汽车空调制冷系统的构造Word文件下载.docx
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原理:
压力调节式变排量压缩机的旋转运动由输入轴传递给驱动连杆机构,驱动连杆机构通过斜盘将旋转运动转换成5个连杆的轴向运动。
滑轨保证斜盘沿轴向运动。
变排量压缩机实物图
(3)电磁离合器
电磁离合器安装在压缩机驱动轴前端,通过电磁线圈的通断电控制发动机与压缩机之间的动力联系。
汽车空调压缩机的驱动是通过皮带由发动机驱动的,电磁离合器用于控制空调压缩机的工作与停止,它的主要部件是定子、转子和压盘。
电磁离合器可以按照空调控制面板调整或系统指令的要求使压缩机吸合或脱离。
有些空调系统利用电磁离合器控制压缩机间断循环,而其他的一些空调系统的离合器可以在空调系统工作或除霜时使压缩机连续运行。
目前的汽车空调系统采用固定线圈式离合器。
在这样的空调器上,电磁线圈安装在压缩机定子:
电流通过电磁线圈产生吸力来吸合压盘。
转子:
靠内表面的滚针轴承支撑随皮带轮旋转。
压盘:
与压缩机轴固定在一起。
当励磁线圈中没有电流通过时,离合器上没有磁力作用,转子在电枢上自由转动,电枢在曲轴上保持静止不动。
当恒温器或开关闭合时,励磁线圈有电流通过,产生磁力,使电枢被拉入转子内,电枢与转子接合后,形成一个整体一起旋转,而磁场仍保持静止。
而后,压缩机曲轴开始转动,制冷循环开始。
当恒温器或开关被断开时,流向励磁线圈的电流被切断,电枢与转子脱开,转子继续转动,而电枢停止运动。
直到再有电流通过离合器励磁线圈之前,压缩机停止压缩运动。
电磁离合器在电枢和转子上加工出狭槽,以增强磁场的汇聚,并增加电枢和转子间的吸引力。
离合器接合和断开时的速度很高,经常需要进行适当的温度控制,因此会在电枢和转子表面出现相当多的划痕,这种划痕是允许的,可不予以特别关注。
结构:
电磁离合器的结构
电磁离合器的结构
定子:
当励磁线圈中没有电流通过时,离合器上没有磁力作用,转子在电枢上自由
转动,电枢在曲轴上保持静止不动。
当恒温器或开关被断开时,流向励磁线圈的电流被切断,电枢与转子脱开,转子继续转动,而电枢停止运动。
离合器接合和断开时的速度很高,经常需要进行适当的温度控制,因此会在电枢和转子表面出现相当多的划痕,这种划痕是允许的,可不予以特别关注。
由于转子上的皮带轮通过传动皮带与发动机曲轴皮带轮相连,所以只要发动机运转,皮带轮就随之转动。
离合器未通电时,压缩机不工作,当空调系统开始工作时,定子中有电流通过产生磁力,吸引压盘,使之压在转子的摩擦片上借助摩擦力使离合器作为一个整体工作,从而带动压缩机运转。
电磁离合器的工作原理
电磁离合器按照形状分为以下的几种类型(图3-5):
用于曲轴式压缩机的F型、G型离合器,用于旋转斜盘式和贯穿叶片式压缩机的P型离合器。
d:
用于大众车系。
F型G型P型D型
电磁离合器的类型
二、冷凝器
1、冷凝器
冷凝器的作用是对压缩机排出的高温高压制冷剂蒸气进行散热降温,使其凝结为液态高压制冷剂有干燥器和冷凝器一体式、干燥器和冷凝器分开式两种。
气体状态的载热制冷剂在冷凝器中得到液化或冷凝,制冷剂进入冷凝器几乎为l00%蒸气,当其离开冷凝器时并非为100%液体,因为仅有一定量的热能在给定时间内由冷凝器排出,少量制冷剂以气态方式离开冷凝器,由于下一步是储液干燥器,故制冷剂的这一状态并不影响系统的运行。
冷凝器直接安装在散热器的前方。
在这个位置上,冷凝器可以接收汽车向前行驶和发动机风扇所产生的充分气流。
冷凝器
结构型式:
汽车空调冷凝器有管片式、管带式以及平行流式三种结构型式。
冷凝器的三种结构型式
管片式冷凝器
管片式冷凝器由安装在一系列薄散热片上的制冷剂螺旋管所组成。
