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汽车电气系统-第9章汽车空调系统_图文


第8章 汽车空调系统
9.1 汽车空调概述
9.1.1汽车空调系统的作用
空调是空气调节(Air Conditioning,略作A/C。)的简 称,其含义是指在封闭的空间内,对温度、湿度及空气的清洁 度进行调节控制。
空调是汽车现代化的标志之一,现代汽车空调的基本功能 是在任何气候和行驶条件下,能改善驾驶员的工作条件和提高 乘员的舒适性。由于汽车空调的调节对象是车内的人,故偏重 于人的舒适性的要求。
衡量汽车空调质量的指标主要有四个,即温度、湿度、空 气流速和空气清洁度。

1.温度
在夏季人感到最舒适的温度是22~28℃,在冬季则是16~ 18℃。
另外,人体面部所需求的温度比足部略低,即要求“头 凉足暖”,温差大约为2℃。
2.湿度
人觉得最舒适的相对湿度夏季是50%~60%,冬季则是40 %~50%。在这种湿度环境中,人会觉得心情舒畅,皮肤觉得 特别光滑、湿润。
3.空气流速
人在流动的空气中比在静止的空气中要舒服,这是因为流 动的空气能促进人体向外散热的缘故。所以,空气流速是汽车 空气调节的重要内容之一。通常空气流速在0.2m/s以下为好, 并且以低速流动为佳。

4.空气清洁度
由于车内空间小,乘员密度大,全封闭空间的空气极易产 生缺氧和二氧化碳浓度过高;汽车发动机排气中的一氧化碳和 道路上的粉尘、野外有刺激性的花粉都容易进入车内,造成车 内空气混浊,严重时会影响乘员的身体健康。

表8-1舒适性环境参数

温度/℃

项目

范围



相对湿度 换气量 风速

CO2



(%) (%) /m?s-1

(%)

CO

加速 度

振动

噪声

(%)

/m?s-2 /mm /dB

舒适带 16~18 22~28 50~70 20~30 0.075~0.2 <0.03 <0.01

<3 <0.2 <45

不舒 适带

0~14 30~35

15~30 90~95

5~10

<0.075 >0.3

>0.03

>0.015

>3 >2 >65

有害带 <0

>43 <15,>95

<5

>0.4

>10

>0.03

>4 >15 >120

9.1.2汽车空调系统的控制方法
1.手动控制
手动控制空调系统的鼓风机转速、出风温度及送风方式等 功能均由驾驶员操纵和调节,车内通风温度由仪表板上的空气 控制杆、温度控制杆、进气杆和风扇开关等操纵通风管道上的 各种风门实现。
2.电控自动控制
电控自动控制空调系统利用传感器随时检测车内温度和车 外温度的变化,并将检测到的信号送给空调ECU。
空调ECU按预先编制的程序对信号进行处理,并通过执行 元件及时对鼓风机转速、出风温度、送风方式及压缩机工作状 态等进行调节,从而使车内温度、空气湿度及流动状况始终保 持在驾驶员设定的水平。

9.1.3汽车空调系统的组成和分类 1.汽车空调系统的基本组成
现代汽车全功能空调系统由制冷系统、供暖系统、通风系 统、空气净化装置及控制系统等几部分组成。
①通风系统。通风系统用于将车外的新鲜空气引进车内,达 到通风、换气的目的。
②采暖系统。采暖系统用于对车内空气或车外进入车内的新鲜 空气进行加热、除湿,使车内达到温暖舒适。
③制冷系统。制冷系统用于对车内空气或车外进入车内的新鲜 空气进行降温、除湿,使车内达到凉爽舒适。
④空气净化装置。空气净化装置用于去除车内空气中的尘埃、 异味,使车内空气变得清洁,目前只用于高级轿车上。

⑤控制系统。控制系统将制冷、采暖、通风、空气净化有机地 组合,形成冷暖适宜的气流,并能对车内环境进行全季节、全 方位、多功能的最佳控制和调节。
将上述装置全部或部分组合在一起,按照一定的布置形式 安装在汽车上,便组成了汽车空调系统。
2.汽车空调系统的分类
1)按空调的功能分
可分为单一功能型、冷暖一体型两种。
①单一功能型空调。单一功能型空调的制冷系统、采暖系统、 通风系统各自安装,单独操作,互不干涉,多用于大型客车、 载货汽车和加装冷风装置的轿车上。
②冷暖一体型空调。冷暖一体型空调(图8-1)的制冷、采暖 和通风共用一台风机及一个风道,冷风、暖风和通风在同一控 制板上进行控制。

