汽车空调维修与检测(第2版)(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-09-10 07:56:21

点击下载

作者:杨罗成 刘迎春

出版社:电子工业出版社

格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT

汽车空调维修与检测(第2版)

汽车空调维修与检测(第2版)试读:

内容简介

本书共分为8章,第1章至第7章系统地介绍汽车空调系统的结构、原理和维修技术,其中重点介绍了配气系统、控制系统、自动空调系统的内容。第8章则针对目前国内常见的桑塔纳、富康、奇瑞、广州本田、毕加索、马自达、别克、新丰田皇冠等8种轿车的手动或自动空调的结构特点和维修技术作详细介绍。本书按行动导向教学模式编写而成,每个小节由行动目标、行动任务、导引实例、知识内容、本章小结、实训项目、巩固练习、拓展延伸几部分组成。

本书可作为职业院校汽车运用与维修专业、汽车检测与维修技术专业教材,也可作为相关行业岗位培训教材或自学用书。未经许可,不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有,侵权必究。图书在版编目(CIP)数据汽车空调维修与检测/杨罗成,刘迎春主编.—2版.—北京:电子工业出版社,2013.5职业院校教学用书•汽车类专业ISBN 978-7-121-20211-7Ⅰ. ①汽… Ⅱ. ①杨… ②刘… Ⅲ. ①汽车空调-车辆维修-中等专业学校-教材 ②汽车空调-故障检测-中等专业学校-教材 Ⅳ. ①U472.41中国版本图书馆CIP数据核字(2013)第079346号策划编辑:杨宏利 投稿邮箱:yhl@phei.com.cn责任编辑:杨宏利印  刷:北京丰源印刷厂装  订:三河市鹏成印业有限公司出版发行:电子工业出版社     北京市海淀区万寿路173信箱 邮编 100036开  本:787×1 092 1/16 印张:19.5 字数:499.2千字印  次:2013年5月第1次印刷印  数:3 000册 定价:34.50元

凡所购买电子工业出版社图书有缺损问题,请向购买书店调换。若书店售缺,请与本社发行部联系,联系及邮购电话:(010)88254888。

质量投诉请发邮件至zlts@phei.com.cn,盗版侵权举报请发邮件至dbqq@phei.com.cn。

服务热线:(010)88258888。前  言

感谢读者的支持,本书自2008年出版以来已先后印刷了3次,将临第六次印刷之际应策划编辑杨宏利女士之邀进行第一次修订。本次修订的内容主要是:

1.为了加深大家对系统中制冷剂流量变化对制冷工作的影响的理解,增加了对冷凝器、蒸发器工作原理的阐述。

2.为了大家及时了解较为先进的检修工具,在第7章增加了斯必克公司生产的电子卤素检漏仪、荧光检漏仪、制冷剂鉴别仪、制冷剂回收加注机等设备的功能与使用方法介绍,它们也常是全国汽车空调维修邀请赛的指定使用设备。

此外,还有一些少量的补充,如补充了电磁离合器线圈的阻值,增加了更换储液干燥器的补充说明、歧管压力表的具体使用方法、汽车空调常见故障中制冷系统中各部分的表现等。因为时间仓促,可能还有些不周之处,敬请读者批评指正。

本书在内容上的特点是:理论与实践内容比例合适,既为学生未来发展奠定了理论基础,又重点培养了他们的实践操作能力,适应就业要求。基础理论系统全面、图文并茂、浅显易懂、注重与实际结合,特别加强了配气系统、控制系统、自动空调系统的内容;实训内容以企业需求为依据,以就业为导向,具有一定的前瞻性。

本书在形式上的特点是:全书以行动导向的教学模式贯穿始终。为了培养学生的自主学习能力,有效地提高他们的综合素质。近年来许多学校都在进行着行动导向课这种教学模式的探索。笔者也在进行着这方面的教学实践,所以也希望本书能为职业院校《汽车空调》课的行动导向教学服务。

下面我们提出几点教学建议仅供参考:

1.考虑到班容量的问题,建议将每班学生按学习能力强弱搭配均分为6个小组。

2.在本书每个章节前面都有明确的“行动目标”、“行动任务”,还有“导引实例”。建议在预习阶段由教师视情况将“行动任务”均分给各个学习小组,由学生以小组为单位根据承担的任务结合后面的“知识内容”、本校的实习设备进行自主学习。

3.通过教师设计的成果展示和检测反馈环节,使学生在进行学习成果展示中通过生生、师生的互教互学完成学习任务。

4.每个章节后面的“巩固练习”可供教师设计的检测反馈环节使用,而“拓展延深”则是为了开拓学生的视野,更多地与实践相结合。考虑到大部分学校的学生查找资料不是很方便,故本书最后一章针对目前国内常见的8种轿车的手动或自动空调的结构特点和维修技术作了详细的介绍,供学生拓展学习。当然,有条件的学校学生也可到互联网上搜集资料。

本书由甘肃畜牧工程职业技术学院杨罗成、河北省第三职业中专学校刘迎春任主编,辽宁省朝阳市农业学校刘天贺任副主编,参与编写的人员还有石家庄市信息工程职业学院的李聚霞老师、石家庄市第三职业中专学校的庄建莎和陈洪冉老师。具体编写分工为:第1、2、4、5、6、7章及8.1~8.3节由刘迎春编写,8.5节由李聚霞编写、8.6节由庄建莎编写、8.7节由陈洪冉编写,第3章、8.4节和8.8节由杨罗成编写。

本书在编写时参考了大量书籍和汽车论坛、8848、北方汽修等网站上的相关资料,在此对这些作者表示感谢。

为了方便教师教学,本书还配有教学指南、电子教案及习题答案(电子版),请有此需要的教师登录华信教育资源网(www.hxedu.com.cn)免费注册后再进行下载,在遇到问题时请在网站留言板留言或与电子工业出版社联系(E-mail:yhl@phei.com.cn)。

