项目8 汽车空调系统的检修.pptx
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1、项目8,汽车空调系统的检修,汽车电气设备构造与维修(第2版)主编:徐昭、程章,目录CONTENTS,知识目标,1,2,汽车空调的组成与类型;常用的制冷剂及其对环境的影响。,汽车空调制冷原理;汽车空调制冷系统构造及各部件的工作原理;汽车空调通风与采暖。,3,汽车空调系统控制;汽车空调的控制电路。,了解,熟悉,掌握,4,汽车空调电气故障检查;汽车空调系统制冷不足故障诊断;制冷系统异常噪声故障诊断;汽车空调制冷系统的维护。,学会,汽车空调制冷系统构造,任务8.1,任务8.1汽车空调制冷系统构造,任,务,导,入,2016年7月28日,车主王先生来到4S店反映,他的帕萨特轿车打开空调制冷系统后,出风口不
2、出凉风。经检查,储液干燥器至蒸发器之间的管路结霜。用压力表测试,系统低压侧出现真空,高压侧压力高(环境温度为3035,发动机转速15002000r/min,高压1.952.5MPa)。作为汽车维修人员,接到此类汽车空调检修任务,要求熟悉汽车空调制冷系统构造并掌握其维修,我们该搜集这个故障的哪些维修资料呢?,汽车空调是指对汽车车厢内的空气进行冷却、除湿、净化或过滤后,达到一定的温度、湿度、气流速度、洁净度,从而使车室内人员感觉舒适,并除去风窗玻璃上的雾、霜等,保证驾乘人员身体健康和行车安全的设备。,8.1.1汽车空调的组成及分类,1.汽车空调系统的组成(1)通风系统(2)采暖系统(3)制冷系统(
3、4)空气净化装置(5)控制系统,任务8.1汽车空调制冷系统构造,2.汽车空调的分类(1)按功能分类单一功能型。组合型。(2)按驱动方式分类非独立式空调。独立式空调。,8.1.2汽车空调制冷原理,(1)压缩过程。气态制冷剂从蒸发器内被吸进压缩机,压缩机将制冷剂蒸气压缩成高温、高压的气体后,输送给冷凝器。如图8.1所示。(2)冷凝过程。制冷剂在冷凝器中发生相态变化与流动大气进行热交换,把制冷剂的热量散发出去,制冷剂由气态变成液态。(3)膨胀过程。液态制冷剂通过膨胀阀或膨胀管的节流、降压作用,体积突然变大,成为低温、低压的液雾状混合物进入蒸发器。,任务8.1汽车空调制冷系统构造,(4)蒸发过程。制冷
4、剂在蒸发器内吸收周围空气中的大量热量发生相变,由液态变成气态。这些低温、低压制冷剂蒸气又重新被吸入压缩机,开始下一个循环的工作。,任务8.1汽车空调制冷系统构造,图8.1汽车空调制冷系统的工作原理,8.1.3汽车空调制冷循环,任务8.1汽车空调制冷系统构造,图8.2汽车空调制冷循环的分类,1冷凝器;2储液干燥器;3膨胀阀;4蒸发器;5低压维修阀;6高压维修阀;7膨胀管;8气液分离器;9压缩机,任务8.1汽车空调制冷系统构造,8.1.4制冷剂与润滑油,1.制冷剂汽车空调制冷剂的分类:R12。原有的汽车空调基本上都以R12作为制冷剂,目前已被淘汰。R12的替代物R134a。R134a具有与R12相
5、接近的热力性质。然而R134a有一定的温室效应,将来也要被替代。R134a将来的替代物R1234yf。R1234yf环保性能优越。其臭氧层破坏系数值为0,温室效应值为4。,任务8.1汽车空调制冷系统构造,2.润滑油(1)润滑油的作用在汽车空调制冷系统中,润滑油有润滑、密封和冷却三个作用。(2)润滑油与制冷剂的匹配R12与R134a制冷系统的润滑油不能混用。R12制冷系统用的润滑油属于矿物油。R134a制冷剂与矿物油不相溶,目前能与R134a相溶的润滑油有PAG和POE两类。(3)润滑油的加注量润滑油与制冷剂是相溶的。常见车型空调系统内制冷剂与润滑油的数量可以从表8.1中查到。,任务8.1汽车空