在发动机室有限的空间内,这种设计结构可以提供最大的散热面积。
冷凝器接收来自压缩机的高温高压制冷剂蒸气,蒸气制冷剂从冷凝器顶部流入并流过螺旋管。
按热的自然趋向从热制冷剂顶部流入并流过螺旋管,热制冷剂蒸气中的热量经散热片向大气中散发热量。
当制冷剂蒸气冷却并经过冷凝器向下流动时,就会达到发生冷凝的温度。
气态制冷剂即变为液态制冷剂。
在冷凝点时,制冷剂释放出最多的热量。
冷凝器底部的制冷剂是温的高压液体。
在以平均热负荷运行的汽车空调系统中,冷凝器螺旋管上部的2/3为热的制冷剂蒸气,而下部l/3部分为液态制冷剂。
这种高压液态制冷剂从冷凝器排出并向前流入蒸发器。
管带式冷凝器
管带式冷凝器,一般是将小扁管弯成蛇管形,在其中安置三角形的翅片或其他类型的散热片。
这种冷凝器的传热效率比管片式冷凝器提高约l5%~20%。
平行流式冷凝器
平行流式冷凝器,由圆筒集管、铝制内肋管、波形散热翅片以及连接管组成,是专为R-134a系统提供的新型冷凝器。
平行流式冷凝器与管带式冷凝器的最大区别是:
管带式冷凝器只有一条扁管自始至终地呈蛇形弯曲,制冷剂只在这一条通道中流动而进行热交换;
而平行流式冷凝器则是在两条集流管间用多条扁管相连,制冷剂在同一时间经多条扁管流通而进行热交换。
这种结构的放热性能较之管带式冷凝器提高了约30%~40%,通路阻力降低了约25%~33%,内部容积减少约20%,大幅度地提高了它的热交换性能。
管带式冷凝器与平行流式冷凝器的区别
维护
冷凝器必须保持表面清洁才能有最好的散热性能。
冷凝器故障通常是由于外部堵塞、损坏或泄漏而引起。
冷凝器一旦被污物堵塞,就会影响其散热能力,大量的制冷剂以气态方式离开,使得制冷效果变差。
外部堵塞是因灰尘、虫、树叶或外来的碎石等积聚在冷凝器散热片内而使空气不能通过,这降低了冷凝器的传热能力,使车内的空气冷不下来。
冷凝器和散热器必须保持干净才有最好的工作性能,清洗冷凝器可使用硬毛刷和强水流刷洗,注意不要弄弯散热片,这也会阻挡空气流过。
因为冷凝器是高温高压的,所以漏洞并不易采用焊点修好,通常建议由专业修理商维修冷凝器,或者发现有泄漏就更换。
三、储液干燥器
1、储液干燥器
由于汽车空调正常工作时,制冷剂的供应量大于蒸发器的需要量,所以高压侧液态制冷剂有一定的储存量。
而且随着季节的变化,在系统不运行或检修、更换系统内部零件时,可将系统中的制冷剂收入到高压侧储存,以免制冷剂泄漏。
因此,在空调系统中需设置储液干燥器。
作用:
1)储存制冷剂
储液干燥器可以暂时储存一部分制冷剂,使气、液分开。
它还可作为贮存罐使用,即接收冷凝器流出的液态制冷剂并一直将其保留到蒸发器需要储液干燥器排出时为止。
根据工况不同,各种要求条件也将有所变化。
储液干燥器
2)过滤水分、杂质
储液干燥器中放置了干燥剂,干燥剂一般为硅胶形状,可以吸收空调系统的水分,这点对于空调系统是十分重要的。
假如制冷剂中含有水分,将会腐蚀功能部件,还可能在膨胀阀的节流小孔处冻结,造成制冷剂管路堵塞;
如果在蒸发器中冻结,将阻碍制冷剂流动。
干燥剂有效地防止了此类故障。
3)防止气态制冷剂进入蒸发器
储液干燥器的位置和设计结构可防止气态的制冷剂进入蒸发器。
由冷凝器出口进入储液干燥器的制冷剂并不是l00%的液体,尤其在大气温度较高、冷凝器散热困难时,气态的制冷剂流入储液干燥器的比例会很高。
流入蒸发器的气态制冷剂由于没有经过形态变化,所以不能吸热,影响制冷效果。
4)提供缓冲空间
储液干燥器还提供了系统内液态制冷剂的缓冲空间,能及时调整和补充供给恒温膨胀阀液态制冷剂的流量,以保证系统内制冷剂流动的连续性和稳定性。
构造:
储液干燥器接收冷凝器排出的制冷剂。
它装在冷凝器和膨胀阀之间,由一个储液干燥器体、过滤器、干燥剂、引出管和观察窗玻璃(有些空调系统具备)等构成。
