汽車車身電控技術(shù)(第三版)-課件2-空調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)

汽車空調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)1汽車空調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)1炎熱夏季2炎熱夏季2汽車空調(diào)系統(tǒng)汽車空調(diào)就是人為對(duì)車室內(nèi)空氣的溫度、濕度、流動(dòng)速度和空氣潔凈度等進(jìn)行全部或部分地調(diào)節(jié)（將其控制在合適的范圍內(nèi)，從而創(chuàng)造一個(gè)舒適的環(huán)境）的整套系統(tǒng)。定義3汽車空調(diào)系統(tǒng)汽車空調(diào)就是人為對(duì)車室內(nèi)空氣的溫度、濕度、流動(dòng)速汽車空調(diào)的作用4汽車空調(diào)的作用4汽車空調(diào)系統(tǒng)的組成制冷系統(tǒng)：對(duì)車室內(nèi)的空氣或由外部進(jìn)入車室內(nèi)的新鮮空氣進(jìn)行冷卻，使車室內(nèi)空氣變得涼爽舒適的一套系統(tǒng)。制冷系統(tǒng)還具有除濕功能。5汽車空調(diào)系統(tǒng)的組成制冷系統(tǒng)：對(duì)車室內(nèi)的空氣或由外部進(jìn)入車室內(nèi)66供暖系統(tǒng)：對(duì)車室內(nèi)的空氣或由外部進(jìn)入車室內(nèi)的新鮮空氣進(jìn)行加熱，使車室內(nèi)空氣變得溫暖舒適的一套系統(tǒng)。供暖系統(tǒng)還具有除霜與調(diào)節(jié)車室溫度的功能7供暖系統(tǒng)：對(duì)車室內(nèi)的空氣或由外部進(jìn)入車室內(nèi)的新鮮空氣進(jìn)行加熱88通風(fēng)系統(tǒng)：把車外的新鮮空氣或車內(nèi)的空氣吹向蒸發(fā)器，再導(dǎo)入車室內(nèi)的一套裝置。通過通風(fēng)系統(tǒng)，既可調(diào)節(jié)車室空氣的新鮮度，又可實(shí)現(xiàn)氣流的流動(dòng)，同時(shí)還能有效地防止風(fēng)窗玻璃起霧。9通風(fēng)系統(tǒng)：把車外的新鮮空氣或車內(nèi)的空氣吹向蒸發(fā)器，再導(dǎo)入車室1010空氣凈化系統(tǒng)：除去車內(nèi)空氣中存在的塵埃、異味（臭味、煙氣等）及有毒氣體，使車室內(nèi)空氣變得清潔。有的汽車還安裝有紫外線消毒系統(tǒng)。

