初識汽車空調(diào)

汽車空調(diào)結(jié)構(gòu)與維修項目一初識汽車空調(diào)知識目標(biāo)

了解制動系統(tǒng)的組成、分類、工作原理；了解氣壓制動傳動裝置的結(jié)構(gòu)與工作原理；熟悉駐車制動器的典型結(jié)構(gòu)；掌握液壓傳動裝置的主要組成與工作原理；掌握制動器的結(jié)構(gòu)和工作原理；掌握常規(guī)制動系統(tǒng)的常見故障現(xiàn)象與原因。知識準(zhǔn)備

一、汽車空調(diào)概述汽車誕生距今已有100多年，但第一臺汽車空調(diào)裝置直到1927年才出現(xiàn)。當(dāng)時汽車空調(diào)的內(nèi)容僅僅是加熱器和通風(fēng)系統(tǒng)。1940年，英國Packard汽車公司第一次提供了通過制冷方式使車內(nèi)空氣涼爽的方法。第二次世界大戰(zhàn)后，汽車空調(diào)開始有了實質(zhì)性的發(fā)展，在技術(shù)和數(shù)量上都有了很大的提高。知識準(zhǔn)備目前，汽車空調(diào)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在汽車上。它不僅可以改善駕駛員的工作條件，提高其工作效率和駕駛安全性，同時還可以提高汽車等級，改善汽車的乘坐舒適性。汽車空調(diào)已經(jīng)不再是一種奢侈品，而是汽車現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一。目前，美日兩國乘用車的空調(diào)安裝率已達90％以上，而且大多數(shù)采用自動控制。我國雖然起步較晚，但近年來發(fā)展很快。知識準(zhǔn)備汽車空調(diào)除在轎車上廣泛應(yīng)用外，在大客車、工程車、旅行車及城市公交車上也已經(jīng)開始大量采用。隨著車輛水平和人們需求的不斷提高，汽車空調(diào)技術(shù)也不斷得到發(fā)展。高性能制冷壓縮機、新型熱交換器材料和工藝及自動控制技術(shù)等不斷出現(xiàn)，并得到廣泛應(yīng)用。知識準(zhǔn)備汽車空調(diào)的概念1.汽車的空氣調(diào)節(jié)裝置（簡稱汽車空調(diào)），就是人為地對車廂內(nèi)的空氣溫度、空氣濕度、空氣流動速度和空氣潔凈度等全部或部分地進行調(diào)節(jié)，將其控制在合適范圍內(nèi)，從而創(chuàng)造一個舒適的工作及乘坐環(huán)境。知識準(zhǔn)備對車內(nèi)或吸進來的新鮮空氣進行降溫或除濕的裝置。（1）制冷裝置把車外的新鮮空氣吸進車內(nèi)進行換氣。（2）通風(fēng)裝置加熱車內(nèi)或吸進來的新鮮空氣，使車內(nèi)加溫(有時還除濕)的裝置。除去車內(nèi)存在的灰塵及難聞氣味，使空氣凈化的裝置。（3）暖氣裝置（4）空氣凈化裝置知識準(zhǔn)備汽車空氣調(diào)節(jié)的內(nèi)容2.在實際中，當(dāng)氣溫為25℃時，人感覺最舒適。當(dāng)使用汽車空調(diào)系統(tǒng)制冷時，設(shè)定的制冷溫度比環(huán)境溫度低5℃～10℃即可。過大的車內(nèi)外溫差不但易使乘員患感冒，而且會導(dǎo)致壓縮機故障增多、壽命縮短，耗費過多的功率。推薦使用的調(diào)節(jié)溫度為：冬季18℃～20℃，夏季25℃～27℃。1）空氣溫度知識準(zhǔn)備空氣濕度是指空氣中水蒸氣含量的百分數(shù)。對濕度的調(diào)節(jié)一般都是降低濕度，即除濕，在夏季尤其如此。在同樣的溫度下，濕度越大人感覺越熱，因此，在降低溫度的同時降低濕度能使人感到更涼爽、更舒適。濕度的降低是通過車內(nèi)空氣中的水蒸氣在蒸發(fā)器表面凝結(jié)成水，然后流出車外完成的。人感覺最舒適的空氣濕度是60％～70％。實踐證明，如果空氣濕度過小，人會感到口干舌燥；相反，若空氣濕度過大，人又會感到悶熱憋氣。因此，當(dāng)空氣濕度過大或過小時，都應(yīng)進行調(diào)節(jié)。2）空氣濕度知識準(zhǔn)備3）空氣潔凈度汽車門窗長時間關(guān)閉，車內(nèi)充滿了人呼出的二氧化碳等各種影響空氣潔凈的氣體，影響乘坐的舒適性，因此必須將這些難聞氣味除去?？赏ㄟ^引入外界新鮮空氣（經(jīng)過濾）、采用活性炭吸附劑、安裝負離子發(fā)生器等方法來解決。知識準(zhǔn)備4）空氣流動速度