工作时又可分为冷、暖风分别工作的组合式,冷暖风可同时 工作的混合调湿式两种。混合调湿式结构紧凑,易调温,操 作方便,多用于轿车上。
图8-1 冷暖一体型示意图

2)按驱动方式分
可分独立式空调、非独立式空调两类。
①独立式空调。用一台专用空调发动机来驱动制冷压缩机,制 冷量大,工作稳定,但成本高,体积及质量大,为此多用于大、 中型客车。
②非独立式空调。由汽车发动机直接驱动制冷压缩机,制冷性 能受汽车发动机工作状况的影响,工作稳定性较差,低速时制 冷量不足,高速时制冷量过量,影响汽车发动机的动力性,为 此多用于小型客车和轿车上。
9.2 汽车空调系统的结构
9.2.1汽车空调通风系统
汽车空调通风系统的主要功能是换气,即打开通风口, 利用汽车迎面空气动压通风或利用空调系统中鼓风机进行强 制通风换气。

通风对于防止车窗玻璃起雾也很有益处。为维持舒适条 件所需要的最小限度的换气量称为必须换气量,为此应设置 即使在汽车车窗紧闭的情况下,仍能从车外引入新鲜空气的 通风装置(每人约需25~36m/3 h)。
1.动压通风方式
动压通风(自然通风)方式是利用汽车行驶时,车外空 气对汽车产生的风压,通过进风口和排风口,实现通风换气。
图8-2 进风口与排风口的位置

2.强制通风方式
采用动压通风方式进行换气时,车辆在静止和在低速行 驶时,通风量过小,故一些车辆采用强制通风方式。强制通 风是采用电动鼓风机强制车外新鲜空气进入车厢内的一种通 风方式。
在汽车行驶时,强制通风经常与动压通风一起配合使用。 轿车均采用动压通风与强制通风相结合的方式,其通风装置 与采暖装置、制冷装置等结合在一起而形成完整的空调系统, 导入的外气既可经调节也可不经调节而进入车内。
9.2.2汽车空调采暖系统
采暖系统是一种将空气送入热交换器(又称为加热器), 同时吸入某种热源的热量,以提高空气温度的装置。
按使用热源的不同可分为发动机冷却液采暖系统、发动 机废气采暖系统和独立热源式采暖系统。

1.发动机冷却液采暖系统
图8-3 发动机冷却液采暖式暖风系统 1-加热器芯;2-加热器出水管;3-膨胀水箱;4-冷却液控制阀; 5-散热器进水管;6-恒温器;7-风扇;8-散热器;9-水泵;10-散热器溢流管; 11-散热器出水管;12-加热器进水管;13-加热器风机;A-冷空气;B-热空气

冷却液控制阀(也称热水阀)对通过热交换器的冷却液 流量进行调节,而热交换器则将冷却液的热量传给空气。被 加热的空气在电动鼓风机的作用下吹入车内(图8-5)。
图8-4 钢索式冷却液控制阀(热水阀) 1—保护层;2—钢索;3—装配支架;4—阀门; 5—来自发动机的冷却液;6—去加热器芯的冷却液

热交换器的结构有管片式、管带式和带状蜂窝式等,一般 由传热系数很高的黄铜制造而成。电动鼓风机多为离心式叶片 鼓风机,具有高、中、低三挡转速,可以调节换气强度,一般 与空调制冷系统送风共用。
图8-5 典型发动机冷却液采暖式暖风系统的布置 1-电动鼓风机;2-热水供应软管;3-加热器芯; 4-挡风玻璃除霜器管道;5-加热器底板出风口;6-热水返回软管

2.发动机废气采暖系统
发动机废气采暖系统是利用装在排气管道上的特殊热交 换器,实现高温废气与低温空气的热交换,把产生的暖风送 入车厢,供采暖与风窗玻璃除霜之用。
3.独立热源式采暖系统
独立热源式采暖系统是专门利用汽油、煤油、柴油等作 燃料,使其在燃烧装置中燃烧产生热量,利用空气与燃烧装 置进行热交换,使空气升温。
9.2.3汽车空调制冷系统工作原理
1.汽车空调制冷剂
汽车空调是利用蒸汽压缩制冷装置来制冷的,是借助制 冷剂的物态变化,由制冷剂循环流动实现制冷的。

蒸汽压缩制冷系统使用的制冷剂(亦称工质、冷媒、雪 种)绝大部分都是氟里昂,国际上用英文字母R来表示(取英 文制冷剂Refrigerant的第一个字母)。

a)R12 (CCL2F2)

b)R134a(CH2F-CF3)

图8-6 汽车空调用制冷剂

2.汽车空调制冷系统的基本组成
图8-7 汽车空调蒸汽压缩制冷系统 1-电磁离合器;2-压缩机;3-轴流式冷却风机;4-车外冷空气;5-冷凝器; 6-储液干燥器;7-热空气(吹向发动机);8-高压管路;9-车内热空气;10-离心式冷却风机; 11-节流膨胀阀;12-蒸发器;13-冷空气(吹入车内);14-低压管路;15-压缩机驱动皮带

3.汽车蒸汽压缩制冷系统工作原理
汽车蒸汽压缩制冷系统工作时,制冷剂以不同的状态(物 态)在密闭系统内循环流动,每一循环包括四个基本过程:
1)蒸汽压缩过程
当发动机带动压缩机运转时,压缩机吸入蒸发器出口处低温 (约0℃)低压(约0.147MPa)的气态制冷剂,将其压缩成 高温(70~80℃)、高压(约1.471MPa)的蒸汽排出压缩机。
2)冷凝放热过程
高温、高压的过热制冷剂蒸汽进入冷凝器,压力和温度 降低。当制冷剂的温度降至40~50℃时,制冷剂由气态变为 液态,同时放出大量的热。
3)节流膨胀过程
液态制冷剂流到储液干燥器后,在储液干燥器中除去水分