由于编者水平有限,实践经验不足,书中难免会有不妥和错误之处,恳请读者批评、指正。编 者2013年5月第1章 概 述

我国已经成为世界第三大汽车产量国,2006年生产达700万辆,汽车产业是我国的支柱产业之一。近年来,随着我国国民经济的持续发展和人们对生活质量要求的日益提高,我国汽车空调事业得到了较快的发展,急需大批保养、维修人员。【行动目标】

通过本章的学习,了解汽车空调发展历程及我国汽车空调状况;通过空调控制面板的操作激发学习汽车空调的兴趣。【行动任务】

1.了解汽车空调的四大装置并掌握其功能。

2.认识操作面板上操作键,能够正确地进行操作。

3.了解汽车空调的发展历史和发展方向。【导引实例】

故障现象:某一人工控制面板的汽车空调,驾驶员将拨杆拨至MAX(最凉),但感觉温度下降得很慢。

故障原因:鼓风机开关在0位,鼓风速度太低所至。【知识内容】1.1 汽车空调概述1.1.1 汽车空调的功能

汽车空调是空调技术在汽车上的应用。它能创造出车内热微环境的舒适性,保持车内空气的温度、湿度、流速、洁净度等在热舒适性的标准范围内;不仅有利于司乘人员的身体健康,提高工作效率和生活质量,而且还增加汽车行驶的安全性。因而,汽车空调正式成为提高汽车市场竞争能力的主要手段之一,也成为人们生活水平和汽车工业发展的重要标志。

温度的控制:汽车空调通过暖风装置、在冬季使车内温度达18℃以上,并能除去风挡玻璃上的霜(雾);在夏季制冷装置使车内温度保持在25℃左右。

湿度的调节:通过制冷装置和暖风装置可以进行除湿,它通过制冷装置冷却,去除空气中的水分,再由采暖装置升温以降低空气中的相对湿度,保持车内湿度适中。普通空调一般不具备这种功能,只有高级轿车采用冷暖一体化空调器,才能对车内的湿度进行适量的调节。

通风装置:用于调节车内的气体以一定的风速和方向流动,并进行换气,保持车内有足够的新鲜空气和适当的风速。在出风口布置上,能够令人上冷下暖,也就是头冷脚暖。

空气中含有灰尘及一些有害物质,通过净化装置滤除空气中的灰尘,吸附有害物质,对空气进行消毒处理。1.1.2 汽车空调的工作特点(1)汽车空调承受着剧烈而频繁的振动和冲击,零部件应有足够的强度和抗振能力,接头应牢固并防漏。制冷剂泄漏是常见故障,约占全部故障的80%左右。(2)汽车空调所需的动力均来自于发动机,除少数所需制冷量和暖气量大的车辆用专用发动机外,其他的车辆空调所需的动力和车辆驱动动力用同一发动机,这种系统称为非独立式空调系统。据测试,汽车安装非独立式空调系统后,耗油量增加10%~20%,发动机输出给车辆驱动功率减少10%~12%。所以车辆在大负荷时,要考虑空调工作的影响。(3)汽车空调要求制冷、制热能力尽可能地大。因为车内乘客密度大,所以冷、热负荷大;而且车的门窗多,隔热性能差,热损大;还有工作环境变化大:太阳的照晒、霜雪的寒冷、雨雾的潮湿;发动机工况频繁变化,这些都需要空调的制冷、制热能力尽可能大。在最短的时间内,在车厢内营造一个舒适的环境。(4)汽车设计空间的限制,要求空调结构紧凑,质轻、量小,能在有限的空间进行安装,所以有些零部件的拆装和检查不太方便。1.1.3 汽车空调的组成与分类

完善的汽车空调系统一般由制冷系统、采暖系统、送风系统、空气净化系统、电气系统五大部分组成。

制冷系统由压缩机、冷凝器、储液干燥过滤器、蒸发器、膨胀阀等组成。

采暖系统由加热器、水阀、水管、发动机冷却液等组成。

送风系统由各式风门、鼓风机、导风管等组成。

装备在高级轿车上的空气净化系统,由炭罐、空气滤清器和静电除尘净化器等组成。在普通轿车上,空气净化由蒸发器直接完成。

控制电路包括点火开关、A/C开关、电磁离合器、鼓风机开关及调速电阻器、各种温度传感器、制冷剂高低压开关、温度控制器、送风模式控制、各种继电器、控制计算机等组成。

一般汽车空调的分类可按以下几种方式进行。(1)按功能可分单一功能和组合功能,单一功能是指制冷、暖风各自独立自成系统,一般用于大、中型客车上;组合式是指制冷、暖风合用一个鼓风机、一套操纵机构,这种结构多用于轿车上。(2)按驱动方式可分为非独立式和独立式两种,非独立式汽车空调系统的空调压缩机由汽车本身发动机驱动;独立式汽车空调系统,则由专用空调发动机(也称为副发动机)驱动。(3)按控制方式可分为手动控制和自动控制空调系统。1.2 汽车空调的发展历史及发展方向1.2.1 汽车空调的发展历史

世界上汽车空调技术发展的速度是相当快的,从低级到高级,由功能简单到功能齐全的方向发展,其发展过程可以分为5个阶段:第一阶段,1927年诞生了比较完整的冬季能供暖和为挡风玻璃除霜的供暖装置,目前,在寒冷的北欧,汽车空调仍然使用单一的供暖系统;第二阶段,1939年,美国通用汽车帕克公司将房间空调器装在车上,世界上才有了第一台装有制冷机的轿车,目前在热带地区,汽车空调仍然使用单一的制冷系统;第三阶段,1954年,人们才真正将第一台冷暖一体化整体设备安装在美国纳什(Nash)牌小汽车上;第四阶段,1964年,人们在凯迪拉克轿车上安装了第一台自动控温的汽车空调,这种空调装置只要预先调好温度,便能自动地在调定的温度范围内工作,达到调节车内空气的目的;第五阶段,1977年,美日共同推出用计算机控制的空调系统,实现数字显示和最佳控制。汽车空调技术发展至今,其功能日趋完善,能对车内进行制冷、采暖、通风换气、除霜(雾)、空气净化等控制。

