1、河 北 工 业 大 学 毕业设计说明书 作 者： 郭凤秋 学 号： 100283 学 院： 机械工程学院 系 (专业 )： 车辆工程 题 目： 汽车冷媒充注回收机装置设计 指导者： 刘茜 副教授 (姓 名 ) (专业技术职务 ) 评阅者： (姓 名 ) (专业技术职务 ) 2014 年 06 月 08 日 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 毕业设计（论文）中文摘要 汽车冷媒充注回收机装置设计 摘要： 近几十年来随着我国经济的迅速发展，汽车行业在我国迅速崛起，越来越多的汽车逐渐进入 每家每户，成为人们的主要出行工具。人们逐渐开始追求汽车的舒适性，对汽车空调的要求也逐步提高。在能源和环
2、保问题已经成为世界关注焦点的今天，拥有一套高效节能并且性能安全可靠的空调系统成为必要，但是汽车空调中废旧制冷剂的排放不仅污染环境，产生温室气体，还造成能源的浪费，所以必须要用到冷媒充注回收机装置，对废旧的制冷剂进行回收、再利用。 本次设计主要是结合国内外冷媒机的成品样机，研究空调中冷媒的回收方法，根据冷媒机中压缩机、真空泵、油分离器、冷凝蒸发器、过滤器等零部件的功能，选择合适的型号，进行装配，完成冷 媒机的总成结构设计，设计出一种智能化的冷媒充注回收机，能进行回收、净化、检漏、抽真空、充注、自循环、排冷冻油、注油、排气等工作，同时还可以将废旧冷媒中的水分、杂质、油等物质分离出来，将净化后的冷媒
3、回收再利用，还具有定量加注新冷媒的功能，提高了空调的制冷效果，延长了汽车空调的使用寿命。通过对此冷媒机的研究，可以对废旧冷媒进行再利用，避免了资源的浪费和环境污染，同时也提高了维修厂工人的工作效率，达到了经济和环保的目的。 关键词： 冷媒机 制冷剂 回收 河北工业大 学 2014 届本科毕业设计说明书 1 毕业设计（论文）外文摘要 Design of automotive coolant injection recovery device Abstract In recent years, with the rapid development of Chinese economy, the a
4、utomotive industry rapidly rises in China.More and more cars gradually get into every household, becoming the main means of transportation of people. People gradually begin pursuing the comfort of the car.At the same time,people s requirements for the car air-conditioning also are gradually improved
5、.Today ,the energy and environmental problems have become the focus of the world . Having a high efficiency with energy saving as well as a safe and reliable performance of air conditioning system is necessary, but the waste refrigerant produced by automotive air conditioning not only pollutes the e
6、nvironment, produces greenhouse gases, but also causes the waste of energy. So we must use the refrigerant charge recycling machine to recycle and reuse the waste refrigerant. This design mainly combines with the finished prototype refrigerant machine at home and abroad, and researches on methods in
