《汽车空调》电子教案.doc

1、第- 1 -页汽车空调教案课题一 汽车空调概述 .2课题二 汽车空调认识实验 .4课题三 汽车空调制冷系统 .5课题四 汽车空调压缩机 .8课题五 汽车空调的压缩机拆装课题六 汽车空调冷凝器、膨胀阀、蒸发器 .11课题六 汽车空调冷凝器、膨胀阀、蒸发器 .12课题七 汽车空调取暖与配气系统 .16课题八 汽车空调取暖与配气系统实验 .18课题九 汽车空调系统的电气控制系统 .19课题十 汽车空系统的电气系统检测实验 .26课题十一 汽车空调维修保养技术 .27课题十二 汽车空调冷媒加注与回收实验 .32课题十三 汽车空调综合故障诊断 .33课题十四 汽车空调故障检修实验 .37第- 2 -页课

2、题一 汽车空调概述一.汽车空调的发展史；汽车空调技术是随着科技发展和人们生活水平的提高而开始发展与应用的，其经历了由低到高，由单一功能到多功能共五个阶段： 第一阶段，单一取暖（冷却水、加热器），应用于寒冷的北方地区。 第二阶段，单一冷气，应用于亚热带、热带地区。 冷暖一体化，初步具备了调节温度和湿度的功能（现在的空调有降温、除湿、通风、净化空气、除霜等功能） 自动控制 应用于中高级轿车，根据设定温度和车内、外的温度信息，自动控制装置自动控制空调部件工作，达到调控车内温度和其他功能的目的。 微机控制 由微机根据汽车内外的温度实行自动控制，其具备了数字化显示、冷暖通风三位一体、自我诊断、数据流传输

3、（的区别）等功能，实现了空调运行和汽车运行的相互统一，提高了制冷效果、然油经济性、舒适性。二.汽车空调的分类汽车空调的分类：按动力源分：非独立式空调和独立式空调。按组成分：制冷系统、取暖系统、配气系统、电气控制系统等四大部分组成。高级轿车有空气净化系统。按功能分：制冷、采暖、通风和空气净化四大部分组成。一般系统的空气的净化则由蒸发器直接完成。三、汽车空调的组成1制冷系统：作用：对乘室内空气或外部进入乘室内的新鲜空气进行冷却或除湿，使乘室内变得凉爽舒适组成：由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、散热风扇、制冷管道、制冷剂等组成。如下图第- 3 -页图1 制冷系统的结构2取暖系统：作用：对乘室内空

4、气或外部进入乘室内的新鲜空气进行加热，达到取暖、除湿目的。组成：由加热器、水阀、水管、发动机冷却液组成，加热器的水路是与发动机散热器的水路并联的。对于有独立采暖系统车则是采用电加热。 3配气系统：作用：通风系统的作用是将外部新鲜空气引进乘室内，达到通风、换气目的； 组成：由空调滤请器、进气模式风门、鼓风机、混合气模式风门、气流模式风门、导风管等组成。空气流经途径： 空气（室外或室内） 进气模式风门 鼓风机 蒸发器或冷凝器 混合气模式风门 气流模式风门 导风管 出风口。4空气净化装置作用：空气净化装置的作用是除去乘室内空气的尘埃、臭味，使空气变得清洁。具体为如下几点： 调节车内温度：水加热或电加

5、热 调节车内湿度：冷暖一体化的系统才具备湿度的功能，通过制冷系统除去空气中的水分，再通过取暖装置升温来降低空气的湿度。不能增加湿度 调节车内空气流速和风向。 净化车内空气： 除霜：前后挡风玻璃除霜组成：碳罐、空气滤清器、静电除尘净化器4电气控制系统:作用：使空调系统能按照使用者的意愿进行正常工作组成：由点火开关、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、高低压开关、温度控制器、送风模式控制装置、各种继电器。三.汽车空调装置的特点和性能指标； 1特点： 抗冲击能力强：环境所致 动力源多样：可以是采用发动机动力，也可以采用专用发动机动力，还可以采用电力。 制冷制热能力强：汽车