11空氣凈化系統(tǒng)：除去車內(nèi)空氣中存在的塵埃、異味（臭味、煙氣等）1212汽車空調(diào)系統(tǒng)的類型1.按照控制功能不同，汽車空調(diào)分為：冷暖分開型空調(diào)：制冷、供暖各自獨(dú)立，有各自獨(dú)立的配氣系統(tǒng)。一般用在大、中型客車上、載貨汽車上。冷暖合一型空調(diào)：制冷、供暖合用一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)、一組風(fēng)道、一套操縱機(jī)構(gòu)的汽車空調(diào)系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)又分為制冷與供暖分別工作、制冷與供暖可同時(shí)工作兩種方式，多用于轎車上。多功能型空調(diào)：集制冷、供暖、通風(fēng)、凈化、去濕、除霜等多功能于一體的空調(diào)系統(tǒng)。13汽車空調(diào)系統(tǒng)的類型1.按照控制功能不同，汽車空調(diào)分為：13142.按驅(qū)動(dòng)方式不同LOREMLOREM非獨(dú)立式汽車空調(diào)空調(diào)壓縮機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。這種空調(diào)的制冷性能受發(fā)動(dòng)機(jī)工況的影響較大，一般用于制冷量相對(duì)較小的中、小型汽車上獨(dú)立式汽車空調(diào)空調(diào)的壓縮機(jī)由專用空調(diào)壓縮機(jī)（也稱副發(fā)動(dòng)機(jī)）驅(qū)動(dòng)，這種類型的汽車空調(diào)系統(tǒng)的制冷性能不受主發(fā)動(dòng)機(jī)的影響，但由于增加了一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，成本、體積和重量增加，一般多用于大、中型客車上142.按驅(qū)動(dòng)方式不同LOREMLOREM非獨(dú)立式汽車空調(diào)空153.按控制的自動(dòng)化程度不同手動(dòng)空調(diào)：鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、內(nèi)外氣比例、調(diào)溫門（出風(fēng)溫度高低）、模式門（哪里出風(fēng)）等由駕駛員人力操縱調(diào)節(jié)自動(dòng)空調(diào)：自動(dòng)空調(diào)的上述內(nèi)容由控制單元自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制153.按控制的自動(dòng)化程度不同手動(dòng)空調(diào)：鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、內(nèi)外氣比汽車空調(diào)的性能指標(biāo)16汽車空調(diào)的性能指標(biāo)16汽車空調(diào)的冷、熱、濕負(fù)荷為了消除車內(nèi)多余熱量以維持溫度恒定所需向車內(nèi)供應(yīng)的冷量，稱為冷負(fù)荷。為了補(bǔ)充車內(nèi)耗熱量所需向車室內(nèi)送入的熱量，稱為熱負(fù)荷。為維持車內(nèi)相對(duì)濕度恒定所需消耗的多余濕量，稱為濕負(fù)荷?？照{(diào)溫度基數(shù)空調(diào)精度17汽車空調(diào)的冷、熱、濕負(fù)荷為了消除車內(nèi)多余熱量以維持溫度恒定所汽車空調(diào)的舒適性參數(shù)平均溫度：冬季15－18℃，夏季25－28℃車內(nèi)外溫差：冬季10-12℃，夏季5-7℃相對(duì)濕度：人體舒適的濕度在50％－70％。氣流速度：冬季不超過0.3-0.35m/s，夏季不超過0.5m/s新鮮空氣換氣量車內(nèi)噪聲：50dB以下。車內(nèi)降溫、升溫速率：1.5℃/min車內(nèi)溫度場(chǎng)分布出風(fēng)口的位置及出風(fēng)口風(fēng)速差18汽車空調(diào)的舒適性參數(shù)平均溫度：冬季15－18℃，夏季25－2汽車空調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)19汽車空調(diào)19汽車空調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)溫度壓力與真空度熱量空氣濕度汽化節(jié)流20汽車空調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)溫度壓力與真空度熱量空氣濕度汽化節(jié)流201.溫度溫度是物體冷熱程度的量度；溫度的高低反映的是物體內(nèi)部分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的大小；溫度只表示物體冷熱的程度，不表示物體具有熱量的多少。溫度的高低用溫度計(jì)來(lái)度量。常用的有水銀溫度計(jì)和酒精溫度計(jì)。溫度計(jì)的溫標(biāo)一般有：攝氏溫標(biāo)（℃）、華氏溫標(biāo)（F）和絕對(duì)溫標(biāo)（K）211.溫度21攝氏溫度t（℃）：將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的冰點(diǎn)作為0℃。沸點(diǎn)作為100℃，把兩者之間100等分，每一份定為1℃的溫度表示體系，稱為攝氏溫度。華氏溫度F（℉）：將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的冰點(diǎn)定為32℉，沸點(diǎn)定為212℉，二者之間180等分，每一份定為1℉的溫度表示體系。絕對(duì)溫度T（K）：將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的冰點(diǎn)定為273.15K，沸點(diǎn)定為373.15K，且理論上物體內(nèi)部完全停止分子熱運(yùn)動(dòng)之點(diǎn)定為絕對(duì)0K的溫度表示體系。22攝氏溫度t（℃）：將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的冰點(diǎn)作為0℃。沸點(diǎn)作三種溫標(biāo)之間的換算23三種溫標(biāo)之間的換算23試計(jì)算25.5℃換算成多少華氏度F？試計(jì)算90°C是多少華氏度，多少絕對(duì)溫度？F=9xt/5+32=(9x25.5)/5+32=77.9FF=9xt/5+32=(9x90)/5+32=194FT=t+273.15=90+273.16=363.15k試計(jì)算80F華氏度是多少攝氏度，多少絕對(duì)溫度？t=5(F-32)/9=5x(80-32)/9=26.67℃T=t+273.15=26.67+273.15=299.82K24試計(jì)算25.5℃換算成多少華氏度F？試計(jì)算90°C是多少華氏2.壓力單位面積上所受的垂直作用力稱為壓力（壓強(qiáng)）。壓力的國(guó)際單位是帕斯卡，簡(jiǎn)稱帕，用Pa表示。實(shí)際用的單位有大氣壓力（atm），mmHg,磅/平方英寸（簡(jiǎn)稱psi）、巴（bar）等。1kPa=1000Pa1MPa=106Pa1atm=101.3kPa(760mmHg)=0.1013MPa252.壓力25各種壓力之間的換算關(guān)系26各種壓力之間的換算關(guān)系2627絕對(duì)壓力：實(shí)際的壓力值，是把完全真空狀態(tài)作為零值的壓力值表壓力：將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力作為零值的相對(duì)壓力值，壓力表上所顯示的數(shù)值。真空度：低于一個(gè)大氣壓力的數(shù)值稱為真空度，是相對(duì)壓力。真空壓力表上顯示的數(shù)值27絕對(duì)壓力：實(shí)際的壓力值，是把完全真空狀態(tài)作為零值的壓力值大氣壓、表壓、絕對(duì)壓力、真空度之間的關(guān)系