7、 air conditioning refrigerant recovery.According to the functions of refrigerant compressor, vacuum pump, oil separator, condenser evaporator, filters and other components, this paper selects the appropriate model and assemblies to complete the structure design and assembly of the refrigerant machin
8、e.Finally this paper designs an intelligent coolant injection recovery machine ,which is capable of recycling, purifying, leak testing, vacuum, filling, self circulation, drain oil, oiling, exhaust and so on. Meanwhile,this machine can be used to separate medium moisture, impurities, oil and other s
9、ubstances from the waste coolant.Then, the 河北工业大 学 2014 届本科毕业设计说明书 2 refrigerant recovery after purification is recycled.This machine also has the new refrigerant quantitative charging function,which improves the air conditioning cooling effect,and prolongs the service life of automobile air conditi
10、oning. Through this device, the waste refrigerant can be used again, which avoids the waste of resource and the environmental pollution . At the same time, the efficiency of repair factory worker is also improved, And the device reaches the goal of the economic and environmental protection . Keyword
11、s: Refrigerant Machine Refrigerant Recover 河北工业大 学 2014 届本科毕业设计说明书 3 目 录 1 绪论 . - 1 - 1 1 课题研究的目的和意义 . - 2 - 1.2 冷媒充注回收机项目国内发展现状 . - 3 - 1.3 冷媒充注回收机项目国外发展现状 . - 3 - 1.4 冷媒充注回收机的发展趋势 . - 5 - 1.5 本课题的主要工作和内容 . - 6 - 2 汽车空调冷媒加注机的工作原理 . - 6 - 2.1 冷媒回收方法的研究与分析 . - 6 - 2.2 冷媒回收流程设计 . - 9 - 2.3 冷媒回收加注机回收、净
12、化、加注流程 . - 11 - 3 汽车空调冷媒回收加注机的主要零部件及选型 . - 15 - 3.1 汽车空调冷媒机的主要零部件及其作用 . - 15 - 3.2 汽车空调冷媒机主要零部件的选型 . - 19 - 4 汽车空调冷媒机的装配与结构图 . - 27 - 4.1 冷媒机结构图 . - 28 - 4.2 冷媒机壳体及样机装配图 . - 30 - 4.3 样机检测 . - 32 - 5 冷媒机设备的维护 . - 32 - 结论 . - 34 - 参考文献 . - 35 - 致谢 . - 36 - 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 - 1 - 1 绪论 随着人类的进步，社会的
13、发展，人们生活水平逐步提高，汽车开始进入每家每户，成为必不可少的交通工具。人们对汽车的舒适性要求也逐步提高，汽车空调已经成为汽车必不可少的装置。 汽车空调 中使用的制冷剂是一种在制冷循环中通过改变其自身的状态来实现制冷的物质。在蒙特利尔协议书没有签订之前，汽车空调制冷剂一般都是 CFC12，也就是氟利昂，氟利昂排放到大气中会严重破坏保护地球免受强烈紫外线伤害的臭氧层，造成臭氧层空洞，被列为一级被禁制冷剂，还有一种就是我们经常说的环保型雪种CFC-134a，虽然它对臭氧层没有什么损害，但是会产生温室气体，导致地球气候异常，全球变暖，这些都造成了严重的环境问题 【 1】 。所以空调行业致力于研究可
