空调制冷系统组成部件结构图.docx
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空调制冷系统组成部件结构图
制冷循环系统的组成部件
制冷循环系统中各部件在车上的安装位置如图所示,下面对各主要组成部件分别予以介绍。
制冷循环系统各部件的安装位置
压缩机
压缩机的作用是将从蒸发器出来的低温、低压的气态制冷剂通过压缩转变为高温、高压的气态制冷剂,并将其送入冷凝器。
目前在汽车空调系统中所采用的压缩机有多种类型,比较常见的有斜盘式压缩机、叶片式压缩机、涡旋式压缩机、曲轴连杆式压缩机等。
此外,压缩机还可分为定排量和变排量的两种型式,变排量压缩机可根据空调系统的制冷负荷自动改变排量,使空调系统运行更加经济。
叶片式压缩机
<1)结构 叶片式压缩机的结构见图,在叶轮上安装有若干叶片,与机体形成几个密封的空间,在机体上安装有吸气孔、排气孔和排气阀,在叶轮旋转时,密封的空间的体积会发生变化,从而完成进气、压缩和排气的过程。
叶片式压缩机的结构
<2)工作过程 叶片式压缩机的工作过程见图6-34。
图6-34 叶片式压缩机的工作过程
旋转斜盘式压缩机
<1)结构 旋转斜盘式压缩机的结构见图,这种压缩机通常在机体圆周方向上布置有6个或者10个气缸,每个气缸中安装一个双向活塞形成6缸机或10缸机,每个气缸两头都有进气阀和排气阀。
活塞由斜盘驱动在气缸中往复运动,活塞的一侧压缩时,另一侧则为进气。
旋转斜盘式压缩机的结构
2)工作过程 旋转斜盘式压缩机的工作过程见图,压缩机轴旋转时,轴上的斜盘同时驱动所有的活塞运动,部分活塞向左运动,部分活塞向右运动。
图中的活塞在向左运动中,活塞左侧的空间缩小,制冷剂被压缩,压力升高,打开排气阀,向外排出,与此同时,活塞右侧空间增大,压力减小,进气阀开启,制冷剂进入气缸。
因为进、排气阀均为单向阀结构,所以保证制冷剂不会倒流.
涡旋式压缩机
<1)结构 涡旋式压缩机的结构如图6-37所示,其关键部件是涡旋定子和涡旋转子,定子安装在机体上,转子通过轴承装在轴上,转子与轴有一定的偏心,定子与转子安装好后,可形成月牙形的密封空间,排气口位于定子的中心部位,进气口位于定子的边缘。
涡旋式压缩机的结构
(2)工作过程 涡旋式压缩机的工作过程见图,当压缩机旋转时,转子相对于定子运动,使两者之间的月牙形空间的体积和位置都在发生变化,体积在外部进气口处大,在中心排气口处小,进气口体积增大使制冷剂吸入,当到达中心排口部位时,体积缩小,制冷剂被压缩排出。
涡旋式压缩机的工作过程
摇板式压缩机
<1)结构 这种压缩机是一种变排量的压缩机,其结构如图6-39所示,它的结构与旋转斜盘式压缩机类似,通过斜盘驱动周向分布的活塞,只是将双向活塞变为单向活塞,并可通过改变斜盘的角度改变活塞的行程,从而改变压缩机的排量。
压缩机旋转时,压缩机轴驱动与其连接的凸缘盘,凸缘盘上的导向销钉再带动斜盘转动,斜盘最后驱动活塞往复运动。
摇板式压缩机的结构
<2)工作过程 压缩制冷剂的工作过程此处不再重复,这里主要介绍一下变排量的原理,见图,这种压缩机可以根据制冷负荷的大小改变排量,制冷负荷减小时,可以使斜盘的角度减小,减小活塞的行程,使排量降低。
负荷增大时则相反。
下面以负荷减小为例来说明压缩机排量如何减小,制冷负荷的减小会使压缩机低压腔压力降低,低压腔压力降低可使波纹管膨胀而打开控制阀,高压腔的制冷剂便会通过控制阀进入斜盘腔,使斜盘腔的压力升高
摇板式压缩机变排量的工作过程
曲轴连杆式压缩机
(1)结构 这种压缩机的结构与发动机相似,由曲轴连杆驱动活塞往复运动,一般采用双缸结构,每缸上方装有进排气阀片,压缩机的具体结构见图6-41。
曲轴连杆式压缩机的结构
2)工作过程 曲轴连杆式压缩机的工作过程见图,整个工作过程由吸气、压缩和排气三个过程组成,活塞下行时进气阀开启,制冷剂进入气缸,活塞上行时,制冷剂被压缩,当达到一定压力时,排气阀打开,制冷剂排出。
这种压缩机因为体积较大,目前已很少在小车上使用。
曲轴连杆式压缩机的工作过程
冷凝器
冷凝器的作用是将压缩机送来的高温、高压的气态制冷剂转变为液态制冷剂,制冷剂在冷凝器中散热而发生状态的改变。
因此冷凝器是一个热交换器,将制冷剂在车内吸收的热量通过冷凝器散发到大气当中。
小型汽车的冷凝器通常安装在汽车的前面<一般安装在散热器前),通过风扇进行冷却<冷凝器风扇一般与散热器风扇共用,也有车型采用专用的冷凝器风扇)。
冷凝器的结构如图所示,主要由管路和散热片组成,有一个制冷剂的进口和一个出口。
冷凝器
储液干燥器和集液器
(1)储液干燥器 储液干燥器用于膨胀阀式的制冷循环,其作用是:
①暂时存储制冷剂,使制冷剂的流量与制冷负荷相适应;
②去除制冷剂中的水分和杂质,确保系统正常运行;<如果系统中有水分,有可能造成水分在系统中结冰,堵塞制冷剂的循环通道,造成故障。
