車輛空調(diào)畢業(yè)設(shè)計(jì)：客車車輛制冷與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)分析與典型故障處理

1、湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書課題名稱：客車制冷與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)分析與典型故障處理專 業(yè) 系 軌道交通系 班 級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)老師 完成日期 摘要近幾年來，我國鐵路交通發(fā)展迅速，為緩解交通壓力作出巨大的貢獻(xiàn)。車輛空調(diào)系統(tǒng)作為改善車輛空氣質(zhì)量，調(diào)節(jié)空氣溫度和濕度度必不可少的系統(tǒng)設(shè)備，在軌道交通的發(fā)展占有必不可少的地位。本文以鐵路車輛空調(diào)系統(tǒng)為對(duì)象，詳細(xì)對(duì)車輛空調(diào)進(jìn)行詳細(xì)的介紹，分別對(duì)其發(fā)展，分類，參數(shù)，工作原理，檢修與維護(hù)等方面有較詳細(xì)的闡述和分析，對(duì)車輛空調(diào)的學(xué)習(xí)和研究具有借鑒意義。本設(shè)計(jì)結(jié)合鐵路企業(yè)對(duì)地鐵檢修人員的要求，打破繁瑣的理論研究，打破專業(yè)壁壘，立足崗位技能要求，

2、務(wù)實(shí)崗位所需的專業(yè)知識(shí)和提高自身的綜合素質(zhì)，為實(shí)現(xiàn)零距離就業(yè)上崗，縮短入職培訓(xùn)周期奠定一定的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：車輛空調(diào)溫度濕度調(diào)節(jié)空調(diào)工作原理 空調(diào)檢修維護(hù) abstractin recent years, the rapid development of urban rail transit, to relieve the pressure of urban transportation make great contribution. vehicle air conditioning system as improving vehicle air quality, regulate air t

3、emperature and moderate indispensable equipment in rail transit system, the development status of possession is indispensable. based on the city rail vehicle air conditioning system for vehicles for air conditioning, detailed introduces in detail the development, respectively, classification, princi

4、ple, parameter, repair and maintenance etc are discussed and analyzed in detail, and the vehicle air conditioning of learning and research significance.the design of metro subway enterprises with the maintenance staff, break the theoretical study, break trival, professional skill requirements on pos

5、t barriers, pragmatic and post the required professional knowledge and improve their comprehensive quality, to achieve zero distance obtain employment mount guard, shorten training lays a foundation cycle.keywords： vehicle air conditioning temperature humidity air-conditioning principle air-conditio

6、ning maintenance 目錄2011屆畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書摘要引 言目錄第1章 客車空調(diào)與制冷裝置的整體概況1.1客車空調(diào)與制冷裝置的作用分類和組成1.2 我國鐵路客車空調(diào)與制冷裝置的發(fā)展第2章 客車空調(diào)與制冷裝置的各大系統(tǒng)構(gòu)造2.1空調(diào)制冷裝置的基礎(chǔ)知識(shí)2.2客車空調(diào)制冷裝置的空氣冷卻系統(tǒng)2.3客車空調(diào)制冷裝置的通風(fēng)系統(tǒng)和采暖系統(tǒng)2.4客車空調(diào)制冷裝置的電器電氣控制系統(tǒng)第3章 客車空調(diào)制冷裝置的自動(dòng)控制器件和輔助設(shè)備 3.1客車空調(diào)的自動(dòng)控制器件 3.2客車空調(diào)的輔助設(shè)備第4章 客車空調(diào)與制冷裝置典型故障的分析4.1常見故障維修方法4.2 典型故障案例分析第5章 心得體會(huì)參考文獻(xiàn)25 第

