的制冷剂蒸气。制冷剂蒸气进入冷凝器后才能向外界排出热量。汽车空调2.3压缩机2、活塞式压缩机的工作过程活塞式压缩机对制冷剂蒸气的压缩是由活塞在气缸内改变工作容积来完成的。(1)压缩过程(2)排气过程(3)膨胀过程(4)吸气过程汽车空调2.3压缩机总述：完成吸气过程后，活塞又从下止点向上止点运动，重新开始压缩过程，如此周而复始，循环不已。压缩机经过压缩、排气、膨胀和吸气四个过程，将蒸发器内的低压蒸气吸人使其压力升高后排人冷凝器，完成抽吸、压缩和泵送制冷剂的作用。汽车空调2.3压缩机三、汽车空调压缩机的分类汽车空调2.3压缩机汽车空调2.3压缩机汽车空调2.4.1冷凝器一、冷凝器1、作用是把压缩机排出的高温、高压制冷剂气体，通过冷凝器将热量散发到车外空气中，从而使高温、高压的制冷剂气体冷凝成较高温度的高压液体。2、分类管片式、管带式及平行流式三种结构形式。汽车空调2.4.1冷凝器管带式与平行流式的区别：汽车空调2.4.1冷凝器3、提高冷凝器性能考虑的因素：1)增加换热面积，提高空气侧和制冷剂侧的换热量。2)提高冷凝器内工质流体温度和流量分配的均匀度。3)增加通道截面积，提高单位时间内的制冷剂流量和流速。降低制冷剂在冷凝器中的压力损失，可以减少压缩机耗功。汽车空调2.4.2蒸发器二、蒸发器1、蒸发器的作用是将经过节流降压后的液态制冷剂在蒸发器内沸腾汽化，吸收蒸发器表面周围空气的热量而降温，风机再将冷风吹到车室内，达到降温的日的。2、蒸发器的结构管片式、管带式、层叠式三种。汽车空调2.4.2蒸发器汽车空调2.4.3节流膨胀阀三、节流膨胀阀汽车空调的节流膨胀机构主要是热力膨胀阀。另外，还有H型膨胀阀、膨胀节流管以及组合阀等。(一)热力膨胀阀1、热力膨胀阀的作用(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。汽车空调2.4.3节流膨胀阀2、热力膨胀阀的结构及工作原理热力膨胀阀有外平衡和内平衡两种形式（以外平衡式热力膨胀阀为例）(1)结构主要由热敏管、压力弹簧、膜片，均衡管、膜片室，阀门、毛细管等组成。汽车空调2.4.3节流膨胀阀(2)工作原理汽车空调2.4.3节流膨胀阀3、热力膨胀阀的安装方法(1)膨胀阀应安装在蒸发器的入口管上，阀体垂直放置，不宜倾斜安装，更不要颠倒安装。(2)感温包应安装在蒸发器出口的一段水平的吸气管上，并应远离压缩机吸气口1.5m以上，其位置应低于膨胀阀，且感温包要水平放置，以保证感温工质液体始终在感温包中。(3)感温包同蒸发器接触面锈迹应除尽，阀体应垂直放置，不宜倾斜安装，更不要颠倒安装。汽车空调2.4.3节流膨胀阀(4)感温包不应安装在吸气管的积液处，否则，感温包就不能感测到真正的过热度。(5)当吸气管径小于25mm时，感温包贴在吸气管的顶部；当吸气管径大于25mm时，感温包包扎在水平管的下侧45°处或者侧面中点处，图3—34所示。感温包无论如何不能贴附在水平吸气管的底部，以防管子底部积油等因素影响感温包的正确感温。(6)外平衡管应接在感温包安装部位后面10mm处，以免制冷剂在蒸发管内的流动阻力使膨胀阀产生误动作；汽车空调2.4.3节流膨胀阀(二)H型膨胀阀汽车空调2.4.3节流膨胀阀(三)膨胀节流管汽车空调2.4.4储液干燥器四、储液干燥器1、作用(1)储存制冷剂接受从冷凝器来的液体并加以储存，根据蒸发器的需要提供所需制冷剂量。(2)过滤杂质将系统中经常会出现的杂质、脏物，如锈迹、污垢、金属粒等过滤掉，这些杂质会损伤压缩机气缸壁和轴承，还会堵塞过滤网和膨胀阀。(3)吸收湿气汽车空调制冷系统中湿气要求越少越好，因为湿气会造成“冰塞”并腐蚀系统管道等，使之不能正常工作。汽车空调2.4.4储液干燥器2、结构由干燥器盖、干燥器体、引出管、过滤部分、干燥部分组成。汽车空调2.4.5视液镜五、视液镜又称氟利昂液体指示器。它的作用：(1)用来指示制冷剂流动状况，当发生缺液或含有水分时，观察玻璃能显示不同颜色和气泡。(2)能视察管路中冷冻油流动情况。汽车空调2.4.6电磁离合器六、电磁离合器1、工作原理汽车空调系统的压缩机主轴上都装有电磁离合器，其作用是通电或断电时，可以控制压缩机停或开。它是压缩机与带轮之间的连接件，只要发动机在运转，离合器的带轮总是在旋转。只有当电磁线圈通电时离合器才被吸上而使压缩机工作。而电磁离合器的电源通断由一个温度控制器来控制。汽车空调2.4.6电磁离合器2、结构由带轮、压力板及轴承等组成。汽车空调2.4.7维修辅助阀七、维修辅助阀在轿车空调系统中，为了简化制冷系统，压缩机上不设辅助阀，而用维修接口来代替，每个维修接口上都装有一个施拉尔阀。汽车空调第二章汽车空调的制冷工作原理与结构作业:4、叙述汽车空调活塞式压缩机的工作过程5、热力膨胀阀的作用是什么？主要有哪两种形式？简述内平衡热力膨胀阀的工作原理，如何调整膨胀阀？