1、第四章第四章 汽车空调采暖系统汽车空调采暖系统2022-6-9汽车空调采暖系统2一、采暖系统概述一、采暖系统概述 1、作用、作用 1）调节温度；）调节温度；2）冬季供暖；）冬季供暖；3）车窗玻璃除霜）车窗玻璃除霜2、特点、特点 1）工作条件恶劣；）工作条件恶劣；2）冷负荷大；）冷负荷大；3）保温性差；）保温性差；4）气流组织困难；气流组织困难；5）保养、维修困难）保养、维修困难3、分类、分类 1）热源热源：余热式、独立式：余热式、独立式 2）空气循环空气循环：内循环、外循环、内外混合循环：内循环、外循环、内外混合循环 3）载热体载热体：水暖、气暖：水暖、气暖2022-6-9汽车空调采暖系统3
2、二、余热式采暖系统二、余热式采暖系统 设备简单、运行经济，设备简单、运行经济，但热量较小、并受发动机运但热量较小、并受发动机运行限制。行限制。1、水暖式、水暖式 热源是从汽车发动机的热源是从汽车发动机的冷却液中取得的，因此热源冷却液中取得的，因此热源的取得非常容易，只需将发的取得非常容易，只需将发动机的冷却液输送到热交换动机的冷却液输送到热交换器中即可。器中即可。2022-6-9汽车空调采暖系统42022-6-9汽车空调采暖系统5优点优点：热源供给可靠，发动机只要工作，热水即产生出来，：热源供给可靠，发动机只要工作，热水即产生出来，而且很经济，不需另外的燃料。另外，发动机的冷却液温度而且很经济
3、，不需另外的燃料。另外，发动机的冷却液温度比较适宜，散热也均匀。所以这种暖风装置在国内外生产的比较适宜，散热也均匀。所以这种暖风装置在国内外生产的轿车轿车(如丰田、马自达、奔驰、红旗、奥迪、桑塔纳等如丰田、马自达、奔驰、红旗、奥迪、桑塔纳等)、大、大型货车及采暖要求不高的大客车上均得到采用。型货车及采暖要求不高的大客车上均得到采用。缺点缺点：供暖必须在发动机冷却液温度上升到大循环时方能开：供暖必须在发动机冷却液温度上升到大循环时方能开始，因此在寒冬季节，下坡、停车或刚起步时，热源就显得始，因此在寒冬季节，下坡、停车或刚起步时，热源就显得不足。如果使用不当，发动机容易发生过冷现象。特别是对不足。
4、如果使用不当，发动机容易发生过冷现象。特别是对于车身较长的大型客车，在北方使用或外界温度低的情况下，于车身较长的大型客车，在北方使用或外界温度低的情况下，车厢热负荷很大，仅靠水暖式暖风装置很难取得令人满意的车厢热负荷很大，仅靠水暖式暖风装置很难取得令人满意的效果。效果。 2022-6-9汽车空调采暖系统6 2、气暖式、气暖式 对汽油机，发动对汽油机，发动机排气带走热量约占机排气带走热量约占36，而预燃和直喷，而预燃和直喷柴油机，则占柴油机，则占29和和30。 是最早采用的采是最早采用的采暖方式之一。暖方式之一。2022-6-9汽车空调采暖系统71）排气管直接采暖方式）排气管直接采暖方式 结构简
5、单，但安全结构简单，但安全性较差，需经常检查或性较差，需经常检查或安装报警器。其改进型安装报警器。其改进型是翅片式气暖加热器。是翅片式气暖加热器。2022-6-9汽车空调采暖系统82）热管式）热管式 利用热管传递热量，可高利用热管传递热量，可高效回收排气中的余热。效回收排气中的余热。 结构简单、启动快、传结构简单、启动快、传热系高、换热效果好，采暖用热系高、换热效果好，采暖用空气和废气互不泄露。空气和废气互不泄露。2022-6-9汽车空调采暖系统92022-6-9汽车空调采暖系统103、废气水暖式、废气水暖式 气暖式空气温度高、气暖式空气温度高、干燥、舒适性差。废气干燥、舒适性差。废气水暖式结
6、构比较简单，水暖式结构比较简单，产热量高，且不影响发产热量高，且不影响发动机的性能，是一种非动机的性能，是一种非常有发展前途的采暖装常有发展前途的采暖装置。置。2022-6-9汽车空调采暖系统11 气暖式暖风装置的热交换器效率较低，不但复杂、体积较气暖式暖风装置的热交换器效率较低，不但复杂、体积较大，而且比较笨重，车速及发动机的工作状况对供暖效果影响大，而且比较笨重，车速及发动机的工作状况对供暖效果影响极为显著。暖风湿度变化很大，在城市或道路状况较差的路面极为显著。暖风湿度变化很大，在城市或道路状况较差的路面上行驶时，供暖能力往往不足，而且由于腐蚀、热应力和高压上行驶时，供暖能力往往不足，而且