我国汽车空调产业起步较晚。1971年,在红旗牌轿车上安装了仿制的第一台汽车空调器。20世纪70年代末80年代初,上海牌轿车上安装上了国产的汽车空调器,标志着国内汽车空调的真正起步。二十多年来,我国汽车空调产业采用了引进技术与开发、研究并举的方式,使之迅猛发展,汽车空调安装率大幅度提高,急需大批的保养、维修人员,保证其正常运行。1.2.2 汽车空调的发展方向

目前,汽车空调技术的发展主要围绕着保护环境、提高效率、节能节材、减轻重量、缩小体积、降低振动与噪声,操作维修简便、安全可靠等几个方面展开,并且总是与汽车开发同步进行。(1)车用空调压缩机主要朝着节能、小型化,提高转速、降低噪声和振动,提高自动化控制程度、实现能量控制等方面发展。变排量压缩机的电动控制可使控制点根据系统的不同运行工况相应调节压缩机的排量,适应各部件的匹配运行。(2)换热器(蒸发器、冷凝器)主要朝着强化传热、降低热阻、提高换热效率、缩小体积、减轻质量、提高单位体积的传热面积的方向发展。蒸发器主要朝着层叠结构发展,冷凝器主要朝着平行流动式结构方向发展。(3)目前节流膨胀结构主要有热力膨胀阀和膨胀管,其主要朝着结构简单、工作可靠、控制灵敏等方面发展。随着传感器技术、微电子技术和控制技术的发展,车用空调系统节流膨胀和流量控制,将由电子膨胀阀等电子控制器控制。(4)新型环保制冷工质的应用。目前,普遍认为HFC134a是CFCL12较理想的替代物,但其排放仍会导致地球的温室效应,所以,美、日、欧都已经研制成功了CO汽车空调系统正在装车试运行中。2CO制冷剂是很有应用前景的一种环保工质,碳氢化合物作为制冷剂2也在试运行,正在进行工程试验和测试。(5)车用空调系统的改进主要是改进空调系统各组成部件的匹配,随着新型制冷剂的出现和应用,零部件需要改进才能与之匹配,特别是密封件与制冷剂的相溶性,直接影响着空调系统的密封性能。自动控制技术改进逐步实现智能化。1.3 汽车空调操纵系统

汽车空调系统的操纵分为手动调节和电子控制自动调节。手动调节由驾驶员通过拉索控制混合风门的位置以调节空气量,自动调节是通过电子系统自动调整空气温度、风箱风门位置和风机转速而使车厢内温度自动保持在预定的温度范围内。这些机构都由驾驶员操作面板功能键来控制。相应地,控制面板也分为人工控制面板和自动控制面板。图1.1为汽车空调各通风口位置示意图。图1.1 汽车空调各通风口位置1.3.1 人工控制面板操纵键的功能及使用

如图1.2所示为某一汽车空调人工控制面板的外观。对于不同类型的汽车空调,人工控制面板的控制键和形式有所不同,但其功能键控制内容基本相同。下面以如图1.3所示的北京吉普车BJ2020控制面板为例进行说明。图1.2 人工控制面板外观图1.3 汽车空调人工控制面板

1.功能选择键

功能选择键置于不同位置用以控制空调系统取暖、制冷、通风和除霜。功能选择键的移动可通过拉绳或真空开关控制各个风门的开关位置,从而调节空气温度与流向。分为两种运行模式:空调运行模式(AIRCOND)和经济运行模式(ECONOMY)。键处于两种模式下的不同位置,可以获得不同的运行工况,如表1.1所示。表1.1 空调系统操纵键及含义

2.温度键

温度键主要用于控制调温门的位置。当其位于冷端(COLD或者COOL)或暖端(HOT或者WARM)时,调温门在拉索作用下分别关闭或打开流经加热器的空调风道。当其位于两者中间任意位置时,可得到不同比例的暖气与冷空气的混合空气。

3.调风键(FAN)

调风键主要用于控制空调器内鼓风机的转速,一般有4个调速挡。

4.后窗除霜键(DEF)

后窗除霜键相当于一个电路开关,用于控制后风窗除霜电热丝电源的通断,指示灯用于提醒乘员不要忘记切断电源。1.3.2 自动控制面板操纵键的功能及使用

半自动控制面板的外观如图1.4所示,奥迪轿车自动空调控制面板如图1.5所示。图1.4 半自动控制面板的外观图1.5 奥迪轿车自动空调控制面板外观

1.普通自动空调控制面板操纵键

如图1.6所示为通用汽车公司的电控气动空调系统控制面板。图1.6 汽车空调自动控制面板

控制面板左侧是温度选择键,中间是空调功能选择键,这些功能键的控制形式与手动调节的略有不同。(1)温度选择键。

温度选择键可以控制温度从18.3℃~29.4℃中任意选择,只要选定一个温度以及功能键,空调器即会为达到这个设定温度而自动地工作。(2)功能选择键。

功能选择键可处在7个不同的位置,控制空调系统的工作。

① OFF(停止)。功能键处在此位置时,若不接通点火开关,空调系统不工作。若接通点火开关,压缩机不工作,但当车内温度高于26.7℃时,空调器的风扇会自动地低速运转吹入微风。当车内温度低于26.7℃且发动机冷却液温度高于82℃时,空调器的风扇也会自动吹入自然风。