和杂质,由管道流入节流膨胀阀。温度和压力较高的液态制冷 剂通过膨胀阀装置后体积变大,压力和温度急剧下降,以雾状 (细小液滴)排出膨胀装置。
膨胀阀阀口的横截面积可作动态调节,以控制制冷量的 流量,确保制冷剂在蒸发器内完全蒸发。
4)蒸发吸热过程
低温低压的雾状制冷剂进入蒸发器后,通过蒸发器的壁面 吸收蒸发器周围环境(车厢)中空气的热量而沸腾汽化,从而 可降低车箱内空气温度。
在冷却风机(亦称鼓风机)的作用下,车箱内的冷、热空 气加速对流,提高了空调制冷效果。在蒸发器内吸热汽化后的 制冷剂蒸汽再次被压缩机吸入,然后重复上述过程。
由此可知,汽车空调制冷系统实际上是一个传热系统,通 过制冷剂的物态变化和循环流动把车厢内的热量传送到车外, 使车内温度降低。

9.2.4汽车空调制冷系统组成 1.压缩机
1)压缩机的作用与分类
作为汽车空调制冷系统的核心部件,压缩机(compressor) 具有两个重要功能:压缩机吸气时相当于一个真空泵,使系 统内部产生低压,吸入蒸发器中低温、低压的气态制冷剂。 然后,在压缩过程中将气态制冷剂压缩成高温、高压状态并 输入冷凝器,维持制冷剂在制冷系统管路中循环流动。
压缩机是蒸汽压缩制冷系统中低压和高压、低温和高温 的转换装置,其正常工作是实现热交换的必要条件。
汽车空调制冷容积式压缩机种类繁多。按排量变化与否可 分为定量式和变量式两大类。常用的定量式压缩机按运动形式 和主要零件形状不同,又可分为往复活塞式和旋转活塞式两大 类。常用的轴向活塞式压缩机有斜盘式和摇板式两种。

2)斜盘式压缩机
斜盘式压缩机也称斜板式压缩机,是一种轴向往复活塞式压缩机。 目前,斜盘式压缩机是汽车空调中使用最为广泛的一种压缩机。
图8-8 斜盘式压缩机剖视图 1-主轴;2-压板;3-带轮轴承;4-轴封;5-密封圈;6-前阀板;7-回油孔;8-斜盘; 9-吸油管;10-后阀板;11-轴承;12-机油泵;13-活塞;l4-后缸盖;15-后气缸; 16-钢球;17-钢球滑靴;18-前后活塞球套;19-前气缸;20-前缸盖;21-带轮;22-电磁线圈

图8-9 斜盘运动原理

2.冷凝器
1)冷凝器的作用
汽车空调制冷系统中的冷凝器(condenser)是一种 由管子与散热片组合起来的热交换器。
其作用是对压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽进行冷却, 使之凝结成高温高压的液体。制冷剂蒸汽放出的热量由周围 空气带走,排到大气中。
轿车的冷凝器一般安装在发动机冷却系统散热器之前, 利用发动机冷却风扇吹来的新鲜空气和行驶中迎面吹来的空 气流进行冷却。
对于一些大、中型客车和一些面包车,则把冷凝器安装 在车厢两侧或车厢后侧和车厢的顶部。当冷凝器远离发动机 散热器时,在冷凝器旁都必须安装辅助冷却风扇进行强制风 冷,加速冷却。

2)冷凝器的结构类型 (1)管片式冷凝器。
管片式冷凝器结构比较 简单,加工方便,但散 热效果较差。管片式冷 凝器一般用在大中型客 车的制冷装置上。
图8-10 管片式冷凝器 1-进口;2-散热片; 3-出口;4-制冷剂散热管

(2)管带式冷凝器。
管带式冷凝器的传热效率比管片式冷凝器可提高15%~ 20%,但它的制造工艺复杂,焊接难度大,且材料要求高, 一般用在小型汽车的制冷装置上。
图8-11 管带式冷凝器 1-气态制冷剂;2-异型扁管; 3-波纹散热片;4-液态制冷剂

(3)平流式冷凝器。

平流式冷凝器具 有制冷剂侧的压 力小、传热系数 高、质量小、结 构紧凑和制冷剂 充注量少等特点。 平流式冷凝器适 合与采用R134a 为制冷剂的制冷 系统配套使用。

图8-12 平流式冷凝器 1—圆柱形集管;2—铝制内肋扁管; 3—波形散热翅片;4—跨接管;5—管接头

3.蒸发器
1)蒸发器的作用
蒸发器(evaporator)是汽车空调制冷系统中的另一个热 交换器,其作用与冷凝器相反,是将经过节流降压后的液态 制冷剂在蒸发器内沸腾汽化,吸收蒸发器表面周围空气的热 量而使之降温,风机再将冷风吹到车室内,达到降温的目的。