（1）車內(nèi)外空氣的交換速度。即引入外界新鮮空氣的比例，外界新鮮空氣進入量的多少由新鮮空氣閥門開度的大小來控制。

（2）內(nèi)部空氣的流動速度。內(nèi)部空氣的流動速度主要解決車廂內(nèi)溫度不均的現(xiàn)象，這種情況主要由出風(fēng)口的位置、出風(fēng)方向、鼓風(fēng)機擋位等來決定。知識準(zhǔn)備汽車空調(diào)節(jié)技術(shù)的發(fā)展歷程3.單一采暖階段（1）單一制冷階段（2）冷暖一體化階段（3）全自動控制階段（4）危機控制階段（5）知識準(zhǔn)備汽車空調(diào)節(jié)的發(fā)展趨勢4.（2）控制向自動微調(diào)智能化發(fā)展。

新型空調(diào)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)得到發(fā)展。變排量壓縮機進一步得到發(fā)展和應(yīng)用，渦旋式壓縮機應(yīng)用前景廣闊。新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝將不斷應(yīng)用于汽車空調(diào)部件，特別體現(xiàn)在熱交換器和管口連接上，以保證其得到更理想的性能。（1）

（3）

（4）知識準(zhǔn)備

二、汽車空調(diào)的特點（1）汽車空調(diào)熱負荷大，而且要求降溫（或升溫）迅速。（2）實驗表明，汽車安裝了非獨立式空調(diào)系統(tǒng)后，油耗平均增加10%（和汽車行駛速度有關(guān)），發(fā)動機的輸出功率下降10%～12%。（3）汽車空調(diào)安裝在車輛上，要承受汽車運行帶來的劇烈和頻繁的振動和沖擊，因而對其機組的強度、抗振性能要求較高。

（4）由于汽車結(jié)構(gòu)本身的特點，汽車空調(diào)應(yīng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕。這樣一來，就會引起汽車空調(diào)部件（主要是蒸發(fā)總成）通用性變差。（5）由于汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，風(fēng)量分配不易均勻，因而車內(nèi)溫度分布不易均勻，影響乘坐舒適性。知識準(zhǔn)備

三、汽車空調(diào)基礎(chǔ)知識溫度是物體冷熱程度的量度。溫度高低反映的是物體內(nèi)部分子無規(guī)則熱運動動能的大小。溫度只表示物體冷熱的程度而并不表示物體具有熱量的多少。物體溫度的高低可用溫度計來測量。溫度計是利用某些物質(zhì)的體積隨溫度的變化而改變的特性而制成的，最常用的溫度計有水銀溫度計和酒精溫度計。溫度計的溫標(biāo)一般有攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)（歐美用）和絕對溫標(biāo)。1）溫度物質(zhì)基本狀態(tài)參數(shù)1.知識準(zhǔn)備2）壓力單位面積上所受的垂直作用力稱為壓力（物理上稱壓強）。氣體對容器壁所產(chǎn)生的壓力，是大量氣體不斷運動，頻繁撞擊容器壁面的結(jié)果。分子運動越強烈，則壓力越高，反之則壓力越低。壓力（壓強）的國際單位是帕斯卡，簡稱帕，用Pa表示。1Pa=1N/m因為Pa這個單位太小，故實際中常用千帕（kPa）或兆帕（MPa）。1MPa=103kPa=106Pa

知識準(zhǔn)備物理上，將緯度45°海平面上的常年平均氣壓稱為1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=101.3kPa（760mmHg）=0.1013MPa工程上，壓力的常用單位是kgf/cm2，稱為工程大氣壓。有些國家會用到巴(bar)這個壓力單位，它和帕之間有如下?lián)Q算關(guān)系。1bar=105Pa