② LO—AUTO(低速—自动)。功能键置于此位置时,风扇低速运行。当发动机冷却液温度高于82℃,车内温度低于设定温度时,空气先经蒸发器再经加热器,送出暖风。若车内温度高于设定温度时,空气经蒸发器冷却后不通过或部分通过加热器。冷空气从中间门吹出,而加热空气从下风口吹出,形成头冷脚暖的环境。

③ AUTO(自动)。功能键置于此位置时,空调器的工作情况与LO—AUTO位置相同,只是风机不限于低速运行,而是根据车内的温度自动选择转速。若车内温度比设定温度高得较多,需要最快降温时,风机会自动进入高速运行,将蒸发器冷却后的冷空气尽快送到车内,同时促使蒸发器最大限度制冷。若车内温度与设定温度相差不多,风机自动降低其转速。

④ HI—AUTO(高速—自动)。功能键置于此位置时,空调器的工作情况与LO—AUTO和AUTO位置相同,只是风机在高速运转。如果车内温度达到设定温度,风机会自动降低转速,但在此位置时,热水阀关闭,加热器不工作,从各风口吹出的是冷空气。

⑤ VENT功能键置于此位置时,是自然通风。风机低速运行,把车外的空气吸入经中风门吹进车内。此时,取暖、制冷系统不工作,故吹进来的风是未经加热和冷却的自然风。若车内温度高,风机高速运转;温度低,风机自动转入低速运转。

⑥ BI—LEVEL(双向)。功能键置于此位置时,风机可以在任意一个转速工作,自动控制系统能按照设定温度和车内温度分别从中风口吹出冷气,从上下风口吹出暖气用于除霜和暖脚。

2.微机控制自动空调控制面板操纵键

奥迪轿车全自动空调系统的控制面板如图1.7所示。图1.7 奥迪轿车全自动空调系统的控制面板

操纵键的用法:

按动显板上的控制按键,若其上面指示灯亮说明该键已被按下。(1)OFF键,按下此键就关掉了空调,也停止了新鲜空气的供应。(2)ECON键(经济按键),按下该键,空调压缩机被关掉,只有新鲜空气或暖风通过鼓风机吹入车内;温度、鼓风机转速、暖风及新鲜空气的分配都是自动的。(3)AUTO自动键,按下此键,适合所有天气状态,一旦达到显示的内部温度,空调鼓风机将以最低的转速运转;一旦温度发生变化,调节系统会通过改变鼓风机的转速和调节温度门进行调节。天气寒冷时,暖空气从吹脚风道吹出,少部分暖空气吹到风挡玻璃上进行除霜。天气温暖时,冷风从中央出风口吹出。(4)BI—LEV按键是混合气按键,其工作位置、温度、鼓风机转速的调节与AUTO方式相同。但空气的分配不同,冷风和暖风按给定的线路以相同的流量从中央出风口和吹脚风出风口吹出,只有少量空气吹到风挡玻璃上。(5)除霜键,按下除霜键,大部分空气通向风挡玻璃进行除霜除雾。此时空调鼓风机以高速运转。(6)WARMER和COOLER键,按键WARMER和COOLER是用来选择车内温度,范围在18℃~29℃之间。按一下WARMER键温度可升高1℃,超过29℃时显示“HI”;按一下COOLER键温度下降1℃,低于18℃时显示“LO”。HI和LO分别对应于全自动空调的最大采暖和最大制冷能力,在这两个位置上温度自动调节不起作用。(7)LO、HI按键,是两个辅助功能键,为降低或提高鼓风机转速而设置,按下LO或HI按键,空调鼓风机的转速就会下降或提高;如果要使LO或HI按键回位,取消其辅助作用,只要按一下其他任何一个按键即可。(8)OUTSIDE TEMP,按键OUTSIDE TEMP为外部温度按键。按下此键,将显示外界温度值,同时该键左侧的检查指示灯亮。天气寒冷时,鼓风机只有当发动机冷却液加温到50℃时,才开始运转,这种设计是为了保证良好的加热性。如果点火开关打开后约1分钟,OUTSIDE TEMP键左边的指示灯闪亮了,这就表示空调系统有故障。如果在行驶中有故障出现,发光二极管同样也会有所显示。

如图1.8、图1.9所示为其他两种常见的全自动空调系统的控制面板。图1.8 空调控制面板图1.9 空调控制面板【本章小结】

本章讲述的主要内容有:

1.汽车空调由制冷装置、暖风装置、送风装置、空气净化装置所组成,这四大装置营造并保持了车内的空气温度、湿度、流速、洁净度等在热舒适性的标准范围内。

2.汽车空调使用环境的特殊性,要求汽车空调零部件有足够强度和抗振能力,制冷量必须大,结构必须紧凑。

3.汽车空调由简单到功能齐全经历了5个发展阶段,目前,围绕着保护环境,节能节材,提高效率,操作简便,安全可靠等方向发展。

4.各种车的操作面板不一样,但功能键的控制内容基本相同。空调的控制分为手动控制和自动控制。【实训项目】

设备:手动控制空调汽车,自动控制空调汽车各一台。

训练:控制面板的操作,掌握各功能键控制内容,进一步了解空调的功能。【巩固练习】

一、填空题

1.汽车空调主要功能有:__________,_________,_________,_________,_________。

2.汽车空调由_________,___________,____________,___________装置组成。

3.汽车空调系统的操纵分为______________,______________两种。

二、简答题

1.汽车空调发展经历了哪5个阶段?