2)蒸发器的结构类型

(1)管片式蒸发器。
管片式蒸发器由铜质或 铝质圆管套上铝翅片组 成,经胀管工艺使铝翅 片与圆管紧密相接触。 其结构较简单、加工方 便,但其换热效率较差。

图8-13 管片式蒸发器

(2)管带式蒸发器。
管带式蒸发器由多孔扁管与蛇形散热铝带焊接而成,工艺比 管片式复杂,需采用双面复合铝材(表面覆一层0.02mm~ 0.09mm厚的焊药)及多孔扁管材料。这种蒸发器换热效率 可比管片式提高10%左右。
图8-14 管带式蒸发器 1—进口;2—出口;3—空气;4—管子;5—翅片;6—散热口

(3)层叠式蒸发器。
层叠式蒸发器由两片冲成复杂形状的铝板叠在一起组成 制冷剂通道,每两片通道之间夹有蛇形散热铝带。这种蒸发 器也需要双面复合铝材,且焊接要求高,因此,加工难度最 大,但其换热效率也最高,结构也最紧凑。采用新型制冷剂 R134a的汽车空调多采用这种层叠式蒸发器。
图8-15 层叠式蒸发器

4.膨胀阀与孔管
1)膨胀阀
膨胀阀(expansion valve)安装在蒸发器入口管路上, 是一种感压和感温自动阀,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。
(1)内平衡热力膨胀阀。

内平衡热力膨胀阀

图8-16 内平衡热力膨胀阀 1-膜片;2-内平衡口;3-针阀;4-蒸发器进口;5-阀座; 6-阀体;7-通储液干燥器进口;8-弹簧;9-感温包;10-毛细管

(2)外平衡热力膨胀阀。
图8-17 外平衡热力膨胀阀 1—膜片;2—温包压力;3—毛细管;4—推杆;5—蒸发器出口压力; 6—阀座;7—过热调整弹簧;8—感温包;9—弹簧压力;10—阀体;11—针阀
外平衡膨胀阀与内平衡膨胀阀的区别在于: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较大时, 选用外平衡膨胀阀,能充分而有效地利用蒸发器的所有表面积,以求提高 换热效率。

(3)H形膨胀阀。
图8-18 H形膨胀阀 1—接冷凝器;2—至蒸发器;3—从蒸发器来; 4—至压缩机;5—钢球与弹簧;6—温度传感器

2)孔管
孔管(orifice tube)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,也是一种节流降压 装置。
安装孔管的空调 系统,高压侧没 有储液干燥器, 但低压侧装有集 液器。
图8-19 孔管 1—出口;2—孔口;3—密封圈;4—进口滤网
只有循环离合器孔管系统(CCOT,Cycling Clutch Orifice Tube)才 装有孔管。孔管与膨胀阀的差别在于:孔管没有运动零件,也不可调整, 如发生故障(多因堵塞所致)很难清理,一般作更换处理。

5.储液干燥器与集液器 1)储液干燥器
储液干燥器(receiver drier)串联在冷凝器与膨胀阀之间的管路上, 使从冷凝器中出来的高压制冷剂液体经过滤、干燥后流向膨胀阀。在制冷 系统中,它起到储液、干燥和过滤液态制冷剂的作用。
图8-20 储液干燥器 1—引出管; 2—干燥剂; 3—过滤器; 4—进口; 5—易熔塞; 6—出口; 7-视液镜(观察窗口)

2)集液器
集液器(accumulator,也称积累器、气液分离器)和储液干燥器类 似,但装在系统的低压侧。装有集液器的空调系统通常都用孔管。集液器 的主要功能是防止液态制冷剂液击压缩机,也用于储存过多的液态制冷剂, 内含干燥剂也起储液干燥器的作用。

集液器

1—测试孔口; 2—干燥剂; 3—滤网; 4—泄油孔; 5—出气管

6.风机
汽车空调制冷系统采用的风机(blower)也称通风机、 鼓风机。按工作原理不同,风机可分为叶轮式和容积式两类。 叶轮式风机按气体流向与风机主轴的相互关系,又可分为离 心式风机和轴流式风机两种。

1)离心式风机

离心式风机的空 气流向与风机主 轴成直角,其特 点是风压高、风 量小、噪声也小。 蒸发器采用这种 风机。

图8-22 离心式风机

2)轴流式风机
轴流式风机的空气流向与风机主轴平行,其特点是风量大、 风压小、耗电少、噪声大。冷凝器采用这种风机。
图8-23 轴流式风机

9.2.5汽车空调空气净化系统 1.空气净化系统的分类
汽车空调空气净化系统有空气过滤式和静电除尘式两种。
空气过滤式空气净化系统是在空调系统的进风和排风口处 设置空气滤清装置,它仅能滤除空气中的灰尘和杂物,结构简 单,工作可靠,只需定期清理过滤网上的灰尘和杂物即可,故 广泛用于各种汽车空调系统中。
静电除尘式空气净化系统是在空气进口的过滤器后再设置 一套静电除尘装置或单独安装一套用于净化车内空气的静电除 尘装置。
它除具有过滤和吸附烟尘等微小颗粒的杂质外,还具有除 臭、杀菌作用,有的还能产生负离子(带负电荷的氧离子,也 称负氧离子)以使车内空气更为新鲜洁净。由于其结构复杂, 成本高,所以,目前只用于某些高级轿车和旅游车上。