一只冷凝器配装的储液干燥器应与冷凝器安装在同一高度,通常可由它的托架调节高度或调节冷凝器的安装托架,直立型干燥器安装时应尽量垂直,倾斜不超过l5°
。
储液干燥器在其出口处有一观察窗,这样就可以帮助维护技术人员观察到系统中制冷剂的流动情况,进出口由IN和OUT及箭头标识,安装时切勿装反。
储液干燥器在系统维修过程中要最后安装,此前要保持封闭状态。
储液干燥器构造
四、集液器
1、集液器(用于孔管系统结构)
集液器是一个位于蒸发器出口处的罐状容器,它是孔管式空调系统中一个重要部件。
在某些情况下,孔管能够使蒸发较多的液态制冷剂进入蒸发器。
离开蒸发器的过多的液态制冷剂会进入压缩机,这能够引起破坏。
集液罐剖面示意图
五、膨胀阀
1、膨胀阀
为了达到最大的冷却效果,必须控制进入蒸发器的流量,这样才能确保蒸发器内的液态制冷剂得到完全蒸发,节流膨胀装置能够达到这个目的。
汽车空调采用的节流膨胀装置主要是热力膨胀阀,另外还有H型阀,节流管等。
典型膨胀阀
储液干燥器排出的制冷剂作为高压液体流入膨胀阀。
当这种高压液体流经膨胀阀的节流孔时,被强制流过并在另一侧喷出,这样就产生了一个压力差。
由此,压力和温度得到降低的雾化制冷剂流过蒸发器就容易汽化,并且系统的制冷剂温度比车内气温低,所以制冷剂吸收热量并将其排出车厢。
具体来说,膨胀阀有下述三个功能。
1)节流作用
膨胀阀节流小孔将改变流入的液态制冷剂的压力(从高压变为低压)。
膨胀阀将空调系统的高压侧与低压侧分离出来。
因为通过膨胀阀产生压力降,制冷剂的流动会受到限制,即节流。
进入膨胀阀中的制冷剂状态为高压液体,离开膨胀阀的制冷剂为低压液体,制冷剂的压力降低对制冷剂状态几乎没有影响。
少量制冷剂会由于严重的压力降而汽化,这种汽化称为“闪蒸气体”。
2)调节作用
安装在膨胀阀体上的恒温控制阀按照要求改变开启或关闭位置来控制通过节流孔的液态制冷剂流量。
这就确保了蒸发器可以接收到适量的制冷剂。
以保证适当的冷却作用。
在给定时间所需的制冷剂量随不同的热负载而不同。
热力膨胀阀可以从全开位置调到关闭位置,它在这两位置之间不断调整平衡,以保证在各种负载条件下节流而进入适量的制冷剂。
2)控制作用
恒温膨胀阀必须快速地对热负载工况变化作出反应。
当测出升高的热量时,膨胀阀会移向增加制冷剂流量的开启位置。
由于发动机转速提高使得热载荷降低或压缩机输出量增加,就会使膨胀阀向前移动到关闭位置限制制冷剂流人蒸发器的数量。
膨胀阀一般有恒压式和温控式两种。
恒压式,又称为内平衡式:
这种膨胀阀从针阀的蒸发器侧到膜片下侧有一孔型通路。
温控式,又称为外平衡式:
这种膨胀阀有一毛细管连接至蒸发器出口处探测蒸发器压力。
使用外平衡式膨胀阀可以消除经过蒸发器盘管压力降的影响,入口和出口的温度差S设定取决于过热弹簧力的设定,其弹簧在使用一段时间后,弹簧力可能会下降,可以做必要调整。
工作原理:
膨胀阀的针阀是通过膜片连动的,膜片的控制因素有三个:
蒸发器的压力使阀关闭;
弹簧压力使阀关闭;
膜片顶部通过毛细管来自热敏管的惰性气体压力使阀打开。
工作过程:
膨胀阀的工作过程
典型膨胀阀的工作原理
热敏管固定在蒸发器的出口或尾管处。
热敏管感应出尾管的温度后,通过毛细管对阀中膜片作用,当作用在膜片顶部的压力比蒸发器内压力与弹簧压力的组合还大时,针阀从阀座移开,直到压力达到平衡为止,以此方式将适量的制冷剂流入蒸发器芯。
尾管处的热增加,热敏管中的膨胀气体,通过毛细管作用在膜片上的压力增加,膜片接着又迫使推杆向下推动阀销和针阀,使更多的制冷剂进入蒸发器。
尾管处的温度下降时,热敏管和膜片上的压力降低,从而使针阀就座,流入蒸发器的制冷剂量受到限制。
H型膨胀阀因其内部通路形状像H而得名,得到了广泛的应用,H型膨胀阀取消了外平衡式膨胀阀的外平衡管和感温包,使其直接与蒸发器进出口相连。
