汽车空调系统基本原理与故障检修课件.ppt
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- 汽车空调 系统 基本原理 故障 检修 课件
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1、 汽车空调是汽车室内空气调节的简称,用以调节车内的温度、湿度、气流速度、空气洁净度等参数指标,从而为乘员创造和提供清新舒适的车内环境。汽车空调的作用 汽车空调为满足乘员的舒适性要求,应完成四大功能:调温:调节车内空气的温度,做到冬暖夏凉。调湿:调节车内空气的湿度,做到体肤干爽。通风:提供合适的气流速度与气流方向。滤气:净化空气,保证车内空气的质量。汽车空调系统的功能汽车空调的特点 汽车空调与室内空调相比,既有许多共同之处,又有一些不同的特点。为了检测、维修、排除汽车空调的故障,须掌握以下特点:1、汽车空调工作环境承受较大的振动和冲击。接头容易松脱,导致制冷剂泄漏,制冷剂泄漏会造成整个空调系统工
2、作条件失衡,甚至破坏空调压缩机等制冷系统部件。统计表明:汽车空调因制冷剂泄漏而引发的空调故障,约占全部故障的80%。2、汽车空调系统的动力源来自发动机 汽车空调一般是以消耗发动机的动力来调节、控制车厢内的空间环境。(有些车采用独立)现代轿车空调所需要的动力和驱动汽车的动力一般来自同一发动机,这种空调系统称为非独立式空调系统。在空调系统处于工作状态时,将明显影响汽车的动力性能。耗油量平均增加10%20%,发动机输出功率减少10%20%。汽车空调的特点 3、汽车空调的制冷、制热负荷强度大 运行条件、散热、隔热性能、阳光照射等。4、汽车空调工况变化大 汽车运行的路面是复杂多变的,发动机的转速、转矩、
3、功率等工况变化频繁,空调压缩机转速波动,使制冷剂的流量变化较大。这将导致空调压缩机输送的制冷剂流量处于不稳定状态,容易引起压力过高或者压缩机的液击现象,引发汽车空调系统的各类故障。汽车空调的特点 5、汽车空调牵连影响大 汽车空调的安装结构较为紧凑,与汽车其他部件有牵连。现代汽车的空调系统,往往与整车电控系统、电源、电器控制元件、仪表以及发动机的综合控制联系在一起,在空调的维护以及故障诊断、检测方面,需要掌握更多的知识。汽车空调的特点 汽车空调系统由制热(采暖)系统、制冷系统、送风系统、电子控制系统组成。汽车空调系统的基本组成与模式 汽车空调的工作模式1.手动模式:车内空气设置参数由人工设定,参
4、数设定后系 统将使这些参数处于指定控制下。2.半自动模式:通过程序装置检测空气温度和气流混合门位置来达到驾驶员选定的舒适度。3.全自动模式:通过程序装置检测空气温度和气流混合门位置来达到驾驶员选定的舒适度,且系统具有故障监控警示功能。为了节省能源,大多数汽车空调制热系统都是利用发动机循环冷却液来进行车内采暖。在制暖时,空调压缩机、冷媒等制冷系统部件不参与工作,热能来源于汽车发动机的冷却液。发动机的热量以传导方式被冷却液吸收,流动的高温冷却液进入加热器,使加热器得到加热,低温空气流经加热器,空气被加热,达到制热的目的。制热系统的部件有:加热器、节温器、水泵、散热器、热水阀等。汽车空调制热系统的组