2.静电除尘式空气净化系统
图8-24 静电除尘式空气净化系统空气净化过程
9.3 汽车空调的控制系统
9.3.1汽车空调基本控制元件 1.电磁离合器
一般轿车空调系统的压缩机是由该车发动机通过电磁离合器来 驱动的,电磁离合器可使发动机与压缩机分离,而在需要使用 空调设备时,电磁离合器又使发动机与压缩机结合,传递动力。 电磁离合器安装在压缩机主轴伸出端。

a)电磁线圈不通电, 离合器分离,压缩机不工作

b)电磁线圈通电, 离合器吸合,压缩机工作

图8-25 电磁离合器

2.温度控制器
温度控制器又称恒温开关,是汽车空调系统中温度控制的 一种开关元件,可用于检测车室内温度,并使其稳定在一定范 围内。温度控制器可分为机械压力式和电子式两种。

1)机械压力 式温度控制器
机械压力式温控 器主要是利用波 纹管的伸长或缩 短来接通或断开 触点,从而切断 汽车空调压缩机 的动力。

机械压力式温控器

1—感温毛细管; 2—波纹管; 3—凸轮轴(外接手动 温度调节旋钮); 4—凸轮; 5—调节弹簧; 6—温度调节螺钉; 7—触点; 8—电源; 9—电磁离合器线圈; 10—支撑弹簧

2)电子式温度控制器
电子式温控器的感温元件是热敏电阻,装在蒸发器的外侧正面或其他 需要感温的部位,用以检测蒸发器的出风温度。热敏电阻用导线与晶体管 电子电路相连,由于温度变化使热敏电阻的电阻值发生变化,从而控制电 路的接通或断开。
1—蓄电池;2—熔断器;3—点火开关;4—空调开关;5—压力开关;6—电磁线圈;7—触点;8—电磁离合器;9—空调工况指 示灯;10—真空开关阀;11—冷凝器风扇继电器;12—通往冷凝器风扇电电机;13—热敏电阻;14—可变温度控制电阻器; 15—调温电阻;①~⑥—放大器接点

3.过热开关和热力熔断器
过热开关安装在压缩机 缸体后侧、高压管出口处。

过热开关是一种温度-压 力感应开关,在正常情况下 过热开关处于断开状态,电 磁离合器电流流过限制器的 熔体。如果系统出现过热情 况,当过热开关检测到系统 处于高温、低压状态时,过 热开关触点闭合,又有电流 流过热流限制器(电流增 大),合成热量会使熔体熔 化,压缩机电磁离合器线圈 的电路断开,压缩机停止工 作,起到保护作用。

图8-28 过热开关结构 1—接线柱;2—壳体;3—膜片总成; 4—感应管;5—底座孔;6—膜片底座;7—动触点

4.旁通电磁阀

旁通电磁阀的作用是防止蒸发压力异常下降,使车内温 度控制在规定范围内,防止蒸发器结霜。

旁通电磁阀一般装在储液

干燥器和压缩机进气口之间,

当压缩机转速升高时,其进气

压力降低,蒸发压力也随之降

到其规定值以下,蒸发器易结

霜,这时控制电路使旁通电磁

阀开启,一部分高温、高压的

制冷剂气体直接被吸入压缩机,

压缩机吸气压力上升,蒸发压

力也随之上升,当上升到一定

值时,控制电路又使旁通电磁

图8-29 旁通电磁阀结构

阀关闭。这种过程不断循环,

1-阀体;2-主阀;3-阀座;4-针阀;5-可动片;6-回位 使压缩机进气压力稳定在规定 弹簧;7-线圈; 8-配线;9-防松螺母;10-主阀阀座 范围内,以防蒸发器结霜。

5.压力开关
为确保汽车制冷系统运行安全,汽车空调设有压力开关电 路。压力开关也称压力继电器或压力控制器,分为高压开关和 低压开关两种,分别安装在制冷系统高压管路或低压管路上。
图8-30 压力开关的位置 1—蒸发器;2—集液器;3—低压开关;4—压缩机; 5—冷凝器;6—高压侧高压开关;7—节流装置;8—低压侧高压开关

1)高压开关
高压开关一般安装在空调制冷系统高压管路上或储液干 燥器上,用来防止系统压力过高而使压缩机过载或系统管路 损坏。高压开关有常闭触点型和常开触点型两种。
图8-31 高压开关的安装位置 1—高压开关;2—O形圈;3—冷凝器