形膨胀阀及其结构与原理
它有4个接口通往空调系统,其中两个接口和普通膨胀阀一样,一个接储液干燥器的出口,另一个接蒸发器进口,但另两个接口,一个接蒸发器出口,一个接压缩机进口,感温包和毛细管均由薄膜下面的感温元件取代。
H形膨胀阀结构紧凑,性能可靠。
由于没有了感温包、毛细管和外平衡接管,可避免汽车颠簸、振动而使充注系统断裂、外漏以及感温包松动影响膨胀阀的工作,提高了膨胀阀的抗振性能。
我国生产的北京切诺基吉普车、广州标志轿车、捷达轿车和富康轿车都采用了这种H型阀。
六、节流管
1、节流管(用于孔管系统结构)
节流管分为两种:
一种可拆式,另一种与高压管制成一体不可拆式。
膨胀阀式节流管,也称细管,用于孔管系统上,它没有感温包、平衡管,而有一个小孔节流元件和一个网状过滤器,一般用在隔热性能好,且车内负荷变化不大的轿车上。
与膨胀阀相比,它结构简单,可靠性好,价格便宜,应用广泛,美国、日本的许多高级轿车都采用这种节流方式,但它不能根据工况变化调节制冷剂流量。
节流管根据使用情况尺寸有所不同。
其节流元件堵塞会导致节流管失效,即使清理堵塞,节流管的节流效果也不理想,所以节流管一旦失效,通常都是直接换件,而且储液罐一般也要同时更换。
节流管
七、蒸发器
1、蒸发器
构造:
汽车空调蒸发器有管片式、管带式和层叠式三种结构型式。
1)管片式蒸发器像管片式冷凝器一样,是由安装在一系列薄散热片内的制冷剂螺旋管构成,如图3-16所示。
蒸发器可以在最小的空间范围内发挥最大量的热传导。
蒸发器经常是装在仪表盘或顶壳下。
在最高的空调位置,乘客室的热空气经过螺旋管和散热片排入大气。
管片式蒸发器
2)管带式蒸发器由多孔扁管和蛇形散热铝带焊接而成。
这种蒸发器的热交换率比管片式蒸发器提高了约l0%。
管带式蒸发器
3)层叠式蒸发器由两片冲压成形的铝板叠在一起组成制冷剂通道,每两片之间夹有蛇形散热铝带。
这种蒸发器热交换率高,结构最紧凑,适用于R—134a的汽车空调。
层叠式蒸发器
蒸发器接收恒温膨胀阀或细管排出的低压、冷雾化液体的制冷剂。
当冷的制冷剂流过蒸发器管子时,热空气的热量吸入冷的制冷剂内。
当液态制冷剂吸收足够热量后,制冷剂开始变态,它从低压液体变化为低压蒸气。
恒温膨胀阀或续保持到达压缩机的进气(吸气)口侧。
如果允许太多的制冷剂流入,这样就会由于制冷剂压力(和温度)较高产生冷却不良的后果。
制冷剂既不能迅速蒸发,也不能汽化。
另一方面,如果流入的制冷剂太少,则蒸发器供给不足。
因为制冷剂在通过此蒸发器之前很快地蒸发或汽化,所以又产生冷却不良的后果。
流过蒸发器的热空气经常含有一些水分。
空气中的水分一般会冷凝在蒸发器管子外壁上并作为水被排出。
蒸发器壳体底部的排水管可将水排出车外。
但是在某些情况下,在蒸发器管子上会积聚太多的水分。
当湿度很大以及选用最大冷却方式工作时,就会发生这种情况。
此时,蒸发器温度可变得很低,以致水分在排出之前就冻结在蒸发器上。
蒸发器如果存在泄漏,叶片脏污以及管道堵塞或扭结等情况会使制冷剂的制冷能力下降。
蒸发器芯无运动部件,所以一般不会磨损。
八、导管与软管
1、导管与软管
导管用于不移动的部分,软管用于适应发动机振动而要求具有柔性的部位,由内外橡胶层和中间增强层组成。
软管输送制冷剂,使其从系统的一个部件到另一部件,由于制冷剂的性质及系统内的高压,只有这种管子能够使用。
管子可以由铜(Cu)、铝(A1)或钢制成,供货要求标注工作压力在2760kPa或更高,如果是钢管,则必须是清洁和干燥的。
就像系统中的其他部件一样,不同部位的每根软管或管子均被冠以各自名称。
典型的空调管路系统布置
1)低压管
低压管也叫吸气管、低压气态管。
它将蒸发器出口和压缩机进口相连,这种管道的直径一般在空调系统中是最大的,运送来自蒸发器的低温和低压制冷剂蒸气到压缩机。