7、1章 客車空調(diào)與制冷裝置的整體概況客車空調(diào)與制冷裝置被廣泛應(yīng)用于我國的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活，對(duì)我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民物質(zhì)文化生活水平提高具有重要意義。目前，它已被大量應(yīng)用在軌道交通車上，車輛客室內(nèi)的空氣調(diào)節(jié)已經(jīng)成為車輛舒適乘坐換講的標(biāo)志。新型的鐵路機(jī)車車輛和幾乎所有的城市軌道交通車輛普遍使用了空調(diào)與制冷裝置。1.1客車空調(diào)與制冷裝置的作用、分類和組成1.1.1客車空調(diào)與制冷裝置的作用與分類1.客車空調(diào)的作用 客車空調(diào)與制冷裝置的作用是將一定量的車外新新鮮空氣和車內(nèi)再循環(huán)空氣混合，經(jīng)過濾、冷卻或加熱、減濕或加濕等處理后，以一定的流速送入車內(nèi)，并將車內(nèi)的一定量污濁空氣排出車外，從而控制溫度、

8、濕度、風(fēng)度、清潔度及噪聲，并使之達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，以提高車內(nèi)的舒適性，改善車車環(huán)境。2.客車空調(diào)的分類 客車空調(diào)與制冷裝置與不制冷壓縮機(jī)的工作方式分為：活塞式、螺桿式和離心式；按安裝方式可分為：分裝式和單元式;按客車空調(diào)供電方式分為：本車供電和集中式供電；還可以按使用制冷劑或其他特殊結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。如下圖所示圖1-1 集中式客車空調(diào)調(diào)節(jié)原理1- 通風(fēng)機(jī)：2-漸擴(kuò)風(fēng)道：3-蒸發(fā)器：4-水分分離器：5-電預(yù)熱器：6-漸縮風(fēng)口7-主風(fēng)道：8-送風(fēng)道：9-回風(fēng)道：10-排風(fēng)道：11-排風(fēng)扇：12-排風(fēng)口：13-進(jìn)風(fēng)口：14-濾塵器15-補(bǔ)償電容器：16-冷凝器：18-壓縮機(jī)：19-儲(chǔ)液罐 1.1.2客車空調(diào)

9、與制冷裝置的組成客車空調(diào)與制冷裝置一般具備通風(fēng)、制冷、加熱、加濕等功能，典型客車空調(diào)和制冷裝置由通風(fēng)系統(tǒng)、空氣冷卻系統(tǒng)、空氣加熱系統(tǒng)、空氣加濕系統(tǒng)以及自動(dòng)控制系統(tǒng)等五大部分組成。1.通風(fēng)系統(tǒng)的作用是將車外新鮮空氣吸入并與車內(nèi)再循環(huán)空氣混合，在濾清灰塵和雜質(zhì)后，再押送分配到車內(nèi)，同時(shí)排出車內(nèi)多余的污濁空氣，以保證車內(nèi)空氣的潔凈度以及合理的流動(dòng)速度和氣流組織。通風(fēng)系統(tǒng)一般由通風(fēng)機(jī)組、空氣過濾器、新風(fēng)口、送風(fēng)道、回風(fēng)口、回風(fēng)道以及排廢氣口等組成。2.空氣冷卻系統(tǒng)（也稱制冷系統(tǒng)）的作用是對(duì)車內(nèi)的空氣進(jìn)行冷降溫、減濕處理，使車內(nèi)空氣的溫度與相對(duì)濕度保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。冷卻系統(tǒng)工作時(shí)，蒸發(fā)器將要送入車內(nèi)的

10、空氣冷卻，由于蒸發(fā)器的表面溫度低于空氣的零點(diǎn)溫度，空氣中的部分水蒸氣就會(huì)凝結(jié)成水滴，形成我們通常所說的“空調(diào)水”。因此，空氣在通過蒸發(fā)器冷卻的同時(shí)也得到了減濕的處理。為保證制冷系統(tǒng)安全、有效地工作，制冷系統(tǒng)除壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、節(jié)流裝置四大件外，還配有貯液器、干燥過濾器、氣液分離器等輔助設(shè)備。3.空氣加熱系統(tǒng)的作用是在低溫時(shí)對(duì)進(jìn)入車內(nèi)的空氣進(jìn)行預(yù)熱和對(duì)車內(nèi)的的空氣進(jìn)行加熱，以保證車內(nèi)空氣的溫度在規(guī)定的范圍內(nèi)。在空氣溫度較低時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)向車內(nèi)送風(fēng)過程中，由預(yù)熱器對(duì)空氣進(jìn)行加熱，然后再送入車內(nèi)。而車內(nèi)地面式加熱器對(duì)車內(nèi)空氣進(jìn)行加熱，以補(bǔ)償車體和門窗的熱損失?？諝馀稘u熱系統(tǒng)通常包括空氣預(yù)熱器和地