6、调制冷系统构造,8.1.5汽车空调制冷系统组件的结构,目前汽车空调普遍采用的蒸气压缩式制冷系统通常由压缩机、冷凝器、膨胀阀/膨胀管、储液干燥器/集液器、蒸发器及连接软管等组成。,任务8.1汽车空调制冷系统构造,1.压缩机(1)压缩机的作用压缩机能将气态制冷剂压缩成高温、高压状态并输送入冷凝器,维持制冷剂在制冷系统管路中的循环流动。(2)压缩机的分类压缩机按运动方式的不同,其分类如图8.3所示。,图8.3汽车空调压缩机的分类,任务8.1汽车空调制冷系统构造,任务8.1汽车空调制冷系统构造,图8.4摇盘式压缩机的剖面图,任务8.1汽车空调制冷系统构造,1主轴;2油封总成;3滑动轴承;4端面滚柱轴承
7、;5前缸盖;6楔形传动板;7锥齿轮;8缸体;9钢球;10摇盘滚柱轴承;11锥齿轮轴;12连杆;13活塞;14阀板垫;15吸气腔;16后盖;17阀板;18排气阀片;19排气腔;20压紧弹簧;21摇盘;22后盖缸垫,任务8.1汽车空调制冷系统构造,图8.5摇盘式压缩机的工作原理,1主轴;2楔形传动板;3活塞;4连杆;5钢珠;6锥齿轮;7摇盘,任务8.1汽车空调制冷系统构造,任务8.1汽车空调制冷系统构造,图8.6旋叶式压缩机的结构,1排气阀;2转子;3吸气孔;4缸体;5叶片;6油孔;7吸气腔,任务8.1汽车空调制冷系统构造,任务8.1汽车空调制冷系统构造,图8.7涡旋式压缩机的结构,1涡旋定盘;2
8、涡旋动盘;3缸体;4曲轴;5涡旋盘端面密封;6进气口;7排气口,任务8.1汽车空调制冷系统构造,图8.8涡旋式压缩机的工作原理图,1动盘;2内腔;3定盘,电动压缩机。传统的非独立式汽车空调压缩机由汽车发动机通过传动带和电磁离合器驱动,空调压缩机的工作受汽车发动机工作状态的影响和制约。采用独立式电动机驱动的压缩机由车载电源通过电动机直接驱动。图8.9所示为凯美瑞混动版的电动压缩机结构示意图。电动压缩机是由变频器将DC244.8V逆变为AC244.8V,驱动压缩机工作。该压缩机可以采用脉冲宽度调制方法进行调速,具有高效、可靠的变排量性能。该压缩机只能使用ND-OIL11型压缩机油,目的是为了确保内
9、部高电压部件有适当的绝缘。,任务8.1汽车空调制冷系统构造,图8.9凯美瑞混动版的电动压缩机,任务8.1汽车空调制冷系统构造,任务8.1汽车空调制冷系统构造,图8.10电磁离合器的结构,1磁吸盘;2驱动盘;3弹簧片;4线圈壳体;5皮带轮;6电磁线圈;7压缩机;8压缩机主轴,2.冷凝器冷凝器对压缩机排出的高温高压制冷剂蒸气进行冷却,使之凝结成高温高压的液体。制冷剂蒸气放出的热量由周围空气带走,排到大气中。其类型主要有管片式、管带式和平行流式三种。,(1)管片式管片式又称为翅片式,是较早采用的冷凝器形式,如图8.11所示,由圆形铜管或铝管4以及套在其上的翅片2组成。目前仍在大、中型汽车上广泛使用。
10、,(2)管带式管带式冷凝器主要由弯成蛇形的多孔扁管,即多孔扁管以及折成V形或U形的散热片组成,如图8.12所示。采用焊接技术,以确保盘管和散热片之间接触良好。这种冷凝器的传热效率比管片式冷凝器提高15%20%。一般仅用在小型汽车的制冷装置上。,任务8.1汽车空调制冷系统构造,任务8.1汽车空调制冷系统构造,图8.11管片式冷凝器,1进口;2翅片;3出口;4圆管,图8.12管带式冷凝器,(3)平行流式平行流式冷凝器结构图如图8.13所示,它由圆筒集管、铝质内肋扁管、波形散热翅片及连接管组成。其传热效率可比管带式冷凝器提高约30%,是最有前途的冷凝器形式。,任务8.1汽车空调制冷系统构造,图8.1