5、成 1-加热器进水管;2-上部软管;3-节温器;4-水泵;5-散热器;6-下水室;7-下部水管;8-缸体水套;9-缸盖水套;10-加热器的回水管;11-加热器;12-热水阀 汽车空调制热系统 汽车空调制冷系统主要由五种部件组成:压缩机 冷凝器 蒸发器 节流减压元件(膨胀阀或孔管)储液干燥器(干燥瓶)或积累器。这些部件通过高压蒸气管路、高压液体管路和低压蒸气管路连接成空调系统。汽车空调制冷系统的组成 汽车空调制冷系统 空调压缩机 蒸发器 节流减压元件(孔管或膨胀阀)冷凝器 储液干燥器 视窗 制冷系统的组成1压缩机2冷凝器3干燥瓶膨胀阀式空调系统组成5蒸发器4膨胀阀汽车空调压缩机 为了保证制冷剂在
6、空调系统内沿规定的管路循环流动,空调压缩机必须不断地吸入低温气态制冷剂,并将其压缩为高温高压气体。左图表达了空调压缩机的工作原理。空调压缩机的型式较多,主要有:曲轴活塞式压缩机(并列双缸、V形双缸)、斜盘活塞式压缩机、翘板活塞式压缩机、旋转叶片式压缩机等。变排量空调压缩机 变排量空调压缩机目前在汽车上使用逐渐增多,这种类型的空调压缩机可以根据空调的工作需要使其排量在一定范围内无级变化。只要是改变活塞的行程。冷凝器管道成蛇形状,管道上布着散热片。形状与发动机散热器相似。当制冷系统工作时,由冷却风扇形成空气流经冷凝器,带走冷凝器管内制冷剂的热量,从而使制冷剂由气态变成液态。在维修时,常见接口泄漏、
7、管道破裂、灰尘堵散热片将会影响散热效果。冷凝器冷凝器与风扇液态制冷剂 高温气态制冷剂 冷却风扇冷凝器散热器 冷空气 被加热空气 蒸发器作为制冷系统的吸热装置,其功能与冷凝器相反,液态制冷剂在低压下蒸发,利用蒸发潜热来冷却空气。热、湿空气通过蒸发器时,碰到冰冷的金属管芯和传热片,空气骤冷下来,空气中的水汽被凝结沿金属壁流下排出,冷而干的空气被送入车内,使车箱温度下降,环境舒适。蒸发器B-气体制冷剂 散热片排管 A-来自膨胀阀的液体制冷剂框架C-车厢热空气B-气体制冷剂 D-吹出的冷气 蒸发器与鼓风机来自膨胀阀的液体制冷剂气体制冷剂 蒸发器 1、膨胀阀 膨胀阀安装在蒸发器出入口管路上,是一种感压和
8、感温自动阀,用以调整和控制制冷剂进入蒸发器的流量,保证制冷剂在蒸发器内完全蒸发。需要注意的是,膨胀阀并不控制蒸发器的温度。膨胀阀有三种:节流减压元件内平衡热力膨胀阀示意图 毛细管内平衡口通储液罐进口阀座膜片 弹簧遥控感温包针阀蒸发器出口阀体 固定在回气管路上的遥控感温包内装有惰性液体或制冷剂,当蒸发器出口温度较高时,感温包内液体温度随之上升,内压升高。作用在膜片上的压力大于蒸发器进口压力和过热弹簧压力总和时,针阀离开阀座,阀门开启,制冷剂流入蒸发器。针阀开启后,制冷剂进入蒸发器,蒸发器内压力随之上升,回气温度降低,膜片下侧压力增加,上侧压力降低,阀门关闭。由于膜片上、下侧压力经常处于不平衡状态
9、,所以阀门不断地做开启发、闭合循环。外平衡热力膨胀阀示意图 毛细管推杆弹簧压力阀座膜片 过热调整弹簧温包压力蒸发器出口压力遥控感温包阀体针阀 遥控感温包固定在蒸发器的出口管上。感温包感应尾管温度,通过毛细管传递压力,驱动膨胀阀膜片,适量的制冷剂就进入了蒸发器。外平衡热力膨胀阀与内平衡热力膨胀阀的区别在于:蒸发器出口压力作用于膜片下侧,而不是蒸发器的进口压力。一般蒸发器内制冷剂的压力降低较大时,选用外平衡热力膨胀阀,能充分而有效地利用蒸发器的所有表面积。外平衡热力膨胀阀示意图 从蒸发器来至压缩机钢球与弹簧至蒸发器接冷凝器温度传感器 H形膨胀阀外观为长方体,其内部通路为H形 蒸发器进口管和尾管装在