常闭触点型高压开关的触点串联在压缩机电磁离合器线圈 电路中,压力导入口则直接或通过毛细管连接在高压管路上。

图8-32 常闭触点型高压开关的结构 1—接头;2—膜片;3—外壳;4—接线柱;
5—弹簧;6—固定触点;7—活动触点

图8-33 常闭触点型高压开关的安装位置 1、4—O形圈;2—视液镜;3—高压开关

高压开关的切断压力和触点恢复闭合的压力因车型而异。一般触点切断压 力在2.1~3.0MPa范围内,恢复闭合的压力为1.6~1.9MPa。如奥迪100型 轿车高压开关的切断压力为2.9±0.14MPa,,恢复压力为1.4±0.3MPa。

常开触点型高压开关一般用来控制冷凝器冷却风扇的高速 挡电路。当压力超过某一规定值时,自动接通风扇高速挡电路, 使冷却风扇高速运转,以加强冷凝器的冷却能力,降低冷凝温 度和压力,而当压力低于规定值时则自动断开冷却风扇的高速 挡电路。
奥迪100型轿车空调制冷系统中装在冷凝器出口管路上的压力 开关即为常开触点型高压开关,其触点闭合压力为1.58MPa, 而触点切断压力则为:1.34±0.17MPa。
2)低压开关
低压开关也称制冷剂泄漏检测开关。在汽车空调制冷系统 中,因制冷剂泄漏或其他原因造成制冷系统中制冷剂严重缺少 或完全没有时,冷冻润滑油也随之泄漏,这样系统的润滑油便 会不足,如果继续使用压缩机,压缩机会由于润滑油循环不良 而磨损加剧,甚至烧坏。低压开关则可以起到在制冷系统缺少 制冷剂时使压缩机停止运转,从而保护压缩机免于损坏的作用。

低压开关安装在冷凝器与膨胀阀之间的高压管路上或储 液干燥器上,其触点同样串联在电磁离合器电路中。
当制冷系统高压侧的压力 高于0.21MPa时,说明系 统内有制冷剂,触点保持 闭合,而当系统高压侧压 力低于0.21MPa时,触点 在弹簧作用下而断开,压 缩机停止工作。
图8-34 低压开关的结构 1—接头;2—膜片;3—外壳;4—接线柱;
5—弹簧;6—固定触点;7—活动触点

还有一种低压开关装在蒸发器出口至压缩机吸入侧的低 压管路上(图8-35),其作用是防止低压侧吸入压力过低而 造成蒸发器结霜、膨胀阀或节流孔管由于某种原因堵塞造成 的压力过低。

如奥迪100型轿 车空调装在蒸发器出 口处管路上的低压开 关,其触点断开压力 为0.09±0.01MPa, 触点闭合压力则为 0.26±0.03MPa。

图8-35 低压开关的安装位置

3)高低压组合开关
高低压组合开关即指将上 述两种开关的结构和功能组合 成一体,起双重保护作用。
图8-36 常见的空调压力开关实物照片
4)高压卸压阀
高压卸压阀一般安装在压缩机排气口处。当制冷系统压力 过高超过3.5MPa时,卸压阀打开,使制冷剂逸出而卸压;当 压力降至3.5MPa以下时,卸压阀会自动关闭,以确保制冷系 统的正常工作。奥迪100型轿车的压缩机上就装有卸压阀。

6.转速控制装置 1)怠速继电器
怠速继电器的功能是当发动机处于怠速工况时,自动切断电磁 离合器电路,停止空调压缩机的工作,稳定发动机怠速工况。
图8-37 怠速继电器电路

图8-38 怠速继电器电路接线图 1—蒸发器;2—压缩机;3—怠速继电器; 4—点火线圈;5—蓄电池;6—点火开关;7—熔断器

9.3.2 一般汽车空调控制电路 1.冷风系统 控制电路
图8-39 轿车空调电路 1-压缩机电磁离合器;2-点火线圈;3-压力开关;4-鼓风机开关;5-鼓风电动机;6-点火开关; 7-熔断器;8-温度调节旋钮;9-热敏电阻;10-温度检测电路;11-发动机转速检测电路;12-放 大器;13-真空转换阀

图8-40 怠速稳定器放大器原理图

2.暖风系统控制电路
图8-41 轿车暖风与换气装置的结构布置

图8-42 轿车暖风与换气装置的控制电路

9.3.3手动空调系统
目前,大多数低、 中级轿车还都采用 手动控制的汽车空 调系统。该系统是 依靠驾驶员拨动控 制板上的各种功能 键实现对温度、风 向、风速等的控制。
1.空调控制板
图8-43 BJ2021型汽车空调控制板 1—鼓风机开关;2—空调方式选择开关;3—温度选择开关