11、3平行流式冷凝器,1圆筒集管;2铝质内肋扁管;3波形散热翅片;4连接管;5接头,3.蒸发器蒸发器将从液体膨胀装置出来的低温低压液态的制冷剂在蒸发器内进行热交换,从而转变成低温低压的气态制冷剂。其类型主要有管带式、层叠式两种。,(1)管带式图8.14所示为管带式蒸发器的结构。管带式蒸发器的构造与工作原理大体与管带式冷凝器相同。目前的扁管已采用带内翅片形式。,(2)层叠式层叠式蒸发器又称板翅式蒸发器,该蒸发器的制冷剂通道是由两片冲压成形的铝板叠在一起形成的,波浪形散热铝带夹在每两片铝板之间。其结构如图8.15所示。这种蒸发器换热效率高,结构最紧凑,适用于使用R134a工质的汽车空调系统中。,任务8
12、.1汽车空调制冷系统构造,任务8.1汽车空调制冷系统构造,图8.15层叠式蒸发器,4.储液干燥器储液干燥器用于膨胀阀式汽车空调制冷系统中,安装在冷凝器和膨胀阀之间。其内部结构如图8.16所示,图8.17所示为其剖面图。其作用为:,任务8.1汽车空调制冷系统构造,临时储存液态制冷剂。,防止过多的液态制冷剂储存在冷凝器里。,滤除制冷剂中的杂质。,任务8.1汽车空调制冷系统构造,图8.16储液干燥器内部结构图,图8.17储液干燥器剖面图,5.集液器集液器又称气液分离器,用于膨胀管式汽车空调制冷系统中。其作用一是捕获液态制冷剂,防止进入压缩机;二是吸收制冷剂中的水分;三是过滤杂质。集液器装于蒸发器出口
13、与压缩机入口之间,即系统低压侧,其结构如图8.18所示。,任务8.1汽车空调制冷系统构造,图8.18集液器的结构,6.热力膨胀阀,任务8.1汽车空调制冷系统构造,(1)作用节流作用。控制制冷剂的流量。(2)结构类型内平衡式热力膨胀阀。内平衡式热力膨胀阀的结构如图8.19所示。其特点是在该膨胀阀内设有一内平衡管,将膜片的下腔和蒸发器入口直接相通。感温包内充注制冷剂,放置在蒸发器出口管道上,感温包和膜片上部通过毛细管相连,感受蒸发器出口制冷剂温度,膜片下面感受到的是蒸发器入,图8.19内平衡式膨胀阀的结构及实物图,任务8.1汽车空调制冷系统构造,口压力。如果空调负荷增加,则蒸发器出口制冷剂温度将升
14、高,膜片上压力增大,推动阀杆使膨胀阀开度增大,进入到蒸发器中的制冷剂流量增加,制冷量增大;如果空调负荷减小,则蒸发器出口制冷剂温度降低,以同样的作用原理使得阀开度减小,从而控制制冷剂的流量。外平衡式热力膨胀阀。外平衡式热力膨胀阀的结构如图8.20所示。其特点是膜片下方经外平衡管和蒸发器的出口相通。因此大、中型汽车热力膨胀阀多采用外平衡式热力膨胀阀。外平衡式膨胀阀与内平衡式膨胀阀原理基本相同,区别是:内平衡式膨胀阀膜片下面感受到的是蒸发器入口压力;而外平衡式膨胀阀膜片下面感受到的是蒸发器出口压力。,任务8.1汽车空调制冷系统构造,图8.20外平衡式膨胀阀的原理图及实物图,任务8.1汽车空调制冷系
15、统构造,H型热力膨胀阀。将蒸发器的出口和入口做在一起,就可以将感温包的管路去掉,这就形成了所谓的H型膨胀阀,如图8.21所示。H型膨胀阀中也有一个膜片,制冷剂的温度的变化(制冷负荷变化)可通过膜片上方气体的压力发生变化,从而使阀门的开度变化,调节制冷剂的流量以适应制冷负荷的变化。H型膨胀阀具有结构简单、工作可靠的特点,在汽车上应用越来越广。,任务8.1汽车空调制冷系统构造,图8.21H型膨胀阀的实物图及结构,7.膨胀管膨胀管结构如图8.22所示,即在塑料骨架的内部有一根细铜管,起到节流减压的作用。膨胀管结构和热力膨胀阀最主要的区别是不能调节进入蒸发器的制冷剂流量的多少。由于膨胀管没有运动部件,