28大氣壓、表壓、絕對(duì)壓力、真空度之間的關(guān)系28

3.密度每千克物質(zhì)所占有的容積稱為質(zhì)量體積（比容）。V比容的單位為m3/kg單位容積物質(zhì)所具有的質(zhì)量稱為密度。ρ比容與密度互為倒數(shù)。ρ=1/V293.密度29物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程稱為汽化.汽化的方式有蒸發(fā)與沸騰兩種

a.蒸發(fā)：是在液體表面進(jìn)行的汽化現(xiàn)象。蒸發(fā)可在任何溫度下進(jìn)行，溫度越高或液體表面壓力越低，則蒸發(fā)越快。

b.沸騰：是在液體表面和內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行的汽化現(xiàn)象。沸騰必須在溫度達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)才能進(jìn)行。對(duì)液體加熱或降低液體表面的壓力，都可促使液體沸騰。4.汽化30物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程稱為汽化.4.汽化30作用在液體上的壓力越大，它的沸點(diǎn)就越高；作用在液體上的壓力減小時(shí)，它的沸點(diǎn)也會(huì)隨之降低。例如：1atm時(shí)水的沸點(diǎn)是100℃；當(dāng)作用在液態(tài)水上的壓力增加時(shí)，水的沸點(diǎn)會(huì)隨之升高（例轎車?yán)鋮s系統(tǒng)水的沸點(diǎn)高于100℃）；水被放置在真空中而表面壓力降低時(shí)，水的沸點(diǎn)就會(huì)下降，或許40℃水就會(huì)沸騰。在汽車空調(diào)系統(tǒng)中，制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)采用降低壓力的方法完成汽化過程的。31作用在液體上的壓力越大，它的沸點(diǎn)就越高；作用在液體上的壓力減5.液化物質(zhì)從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程稱為液化。液化過程是一個(gè)放熱過程，即氣體液化時(shí)要放出大量熱量；影響氣體液化的因素有溫度、壓力。加速液化的方法有降低溫度（一切氣體，當(dāng)溫度降低到足夠低時(shí)，一定能夠液化）、壓縮氣體體積（加壓）。在汽車空調(diào)系統(tǒng)中，制冷劑通過壓縮機(jī)增大壓力，在冷凝器中完成液化過程。325.液化3233333434熱量是物體分子不規(guī)則運(yùn)動(dòng)動(dòng)能大小的量度。熱量的傳遞方式有以下三種