7、由于腐蚀、热应力和高压作用，排气管和消声器管壁及热交换器会渐渐漏气，致使发动作用，排气管和消声器管壁及热交换器会渐渐漏气，致使发动机排出的有毒废气进入车厢，对人体健康非常不利。此外，排机排出的有毒废气进入车厢，对人体健康非常不利。此外，排气管道的增加和接入的热交换器，增加了发动机排气阻力，消气管道的增加和接入的热交换器，增加了发动机排气阻力，消耗了发动机的功率，影响了发动机的正常工作，而且由于供暖耗了发动机的功率，影响了发动机的正常工作，而且由于供暖能力有限，还必须采用另一种辅助装置解决车窗的除霜问题。能力有限，还必须采用另一种辅助装置解决车窗的除霜问题。所以现在气暖式暖风装置已很少使用。所以
8、现在气暖式暖风装置已很少使用。 2022-6-9汽车空调采暖系统12三、独立式采暖系统三、独立式采暖系统 采暖迅速，热量大、不受发动机运行影响。采暖迅速，热量大、不受发动机运行影响。1、气暖式、气暖式 由燃烧室、热交换器、供给系统和控制系统组成。由燃烧室、热交换器、供给系统和控制系统组成。 燃烧室燃烧室包括：燃料管、火化塞、环形雾化器等组成。包括：燃料管、火化塞、环形雾化器等组成。 热交换器热交换器由双层腔室构成。由双层腔室构成。 空气供应空气供应和燃料泵由电机驱动。和燃料泵由电机驱动。 控制系统控制系统用于控制电机、电磁阀、点火器、过热保护用于控制电机、电磁阀、点火器、过热保护器、定时继电器
9、等的工作。器、定时继电器等的工作。2022-6-9汽车空调采暖系统131-1-电机电机; 2-; 2-油泵油泵; 3-; 3-点火塞点火塞; 4-; 4-甩油碗甩油碗; 5-; 5-热交换器热交换器; 6-; 6-热保险热保险;7-;7-大风扇大风扇; 8-; 8-排气管排气管; 9-; 9-热控件热控件; 10-; 10-助燃进气管助燃进气管; 11-; 11-进油管进油管;12-;12-小风轮小风轮; 13-; 13-滴油管滴油管; 14-; 14-导风盘导风盘; 15-; 15-甩油盖甩油盖; 16-; 16-热风出口热风出口;17-;17-油泵出油管油泵出油管; 18-; 18-滤油电
10、磁阀滤油电磁阀 2022-6-9汽车空调采暖系统14 工作原理工作原理：直流电机：直流电机1带动大风扇带动大风扇7、油泵、油泵2、小风轮、小风轮12和和雾化器一起旋转；在油泵雾化器一起旋转；在油泵2作用下，燃料从油箱吸出，经过滤作用下，燃料从油箱吸出，经过滤油电磁阀油电磁阀18、进油管、进油管11进入雾化器被甩成雾状，与小风轮进入雾化器被甩成雾状，与小风轮12通过助燃风进气管通过助燃风进气管10吸入的新鲜空气相混合，由点火塞吸入的新鲜空气相混合，由点火塞3将其将其点燃，并在燃烧室内充分燃烧；燃烧产生的废气经热交换器点燃，并在燃烧室内充分燃烧；燃烧产生的废气经热交换器5内壁夹层环形通道从排气口内
11、壁夹层环形通道从排气口8排出；大风扇高速旋转所吸入的排出；大风扇高速旋转所吸入的冷空气通过热交换器吸走绝大部分热量后，从出风口冷空气通过热交换器吸走绝大部分热量后，从出风口16排出排出热风，经管道及散热孔送入取暖区域。热风，经管道及散热孔送入取暖区域。 2022-6-9汽车空调采暖系统15 特点：采暖迅速，不受汽车行驶条件的影响，缺点是进特点：采暖迅速，不受汽车行驶条件的影响，缺点是进入车内的暖风高温干热，舒适性较差。入车内的暖风高温干热，舒适性较差。2、水暖式、水暖式 与气暖式的区别在于加热工质是水，并用水泵代替风扇。与气暖式的区别在于加热工质是水，并用水泵代替风扇。 优点优点：不仅可用于车
12、厢采暖，而且还可预热发动机。暖：不仅可用于车厢采暖，而且还可预热发动机。暖气柔和而不干燥，舒适，气柔和而不干燥，舒适，采用内循环空气，灰尘少采用内循环空气，灰尘少。 缺点缺点：长期运行后，水管容易积水垢，影响换热效率。：长期运行后，水管容易积水垢，影响换热效率。2022-6-9汽车空调采暖系统161.油泵罩油泵罩 2.油泵油泵 3.电机电机 4.涡流室涡流室 5.点火塞点火塞 6.燃烧室燃烧室 7.续燃室续燃室 8.火焰反射板火焰反射板 9.热交换器热交换器 10.热传导片热传导片 11.排气管排气管 12.雾化器雾化器 13.助燃风轮助燃风轮 14.滴油管滴油管 15.联接体联接体 16.进