2.汽车空调主要特点有哪些?【拓展延伸】

多见识几种车型空调的操纵面板。第2章 汽车空调的基础知识【行动目标】

通过本章的学习,应掌握制冷的常用名词和概念,完全理解制冷原理,掌握制冷剂和润滑油的特性和使用注意事项。【行动任务】

1.理解基本概念。

2.了解制冷循环系统的工作过程及原理。

3.掌握制冷剂和冷冻机油的特性和使用注意事项。【导引实例】

某汽车空调拆装维修后,发生了冰堵故障。

故障的原因是:抽真空不彻底,润滑油的露放吸湿及干燥罐管孔未堵所至。

处理方法:重新抽真空,更换干燥过滤器,充制冷剂。【知识内容】2.1 制冷常用名词和概念

制冷中常用到一些名词和概念必须熟知和理解,是检测空调,分析空调故障原因的重要基础。2.1.1 冷、热、温度

我们知道热量的自然传递是由高温物体向低温物体传递的,日常生活中,皮肤感触的冷热,是由于该物体的温度比体温高或是低,感触冷和热是相对的。要科学地度量冷热程度就需要一个客观的标准——温度。

温度是衡量物体冷热程度的一个物理量,是大量分子运动动能平均值的标志。测量温度的标尺称作温标。如表2.1所示,常用温标有摄氏温标、绝对温标,有些国家用华氏温标。摄氏温标单位是摄氏度(℃),是以在标准大气压下冰的溶解点为0℃,把水的沸腾点作为100℃,在二者间等分100份,每一份为1℃。表2.1 温标的标定方法2.1.2 热的种类

物体受热或冷却,温度或状态就会发生改变。如图2.1所示,物体吸热或放热使其状态发生改变,这种热叫潜热,其温度是不变化的,是不能用温度计测量出来的。从气体变成液体时放出的热叫做液化潜热,从液体变成气体时所吸收的热叫蒸发潜热。物体吸热或放热使其温度发生变化,这种热量称为显热。图2.1 显热和潜热2.1.3 热量

热是物质的一种能量形式。分子热运动所具有的能量,就称为热量。2.1.4 湿度、露点温度

日常所说的湿度,表示空气里含水蒸气的多少。一定体积和温度的空气中含有水蒸气越多,空气越潮湿;反之,含有水蒸气越少,空气越干燥。这个水蒸气含量多少,叫做湿度。空气中能含有水蒸气量与温度高低有关,温度越高空气能容纳的水蒸气量也就越大。因此,若保持空气中水蒸气的含量不变,降低空气的的温度将使空气逐渐接近饱和;当温度降到某一数值时,空气就将达到饱和状态。这时,若让空气继续冷却,便会使部分水蒸气凝结为露滴从湿空气中析出,这种现象称为结露。空气开始结露的温度称为露点温度。空调的除湿就是将空气冷却使其部分水蒸气结露。

湿度的测量通常用干湿球温度计。干球温度计就是普通的温度计,湿球温度计就是将干球温度计的玻璃球处包上纱布,再将纱布浸在水中,如图2.2所示。水在毛细管的作用下润湿温度计,由于在湿球处的水分蒸发带走热量,此处温度降低,就形成了湿球温度。计算出干湿球温度的差值,就可算出空气的湿度。图2.2 干湿球温度计2.1.5 压力与真空度

压力是单位面积上所受的垂直作用力,用符号P表示,压力的单2位是Pa,1Pa=1N/m。由于这个单位太小,在工程上常用MPa或kPa来表示压力。

1.大气压力

由大气层对地面造成的压力称为大气压力,用符号P表示。a

2.绝对压力

以绝对真空为基准所测的压力,用符号P表示。

3.表压力

表压力即相对压力,以一个大气压为基准所测的压力,用符号Pg表示。P = P+Pag

4.真空度

当绝对压力低于大气压力时,低于大气压的那部分压力,用符号P表示。vP = P-Pva

绝对压力、大气压力、表压力、真空度的相互关系如图2.3所示。图2.3 绝对压力、大气压力、表压力、真空度的相互关系

5.送风压力

在制冷技术中,使用风扇、鼓风机将空气加压,使之通过蒸发器、冷凝器、散热器。一般以送风机入口和出口之间的压力差来表示其送风能力。

6.冷凝

冷凝是指气态物质经过冷却使其转变为液态,冷凝过程是放热过程。在制冷技术中,制冷剂在冷凝器中由气态凝结为液态,要放出热量,所以手感冷凝器是热的。

7.汽化、蒸发与沸腾

物质由液态转变为气态的现象称为汽化。汽化有两种形式,即蒸发和沸腾。蒸发是指在任何温度下液体表面上所发生的汽化过程。蒸发过程为吸热过程。沸腾是一种表面和内部同时汽化现象。任何一种液体只有在一定的温度下才能沸腾,沸腾时的温度称为沸点。在制冷技术中,对蒸发一词通常指液体的沸腾过程。制冷过程是利用制冷剂在蒸发器内的低压下蒸发,不断吸收周围空气的热量进行汽化的过程来制冷的。制冷剂在蒸发器中沸腾时的温度称为蒸发温度,沸腾时所保持的压力称为蒸发压力。某物质的沸腾温度与压力有关,压力高其沸点就高,压力低其沸点就低。

8.制冷能力与负荷(1)制冷能力。制冷机就是把热量不断地从低温物体转移到高温物体的装置。制冷能力的大小是以单位时间内所能转移的热量多少来表示的。(2)制冷负荷。为了把车室的的温度和湿度保持在一定的范围内,必须将来自车外太阳的辐射热量和车室内人体发出的热量,通风换气时新鲜空气带入的热量,还有车外气温高于车内,热量必然通过车体传导进入车内,这些热量都要排到大气中去,这些热量的总和就叫做制冷负荷。汽车的制冷负荷较大,受外界客观条件和乘客数量的影响,其变化量也较大。

9.舒适带

人体所感觉到的冷和热除了温度的影响外还有湿度和风速的影响,人感觉最舒服的温度是20℃~28℃。一般,夏天空调应控制车内温度在25℃左右,冬天在18℃以上。人觉得最舒适的相对湿度为50%~60%。人体对温度的要求是头冷足热,即头部和脚部有一定的温差,一般头与脚有1.5℃~2℃温差具有舒适性。夏季,风在0.25m/s左右流动速度下人感觉舒服。冬季风速过大会影响人体保温,因而冬季采暖时气流速度尽量低一点,一般为0.2m/s。2.2 制冷原理2.2.1 制冷的基本思路