14、以代替 CFC物质的新冷媒，寻找 ODP 值（制冷剂对臭氧层的破坏程度）为零的制冷 剂，现在应用较为广泛地是由杜邦公司研制的 HFC-134a 制冷剂，几乎所有的新生产的货车和轿车均采用 HFC-134a 作为汽车空调的制冷剂 【 2】 。 对新生产的汽车空调的充注和对汽车空调维修时都需要加注制冷剂，伴随着汽车保有量的增加，制冷剂的消费和排放量必会持续增长，但是废旧制冷剂的排放又会对环境造成严重的影响，不仅破坏人们赖以生存的地球环境，也是浪费资源的一种体现。 决定汽车空调制冷效果的一个重要因素就是冷媒的纯度，在汽车空调系统中，冷媒使用一段时间后，会混入一些油分、水分以及其他的一些杂质，使汽车空
15、调系统的制 冷效率大大降低，进而使汽车空调的整体效能下降。所以必须要排除旧的制冷剂，加注新制冷剂，来达到良好的制冷效果。现在，国内一些汽车维修厂家通常在维修空调中采用真空泵将空调系统中的残余制冷剂抽出来直接排放到环境中，然后依靠系统中的负压将罐装的制冷剂吸入，完成新冷媒的加注工作。这种做法不但浪费资源而且污染环境，也因为缺少定量加注的设备，造成加注量不准确，不能达到空调的理想制冷效率，还可能会因为加注的不定量引起厂家和顾客之间的一些经济纠纷，带来不必要的麻烦。 综上所述，对废旧制冷剂进行回收再利用，不但可以保护环境，还 节约能源，符河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 - 2 - 合可
16、持续发展道路的发展方式，既经济又环保，造福子孙后代。 1 1 课题研究的目的和意义 现阶段汽车制造厂家越来越追求汽车的舒适性和安全性能的结合，为了提高汽车的舒适性，汽车空调已经得到了广泛的应用，它可以冷却汽车空间内的空气、加速空气的对流，及时的更换气体，补充新鲜空气，还可以自动调节温度和适度，使人们乘坐汽车时感觉更加舒服，对于汽车来说空调已经成为必不可少的部件。但随之而来就有许多关于汽车空调的问题出现。 汽车空调制冷剂对环境的影响主要包括两方面，一方面是破坏了大气层中的臭氧层，另一方面是产 生了使全球气候变暖的温室气体。所以必须要将残余制冷剂回收，需要用到的装置就是制冷剂回收机，包括单回收机、
17、单充注机、回收充注机 【 3】 ，单回收机主要是完成制冷剂的回收作业，单充注机完成制冷剂的充注作业，回收充注机可以将残余的制冷剂回收到工作罐，并且对空调系统进行抽真空，抽出残余杂质，并再次充入新制冷剂，保证空调的正常运作。市场上的一些冷媒加注机，经过一段时间的使用后，冷媒中会混入一些水分、油、杂质等，造成汽车空调冷媒机的效率降低，进而影响汽车的整体性能。所以必须将废旧的冷媒排出，同时加入新冷媒。由于没有一种明确 的方法来测量汽车空调制冷的量，不能达到汽车空调最大的制冷能力，造成不必要的浪费，残余制冷剂的排放对环境又造成严重的威胁，所以必须要采用汽车冷媒充注回收装置。随着要求的提高，汽车空调冷媒
18、机也在不断的完善和改进。 本次课题旨在前人的研究基础上，围绕着汽车空调冷媒的回收、净化、再利用等过程，设计出一种智能化的汽车冷媒充注回收机装置，通过干燥、压缩、过滤、分离等处理技术，将空调系统中废旧冷媒中的水分、油、杂质等物质分离出来，实现冷媒回收、抽真空、冷媒净化、自循环、再利用、排油、注油、排气等过程。该装置还能实现新冷媒 的定量加注，是汽车空调冷媒加注更标准、稳定，保证汽车空调达到额定的工作效率，经济环保。 此次设计的冷媒机不仅能达到冷媒的充分利用，防止浪费，还降低了汽车空调的维修费用，最重要的是它还解决了以往随意排放冷媒气体造成的环境和大气层的污染，充分显示了它的节能性能和环保性能。而
19、且此次设计的冷媒机使用范围非常广，能够用在家庭安装的空调和大型工业上用的空调。 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 - 3 - 1.2 冷媒充注回收机项目国内发展现状 随着科技的飞速发展，国内的一些汽车维修行业和制冷行业对回收再利用技术都有所研究，相继研制出集冷媒回收、净化、再 生、抽真空、检漏以及定量加注于一体的的冷媒加注机。 现在，如杭州沃克曼机械设备有限公司、北京美德瑞科技有限公司、上海声驰机电设备科技有限公司、青岛绿环工业设备有限公司、海宁泽尔汽车检测设备有限公司、南京春木制冷机电设备科技有限公司等国内的一些汽车维修设备制造厂家都已经研制出了各自的汽车空调冷媒充注回收机，并且