6、自身和环境所致。 结构紧凑、质量小。2性能指标: 热、湿负荷：其是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据。 舒适性参数：车内平均温度：夏季为2528度；冬季为1518度。（2829度是感觉舒适与否的分界点。车内外温差：夏季为57度；冬季为1012度。第- 4 -页课题二 汽车空调认识实验第- 5 -页课题三 汽车空调制冷系统1汽车空调的制冷方式目前汽车空调的制冷方式为蒸气压缩式，其见图 1-1。（其它空调的制冷方式见表 1）。驱动方式 制冷方式 应 用 制冷系数吸收式太阳能，工厂余热（重型汽车）0.5-0.7蒸气喷射式 工厂低温热源 0.2-0.4热驱动式朗肯循环式 太阳能 0.6-1空气

7、压缩式 飞机（汽车正在研究利用） 1-2电动机或发动机 蒸气压缩式 普遍 2-4潜热蓄冷蓄冷化学蓄冷 氢能 0.5-0.7半导体制冷 电子元件冷却、潜艇、 汽车冰箱 0.1-0.3表 1 空调的制冷方式2汽车空调的制冷系统组成：由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、散热风扇、制冷管路、制冷剂、控制电路及安全保护装置等组成，图 1 制冷系统的结构第- 6 -页3制冷基本原理空调压缩机通过电磁离合器由发动机带动，将制冷剂（氟里昂 12 或 R134A）气体从蒸发器吸入压缩机进行压缩。高温高压的制冷剂气体经管道进入冷凝器进行冷却，并将热量散至大气中，同时被冷凝成中温中压的液态制冷剂，进入贮液干燥过滤

8、器， 滤去其中的杂质及水分。再经膨胀阀输送到蒸发器。液态制冷剂在蒸法器内蒸发膨胀。同时吸收车内空气的热量，又从液态变为气态再次被压缩机吸收，如此反复循环，即可将车内空气中的热量散到大气，使车内温度下降，达到制冷的目的。具体可分为如下四个部分： 压缩过程：压缩机将蒸发器出口处的低温低压（约 0、0.15MPA）的气态制冷剂增压为高温高压（7080、1.5MPA 左右）的气态过热制冷剂，流入冷凝器。 冷凝过程：过热气态制冷剂进入冷凝器散热冷凝为液态态制冷剂。冷凝过程的后期，制冷剂成为中温（约 40）高压的液体。 膨胀过程：中温高压液态制冷剂通过膨胀阀后，体积变大，其压力和温度急剧下降，变成低温（约

9、-5）低压（约 0.15Mpa）的液体，进入蒸发器中吸热蒸发。在制冷剂蒸发膨胀过程中进行节流控制，供给与制冷负荷相适应的制冷剂流量，从而达到所需的制冷温度。 蒸发过程：从膨胀阀流出的制冷剂，通过蒸发器不断吸热气化变成低压（约0.15Mpa）、低温（约 0）的气态制冷剂。4制冷剂在制冷系统中用于转换人热量并循环流动的物质称为制冷剂，目前汽车空调常用的有R12、R134A。其具有如下特性： 物理性质（冰点、沸点、临界温度、黏度、吸水性） 化学性质（无毒、无刺激、不易燃烧、不易爆炸、腐蚀性小、不分解、与润滑油互溶） 热力学性质（蒸发温度低、冷凝压力低、等熵指数小、液体比热容要小、质量体积小） 经济性

10、R12 与 R134A 的性能特点对比性 能 R12 R134A分子式 CF2CL2(二氯二氟甲烷) CH2F-CF3（四氟乙烷）物理性质 沸点-29.5 度 冰点：-158 度 沸点-26.5 度 冰点：-101.6 度 无色无味，无毒。无易燃易爆，化学性能稳定，与空气混合式不爆炸，但在高温下或遇明火和红热表面时将分解放出有毒的刺激性气体无色无味，无毒。无易燃易爆，化学性能稳定，与空气混合式不爆炸，但在高温下或遇明火和红热表面时将分解放出有毒的刺激性气体对某些橡胶有腐蚀腐蚀有色金属如：铜和铅与水几乎不相容无吸湿性 具有一定的吸湿性化学性质会破坏臭氧层 它不会破坏臭氧层表 2 R12 与 R1