11、面空氣加熱倆部分。4.空氣加濕系統(tǒng)的作用是在車內(nèi)空氣相對(duì)適度較低時(shí)，對(duì)空氣進(jìn)行加濕處理，以保證車內(nèi)相對(duì)濕度在規(guī)定的范圍內(nèi)。目前，我國在一般車輛的空調(diào)與制冷裝置中不設(shè)加濕系統(tǒng)，僅在某些高級(jí)商務(wù)車及特殊要求的車輛上才設(shè)此系統(tǒng)。加濕最簡單的方法是采用電極加濕器。5.自動(dòng)控制系統(tǒng)的作用是控制各功能系統(tǒng)按給定的方案協(xié)調(diào)、有效地工作，以使車內(nèi)的空氣參數(shù)控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，并同時(shí)對(duì)空調(diào)與制冷裝置起自動(dòng)保護(hù)作用。電氣控制系統(tǒng)一般由各設(shè)備的控制電器、保護(hù)元件以及相關(guān)儀表和電路等組成。1.2我國鐵路客車與制冷裝置的發(fā)展1.2.1我國鐵路客車與制冷裝置的探索、研發(fā)歷程 早在20世紀(jì)30年代,鐵路空調(diào)客車開始在一些工

12、業(yè)發(fā)達(dá)國家出現(xiàn),至50年代一斤較大范圍采用,60年代得到迅速發(fā)展,與此同時(shí),空調(diào)與制冷裝置的形式和用電方式也在不斷更新。我國鐵路從50年代開始生產(chǎn)空調(diào)客車，但發(fā)展速度較慢。1958年，四方車輛機(jī)車廠設(shè)計(jì)了我國第一列鐵路空調(diào)客車。19661968年，四方機(jī)車車輛廠又設(shè)計(jì)制造了中越聯(lián)用18型空調(diào)軟我與硬臥客車。1976年以后，為了滿足旅游事業(yè)不斷發(fā)展的需求，四方機(jī)車車輛廠為“廣九”鐵路通車生產(chǎn)了“廣九”空調(diào)客車。19801981年，四方長春鋪鎮(zhèn)車倆廠又分別試制了25.5m干線空調(diào)客車。為了探求適應(yīng)我國鐵路客車空調(diào)與制冷裝置的新形式，從1980年開始，長春客車廠引進(jìn)和試制單元式空調(diào)機(jī)組，并把它確定為

13、我國鐵路客客車空調(diào)與制冷裝置的主導(dǎo)型，此后生產(chǎn)的鐵路客車空調(diào)與制冷裝置均采用了這種形式。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和市場的迫切需求，我國鐵路空調(diào)發(fā)展迅速，1989年我國利用日元貸款生產(chǎn)了168輛25.5m新型集中供電空提案客車（即25a型空調(diào)列車），被視為我國鐵路空調(diào)客車發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。它由長春客車廠、唐山機(jī)車車輛廠、鋪鎮(zhèn)車輛車輛廠聯(lián)合設(shè)計(jì)制造，在生產(chǎn)過程中大量使用新材料、新技術(shù)、新工藝和新結(jié)構(gòu)。在運(yùn)用過程中，采用全列集中供電，并于1990年9月投入運(yùn)行。繼25a型空調(diào)客車之后，我國又生產(chǎn)了25g型集中供電空調(diào)客車，在保證質(zhì)量核心能的前提下，主要以降低材料成本為目的。1994年前后，我國又研