1)鼓风机开关
鼓风机开关设有四个不同的转速挡位,以控制鼓风机四种 不同的转速。鼓风机为直流电动机,其转速的改变是通过调整 串入鼓风机电路的电阻值来实现的。

鼓风机调速电 阻安装在鼓风机罩 的左前方,裸露在 风道内,与它串联 的还有一个限温开 关,当温度超过某 一值时,开关断开。

鼓风机除在停用状 态不工作外,在制 冷、取暖及通风状 态下均可工作。

图8-44 鼓风机调速电阻 1—限温开关;2—调速电阻;3—安装板

2)空调方式选择开关
空调方式选择开关用于选 择空调系统的各种功能, 即要求空调是制冷、取暖、 通风,还是除霜。
驾驶员可拨动开关在七个 不同的位置进行选择,其 字母含义分别为:
在控制板的后面还设有真 空控制开关。当驾驶员操 纵空调方式选择开关时, 真空控制开关随之联动, 通过改变真空通路控制真 空驱动器,调节各通风门 的状态及热水阀的开度。

OFF——停止位置; MAX——最冷位置; NORM——中冷位置; BILEV——微冷位置; HEAT——取暖位置;
VENT ——通风位置; ——除霜位置。

3)温度选择开关
温度选择开关是控制温度门的开关,用钢丝和温度门连接。 当开关处于左半区时,温度门关闭通向加热器的风道,出来 的空气是未经加热的空气,称之为冷风区。
当开关处于右半区时,温度门打开通向加热器的风道, 送入车内的空气是经过除湿后的暖空气,称之为热风区。
开关可在左右两半区无级连续调节,可停在任意位置, 对应温度门也有确定的位置。
2.真空系统的执行元件
汽车空调系统的风门及热水阀一般都是由真空系统通过真 空执行元件来控制,采用的执行元件有真空罐和真空驱动器。
1)真空罐

真空罐用于向真空系统提供稳定的真空压力,另外还可 以储存真空,使真空系统在发动机停转时,仍能保持一定的 真空度。
真空罐由金属或工程塑料制成,其内部装有一个单向阀, 用来保持罐内的真空度。
2)真空驱动器
(1)单膜片式真空驱动器(常用来控制全开或全闭的风门 )。
图8-45 单膜片式真空驱动器 1—复位弹簧;2—真空接口;3—膜片;4—通气孔;5—连杆

(2)双膜片式真空驱动器。
图8-46 双膜片式真空驱动器 1—B室真空接口;2—A室膜片;3—A室弹簧;4—A室真空接口;
5—通气孔;6—连杆;7—B室膜片;8—B室弹簧
双膜片式真空驱动器控制的风门有三个位置:全开、全闭 和半开,也可以同时控制两个风门,一个开,一个关,或者两 个同时半开。

BJ2021

3.真空控制系统
型 汽 车 空 调 真 空 控 制 系 统
NV—真空驱动器不通真空风门位置;V—真空驱动器真空风门位置 1-热水阀;2-外界通风口;3-感温包;4-鼓风机;5、11、13、16-真空驱动器;6-除霜风口;7-除霜风门;8-加热器;9-温度门; 10-蒸发器;12-地板风门;14-仪表板风门;15-循环风门;17-左可调风口;18-左下可调风口;19-左中可调风口;20-右中可调风 口;21-右可调风口;22-真空控制开关;23-真空罐;24-真空管路

9.3.4自动空调控制系统 1.自动空调控制系统的组成
图8-48 自动空调控制系统方框图

图8-49 自动空调控制系统结构组成和元器件的布置

2.自动空调系统的功能
图8-50 自动空调系统的功能

9.4 汽车空调的正确使用与检查保养
9.4.1汽车空调的正确使用
1.注意事项
1)确保系统中不混入水汽、空气和脏物 2)防止腐蚀 3)防止高温高压 4)保护好控制系统
2.正确使用

9.4.2 汽车空调的检查保养 1.主要检查内容和方法 2.各制冷部件及控制机构的检查
9.5汽车空调系统检修
9.5.1汽车空调系统常用检测维修工具
1.专用成套维修工具
专用成套维修工具是把汽车制冷系统维修时需要的专用 工具组装在一个工具箱内。专用成套维修工具中包括歧管压 力表组、漏气检测仪、制冷剂罐注入阀、制冷剂管割刀、管 夹、扩口工具等。这些专用工具组装在工具箱内,便于携带 和保管,特别适用于制冷系统的快修工作。

图8-52 汽车空调专用成套维修工具
1—歧管压力表组(包括A~C); 2—注入软管(红色); 3—注入软管(绿色); 4—注入软管(蓝色); 5—漏气检测仪(含D); 6—储气瓶;7—管夹; 8—制冷剂管割刀; 9—扩口工具; 10—检修阀扳手; 11—制冷剂罐注入阀; 12—注入软管衬垫; 13—检修阀衬垫; 14—工具箱; A—低压表; B—高压表; C—压力表座; D—反应板; E—铰刀; F—刀片

2.检漏设备 1)卤素检漏灯

泄漏量少时,火焰呈浅绿色;

泄漏量多时,火焰呈浅蓝色;

泄漏量很多时,火焰呈紫色。



8-53

1—检漏灯储气瓶;



2—检漏灯主体; 11—燃烧筒;



3—吸入管;

12—燃烧筒盖;

检 漏

4—滤清器;

13—栓盖;