11、34A 的性能特点对比由于 R12 对臭氧层有破坏，故现在被 R134A 取代，鉴于其物理和化学性能的不同，故两个系统的制冷剂不能错加，因而对 R12 系统必须作必要的改动才能为 R134A 系统应用。R12 与 R134A 的应用系统对比项 目 原 因 措 施制冷剂 R12R134A第- 7 -页冷冻机油 不容于 R12 的机油，会导致润滑作用减少和发生液击 矿物油合成油密封材料 R134A 要溶解 R12 系统的密封材料改用新型材料（NBRRBR） 管道 压缩机 （O 型圈由蓝色或棕色绿色或黑色），同时变得外形更大一些。干燥剂 R134A 的极性与水相近易被硅胶一起吸收，造成吸水能力下降

12、改用新型材料（硅胶沸石）维修阀 螺纹接口快速接口安全装置 保护环境 R 熔化螺栓安全阀（压缩机）压缩机R134A 系统的压力比 R12 的高，这样导致冷却能力下降和压缩机的负荷增加改进电磁离合器的性能改进密封材料和内部结构冷凝器 系统压力增加和负荷增加，需改进散热性能 加厚罐壁和散热片高度压力开关 系统压力增加，改变控制的压力值 2.56MP3.14MP膨胀阀 改变流动特性和介质 R12R134A5冷冻机油1作用：润滑、密封、冷却、降低压缩机噪声2特点：淡黄色，无味、无毒、吸水性强；3不同的R134a系统，要使用不同的润滑油（不同牌号不能混用）第- 8 -页课题四 汽车空调压缩机空调压缩机是空

13、调系统的核心部件。从目前空调压缩机的发展趋势来看，结构紧凑、耐高温和抗震性好、高效节能以及微振低噪等特点是空调压缩机制造技术不断追求的目标。1功能抽吸作用、循环泵作用、压缩作用。2分类和特点1）根据工作原理的不同，空调压缩机可以分为定排量压缩机和变排量压缩机。（1）定排量压缩机定排量压缩机的控制一般通过采集蒸发器出风口的温度信号，当温度达到设定的温度，压缩机电磁离合器松开，压缩机停止工作。当温度升高后，电磁离合器结合，压缩机开始工作。定排量压缩机也受空调系统压力的控制，当管路内压力过高时，压缩机停止工作。（2）变排量空调压缩机可以根据设定的温度自动调节压缩机内活塞行程，从而改变其排量。空调控制

14、系统不采集蒸发器出风口的温度信号，而是根据空调管路内压力的变化信号控制压缩机的压缩比来自动调节出风口温度。在制冷的全过程中，压缩机始终是工作的，制冷强度的调节完全依赖装在压缩机内部的压力调节阀来控制。当空调管路内高压端的压力过高时，压力调节阀缩短压缩机内活塞行程以减小压缩比，这样就会降低制冷强度。当高压端压力下降到一定程度，低压端压力上升到一定程度时，压力调节阀则增大活塞行程以提高制冷强度。2）根据工作方式的不同，压缩机一般可以分为往复式和旋转式，常见的往复式压缩机有曲轴连杆式和轴向活塞式，常见的旋转式压缩机有旋转叶片式和涡旋式。（1）曲轴连杆式压缩机 这种压缩机的工作过程可以分为个，即吸气、

15、压缩、膨胀、排气。曲轴旋转时，通过连杆带动活塞往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面构成的工作容积便会发生周期性变化，从而在制冷系统中起到压缩和输送制冷剂的作用。曲轴连杆式压缩机是第代压缩机，它应用比较广泛，制造技术成熟，结构简单，而且对加工材料和加工工艺要求较低，造价比较低。适应性强，能适应广阔的压力范围和制冷量要求，可维修性强。但是曲轴连杆式压缩机也有一些明显的缺点，例如无法实现较高转速，机器大而重，不容易实现轻量化。排气不连续，气流容易出现波动，而且工作时有较大的振动。由于曲轴连杆式压缩机的上述特点，已经很少有小排量压缩机采用这种结构形式，曲轴连杆式压缩机目前大多应用在客车和卡车的大排量