14、制了廣深準(zhǔn)高速鐵路25z型全列空調(diào)了車，這是一種高檔舒適快捷的新型鐵路空調(diào)客車。隨時(shí)我國鐵路跨越式發(fā)展，鐵路列車全面大提速，空調(diào)客車占全國鐵路客車擁有數(shù)量的比例越來越大，從而把我國鐵路空調(diào)客車的發(fā)展推進(jìn)到一個(gè)新的歷史時(shí)期。1.2.2我國鐵路可車空調(diào)與制冷裝置的發(fā)展和面臨的問題1.從客車的供電方式來看，客車空調(diào)經(jīng)歷了有本車供電向集中供電的轉(zhuǎn)變。所謂本車供電指的是空調(diào)客車裝置的用電有單車柴油發(fā)電機(jī)組供電。這種供電方式的特點(diǎn)是：電壓制為110v，空調(diào)與制冷裝置的使用不受整車電壓低的影響，列車編組較為靈活，但車內(nèi)用電器的互換性較差，維修量大。而集中式供電是指全列車空調(diào)與制冷裝置的用電由地面電站通過接觸

15、網(wǎng)集中供電或有列車變掛的發(fā)電車集中供電。這種供電方式餓特點(diǎn)是：具有良好的機(jī)動(dòng)性和適應(yīng)性，不受列車牽引動(dòng)力的限制，電壓制為380220v，車內(nèi)設(shè)備可直接使用民用設(shè)備，便于維護(hù)和使用;但柴油機(jī)使用的柴油消耗量大，運(yùn)行成本較高。另外柴油機(jī)的磨損較大，壽命較短，檢修頻繁。特別是整車用電對(duì)發(fā)電車的依賴性較大，一旦發(fā)電車出現(xiàn)故障從列車中摘減后，將會(huì)對(duì)全列車的用電造成影響。盡管由以上的不足之處，但由于它無可比擬的優(yōu)越性，列車集中供電仍然是鐵路客車用電制的發(fā)展方向。2.從空調(diào)機(jī)組安裝來看，客車空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)歷了由分裝式空調(diào)機(jī)組向單元式空調(diào)機(jī)組過渡。所謂分裝式客車機(jī)組就是將制冷壓縮機(jī)、冷凝器、冷凝風(fēng)機(jī)、貯液器集中裝

16、在一個(gè)箱體中，并懸掛在列車車體底架下，而蒸發(fā)器、通風(fēng)機(jī)、膨脹閥、空氣預(yù)熱器等安裝在車頂內(nèi)部，用銅管將各設(shè)備連接起來，組成一個(gè)封閉的循環(huán)系統(tǒng)。送風(fēng)道不知在車內(nèi)頂棚中央，其上均勻的布置送風(fēng)口。電氣控制柜安裝在乘務(wù)員室內(nèi)。分裝式空調(diào)機(jī)組多采用開啟式壓縮機(jī)或半封閉式壓縮機(jī)。這種安裝形式的特點(diǎn)是：車體重心降低，提高列車運(yùn)行的平穩(wěn)性；但由于體積大，拆裝和檢修不方便，而且制冷管路長，接頭多，容易泄漏，有色金屬銅的使用量大。單元式空調(diào)機(jī)組是把壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器、通風(fēng)機(jī)、冷凝風(fēng)機(jī)以及空氣預(yù)熱器等部件放置在一個(gè)箱體內(nèi)，組成一個(gè)完整的單元，吊裝在車體頂部。根據(jù)車型的不同，每輛車上使用一個(gè)或倆個(gè)單元式空