10、同一右侧板上,而液体管路和回气管路装在同一左侧板上。温度传感器装在制冷剂从蒸发器至空调压缩机的气流中。制冷剂温度的变化,传感器膨胀或收缩,直接推动阀门(钢球和过热弹簧)。H形膨胀阀的结构保证了低压侧压力直接作用于膜片下侧。H形膨胀阀从外观上容易识别,普通膨胀阀只有2根主管路,而H形膨胀阀却有4根主管路。1、膨胀阀节流减压元件 2、节流孔管 孔管又称膨胀管、固定孔管,是一根装在塑料套内的小铜管,它与膨胀阀一样,用作节流降压装置 进口滤网出口孔口密封圈2、节流孔管1、储液干燥器 安装储液干燥器可以缓冲系统内制冷剂的容量。储液干燥器安装在系统的高压侧,一般串联在管路上,是传统温控系统的特征之一。出液
11、管干燥剂滤清材料储液干燥器或积累器 储液干燥器应安装在风凉的位置,通常在汽车散热器前面,也有的把它装在蒸发器附近。安装立式储液干燥器时,与立面的倾斜角度不得大于15,进口应和冷凝器出口相连通。储液干燥器进口处,通常打有标记,安装时务必记住,制冷剂是从干燥器下部流入膨胀阀进口的,接反了储液干燥器,会导致制冷量不足。储液干燥器是接入系统的最后一个部件,应防止湿气进入系统和干燥器。储液干燥器内干燥剂失效时,湿气会集聚在膨胀阀孔口,结成冰块,使系统发生堵塞,此时必须更换。如果出液管残破,液体管路内发生不正常的气体闪亮,应更换旧储液干燥器。排湿时,必须彻底抽真空,要选用可靠的真空泵。为了防止杂质在系统内
12、循环,膨胀阀进口、空调压缩机进口和储液干燥器内部,均装有滤网,要是滤网堵塞,必须更换储液干燥器。1、储液干燥器出液管干燥剂接冷凝器至膨胀阀 2、积累器 见图积累器和储液干燥器类似,但是安装位置在系统的低压侧。滤网干燥剂测试孔泄油孔出气孔装有积累的空调系统减压装置通常用膨胀管。积累器的主要功能是防止液态制冷剂液击空调压缩机,也可用于储存过多的液态制冷剂,内含的干燥剂同样起除湿的作用。制冷剂从积累器上部进入,液态制冷剂落入容器底部,气态制冷剂积存在上部,并经上部出气管进入压缩机。在容器底部,出气管弯处装有带小孔的过滤器,允许少量的积存在管弯处的机油返回压缩机,但液体制冷剂不能通过,因而要用特殊过滤
13、材料。低压侧的压力控制器,如循环离合器系统控制蒸发器温度的压力开关,常常装在积累器上。积累器中干燥剂的组成和特性,和储液干燥器内完全一样。积累器不能维修,如发现故障,必须更换。2、集累器滤网干燥剂泄油孔气态制冷剂进口至压缩机接蒸发器塑料盖U形管汽车空调系统的工作原理 制冷的方法制冷的方法很多,有蒸气很多,有蒸气压缩式制冷、压缩式制冷、吸收式制冷、吸收式制冷、蒸气喷射制冷蒸气喷射制冷和电子制冷等。和电子制冷等。汽车空调系汽车空调系统大都采用压统大都采用压缩式制冷循环缩式制冷循环原理来制冷,原理来制冷,其基本原理如其基本原理如右图:右图:汽车空调系统的工作原理冷凝器压缩机热力膨胀阀蒸发器气态液态储
14、液干燥器车厢气态 在汽车空调制冷系统工作时,制冷剂在空调压缩机的驱动下,沿空调系统管道不停地循环流动,在蒸发器吸收热量,在冷凝器散发热量,承担“运送热能”的任务。空调制冷剂途径不同的区域,其物质状态随之变化。空调压缩机将蒸发器送来的低温低压气体压缩为高温高压气体,经过冷凝器散热后变为中温高压液体,在节流减压装置的作用下,制冷剂又变为低温低压液体,随后在蒸发器气化膨胀,急剧降温,成为低温低压气体。绝大多数是氟里昂,国际上用英文字母R来表示。字母F是美国杜邦公司的专用代号,所以也称F-12。R-12的分子式是CF2CL2,化学名称是二氟二氯甲烷。以前汽车空调系统大多采用R-12作为制冷剂。但是由于