16、空调系统中。（2）轴向活塞压缩机轴向活塞式压缩机可以称为第代压缩机，常见的有摇板式或斜板式压缩机，这是汽车空调压缩机中的主流产品。斜板式压缩机的主要部件是主轴和斜板。各气缸以压缩机主轴为中心圆周布置，活塞运动方向与压缩机的主轴平行。大多数斜板式压缩机的活塞被制成双头活塞，例如轴向缸压缩机，则缸在压缩机前部，另外缸在压缩机后部。双头活塞在相对的气缸中一前一后的滑动，一端活塞在前缸中压缩制冷剂蒸气时，另一端活塞就在后缸中吸入制冷剂蒸气。各缸均配有高低压气阀，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。当主轴旋转时

17、，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，前后个活塞各完成压缩、排气、膨胀、吸气一个循环，相当于个气缸工作。如果是轴向缸压缩机，缸体截面上均匀分布个气缸和个双头活塞，当主轴旋转一周，相当于个气缸的作用。斜板式压缩机比较容易实现小型化和轻量化，而且可以实现高转速工作。它的结构紧凑，效率高，性能可靠，在实现了可变排量控制之后，目前广泛应用于汽车空调。第- 9 -页（3）旋转叶片式压缩机 旋转叶片式压缩机的气缸形状有圆形和椭圆形种。在圆形气缸中，转子的主轴与气缸的圆心有一个偏心距，使转子紧贴在气缸内表面的吸、排气孔之间。在椭圆形气缸中，转子的主轴和椭圆中心重合。转子上的叶片

18、将气缸分成几个空间，当主轴带动转子旋转一周时，这些空间的容积不断发生变化，制冷剂蒸气在这些空间内也发生体积和温度上的变化。旋转叶式压缩机没有吸气阀，因为叶片能完成吸入和压缩制冷剂的任务。如果有个叶片，则主轴旋转一周有次排气过程。叶片越多，压缩机的排气波动就越小。作为第代压缩机，由于旋转叶片式压缩机的体积和重量可以做到很小，易于在狭小的发动机舱内进行布置，加之噪声和振动小以及容积效率高等优点，在汽车空调系统中也得到了一定的应用。但是旋转叶片式压缩机对加工精度要求很高，制造成本较高。（4）涡旋式压缩机 这种压缩机可以称为第代压缩机。涡旋压缩机结构主要分为动静式和双公转式种。目前动静式应用最为普遍，

19、它的工作部件主要由动涡轮与静涡轮组成，动、静涡轮的结构十分相似，都是由端板和由端板上伸出的渐开线型涡旋齿组成，两者偏心配置且相差，静涡轮静止不动，而动涡轮在专门的防转机构的约束下，由曲柄轴带动作偏心回转平动，即无自转，只有公转。涡旋式压缩机具有很多优点。例如压缩机体积小、重量轻，驱动动涡轮运动的偏心轴可以高速旋转。因为没有了吸气阀和排气阀，涡旋压缩机运转可靠，而且容易实现变转速运动和变排量技术。多个压缩腔同时工作，相邻压缩腔之间的气体压差小，气体泄漏量少，容积效率高。涡旋式压缩机以其结构紧凑、高效节能、微振低噪以及工作可靠性等优点，在小型制冷领域获得越来越广泛的应用，也因此成为压缩机技术发展的主要方向之一。三 摇板活塞式压缩机1结构（如 2 图）图 2 摇板活塞式压缩机 组成：电磁离合器、主轴、旋转摇板、吸排气阀片、活塞、前后端盖、气缸体等主要部件组成。2工作原理第- 10 -页图 3 摇板活塞式压缩机原理图四 变排量压缩机在压缩机后端增加一套可变排量机构，能根据空调系统的冷气负荷或电动机的负荷，控制压缩机的排量变化，减少能量浪费。