人们在游泳过后,会有冷的感觉,人发烧时用酒精涂抹就有凉爽的感觉,这是因为液体蒸发吸热带走了人体的热量,如图2.4所示。图2.4 蒸发带走热量

这就给我们一个启发,利用液体蒸发可以吸收周围环境的热量。为此,我们制作一个如图2.5所示的装置,将一个带有开关的容器装在一个绝热良好的盒子内,容器中装有常温下易挥发的液体,将开关打开时容器内的易挥发的液体便开始蒸发,同时吸收绝热盒子内的热量,蒸发的气体从开关排出。盒内的的温度低于盒外的温度。如果容器内的液体能得到不断的补充,冷却的效果便会持续下去。从这个制冷装置上看,制冷过程中的热量转移是靠液体的状态变化实现的。图2.5 制冷装置

机械制冷方法有很多,目前,汽车空调设备大多采用压缩式制冷原理来制冷。2.2.2 压缩式制冷原理

图2.6是压缩式制冷原理图。该系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等组成。空调系统工作时,压缩机从蒸发器内吸入气态制冷剂,并将其压缩成高温、高压气体后,泵进冷凝器。在这里制冷剂通过与流动的空气进行热交换,把制冷剂的热量散发出去,使制冷剂从气态变成液态。液态制冷剂又在高压下经过节流装置(膨胀阀、孔管)的限流、降压作用,进入蒸发器后体积变大、压力下降。在蒸发器内制冷剂吸收周围空气中的大量热量,又由液态变成气态。这些气态制冷剂又被吸进压缩机,开始下一个循环的工作。图2.6 压缩式制冷原理图

在这个密闭的系统中,压缩机运转时,制冷剂以不同的状态在这个系统内循环流动,每个循环都有4个基本过程。(1)压缩过程:压缩机吸入蒸发器蒸发吸热后的低温低压制冷剂气体,把它压缩成高温高压气体排出,进入冷凝器。(2)放热过程:高温高压的制冷剂气体进入冷凝器后与外面的空气进行热交换,放出大量的热后冷凝为中温高压液体流入干燥过滤器,并过滤流出。(3)节流过程:中温高压液体经过膨胀阀的节流作用后体积变大,压力和温度急剧下降,以雾状(细小液滴)进入蒸发器。(4)吸热过程:雾状制冷剂进入蒸发器,此时制冷剂的沸点远低于蒸发器的温度,故制冷剂沸腾汽化,吸取车厢内空气的热量使车厢降温,然后又进入压缩机,进行下个循环。如此循环往复达到制冷的目的。2.3 制冷剂与润滑油2.3.1 制冷剂

制冷剂是制冷循环当中的载体,通过状态变化吸收和放出热量,因此要求制冷剂在常温下很容易汽化,加压后很容易液化,在状态变化时尽可能的多吸收和放出热量(潜热大)。同时,制冷剂还应当具备以下性质:(1)不易燃易爆;(2)无毒;(3)无腐蚀性;(4)对环境无害。

制冷剂的种类、型号较多,目前,汽车空调制冷系统中使用的制冷剂主要有R12、R134a,冷藏运输制冷系统中还有R22、R717、R502等。为了适应环保和节能的要求,一些新型工质正在研究开发之中,有些已经实际应用。

1.R134a的特性

R134a是一种新型制冷剂,在标准大气压下其蒸发温度为-26.5℃,所以常温下一旦进入大气就会快速蒸发。R134a安全性好,无色,无味,不燃烧,不爆炸,基本无毒性,化学性质稳定,对金属腐蚀比较小,不溶于水,气化潜热大,具有较好的制冷能力,但不溶于矿物油;目前,是R12较好的替代品。由于R12对大气层有破坏作用,目前,我国已经停止生产用R12作为制冷剂的汽车空调。图2.7是R134a蒸气—压力曲线,它表达出温度和压力与制冷剂状态的关系。应充分理解该图,知道在一定温度和压力下制冷剂的沸点是多少度,制冷剂应是液态还是气态。

2.R134a的使用注意事项(1)制冷剂比空气密度大,其排出时会使局部空间氧的浓度下降,造成人的窒息。(2)维护空调系统和加注制冷剂时,要带防护镜,因若高压管破裂,制冷剂喷溅到眼睛上会造成严重伤害。制冷剂进入大气时,蒸发极快,任何东西接触之后都会结冰,而且是一种天然油溶剂,皮肤接触会引起刺激和冻伤。因此要穿好劳保服以免皮肤接触到制冷剂而冻伤。(3)制冷剂罐应放置在阴凉的地方,并避免存放在有腐蚀的地方,如蓄电池酸液附近。(4)在正常大气压和温度下,R134a是不燃烧的。实验证明,压力超过大气压和空气浓度体积大于60%时,R134a即为可燃。图2.7 R134a蒸汽—压力曲线2.3.2 润滑油

冷冻机油也称为压缩机润滑油,它是一种在高低温工况下均能正常工作的特殊润滑油。

1.冷冻机油的作用(1)润滑作用:润滑压缩机的运动副表面,减小阻力和磨损,降低功耗,延长使用寿命。(2)冷却作用:它能带走运动表面摩擦产生的热量,防止压缩机温升过高而被烧坏。(3)密封作用:润滑油渗入各摩擦件密封面而形成油封,起到阻止制冷剂泄漏的作用。(4)清洗作用:润滑油不断冲洗摩擦表面,带走磨屑,可减少摩擦表面的磨损。