5—燃烧筒支架; 14—调节把手;



6—喷嘴;

15—火焰长度(上限);

7—火焰分隔器; 16—火焰长度(下限);

8—点火孔;

17—喷嘴;

9—反应板螺钉; 18—喷嘴清洁器;

10—反应板;

19、20—扳手

2)电子检漏仪
使用电子检漏仪检测制冷剂泄 漏比用卤素检漏灯更为方便。 检测时,将电子测漏仪的探测 头放在距测试点3mm处缓慢移 动(30mm/s),如果电子检 漏仪发出鸣叫声,就说明该处 有泄漏。制冷管路的管接头有 泄漏时,应更换O形密封圈。
3.歧管压力表
歧管压力表(manifold pressure meter)也称歧管压力表组 或歧管压力计,是维修汽车空调系统不可缺少的仪表。它不仅 用于制冷系统抽真空、加注制冷剂和添加冷冻润滑油,而且还 用于空调系统的故障检查及排除。

图8-55 歧管压力表 1—高压接头;2—制冷剂罐或真空泵吸入口接头;3—低压接头; 4—低压手动阀;5—阀体;6—低压表;7—高压表;8—高压手动阀

4.检修阀 1)高、低压检修阀

8-56



前封闭















后封闭



中间位置

1—阀芯 2 —接头 3 —接头 4—接头

2)阀芯型检修阀
非独立式小型压缩机一般使用阀芯型检修阀。它用弯曲度为 45°的输送软管接头中的顶销控制阀的开闭,其原理为:将 接头螺母2用手拧紧后,顶销1便把阀芯4推离阀座,制冷剂进 入检测软管。拧开螺母2,阀芯便自动关闭。
图8-57 阀芯型检修阀 1—顶销;2—螺母; 3—输送软管;4—阀芯

5.真空泵(vacuum pump)
图8-58 真空泵结构 1—排气阀;2—转子;3—弹簧; 4—刮片;5—定子;6—润滑油

9.5.2 制冷剂的充放
1.制冷系统的检漏
一般在维修汽车制冷 系统时,采用三种方法进 行检漏:加压检漏、充制 冷剂检漏和真空检漏。三 种方法都要使用歧管压力 表组,从压力表的读数来 进行判断。
1)加压检漏
向系统中充入干燥氮气。 如果没有氮气也可用干燥的 压缩空气代替氮气,压力一 般应在1.5MPa左右。然后停 止充气,24h后压力应无明 显下降。

图8-59 加压检漏

2)充制冷剂检漏
充制冷剂检漏就是向系统 充注制冷剂蒸汽,使系统 中压力高达0.35MPa,然 后用卤素灯检漏仪检漏。
充氟要注意,一定要使系 统的压力低于制冷剂蒸汽 瓶中的压力,以防空气倒 流到制冷剂蒸汽瓶,影响 制冷剂纯度。
3)真空检漏
若系统内的气体抽不净或 无法达到规定的真空度, 这说明仍有渗漏的现象, 应进一步检查。

充制冷剂检漏

2.系统抽真空
操作5min后低压表应达到 33.6kPa(绝对压力),高压 表表针应略低于零刻度,如 果高压表针没有低于零刻度, 表明系统内有堵塞,应停止, 修理故障,再抽真空。
真空泵工作15min后观察 压力表,如果系统无泄漏,低 压值应达到20.05~13.28kPa 的绝对压力。
如果达不到此数值,应关 闭低压侧手动阀,观察低压表 表针,如果表针上升,说明真 空有损失,要检查泄漏点,进 行检修后才能继续抽真空,这 一步也就是真空检漏法。

图8-60 系统抽真空的连接方法

8-61

3.制冷剂的充注

1)高压端充注 液态制冷剂
从 高 压 端 充 注 液 态 制 冷 剂

8-62

2)低压端充 注气态制冷剂

从 低 压 侧 充 注 气 态 制 冷 剂

4.制冷剂的放卸
图8-63 制冷系统放空 1—高压管;2—手阀;3—高压表;4—低压表;5—表阀; 6—低压管;7—中间管;8—集油器;9—排气口;10—进气口

5.加注冷冻润滑油
压缩机冷冻润滑油量的检查一般有两种方法:
1)观察视液镜法
通过压缩机上安装的视液镜,可观察压缩机油量。如压 缩机冷冻润滑油油面达到视液镜高度的80%位置,一般认为 是合适的。如果油面在此界限之上,应引出多余的冷冻润滑 油;如果油面在此界限之下,则应添加冷冻润滑油。
2)观察量油尺法
未装视液镜的压缩机,可用量油尺检查其油量。这种压 缩机有的只有一个油塞,油塞下面有的装有油尺。有的油塞 没有油尺,需另外用专用油尺插入检查,观察油面位置是否 在规定的上、下限之间。

(1)冷冻润滑油直接加入法。
图8-64 直接加注冷冻润滑油 1—加油塞;2—活塞连杆;3—油尺

(2)冷冻润滑油真空吸入法。
GAME OVER
图8-65 抽真空加注冷冻润滑油



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