13、风管进风管 17.输油管输油管 18.进油管进油管 19.水管接头水管接头 2022-6-9汽车空调采暖系统17 油泵油泵2吸入的燃油，经输油管吸入的燃油，经输油管17送到雾化器送到雾化器12，靠离心力的作用，靠离心力的作用被飞散雾化并与助燃风轮被飞散雾化并与助燃风轮13吸入的空气在燃烧室吸入的空气在燃烧室6内形成雾状的混合内形成雾状的混合燃气，被点火塞燃气，被点火塞5点燃后在续燃室点燃后在续燃室7内充分燃烧，在助燃风轮作用下源内充分燃烧，在助燃风轮作用下源源不断的燃气被热交换器后端的火焰反射板源不断的燃气被热交换器后端的火焰反射板8折返折返180o，流经热交换，流经热交换器内壁的热传导片器内
14、壁的热传导片10，通过热传导片把大部分热量传递给热交换器夹，通过热传导片把大部分热量传递给热交换器夹层中的液体。液体在管路中靠循环泵强制循环，由循环泵的出口进入层中的液体。液体在管路中靠循环泵强制循环，由循环泵的出口进入加热器热交换器的夹层中，被加热后由出水口排出，经管道进入布置加热器热交换器的夹层中，被加热后由出水口排出，经管道进入布置在车室内的散热器，再与车内的空气进行热交换，达到供车室取暖的在车室内的散热器，再与车内的空气进行热交换，达到供车室取暖的目的。燃烧废气从排气管目的。燃烧废气从排气管11排出。排出。2022-6-9汽车空调采暖系统18 一般汽车的暖气热源都是来自于发动机冷却液的
15、废热。南于发动一般汽车的暖气热源都是来自于发动机冷却液的废热。南于发动机的高效率化，废热减少，使得冬季取暖的热源成问题，对于电动车、机的高效率化，废热减少，使得冬季取暖的热源成问题，对于电动车、燃料电池车，更是没有这种废热热源，只能采用一些补充的或新的暖燃料电池车，更是没有这种废热热源，只能采用一些补充的或新的暖风方法。风方法。 1)必要时只能靠提高发动机转速增加暖风热源。必要时只能靠提高发动机转速增加暖风热源。 2)增加辅助电动水泵：发动机停转时，用电动水泵将发动机热水送增加辅助电动水泵：发动机停转时，用电动水泵将发动机热水送向暖风装置，此办法适用于混合动力车发动机停转时间不会太长的场向暖风
16、装置，此办法适用于混合动力车发动机停转时间不会太长的场合。合。 3)在大型暖风散热器中增加在大型暖风散热器中增加PTC正温度系数热敏电阻发热元件作为正温度系数热敏电阻发热元件作为辅助热源。辅助热源。 4)采用电加热器：用于电动车、燃料电池车。采用电加热器：用于电动车、燃料电池车。四、新型暖风方式四、新型暖风方式 2022-6-9汽车空调采暖系统19 5)采用热泵式空调系统：由于热泵系统冬季采暖效率较低，而且系采用热泵式空调系统：由于热泵系统冬季采暖效率较低，而且系统较复杂，一般只用于电动车、燃料电池车等车辆。统较复杂，一般只用于电动车、燃料电池车等车辆。CO2的压缩热很的压缩热很大，若采用大，
17、若采用CO2热泵式空调系统，则冬季采暖效率较高。热泵式空调系统，则冬季采暖效率较高。 6)利用摩擦热取暖：对于高效率的柴油机，其废热较少，冷却水温利用摩擦热取暖：对于高效率的柴油机，其废热较少，冷却水温度较低，采暖热源不够，必须要发动机额外做功，其中的一个方法就度较低，采暖热源不够，必须要发动机额外做功，其中的一个方法就是增加一个是增加一个Viscous(黏性黏性)加热器。加热器。Viscous(黏性黏性)加热器是利用一加热器是利用一个与发动机转轴相联个与发动机转轴相联(可通过皮带可通过皮带)的圆盘，在旋转时与高黏度的发动的圆盘，在旋转时与高黏度的发动机润滑油摩擦而产生热，吸收了这部分摩擦热而升温的润滑油被送向机润滑油摩擦而产生热，吸收了这部分摩擦热而升温的润滑油被送向车内的热交换器，供车内辅助采暖用，在热交换器中被降温了的润滑车内的热交换器，供车内辅助采暖用，在热交换器中被降温了的润滑油又重新被抽回发动机。油又重新被抽回发动机。