20、已经投入使用，基本上达到了节能环保的要求。 南京春木制冷机电设备科技有限公司是一家在制冷领域非常专业的综合性较高的企业，公司集产品研发、制造、销售、培训为一体，公司自从 90 年代创立以来，通过几十年来不懈 的努力研究，已经获得了国家的多项专利，专业技术水平得到了很大的提高，在国际上已经处于领先的地位，公司通过引用德国无油压缩机技术，自主研究了一种新型的制冷剂回收加注机，可以实现多种冷媒的通用和废旧冷媒的回收，并具有回收加注速度快、整机外形美观、质量优质、重量轻便、免维护、价格低等优点。不仅在中国的相关领域得到广泛的应用，而且产品还走向了世界各个地方，在很大程度上满足了顾客的需求。 北京美德瑞
21、科技有限公司自行研发并制造生产了制冷剂快速回收机。在 1998 年起开始主要致力于从事空调制冷、汽车维修等方面的工作，全 面支持生产和代理进口产品的选型、销售、维修等一系列的工作，在这方面取得了很大的成就。 杭州沃柯曼机械设备有限公司是以冷媒灌注机、冷媒回收加注机、冷媒回收机的专业研制、开发及制造为一体的科技型企业。公司在吸取国外先进技术的基础之上， 在公司专业人士的夜以继日的刻苦钻研，并通过大量的实验检验，终于在冷媒灌注机方面崭露头角，拥有了自己独特的一种体系，得到了惊人的成果，积累了经验，目前公司产品已经遍布世界各地。 1.3 冷媒充注回收机项目国外发展现状 和国内的研究状况相比较，国外对
22、冷媒回收加注机的研究起步更早，发 展的也更加快速，在环保节能方面研究的更为先进成熟。 于 1911 年创办的美国 SPX 公司，是一家非常闻名于世界的著名企业，公司推出河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 - 4 - 的汽车服务方案的业务，受到汽车维修行业的大力支持和信赖。 SPX 公司为汽车制造厂提供综合服务，技术信息和培训，而且还为其售后服务网络开发专用设备和工具。SPX 在全球一直是主要汽车制造企业首选供应商。斯必克汽车服务方案旗下最知名的品牌之一 Robinair 是世界上最早致力于研究汽车空调维修产品的生产、研发和销售的公司之一，在汽车空调维修产品的研发方面有着极其丰富的经验
23、和明显的优势，引领了全 球汽车空调维修产品行业的发展。斯必克于 2008 年 9 月完成了对深圳车博仕的收购项目。美国 Robinair AC375C 冷媒充注回收机是美国罗宾耐尔公司最新推出的汽车空调系统四位一体机 , 它集冷媒回收、过滤抽真空和加注为一体 ,此产品不仅使用的压力表精度非常高，而且还拥有能够显示多种语言的操作控制面板，整体构型也给人一种舒适感和美感，最重要的是拥有计量相当准确的电子秤，使加注量更为准确。产品还实现了多种自动化和智能化的操作，例如：当加注时，可以自己控制加注的量，当有空气掺杂时，可以自动排气，可以自动抽出空调系统的 冷冻油，而且显示屏上会提示需要加注冷冻油的量，
24、这些自动化的操作都会把空调的维修和检测变得更加方便和快捷。这些空调维修产品陆陆续续进入中国市场，得到了汽车维修行业的一致认可，成为上海通用、上海大众、一汽大众、广州本田、一汽轿车、宝马、丰田汽车、标致等 4S 站建站推荐或指定冷媒回收加注机。如图 1.1 是 Robinair 公司产品之一 AC375冷媒加注机设备。 河北工业大学 2014 届本科毕业设计说明书 - 5 - 图 1.1 AC375 冷媒加注设备 2012 年 12 月 10 日德国博世公司完成对斯必克汽车服务方案业务收购，博世汽车研制生产的冷媒回收加注机 ACS650 根据每辆 汽车对汽车空调的严格的要求，例如像检漏工作以及冲
25、洗工作的要求，当然还包括所有的需要提供服务的车型的数据库， 它的回收量非常准确，而且加注量也有确定，拥有全自动的一系列工作流程。对广大顾客来说操作起来更加简单，物美价廉，现代汽车空调系统更加的复杂，在维修和保养之前，需要做各种硬件测试， ACS650 能很快捷、自动和容易完成这些工作 (如：压力测试，真空检漏 )。 1.4 冷媒充注回收机的发展趋势 在 20 年前 ,冷媒机种类非常少，也没有什么高端的技术，在维修和检测时也是非常繁琐、复杂，近些年来 ,汽车空调 技术越来越往先进的方向发展，对于汽车空调的维修也发展得非常迅速，冷媒机的更替越来越快。在当今世界环保问题成为核心问题，逐渐推出了一些关于冷媒排放的法规，在对汽车空调冷媒选择的时候，也必须要符合国家规定的相关要求。为了使汽车空调在进行维修检测是越来越方便，而且准确度越来越高，冷媒加注机就需具备更多的功能，加注时准确性要高，自主工作能力强。近年来冷媒回收加注机在不断改进以适应维修和环保需要 ,冷媒回收加注机呈现如下发