在那里制冷剂又一次被送往整个系统,触摸吸气管你会感到它是凉的。
吸气管的直径比液态管的直径大,因为气态的制冷剂比液态的制冷剂所占的空间大。
(1)高压管
高压管也称排气管或高压气态管。
这根管子连接压缩机的出口和冷凝器的进口,供高压制冷蒸气通过。
在正常的运转系统中,这根管子是烫的,很容易同吸气管区别。
对非正常运转的系统它可能很烫,所以在大多数情况下不要去碰它以免烫伤。
(2)高压液态管
高压液态管也称为高压液体管,也是高压管路的一部分,它连接冷凝器的出口和储液干燥器的进口,也连接储液干燥器出口和蒸发器节流装置的进口。
这根管子一般是温暖的,在某些条件下会发烫。
液态管将高压液体/蒸气从冷凝器输送到储液干燥器,将从储液干燥器出来的高压制冷液输送到节流装置。
汽车空调系统的管路通过几种管接头连接起来,有的管接头是螺纹式。
螺纹式管接头
大多数管接头都是由钢或具有特殊防氧化涂层的铝合金制成。
通常使用O形圈来密封导管、软管与部件的连接部位。
如果管接头或O形圈部位发生泄漏,则必须排空空调系统并安装新的O形圈。
如果管接头损坏了,那么必须更换整个管路或软管。
某些车型管与管之间的连接应用了一种弹簧锁紧接头。
这种接头的两端通过壳体内的环形弹簧紧固在一起,通常都使用两个O形圈(O形圈不可重复使用),需要使用专用的工具断开。
它的优点是易于连接,不必保持扭矩,使可维护性能得到了改善。
弹簧锁紧接头及其断开工具
九、观察窗
1、观察窗
观察窗,通过它来观察系统的运行情况,也就是通过观察窗能够用肉眼检查制冷剂通过系统的情况。
有的空调器配备有观察窗,有的空调器则没有。
观察窗通常安装在储液干燥器上,有的观察窗也可安装在冷凝器和膨胀阀之间的液体管上。
贮液罐不装观察窗。
某些观察窗可能装有防护盖,其目的是为了保持观察窗的清洁。
使用以后应把盖盖好。
由于即使正常充R-l34a空调系统时,也不能保持观察窗的清洁,所以大多数R-134a系统都没有观察窗。
孔管式空调器不安装观察窗。
这是因为气泡往往出现在液体管内,甚至在满装料时,识别制冷剂液位的惟一方法是压力和性能测试。
在普通的空调系统中,储液干燥器吸入冷凝器排出的液态和气态制冷剂,使液态部分沉到底部。
因为传感管安装在储液干燥器的底部,所以气态制冷剂要滞留在储液干燥器内,一直到其转变为液体为止因此,使用普通空调器时,液体管内的全部制冷剂均为液态,所以不应有气泡。
但由于孔管空调系统未装有能将冷凝器排出的制冷剂进行液气分离的储液干燥器,所以液体管经常有些气泡,这是正常现象。
因而观察窗毫无价值,不必安装。
观察窗
目前有多种电子观察窗检查液体管内的气泡。
但是,因为孔管空调系统的液体管始终有气泡,所以这些电子观察窗也没有多大使用价值。
其目的只是检查原来未装观察窗的非孔管式空调器的气泡。
应当注意的是观察窗的状态并不是判断故障完全可靠的标志,还应当结合空调系统的其他症状来考虑。
观察窗“透明”表示空调系统的制冷剂的装量适中。
但是也可能表示系统已完全没有制冷剂,随之发现的问题就是系统不制冷。
空调系统装量超标(制冷剂太多)时,观察窗也可能出现透明的观察窗。
所以必须用试表读数予以检验。
观察窗出现“气泡”或“泡沫”,可能表示空调系统制冷剂不足和空气可能进入系统。
但是,仅仅在离合器循环时或系统启动时偶尔发现气泡的话,这属于正常情况。
观察窗出现“油纹”,可能表示缺少制冷剂和压缩机润滑油正在通过空调系统循环。
观察窗出现“雾状”(不透明),表示装在储液干燥器内的干燥剂破裂并正在系统中循环,或者是通过系统的过滤和循环干燥剂出现污染。
观察窗的指示图谱
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