汽车空调系统.ppt
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1、汽车空调系统汽车空调系统我国汽车空调的发展1966年长春一汽接受了国家下达的为中央首长制造红旗保险车的任务,在此之前,国家领导人在外事活动中乘座的都是前苏联制造的吉斯-115型保险车,由于受空调工业发展的限制,该车没有空调装置,夏季用车时,只能事先用冰块来冷却车内空气。为了保证中央首长的安全,一汽在为中央制造的红旗保险车(ca772)除了具有保障中央首长安全的各种功能外,还必须设置有空调装置。经过工程技术人员的努力,历经两年多的研制时间,终于在1969年成功研制了第一台汽车空调装置,并安装在红旗保险车上,送到北京中南海请中央首长乘座。我国汽车空调的发展从1971年开始,长春一汽生产的各种型号的
2、红旗牌高级轿车上全部安装了空调装置,为此,当时的第一机械工业部专门拨款在一汽轿车厂建立了生产和装配压缩机的车间,在一汽散热器厂内建立了蒸发器和冷凝器生产车间,开始批量生产汽车空调装置。1980年,一汽为红旗牌高级旅游车设计制造了客车空调装置,并完成了批量生产工作。1986年,一汽又为出口的解放牌载重车设计制造了货车空调装置,而且还为国家完成了援苏丹广播车,援越南冷藏车、中苏边界冲突中血浆贮存车等一系列特种车辆的制冷装置的制造任务。我国汽车空调的发展继一汽生产汽车空调装置后,1981年上海内燃机油泵厂为上海牌轿车研制了轿车空调装置,压缩机也是六缸双向斜盘式结构,至此,国内主要两个轿车生产基地都有
3、了自己的汽车空调装置生产厂。改革开发后,国内掀起了汽车空调热,上百个企业纷纷争上汽车空调一、汽车空调系统的概念一、汽车空调系统的概念空调是空气调节器的简称,它的作用是对室内空气进行调节,使空气的温度、湿度、流速和洁净度达到人体所需要的舒适范围.(一)(一)汽车空调的性能评价指标:汽车空调的性能评价指标:1、温度指标:温度指标是最重要的一个指标。人感到最舒服的温度是20-28C,超过28C,人就会觉得燥热。超过40C,即为有害温度,会对人体健康造成损害。低于14C,人就会感到“冷”。当温度下降到0C时,会造成冻伤。因此,空调应控制车内温度夏天在25C,冬天在18C,以保证驾驶员正常操作,防止发生
4、事故,保证乘员在舒适的状况下旅行。2、湿度指标:湿度的指标用相对湿度来表示。因为人觉得最舒适的相对湿度在50%-70%,所以汽车空调的湿度参数要求控制在此范围内。3、空气的清新度:由于车内空间小,乘员密度大,在密闭的空间内极易产生缺氧和二氧化碳浓度过高。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厢内,造成车内空气混浊,影响加成人员身体健康。这样汽车空调必须具有对车内空气进行过滤的功能,以保证车内空气的清新度。4、除霜功能:由于有时汽车内外温度相差太大,会在玻璃上出现雾式霜,影响司机的视线,所以汽车空调必须由除霜功能。5、操作简单、容易、稳定:汽车空调必须做到不增加驾驶
5、员的劳动强度,不影响驾驶员的正常驾驶。(二)汽车空调系统发展过程五个阶段:1、单一暖风系统,即利用房间取暖的方法。1925年首先在美国出现利用汽车冷却液通过加热器的方法取暖。到1927年发展到具有加热器、鼓风机和空气滤清器等比较完整的供热系统。在寒冷的北欧、亚洲北部地区,目前仍然使用单一暖风系统。2、单一制冷系统。1939年,由美国通用汽车帕克公司(PACKARD)首先在轿车上安装机械制冷降温的空调系统,成为汽车空调系统的先驱。在热带、亚热带地区,目前仍然使用单一制冷系统。3、冷暖一体化空调系统。1954年美国通用汽车公司,首先在纳什(NASH)牌轿车上安装了冷暖一体化的空调系统,汽车空调系统