16、具有结构简单、成本低、可靠性高、节能的优点,因此美用、日本等国有许多高级轿车采用膨胀管式制冷系统。,任务8.1汽车空调制冷系统构造,图8.22膨胀管,1出口滤网;2节流孔;3密封圈;4塑料骨架;5进口滤网,任务实施,任务实施8.1,汽车空调通风与采暖,任务8.2,任务8.2汽车空调通风与采暖,任,务,导,入,2016年1月28日,车主李先生来到某汽车4S店反映,他的汽车空调暖风打开后没有暖风,而且无法用暖风进行除霜,可能是汽车空调通风与采暖系统有问题。作为汽车维修人员,接到检测任务,要求对通风和采暖系统的工作性能进行检测与维护。那么我们应该具备怎样的知识呢?,1.汽车通风的方式(1)自然通风利
17、用乘用车行驶时车身外表面的空气压力分布来进行通风。(2)强制通风利用风机强制从车外引入新鲜空气与车内空气混合,然后再送入车内。,8.2.1汽车通风与空气净化系统,任务8.2汽车空调通风与采暖,2.空气净化系统空气净化包括两部分:车外空气的净化和车内循环空气的净化。(1)车外空气的净化过滤除尘。利用无纺布等过滤器对尘埃进行筛滤和拦截,其次是借助惯性作用和扩散作用。其优点是简单、价廉,缺点是气流阻力大。静电除尘。利用高压电极产生高压电场,对空气进行电离,使尘粒带电,然后在电场作用下产生定向运动,沉降在正负电极板上而实现对空气的过滤除尘。净化后的空气清洁度很高,可以充分满足乘员的舒适性要求,如图8.
18、23所示。,任务8.2汽车空调通风与采暖,图8.23静电集尘式空气净化装置,1粗滤器;2集尘电极;3充电电极;4负离子发生器;5风机;6活性炭过滤器,任务8.2汽车空调通风与采暖,(2)车内空气的除臭除毒活性炭。利用活性炭来除臭是汽车空调除臭的主要方法,它能吸附空气中有毒有气味的成分,如汗臭、烟臭、厕臭和人体发出的各种臭味,其次还能吸收有害的氯化物和硫化物。催化反应器。当带着有毒的CO、NOx和HC化合物的气体通过催化反应器时,在催化剂的作用下,CO、NOx、HC化合物在250350温度下,很快进行化学反应,转化为无毒性的CO2、N2和H2O。,任务8.2汽车空调通风与采暖,(3)自动空气净化
19、自动空气净化装置由空气污染传感器、允许污染值控制开关、存储器、比较器、电子控制器和净化装置组成。净化装置顺着空气流向依次由除尘器、去臭器、负离子发生器和风扇组成。空气污染传感器可根据光学性能的变化测定空气污染程度。根据空气污染程度,使空气进入净化装置,经电离和净化后回到车厢内。当空气污染程度超过存储器内所储存的允许值时,电子控制组件自动接通净化装置。,任务8.2汽车空调通风与采暖,1.汽车空调采暖系统的作用与分类(1)汽车空调采暖系统的作用调节空气温湿度。冬季供暖。风窗玻璃除霜、除雾。(2)采暖的类型与换气方式常见的汽车空调采暖方式有余热式、独立热源式和综合预热式三种。,8.2.2汽车采暖系统
20、,任务8.2汽车空调通风与采暖,任务8.2汽车空调通风与采暖,2.余热式采暖系统,任务8.2汽车空调通风与采暖,图8.24水暖式采暖装置,A冷空气;B暖风;1加热器芯;2加热器出水管;3膨胀水管;4冷却液控制阀;5散热器进水管;6节温器;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风扇,任务8.2汽车空调通风与采暖,任务8.2汽车空调通风与采暖,图8.25热管式汽车空调采暖装置,1暖风管;2热管;3密封隔板;4鼓风机;5排气管;6换热器废气通道;7消音器;8阀门;9热液体;10冷凝;11蒸气;12导热金属;13放热端;14吸热端;A吸热;B放热,任务8.