知識準(zhǔn)備熱力學(xué)基礎(chǔ)2.（1）傳導(dǎo)熱量是物體分子不規(guī)則運動動能大小的量度（2）對流（3）輻射1）熱量知識準(zhǔn)備（1）卡常用的熱量單位量（2）焦耳（3）英熱單位知識準(zhǔn)備2）比熱將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。在國際單位制中，比熱的單位為kJ/kg·K（千焦/千克·絕對溫度）。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水的溫度升高1K（亦即1℃）需要吸收4.19kJ的熱量，而將1kg銅的溫度升高1K則只需要吸收0.39kJ的熱量。

知識準(zhǔn)備3）汽化與液化將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。在國際單位制中，比熱的單位為kJ/kg·K（千焦/千克·絕對溫度）。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水的溫度升高1K（亦即1℃）需要吸收4.19kJ的熱量，而將1kg銅的溫度升高1K則只需要吸收0.39kJ的熱量。

知識準(zhǔn)備4）顯熱與潛熱當(dāng)水溫達到沸點時，若繼續(xù)給其加熱，水溫便停留在沸點處并不上升，直至水完全變成水蒸氣為止。在整個過程中，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)溫度而只改變物質(zhì)狀態(tài)的熱量稱為“潛熱”。（1）汽化潛熱。1kg液體全部變?yōu)橥瑴囟葰怏w所需吸收的熱量稱為汽化潛熱（kJ/kg）。水的汽化潛熱為22571kJ/kg，制冷劑R12的汽化潛熱為165kJ/kg。（2）溶解潛熱。1kg固體全部變?yōu)橥瑴囟纫后w所需吸收的熱量稱為溶解潛熱（kJ/kg）。汽車空調(diào)制冷循環(huán)中不涉及溶解潛熱。知識準(zhǔn)備5）過熱度與過冷度蒸氣的溫度高于其所處壓力下對應(yīng)的飽和溫度時，此蒸氣稱為過熱蒸氣，而過熱蒸氣的溫度與其飽和溫度之差稱為過熱度。液體的溫度低于其所處壓力下對應(yīng)的飽和溫度時，此液體稱為過冷液體，而過冷液體的溫度與其飽和溫度之差稱為過冷度。知識準(zhǔn)備①絕對濕度（1）空氣濕度的表示方法②含濕量③相對濕度6）空氣濕度知識準(zhǔn)備（2）空氣濕度的測量方法。在汽車空調(diào)系統(tǒng)中，常用干、濕球溫度計來測量空氣的溫度和濕度，其結(jié)構(gòu)如圖所示。干、濕球溫度計知識準(zhǔn)備7）制冷系數(shù)制冷壓縮機的制冷性能系數(shù)（COP）是指在某一工況下，制冷壓縮機的制冷量與同一工況下制冷壓縮機功率的比值。COP值是制冷系統(tǒng)的經(jīng)濟指標(biāo)，COP值越大，說明此制冷系統(tǒng)越經(jīng)濟。COP值與制冷循環(huán)的工作參數(shù)、制冷劑的種類、壓縮機的類型等因素有關(guān)。知識準(zhǔn)備水的相變過程圖知識準(zhǔn)備8）容積效率壓縮機在運行過程中，由于存在節(jié)流損失、余隙損失、預(yù)熱及泄漏等損失，引起實際輸氣量總是小于理論輸氣量，為此引入容積效率的概念。容積效率是指壓縮機在吸氣狀態(tài)下的實際輸氣量與理論輸氣量之比。知識準(zhǔn)備9）制冷能力制冷能力是指汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)在穩(wěn)定狀態(tài)下從蒸發(fā)器處測得的制冷量。由于壓縮機轉(zhuǎn)速是隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化而變化的，其制冷量也是經(jīng)常變化的。因此，我們只能以某一種固定工況來說明制冷能力，即額定工況時的制冷量。知識準(zhǔn)備