如果制冷剂中有杂质,也可能造成系统堵塞,使系统不能制冷。
)
③部分储液干燥罐上装有观察玻璃,可观察制冷剂的流动情况,确定制冷剂的数量;
④有些储液干燥罐上装有易熔塞,在系统压力、温度过高时,易熔塞熔化,放出制冷剂,保护系统重要部件不被破坏;
⑤还有些储液干燥罐上安装有维修阀,供维修制冷系统安装压力表和加注制冷剂之用;
⑥有些车型的储液干燥罐上装有压力开关,可在系统压力不正常时,中止压缩机的工作。
储液干燥器的结构如图6-44所示,干燥器内有滤网和干燥器,罐的上方有观察玻璃及进口和出口。
储液干燥器
<2)集液器 集液器用于膨胀管式的制冷系统,安装在蒸发器出口处的管路中。
因为膨胀管无法调节制冷剂的流量,因此蒸发器出来的制冷剂不一定全部是气体,可能有部分液体,为防止压缩机损坏,故在蒸发器出口处安装集液器,一方面将制冷剂进行气液分离,另一方面起到与储液干燥器相同的作用,其结构如图所示。
膨胀阀和膨胀管
膨胀阀 膨胀阀安装在蒸发器的入口处,其作用是将储液干燥器来的高温、高压的液态制冷剂从膨胀阀的小孔喷出,使其降压,体积膨胀,转化为雾状制冷剂,在蒸发器中吸热变为气态制冷剂,同时还可根据制冷负荷的大小调节制冷剂的流量,确保蒸发器出口处的制冷剂全部转化为气体。
膨胀阀的结构形式有三种,分别为外平衡式膨胀阀、内平衡式膨胀阀和H型膨胀阀,下面分别予以介绍。
<1)外平衡式膨胀阀 外平衡式膨胀阀的结构见图6-46,膨胀阀的入口接储液干燥器,出口接蒸发器。
膨胀阀的上部有一个膜片,膜片上方通过一条细管接一个感温包,感温包安装在蒸发器出口的管路上,内部充满制冷剂气体,蒸发器出口处的温度发生变化时,感温包内的气体体积也会发生变化,进而产生压力变化,这个压力变化就作用在膜片的上方。
膜片下方的腔室还有一根平衡管通蒸发器出口。
阀的中部有一阀门,阀门控制制冷剂的流量,阀门的下方有一调整弹簧,弹簧的弹力试图使阀门关闭,弹簧的弹力通过阀门上方的杆作用在膜片的下方。
可以看出,膜片共受到三个力的作用,一个是感温包中制冷剂气体向下的压力,一个是弹簧向上的推力,还有一个是蒸发器出口制冷剂的压力,作用在膜片的下方,阀的开度取决于这三个力综合作用的结果。
外平衡式膨胀阀
当制冷负荷发生变化时,膨胀阀可根据制冷负荷的变化自动调节制冷剂的流量,确保蒸发器出口处的制冷剂全部转化为气体并有一定的过热度。
当制冷负荷减小时,蒸发器出口处的温度就会降低,感温包的温度也会降低,其中的制冷剂气体便会收缩,使膨胀阀膜片上方的压力减小,阀门就会在弹簧和膜片下方气体压力的作用下向上移动,减小阀门的开度,从而减小制冷剂的流量。
反之制冷负荷增大时,阀门的开度会增大,增加制冷剂的流量。
当制冷负荷与制冷剂的流量相适应时,阀门的开度保持不变,维持一定的制冷强度.
<2)内平衡式膨胀阀 内平衡式膨胀阀的结构与外平衡式膨胀阀的结构大同小异,见图,不同之处在于内平衡式膨胀阀没有平衡管,膜片下方的气体压力直接来自于蒸发器的入口。
内平衡式膨胀阀的工作过程与外平衡式膨胀阀的工作过程完全相同。
内平衡式膨胀阀
<3)H型膨胀阀 采用内、外平衡式膨胀阀的制冷系统,其蒸发器的出口和入口不在一起,因此需要在出口处安装感温包和管路,结构比较复杂。
如果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,见图。
H型膨胀阀
H型膨胀阀中也有一个膜片,膜片的左方有一个热敏杆,热敏杆的周围是蒸发器出口处的制冷剂,制冷剂的温度的变化<制冷负荷变化)可通过热敏杆使膜片右方的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,现在汽车应用越来越广。
膨胀管 膨胀管的作用与膨胀阀的作用基本相同,只是将调节制冷剂流量的功能取消了。
其结构见图。
膨胀管的节流孔径是固定的,入口和出口都有滤网。
因为节流管没有运动部件,具有结构简单、成本低、可靠性高、节能的优点,因此美、日等国有许多高级轿车采用膨胀管式制冷循环。
膨胀管
蒸发器
蒸发器也是一个热交换器,膨胀阀喷出的雾状制冷剂在蒸发器中蒸发,吸收通过蒸发器空气中的热量,使其降温,达到制冷的目的,在降温的同时,溶解在空气中的水分也会因为温度降低凝结出来,蒸发器还要将凝结的水分排出车外。
蒸发器安装在驾驶室仪表台的后面,其结构如图所示,主要由管路和散热片组成,在蒸发器的下方还有接水盘和排水管。
蒸发器
空调制冷系统工作时,鼓风机的风扇将空气吹过蒸发器,空气和和蒸发器内的制冷剂进行热交换,制冷剂气化,空气降温,同时空气中的水分凝结在蒸发器的散热片上,并通过接水盘和排水管排出车外。
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