6、才基本上具有调节控制车内温度、湿度的功能。随着汽车空调技术的改进,目前的冷暖一体空调基本上具有降温、除湿、通风、过滤、除霜等功能。是目前使用量最大的一种形式。4、自动控制的汽车空调系统。冷暖一体化空调系统需要人工操纵,增加了驾驶员的工作量,同时控制质量也不太理想。1964年美国通用汽车公司将自动控制的汽车空调系统安装在卡迪拉克轿车上。这种自动空调系统只要预先设定所需的温度,空调系统就能自动地在设定的温度范围内工作,达到调节车室内空气的目的。5、微机控制的汽车空调系统。1973年美国通用汽车公司和日本五十铃汽车公司一起联合研究微机控制的汽车空调系统,1977年同时安装在各自生产的汽车上。微机控制
7、的汽车空调系统功能增加,显示数字化。微机根据车内外的环境条件,控制空调系统的工作,实现了空调运行与汽车运行的相关统一,极大地提高了调节效果,节约了燃料,从而提高了汽车的整体性能和最佳的舒适性。二、汽车空调系统的组成与分类二、汽车空调系统的组成与分类(一)一般汽车空调系统的分类有以下几种方式:(一)一般汽车空调系统的分类有以下几种方式:1、按功能可分为单一功能和组合式两种(1)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。(2)组合式是指制冷、暖风合用一个鼓风机、一套操纵机构。这种结构又分为制冷、暖风可同时工作两种方式,多用于轿车上。2、按驱动方式可分为非独立式汽车空调系统和
8、独立式汽车空调系统两种(1)非独立式汽车空调系统:空调制冷压缩机由汽车本身的发动机驱动,汽车空调系统的制冷性能受汽车发动机工况的影响较大,工作稳定性较差。尤其是低速时制冷量不足,而在高速时制冷量过剩,并且消耗功率较大,影响发动机动力性。这种类型的汽车空调系统一般用于制冷量相对较小的中、小型汽车上。(2)独立式汽车空调系统空调制冷压缩机由专用的空调发动机(也称副发动机)驱动,汽车空调系统的制冷性能不受汽车主发动机工况的影响,工作稳定,制冷量大,但由于加装了一台发动机,不仅成本增加,而且体积和质量增加。这种类型的汽车空调系统多用于大、中型客车上(二)汽车空调系统一般由以下几(二)汽车空调系统一般由
9、以下几个部分组成个部分组成(1)制冷系统:对车室内空气或由外部进入车室内的新鲜空气进行冷却或除湿,使车室内空气变得凉爽舒适。(2)暖风系统:主要用于取暖,对车室内空气或由外部进入车室内的新鲜空气进行加热,达到取暖、除湿的目的。(3)通风系统:将外部新鲜空气吸进车室内,起通风和换气作用。同时,通风对防止风窗玻璃起雾也起着良好作用。(4)空气净化系统:除去车室内空气中的尘埃、臭味、烟气及有毒气体,使车室内空气变得清洁。(5)控制系统:对制冷和暖风系统的温度、压力进行控制,同时对车室内空气的温度、风量、流向进行控制,完善了空调系统的正常工作。汽车空调制冷系统汽车空调制冷系统一、汽车空调制冷系统的工作
10、原理与分类一、汽车空调制冷系统的工作原理与分类(一一)汽车空调制冷系统的工作原理汽车空调制冷系统的工作原理汽车空调制冷系统由压缩机、冷凝器、贮液干燥器、膨胀阀、蒸发器和鼓风机等组成。如图1所示,各部件之间采用铜管(或铝管)和高压橡胶管连接成一个密闭系统。制冷系统工作时,制冷记忆不同的状态在这个密闭系统内循环流动,每个循环又四个基本过程1、压缩过程:压缩机吸入蒸发器出口处的低温抵压的制冷剂气体,把它压缩成高温高压的气体排除压缩机。2、放热过程:高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器,由于压力及温度的降低,制冷剂气体冷凝成液体,并放出大量的热。3、节流过程:温度和压力较高的制冷剂液体通过膨胀装置后体积
11、变大,压力和温度急剧下降,以雾状(细小液滴)排除膨胀装置。4、吸热过程:雾状制冷剂液体进入蒸发器,因此时制冷剂沸点远低于蒸发器内温度,故制冷剂液体蒸发成气体。在蒸发过程中大量吸收周围的热量,而后低温低压的制冷剂蒸气又进入压缩机。上述过程周而复始的进行下去,便可达到降低蒸发器周围空气温度的目的(二)汽车空调制冷系统的分类汽车空调制冷系统分为两类,一类是膨胀阀系统,另一类是孔管系统,如图2所示。它们的差别是所用的节流膨胀装置的结构不同,贮液干燥器的安装位置不同。汽车空调膨胀阀系统的特征是:只要驾驶员一开动空调,电磁离合器就总是啮合,从不断开,压缩机始终处于运行状态,靠吸气节流阀或靠绝对压力阀把蒸发