a.傳導(dǎo)：熱量在物體內(nèi)部從高溫向低溫端直接傳遞；傳導(dǎo)發(fā)生在一個(gè)導(dǎo)熱體內(nèi)部或兩個(gè)直接接觸的物體之間。b.對(duì)流：在液體或氣體中，通過其自身的流動(dòng)，把熱量從一處傳遞到另一處；c.輻射：火焰或加熱到高溫的固體表面，會(huì)向外發(fā)放出光線，并向周圍傳熱。如太陽(yáng)照射地球、電烤箱、微波爐等均利用了輻射的原理。6.熱量35熱量是物體分子不規(guī)則運(yùn)動(dòng)動(dòng)能大小的量度。6.熱量3536363737常用的熱量單位有：卡、焦耳、冷噸卡：在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將1g純水加熱或冷卻使其溫度升高或降低1K時(shí)，所加進(jìn)或放出的熱量，即為1卡（1cal）?？ǖ膯挝惶。こ躺铣Ｓ们Эǎ╧cal）即大卡表示。焦耳：用1N的力將物體在力的作用方向上移動(dòng)1m所作的功稱為1焦耳（1J）。因焦耳的單位太小，工程上常用千焦（kJ）表示。冷噸：把1噸水變成同溫度的冰，所放出的熱量，稱為1冷噸。1美國(guó)冷噸=3024kcal/h，1日本冷噸=3320kcal/h。38常用的熱量單位有：卡、焦耳、冷噸387.比熱/熱容將1kg物質(zhì)的溫度每升高（或降低）1K所需要吸收（或放出）的熱量數(shù)值稱為比熱（c）。在國(guó)際單位制中，比熱的單位為kJ/kg·k（即千焦/千克.開）。物質(zhì)的比熱值越大，就越難升溫或降溫。例如：水的比熱為4.19kJ/kg·k，銅的比熱為0.39kJ/kg·k,因此將1kg水的溫度每升高1k需要的吸收的熱量為4.19kJ，而將銅每升高1K只需要0.39KJ的熱量。Q＝m·c·△t397.比熱/熱容398.顯熱在對(duì)物質(zhì)加熱的過程中，只要物質(zhì)的狀態(tài)不發(fā)生變化，那么加入的熱量就會(huì)使物質(zhì)的溫度升高，這種不改變物質(zhì)狀態(tài)只引起物質(zhì)溫度變化的熱量稱為顯熱。顯熱只對(duì)物質(zhì)的溫度有影響，并不影響物質(zhì)的狀態(tài)。例：在水的冰點(diǎn)與沸點(diǎn)范圍內(nèi)，對(duì)水進(jìn)行加熱，它的溫度就會(huì)上升，在此期間水的狀態(tài)，并不會(huì)發(fā)生變化。408.顯熱409.潛熱當(dāng)水溫達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)，若繼續(xù)給其加熱，水溫便保持在沸點(diǎn)處并不上升，直至水完全變成水蒸氣為止。在整個(gè)過程中，加入的熱量只是使水變成水蒸氣，也就是說這部分熱量使水發(fā)生了狀態(tài)的變化。這種不改變物質(zhì)溫度只改變物質(zhì)狀態(tài)的熱量稱為潛熱。419.潛熱41溶解潛熱：將1㎏固體全部變成同溫度的液體所需吸收的熱量。（固體→液體）升華潛熱：從固體變成氣體時(shí)吸收的熱叫做升華潛熱。（固體→氣體）汽化潛熱：1㎏液體全部變成同溫度的氣體，所需吸收的熱量稱為汽化潛熱。水的汽化潛熱為2257KJ/㎏，R134a的汽化潛熱為198KJ/㎏。（液體→氣體）液化潛熱：從氣體變成液體時(shí)放出的熱叫做液化潛熱。（氣體→液體）凝固潛熱：從液體變成固體時(shí)放出的熱叫做凝固潛熱。（液體→固體）42溶解潛熱：將1㎏固體全部變成同溫度的液體所需吸收的熱量。（固10.空氣濕度空氣濕度是指空氣中所含水蒸氣量的多少。絕對(duì)濕度：?jiǎn)挝蝗莘e空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量，單位是（㎏/m3）。含濕量：在濕空氣中，與單位質(zhì)量干空氣同時(shí)并存的水蒸氣量，稱為空氣的含濕量（濕空氣是由干空氣和水蒸氣組成的），其單位為㎏/㎏干空氣。它表示空氣中水蒸氣的含量多少。含濕量=濕空氣中水蒸氣的質(zhì)量/濕空氣中干空氣的質(zhì)量。4310.空氣濕度43相對(duì)濕度：在某一溫度下，空氣中所含水蒸氣量（以重量計(jì)）與空氣中該溫度下所能含水蒸氣量（重量）之比。通常隨著溫度的升高，空氣中所能含的水蒸氣量會(huì)增加，如果空氣的實(shí)際含水蒸氣量不變，溫度升高，則空氣的相對(duì)濕度下降。相對(duì)濕度也可以表示為：空氣中水蒸氣的分壓力與同溫度下飽和水蒸氣分壓力之比。即：相對(duì)濕度=空氣中水蒸汽的分壓力/同溫度下飽和水蒸汽的分壓力×100%。44相對(duì)濕度：在某一溫度下，空氣中所含水蒸氣量（以重量計(jì)）與空氣11.節(jié)流流體在管道內(nèi)流動(dòng)，遇到突然變窄的斷面，由于存在阻力使流體的壓力降低的現(xiàn)象稱為節(jié)流。