四、汽車空調(diào)的結(jié)構(gòu)汽車空調(diào)的基本功能是用人為的辦法在車廂中造成使人感到舒適的氣候環(huán)境，即在夏天能使車室降溫（制冷）、冬天能使車室升溫（采暖），并盡可能滿足“頭涼足暖”的循環(huán)送風(fēng)原則。當(dāng)車內(nèi)空氣混濁時要能補充新鮮空氣（新風(fēng)）或凈化空氣。對于高級車輛，還要求上述功能自動實現(xiàn)，需要一套高級的自動控制與調(diào)節(jié)設(shè)備。1）汽車空調(diào)的基本功能汽車空調(diào)的基本組成1.知識準(zhǔn)備2）采暖系統(tǒng)汽車采暖系統(tǒng)主要具有在冬季車廂內(nèi)進行采暖及風(fēng)窗除霜兩種作用，由暖風(fēng)散熱器、風(fēng)機、操縱系統(tǒng)及送風(fēng)管路等總成組成?，F(xiàn)代轎車及卡車上常將采暖與制冷合成一套裝置，稱為全空調(diào)裝置，此時制冷與采暖系統(tǒng)共用一套風(fēng)機及操縱設(shè)施。采暖器根據(jù)能源不同，分為余熱式和獨立燃燒式兩種。余熱式是利用汽車發(fā)動機的余熱（冷卻水或排氣）作為熱源，獨立燃燒式則是以燃油為能源的獨立的暖風(fēng)裝置。一般轎車都以發(fā)動機冷卻水為熱源進行采暖。知識準(zhǔn)備3）制冷系統(tǒng)人們俗稱的汽車空調(diào)主要指汽車空調(diào)中的制冷系統(tǒng)（冷氣系統(tǒng)），本書也以制冷作為空調(diào)的主要內(nèi)容，若無特別說明則汽車空調(diào)系統(tǒng)主要指制冷系統(tǒng)。汽車空調(diào)利用蒸發(fā)熱制冷，即利用沸點很低的制冷工質(zhì)在汽化過程中要吸收周圍空氣中熱量的原理將車室內(nèi)空氣中的熱量轉(zhuǎn)移給制冷劑，最終帶至車外大氣中，達到車室內(nèi)降溫的目的。知識準(zhǔn)備汽車空調(diào)制冷循環(huán)中空氣的熱量轉(zhuǎn)移和制冷工質(zhì)狀態(tài)的變化過程知識準(zhǔn)備車空調(diào)制冷系統(tǒng)主要由兩大部分組成

（1）制冷循環(huán)系統(tǒng)：壓縮機、冷凝器、儲液干燥器、膨脹閥、蒸發(fā)器、輸液（氣）軟管以及風(fēng)機（冷凝器風(fēng)扇、蒸發(fā)器風(fēng)機）等組成。

（2）電氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)：主要包括電源開關(guān)、電磁離合器（也有把它與壓縮機制成一體的）、風(fēng)機轉(zhuǎn)換開關(guān)及電阻器、各種溫度控制器（或稱恒溫器）、高、低壓力開關(guān)、怠速繼電器、加速延遲器、真空閥門控制及操縱裝置等。知識準(zhǔn)備4）送風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)系統(tǒng)包括冷氣送風(fēng)、暖氣送風(fēng)（包括除霜送風(fēng)）、新風(fēng)與換氣（即通風(fēng)系統(tǒng)）三部分。冷氣可直接從蒸發(fā)箱送出，也可由專門的送風(fēng)管道及回風(fēng)口送出。暖氣可直接從暖風(fēng)機送出，也可通過暖風(fēng)管道送出。通風(fēng)系統(tǒng)分為車輛本身的自然通風(fēng)（車身設(shè)有進風(fēng)口和排氣孔）及強制通風(fēng)（利用小風(fēng)機或排風(fēng)扇），有的還帶有空氣凈化裝置。一般冷氣送風(fēng)口安排在車身上部，暖氣送風(fēng)口安排在地板上面，以滿足“頭涼足暖”的要求及熱空氣上升、冷空氣下沉的氣體對流原理。新風(fēng)進風(fēng)口一般安排在車身正壓區(qū)，排氣孔安排在負壓區(qū)。知識準(zhǔn)備轎車空調(diào)的一般結(jié)構(gòu)2.轎車空調(diào)的壓縮機全部由發(fā)動機驅(qū)動，冷凝器一般布置在水箱前面。蒸發(fā)器有三種布置方式，即儀表板式、后行李廂式及一體式。許多后加裝冷氣的轎車都采用儀表板式結(jié)構(gòu)，后行李廂式現(xiàn)今主要作為前空調(diào)器的補充，增加后座空調(diào)效果。儲液罐一般布置在冷凝器附近。知識準(zhǔn)備目前絕大部分轎車都采用冷暖合一及全空調(diào)兩種結(jié)構(gòu)形式，這兩種結(jié)構(gòu)形式尺寸緊湊，車內(nèi)布置美觀，與車身融為一體；出風(fēng)分布均勻，可以調(diào)整新風(fēng)量；冷暖合用一個鼓風(fēng)機和一套操縱機構(gòu)，冷暖調(diào)節(jié)可各自分開，也可混合同時開冷暖（對于冷暖完全合一型空調(diào)調(diào)節(jié)相對濕度時用），后者為實現(xiàn)高精度的溫濕度自動調(diào)節(jié)提供了條件。知識準(zhǔn)備冷暖合一型空調(diào)器的組成及送風(fēng)管路立體圖知識準(zhǔn)備