12、器温度控制在0左右。而孔管系统的特征是:电磁离合器时而结合,时而断开,压缩机根据车室内、外温度时而运行,时而停止运行,因此也叫做循环离合器系统。循环离合器系统也有使用膨胀阀的,但只是作为一种节流装置而已。膨胀阀系统也叫做传统空调系统。独立机组动力总成城市公交、客运旅游客车二、制冷压缩机二、制冷压缩机制冷压缩机是汽车空调制冷系统的心脏,其作用是维持制冷剂在制冷系统中的循环,吸入来自蒸发器的低温、低压制冷剂蒸气,压缩制冷剂蒸气使其压力和温度升高,并将制冷剂蒸气送往冷凝器。压缩机是制冷系统中低压和高压、低温和高温的分界线。压缩机技术作为汽车空调装置的核心压缩技术的发展一直备受世界各国汽车制造商所关注
13、第一代压缩机一曲柄连杆式结构压缩机已在小排量压缩机中所消失,现在只存在于大客车空调装置中,而且,还有待被大排量十缸斜盘式压缩机(排量超过300厘米3转)取代的趋势。压缩机技术作为第二代的轴向型压缩机(摇盘式和斜盘式压缩机)一直是汽车空调压缩机的主导产品,约占所有压缩机产品的70,随着技术的不断进步,轴向型压缩机不但可以做到小型轻量化。而且,最高转速可达10000转分以上。特别是轴向型压缩机率先实现了无级可变排量控制,特别受到汽车制造商的欢迎。压缩机技术第三代压缩机-旋转叶片式压缩机由于其体积和重量可以做得最小,易于在狭小的发动机室内进行布置,加之噪声、振动小,容积效率高等优点,也特别受到汽车
14、制造商的青睐。产量有连年上升的趋势。压缩机技术代表着压缩机最高技术水平的第四代压缩机-涡旋式压缩机由于突破了制造技术上的难点正在突飞猛进地发展着。涡旋式压缩机最高转速可达12000转分,以上,容积效率比活塞式压缩机可高达60,且噪声小,运转平稳纵观我国汽车空调压缩机生产企业,已与世界上主要生产压缩机的企业都有了引进或合资关系,这对我国汽车与空调压缩机技术的不断进步起到了很大的推动作用。用于汽车制冷系统的压缩机按运动型式可分为:往复活塞式曲轴连杆式径向活塞式轴向活塞式翘板式斜板式旋转式旋叶式圆形汽缸椭圆形汽缸转子式滚动活塞式三角转子式螺杆式涡旋式(一)曲轴连杆式压缩机(二二)斜板式压缩机斜板式压
15、缩机斜板式压缩机是一种轴向活塞式压缩机,其工作原理如图5所示,斜板压缩机的主要零件是主轴和斜板。各汽缸以压缩机主轴为中心布置,活塞运动方向与压缩机的主轴平行,以便活塞在汽缸体中运动。活塞制成双头活塞,如是轴向6缸,3缸在压缩机前部,另外3缸在压缩机后部;如是轴向10缸,5缸在压缩机前部,另外5缸在压缩机后部。双头活塞的两活塞各自在相对的汽缸(一前一后)中滑动,活塞一头在前缸中压缩制冷剂蒸气时,活塞的另一头就在后缸中吸入制冷剂蒸气,反向时互相对调。各缸均备有高低气阀,另有一根高压管,用于连接前后高压腔。斜板与压缩机主轴固定在一起,斜板的边缘装合在活塞中部的槽中,活塞槽与斜板边缘通过钢球轴承支承在
16、一起。当主轴旋转时,斜板也随着旋转,斜板边缘推动活塞作轴向往复运动。如果斜板转动一周,前后两个活塞各完成压缩、排气、膨胀、吸气一个循环,相当于两个汽缸作用。如果是轴向6缸压缩机,缸体截面上均匀分布3个汽缸和3个双头活塞,当主轴旋转一周,相当于6个汽缸的作用。(二二)斜板式压缩机斜板式压缩机(二二)斜板式压缩机斜板式压缩机斜板式压缩机的润滑有两种,一种是采用强制润滑,用由主轴驱动的油泵供油到各润滑部位及轴封处。主要用于豪华型轿车或小型客车较大制冷量的压缩机。另一种是采用飞溅润滑,我国上海内燃机油泵厂生产的斜板式压缩机即是采用飞溅润滑。斜板式压缩机结构紧凑,效率高,性能可靠,因而适用于汽车空调(三
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