21、2汽车空调通风与采暖,3.独立热源式采暖系统大型豪华旅游车、客车以及寒冷地区使用的汽车常常采用独立热源式采暖系统。独立热源式采暖系统可分为独立热源式气暖系统和独立热源式水暖系统。它们都是通过在燃烧器内燃烧燃料产生的热量加热空气或水,然后将带有热量的介质输送到车厢内提高其空气温度,燃烧后的气体在热交换后排出车外,对车内空气无污染。,任务8.2汽车空调通风与采暖,独立热源式气暖系统结构如图8.26所示,其工作过程如下:当开关处于“点火”位置时,电流接通火化塞4,此时镍铬合金线前端加热变红,接着加热器开始燃烧,电动机1开始运转带动燃料泵2、燃料分布器3、燃烧空气送风机13、暖风送风机17运转。燃料由
22、燃料泵2从燃料箱中经燃烧过滤器、吸入燃料管15吸出,吸出的燃料由分布器3内滴下,由于离心力作用使其雾化,燃烧空气送风机13将助燃空气经吸入管14吸入与燃料混合,火花塞点燃可燃混合气,燃烧在燃烧室5中进行。燃烧一旦开始,电火花塞即自行断电,燃烧环11保持燃烧,燃烧后的高温废气由排气管16排到大气中,此时,安装在电动机前端的空气送风机送入的室外新鲜空气,经过燃烧室和外筒间壁以及外筒外侧被加热,加热后的空气由暖风排出口8排出进入车室内的管道,从管道流向各风口供暖。,(1)独立热源式气暖系统,任务8.2汽车空调通风与采暖,图8.26独立热源式气暖系统结构,1电动机;2燃料泵;3燃料分布器;4火花塞;5
23、燃料室;6燃料指示器;7热保险丝;8暖风排出口;9分布器帽;10油分布器管;11燃烧环;12排气管;13燃烧空气送风机;14燃烧室空气吸入管;15燃料吸入;16排气管;17暖风送风机,任务8.2汽车空调通风与采暖,独立热源式水暖系统的结构与气暖式的相似。主要的区别是:水暖系统加热介质是水不是空气,水泵代替了风扇。如图8.27所示,燃烧室由喷油嘴和高压电弧点火器组成,或由多孔陶瓷蒸发器和电热塞组成。燃烧室的一侧仍为高温的燃烧气体,而另一侧则是水不再是空气。供水系统是以水泵代替风扇作为动力,水的来源可以是专用的水箱,也可以是发动机的冷却液。加热器的供油系统由电动机、油泵、助燃风扇、水泵组成。控制系
24、统由水温控制器、水温过热保护器、定时器等组成,水温控制器可以根据水温的高低控制燃油的喷油量;水温过热保护器则在水温超过预调温度时将油门切断,停止燃油燃烧。其点火燃烧过程与前述的气暖式相仿。水暖式的最大优点是不仅可以为车室供暖,而且还可以预热发动机的冷却液、润滑油以利于冬季发动机启动,待发动机启动后,再将被加热的水送往车室内的暖风散热器。,(2)独立热源式水暖系统,任务8.2汽车空调通风与采暖,图8.27独立热源式水暖系统结构,1多孔陶瓷蒸发器;2电热塞;3助燃风扇;4油泵;5电动机;6水泵;7进水口;8出水口;9助燃空气;10废气,任务8.2汽车空调通风与采暖,4.汽车风窗玻璃除霜装置除霜装置
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