五、汽車空調(diào)的分類非獨立式空調(diào)是用主發(fā)動機通過皮帶傳動帶動空調(diào)壓縮機運轉(zhuǎn)，由電磁離合器控制二者之間的動力傳遞。電源接通，電磁離合器吸合，壓縮機運轉(zhuǎn)制冷；電源切斷，電磁離合器斷電分離，壓縮機停轉(zhuǎn)。非獨立式空調(diào)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、噪聲小，便于安裝布置；缺點是要消耗發(fā)動機10%～15%的動力，降低汽車后備功率，影響汽車的動力性。1）非獨立式空調(diào)按驅(qū)動方式分類1.知識準(zhǔn)備2）獨立式空調(diào)獨立式空調(diào)專門用一個副發(fā)動機帶動空調(diào)壓縮機運轉(zhuǎn)，其運行過程穩(wěn)定，不受主發(fā)動機工作情況的影響。獨立式空調(diào)的優(yōu)點是制冷與行駛互不影響，制冷量大，制冷效果穩(wěn)定；缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、噪聲大，布置難度大。知識準(zhǔn)備1）整體式空調(diào)整體式空調(diào)是將副發(fā)動機、壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器等通過皮帶和管道連成一個整體，安裝一個專門機架上，構(gòu)成一個獨立總成，其動力源為副發(fā)動機。這種形式主要用于獨立式空調(diào)系統(tǒng)的布置。按布置形式分類2.知識準(zhǔn)備2）分體式空調(diào)分體式空調(diào)是將壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器及獨立空調(diào)系統(tǒng)中的副發(fā)動機根據(jù)汽車具體結(jié)構(gòu)部分或全部分開布置，用管道相互連接。這種形式主要用于獨立式空調(diào)。知識準(zhǔn)備3）分散式空調(diào)分散式空調(diào)是將壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器等各部件分散安裝于相應(yīng)部位，用管道相互連接。這種布置形式用于非獨立式空調(diào)系統(tǒng)。知識準(zhǔn)備按送風(fēng)方式分類3.氣流直接從空調(diào)器送風(fēng)面板吹出，也稱儀表板式空調(diào)，其結(jié)構(gòu)簡單，送風(fēng)阻力小，但車內(nèi)送風(fēng)均勻性差。非獨立式空調(diào)系統(tǒng)一般采用這種方式。將氣流用風(fēng)機送到塑料風(fēng)道，再由風(fēng)道送到車頂或座位下的出風(fēng)口吹出。這種方式送風(fēng)均勻，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜且送風(fēng)阻力大。獨立式空調(diào)系統(tǒng)一般采用這種方式。1）直吹式空調(diào)2）風(fēng)道式空調(diào)知識準(zhǔn)備1）冷暖分開型空調(diào)制冷與采暖完全分開，各自獨立控制，結(jié)構(gòu)分開布置。這種形式占用空間較多，主要用于早期的汽車空調(diào)上，現(xiàn)已淘汰。按功能分類4.知識準(zhǔn)備在制冷系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增裝加熱器及暖風(fēng)出口，但制冷與采暖不能同時工作，其結(jié)構(gòu)形式如圖所示。冷暖合一型汽車空調(diào)系統(tǒng)2）冷暖合一型空調(diào)知識準(zhǔn)備這種形式的汽車空調(diào)集制冷、采暖、除霜、去濕、通風(fēng)、凈化等功能于一體，由于其功能完善、提高了乘坐的舒適性，因此越來越多的汽車空調(diào)采用了這種形式。3）全功能型空調(diào)全功能型汽車空調(diào)系統(tǒng)的布置知識準(zhǔn)備1）手動空調(diào)手動空調(diào)用撥桿或旋鈕控制，一般設(shè)有開關(guān)鍵、調(diào)溫鍵和調(diào)風(fēng)鍵等。其操縱機構(gòu)一般為拉索式，也有少數(shù)為氣動式（真空）。按控制方式分類5.手動空調(diào)控制面板1—功能選擇鍵；2—后窗除霜鍵；3—調(diào)溫鍵；4—調(diào)風(fēng)鍵知識準(zhǔn)備半自