15、R-12制冷剂的泄漏,使进入大气的R-12制冷剂破坏地球的臭氧保护层,危害人类的健康和生存环境,引起地球的温室效应,因此这种制冷剂已列为淘汰产品,被R-134a所取代。R-12制冷剂 R-134a也可称为HFC134a,其分子式是C2H2F4。与R-12相比,R-134a具有良好的大气环境特性,臭氧层破坏系数(ODP)为0。即不破坏臭氧层。其安全性高、不易燃、不爆炸、无毒,无刺激性和腐蚀性;蒸发潜热高,比定压热容大,具有较好的制冷能力;粘度较低,流动性好;其分子直径接近R-12,制冷剂渗透少;饱和蒸气压力与R-12接近;导热系数较高,热传导效果好。国家规定:2000年以后出产的新车,不准再使用
16、R-12作为汽车空调的制冷剂。R-134a制冷剂 1、R-134a和R-12不能互换。如果互换将产生交叉污染,很有可能损坏空调压缩机。2、R-134a及其冷冻润滑油PAG极易吸水,只有在装配时,才可打开干燥器及空调压缩机防尘盖,并随即连接管道,如果作业中断,应立即装上防尘盖,以杜绝水汽侵入。3、R-134a空调系统管道接口全部采用公制,以防止与R-12系统误装或交叉感染。4、R-134a空调系统修理工具全部采用公制(而R-12空调系统则采用英制)。其中包括:歧管压力表1块;高压侧充注胶管1根(红色);低压侧充注胶管1根(蓝色);真空侧充注胶管1根(黄色);高压侧快换卡头1个;低压侧快换卡头1个
17、;T形转换接头(制冷剂罐用)1个;小瓶制冷剂开罐阀1个;真空泵转换接头1个。R-134a空调系统检修特点用于R134a用于R12用于R134a用于R12 制冷剂为什么有如此效应呢?这是因为:(1)物质由液体变为气体时,需要吸收热量,液体的气化使液体温度降低;(2)物体温度的变化不仅与物体内所含热量的大小有关,而且与物体的体积、质量有关;(3)物体热量的自然传递,只能从高温物体向低温物体传递,即高能向低能传热。汽车空调的基本原理就是利用空调系统内的制冷剂“气化”与“液化”来吸收或放出热量。制冷系统的工作过程 汽车空调系统的制冷系统类似于发动机的冷却系统,发动机的水泵使冷却液循环流动,把发动机产生
18、的热量吸收并将其送往散热器,散热器将热量散发到空气中去,散热后的冷却液又重新回流到发动机,如此循环往复,达到冷却发动机的目的。汽车空调的蒸发器,是一个吸热装置,当热空气穿越蒸发器时被吸热而降温。凉爽的空气不断送入车厢,达到制冷的目的。蒸发器为什么能够吸热呢?首先从制冷剂在空调系统内循环流动的物质状态谈起:制冷剂在空调压缩机的强制驱动下,沿管路流经冷凝器储液干燥器、热力膨胀阀、蒸发器,然后又回到空调压缩机。在循环流动中,制冷剂流经不同的空调部件,其物质状态会有很大的变化。制冷系统热力循环:制冷系统热力循环图经过冷凝器散热,热量被排到车厢外的大气中,使制冷剂冷却到液化点变成高压液体;制冷剂流经膨胀
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