2.冷冻机油的选用

冷冻机油的选用要根据下列一些原则:黏度要合适,与制冷剂匹配,凝点、浊点、闪点要选择得当,有良好的化学稳定性和氧化安定性,有良好的电气性能等。最重要的是冷冻机油要和制冷剂相溶。目前,汽车采用制冷剂R12、R22的制冷系统通常选用国产冷冻机油HD18、HD25或进口的SUNISO—5GS。而使用制冷剂R134a、R404a的制冷系统通常使用脂类油(ESTER)。改性PAG用于该系统也取得了较好的润滑效果,并且占据一定的市场份额。目前,澳大利亚出品一种适合于目前所有汽车空调系统并兼容所有制冷剂的全能AA系列冷冻机油,性能优良。

3.冷冻机油的使用注意事项(1)冷冻机油要保存在干燥、密封的容器内,放在阴暗处。(2)使用后的冷冻机油的容器应及时密封,以免吸取空气中的水分。(3)不同型号的冷冻机油不能混用,否则会变质。(4)变质的冷冻机油不能继续使用。如发现颜色变深,可将油滴在白色吸水纸上,发现油滴中央呈黑色就说明已经变质了。(5)在排放制冷剂时一定要缓慢进行,否则冷冻机油会和制冷剂一起喷出。(6)加注冷冻机油时要按规定适量加入,过多会影响传热效率。(7)更换部件时要适量补充冷冻机油,可见表2.2。表2.2 更换制冷部件时补充冷冻油参考值(8)使用R12和R134a的制冷系统千万不能将使用的冷冻机油相互加错,否则会造成严重后果。【本章小结】

本章主要叙述了制冷原理,制冷剂在密闭的系统内循环过程中以不同状态进行循环,完成了从车厢内吸取热量,然后将热量散发到大气中去,实现制冷。另外,叙述了制冷剂和润滑油的作用、特性、使用注意事项。同时也介绍了与空调相关的一些概念。【实训项目】

1.认识制冷剂和润滑油并了解它们的特性。认识温度计、湿度计、压力表并会识读。

2.指认制冷系统各部件,并说明它们在制冷时所起的作用。【巩固练习】

一、填空题

1.制冷系统中制冷剂循环时的4个过程为________,________,________,_________。

2.冷冻机油的作用是_______________,______________,___________,___________。

3.压缩机吸入的是_____________,排出的是____________。

4.制冷剂在蒸发器内______腾,_____化,______热。

5.制冷剂R134a在常压下其蒸发温度为________。

二、简答题

1.物质从液态变化成气态,需要吸热还是放热?从气态变化成液态,需要吸热还是放热?

2.说明真空度、大气压、绝对压力间的关系。

3.简述制冷剂在各元件之中的状态。

4.使用R134a制冷剂的制冷系统通常使用什么样的润滑油?

5.什么是显热和潜热?【拓展延伸】

用制冷剂作挥发物质,制做一个如图2.5所示的制冷装置,做蒸发吸热实验。第3章 汽车空调制冷系统原理、结构及部件检修

通过本章学习,掌握制冷系统的组成、分类和工作原理,制冷系统各组成部分的作用、构造、工作原理、保养和检修。3.1 汽车空调制冷系统原理【行动目标】

通过本节学习,进一步理解空调制冷系统的工作原理,掌握制冷系统的组成及各部件的作用,了解循环离合器控制系统、蒸发器压力控制系统是如何控制蒸发器温度的。【行动任务】

1.要掌握制冷系统的组成及各部件的作用。

2.了解制冷系统的分类,深刻理解循环离合器控制系统、蒸发器压力控制系统的工作原理。【导引实例】

某台雪铁龙轿车空调的降温效果不够理想,经初步诊断,发现是空调制冷系统的故障。问怎样检查以判断出现故障的部位?(提示:从制冷系统各部件的作用去考虑。)【知识内容】3.1.1 汽车空调制冷系统的组成

制冷系统由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、膨胀阀、蒸发器、鼓风机、风扇、管道、制冷剂等组成,如图3.1和图3.2所示。3.1.2 汽车空调制冷系统工作原理

从图3.2可以清晰地看出各部件的作用和制冷剂的循环状态。图3.1 空调制冷系统循环部分的组成图3.2 制冷系统的结构工作原理

压缩机运转时,将蒸发器内产生的低温低压蒸气吸入气缸,经过压缩后,使蒸气的温度和压力(约70℃~80℃,1500kPa)增高后排入冷凝器。

在冷凝器中,高温高压的制冷剂气体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(约50℃~60℃,1500kPa),然后流入干燥储液器,并经过过滤干燥后流出。

经过膨胀阀的节流作用,制冷剂以低压的气液混合状态进入蒸发器。在蒸发器里,低压制冷剂液体沸腾汽化,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4个过程,完成一个制冷循环。

在制冷系统中,压缩机起着压缩和输送制冷剂气体的作用,是整个系统的心脏。膨胀阀起节流降压作用,同时调节进入蒸发器制冷剂液体的流量,是系统高低压的分界线。蒸发器是输出冷气的设备,制冷剂在其中吸收被冷却空气的热量,使空气降温。冷凝器是放出热量的设备,蒸发器中吸收的热量、压缩机消耗功能所转化的热量,一起从冷凝器上散发出去,被冷却空气带走。压缩机所消耗的功起到了补偿作用,只有消耗了外界的功,制冷剂才能把从车内较低温度的空气中吸取的热量不断地传递到车外较高温度的空气中去,从而达到制冷的目的。3.1.3 制冷系统的分类