4511.節(jié)流4512.飽和溫度液體和蒸氣處于共存的狀態(tài)——飽和狀態(tài)。飽和蒸氣的溫度稱為飽和溫度（沸點(diǎn)）。飽和蒸氣的壓力叫做飽和壓力。4612.飽和溫度46制冷的原理利用液體的蒸發(fā)可以吸收周圍環(huán)境的熱量。在制冷過程中起傳遞熱量作用的媒介物質(zhì)稱為制冷劑。從理論上說，任何一種液體，只要能在一定條件下實(shí)現(xiàn)液態(tài)與氣態(tài)間的相互轉(zhuǎn)換，就可以用做制冷劑。但是由于實(shí)際原因，適合做制冷劑的工質(zhì)種類極其有限。制冷劑47制冷的原理制冷劑471.對(duì)制冷劑的要求物理性質(zhì)：要求制冷劑有較低的凝固點(diǎn)和較高的臨界溫度，較小的密度和粘度，較大的導(dǎo)熱和放熱系數(shù)，且應(yīng)具有一定的吸水性?；瘜W(xué)性質(zhì)：要求制冷劑無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)刺激性，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，高溫下不易分解，不易燃燒及爆炸，對(duì)金屬及橡膠的腐蝕作用小，與冷凍油互溶且不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。481.對(duì)制冷劑的要求物理性質(zhì)：要求制冷劑有較低的凝固點(diǎn)和較高的熱力性質(zhì)：

1）要求制冷劑的蒸發(fā)壓力稍高于大氣壓力即可，這樣即可以使蒸發(fā)壓力較低，還不致因制冷系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)壓而吸進(jìn)空氣；

2）制冷劑的冷凝壓力也不應(yīng)太高，以降低對(duì)制冷系統(tǒng)強(qiáng)度的要求，同時(shí)減小壓縮機(jī)功耗。

3）要求制冷劑有較小的絕熱指數(shù)和較大的汽化潛熱，以減小制冷劑的用量。49熱力性質(zhì)：492.制冷劑的種類（1）氨氨氣（NH3）一般用做大型冷柜的制冷劑。氨氣制冷劑的優(yōu)點(diǎn)：成本很低；氨氣制冷劑缺點(diǎn)是：它是一種強(qiáng)毒性的氣體，即使含量不高，也會(huì)使人窒息而亡。它的汽化潛熱小。502.制冷劑的種類（1）氨50（2）二氧化碳CO2制冷劑的優(yōu)點(diǎn)是：對(duì)大氣臭氧層無(wú)破壞作用，汽化潛熱較大，無(wú)毒、不可燃、不爆炸，且成本低廉、來(lái)源很廣。若從工業(yè)廢氣中獲取，不但可以實(shí)現(xiàn)廢物利用，還可減少污染、減少溫室氣體的數(shù)量。CO2制冷系統(tǒng)存在飽和壓力過大、循環(huán)制冷量損失較大等缺點(diǎn)，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)性差、壓縮機(jī)功耗過大。因而后來(lái)逐漸被氟利昂類制冷劑所代替。但是目前從環(huán)境保護(hù)角度看，CO2是最理想的空調(diào)制冷劑。51（2）二氧化碳51（3）氟利昂類制冷劑這類制冷劑是甲烷和乙烷的衍生物，對(duì)人體及大氣有害。常見的有：一氟三氯甲烷(CFCl3)代號(hào)F11或R11

二氟二氯甲烷（CF2Cl2）代號(hào)F12或R12

二氟一氯甲烷（CHF2Cl）代號(hào)F22或R22其中：“F”指“氟利昂”（Freon）

“R”指“制冷劑”（Refrigerant）52（3）氟利昂類制冷劑52R1