汽车空调制冷系统基本分两类:循环离合器控制系统和蒸发器压力控制系统。前者是由压力或温度开关控制压缩机的启、停,后者是使压缩机连续运转。

1.循环离合器控制系统(1)循环离合器孔管系统(CCOT)。该系统用一根固定式节流管代替热力膨胀阀对制冷剂进行节流减压,称为循环离合器孔管CCOT系统。该系统常用恒温开关控制,如图3.3所示。蒸发器温度上升(7℃)时,恒温开关触点闭合从而接通压缩机电磁离合器至蓄电池电路,压缩机运转,开始制冷。当蒸发器温度下降到一定值(毛细管温度下降至0℃)时,恒温开关触点断开,切断压缩机电路,压缩机停转,停止制冷,如此循环往复。图3.3 安装恒温开关控制的CCOT系统

CCOT系统也可以用压力开关控制。压力开关安装在集液器上或制冷管路中,如图3.4 和3.5所示。该系统利用压力开关控制压缩机的开、停,以达到控制制冷系统工作的目的。压力开关内有一膜片和触点相连。作用于膜片上的压力低到一定值时,触点断开,至离合器的电路被切断,压缩机停转;作用到膜片上的压力高到一定值时,触点闭合,接通蓄电池至离合器的电路,压缩机运行。图3.4 用压力开关控制的CCOT系统构成图图3.5 用压力开关控制的CCOT系统(2)循环离合器膨胀系统。循环离合器膨胀系统的膨胀阀只能控制过热,不能保证蒸发器不结冰。因此,要将恒温开关安装在蒸发器上或风箱内,用以控制压缩机的启动和停止。北京切诺基、桑塔纳等汽车空调就是采用如图3.7所示系统,选用的是H型膨胀阀,而不是如图3.6所示的这种内平衡热力膨胀阀。

2.蒸发器压力控制系统

蒸发器压力控制系统也称传统温控系统,只要选定空调工作,该系统就连续运行。由于恒温器控制的离合器循环制冷系统,是通过压缩机的间断工作来达到防止蒸发器结冰的目的,结果使汽车空调的温度波动比较大,影响了其舒适性。另外,压缩机的频繁启动,亦影响发动机工况的稳定,还易造成离合器的损坏。采用吸气节流阀的方式来控制蒸发器压力的制冷系统,便能克服上述缺点。图3.6 用膨胀阀的循环离合器系统图3.7 用膨胀阀的循环离合器系统构成图

因蒸发温度和压力有着一一对应的关系,若控制在0℃时对应的制冷剂的饱和蒸气压力不再降低,便可以防止蒸发器表面结冰。而此时压缩机仍在运行,所以蒸发器内的制冷剂还在蒸发,不过其制冷量只需维持其表面不结冰的能力而已。这样,输出的冷量仍然能保持车内的温度和湿度处于一个相对平衡的状态,汽车空调的舒适性亦得到提高。

上述制冷系统称为蒸发器压力控制的制冷系统,是汽车空调中最早采用的,且一直在中高级轿车上使用,所以,一般又称蒸发器压力控制的制冷系统为传统空调系统。蒸发器压力控制因配置的不同又分为多种制冷系统,但POA阀和罐中阀应用较多。(1)先导阀调节的吸气节流阀和外平衡膨胀阀控制的制冷系统(POA系统)。

储液干燥器安装在高压侧,POA阀安装在低压侧,如图3.8所示。图3.8 POA制冷系统工作过程

制冷剂经压缩、冷凝后,在外平衡膨胀阀的膨胀、节流和控制下,进入蒸发器蒸发吸热。蒸发器出来的蒸气,经过POA阀的压力控制后进入压缩机。POA阀控制的压力不小于某一压力值,就会使蒸发器表面温度等于或高于0℃,POA阀控制蒸发器温度,这样就防止了蒸发器表面因过冷而结冰。POA阀的结构和工作原理在此就不介绍了。(2)罐中阀制冷系统(VIR系统)。

该系统用阀罐(VIR)控制蒸发器温度,阀罐就是把膨胀阀和POA阀都安装在储液干燥器的上部,三者构成一个部件(阀罐),这样既节省管路,又节省空间,而且性能可靠。这种罐中阀是美国通用公司发明的,如图3.9所示。广泛应用在中高级汽车空调中,长春第一汽车制造厂生产的部分奥迪100型轿车空调就是采用VIR蒸发器压力控制系统。图3.9 罐中阀制冷系统工作原理

压缩机输出的高温制冷蒸气经冷凝器冷却液化后,进入VIR阀,节流降压后进入蒸发器,蒸发吸热后成为低压蒸气,再进入VIR阀对制冷剂的蒸发压力进行控制,然后再从VIR阀出来进入压缩机,完成一个制冷循环。VIR阀对制冷剂的蒸发压力进行控制,使制冷系统在各种工况下保持最大的制冷量,同时避免蒸发器结冰。蒸发器底部释放出的冷冻机油,从溢油管经过VIR阀流回压缩机。

目前,在中高档轿车上变排量压缩机应用越来越多,该机的活塞行程可以根据高、低压压力的比率而改变,活塞行程的改变就直接影响了压缩机压缩比率从而调节了制冷剂的输出量,改变了制冷效率。在正常工作情况下,压缩机是连续运转的,压缩机离合器不发生离合动作,保证了蒸发器表面不结冰。【本节小结】

本节主要讲述了循环离合器控制系统:循环离合器CCOT系统、循环离合器膨胀系统,蒸发器压力控制系统的组成、工作原理。循环离合器系统利用恒温开关或压力开关控制压缩机启停,防止蒸发器结冰。蒸发压力控制系统是利用吸气节流阀控制蒸发压力,进而控制制冷剂的蒸发温度,防止蒸发器结冰的。【实训项目】

循环离合器控制系统、蒸发器压力控制系统各部件的认识,工作情况的讲解。【巩固练习】

一、填空题

1.膨胀阀式汽车空调制冷系统由________、_______、_______、_______、_______和_______等组成。

2.孔管式汽车空调制冷系统有_______、________、________、____和____。

3.POA阀控制系统包括_________,_________,_________,_________,________,________。

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

下载完整电子书


相关推荐

最新文章


© 2020 txtepub下载