17、調(diào)機(jī)組。送風(fēng)道布置在車頂棚的中央或倆側(cè)，電器控制柜安裝在乘務(wù)員室內(nèi)。單元式空調(diào)機(jī)組多采用全封閉式壓縮機(jī)。這種安裝形式結(jié)構(gòu)緊湊，制冷量大，關(guān)路短不易泄漏，檢修起來方便，不占用車下空間。所以我國1981年以后生產(chǎn)的空調(diào)客車均采用此種形式。目前單元式空調(diào)機(jī)組的主要形式是kld29和kld40，基本上能夠滿足我國空調(diào)客車的舒適性要求。但由于單元式空調(diào)機(jī)組吊裝在車頂，致使車體鋼結(jié)構(gòu)的整體承載能力下降，提高了車輛重心，降低了列車運(yùn)行的平穩(wěn)新。3.從使用制冷機(jī)的種類看，目前鐵路客車空調(diào)較普遍采用r22.r22是一種氟利昂系列的制冷劑，這類化合物的化學(xué)穩(wěn)定性較好，便于制造，成本低廉，具有理想的溫度壓力性能。在

18、氟利昂系列制冷劑中，不含氫的氟利昂稱為氯氟化碳，是公害物質(zhì)，屬于近期限制和禁止使用的范疇（如r12）；含氫的氟利昂稱為氫氯氟化碳，是低公害物質(zhì)，屬于過渡性的使用范疇（如r22）國內(nèi)地鐵車輛已經(jīng)開始使用非共沸混合制冷劑、共沸混合制冷劑等來代替氟利昂制冷劑。4.從壓縮機(jī)種類看，客車空調(diào)系統(tǒng)使用的壓縮機(jī)是全封閉式壓縮機(jī)。全封閉式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，密封性好，體積小重量輕，電機(jī)能被制冷劑很好的冷卻。但是這種壓縮機(jī)的缺點(diǎn)是不易拆卸，檢修困難。全封閉式壓縮機(jī)屬于活塞式壓縮機(jī)，盡管發(fā)展較早，技術(shù)較為成熟，但與由于活塞式壓縮機(jī)必須設(shè)吸排氣閥片，易損件較多，維修量較大，而且輸氣量受活塞體積的限制，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的

19、慣性力和振動(dòng)比較大。旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單體積小重量輕容積效率高運(yùn)行平穩(wěn)噪音和振動(dòng)小可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，我國鐵路客車空調(diào)與制冷裝置正向這方面發(fā)展。第2章 客車空調(diào)與制冷裝置的構(gòu)造2.1客車空調(diào)與制冷裝置的基礎(chǔ)知識(shí)2.1.1空調(diào)的定義空調(diào)是空氣調(diào)節(jié)的簡稱，它是人們通過人工方法來對(duì)房間(或封閉空間、區(qū)域)的周圍環(huán)境實(shí)施控制和調(diào)節(jié)?？照{(diào)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)空間區(qū)域（一般為密閉）的熱濕環(huán)境、空氣品質(zhì)全面進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，它包含了采暖和通風(fēng)的部分功能。它是實(shí)現(xiàn)對(duì)某一空間內(nèi)的溫度、濕度、潔凈度和空氣流速等進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，并提供足夠量的新鮮空氣的方法。以滿足人體舒適或工藝過程的要求，2.1.2空調(diào)的任務(wù)和目的在某一定空間的

20、空氣濕度、濕度、清潔度和空氣流通速度，進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到并保持滿足人體舒適和生產(chǎn)工藝流程所需要的要求。2.1.3空調(diào)的功能1.降溫：在空調(diào)器設(shè)計(jì)與制造中，一般允許將溫度控制在1632之間。如若溫度設(shè)定過低時(shí)，一方面增加不必要的電力消耗，另一方面造成室內(nèi)外溫差偏大時(shí)，人們進(jìn)出房間不能很快適應(yīng)溫度變化，容易患感冒。2.除濕：空調(diào)器在制冷過程中伴有除濕作用。人們感覺舒適的環(huán)境相對(duì)濕度應(yīng)在4060%左右，當(dāng)相對(duì)濕度過大如在90%以上，即使溫度在舒適范圍內(nèi)，人的感覺仍然不佳。3.升溫：熱泵型與電熱型空調(diào)器都有升溫功能。升溫能力隨室外環(huán)境溫度下降逐步變小，若溫度在-5時(shí)幾乎不能滿足供熱要求。4.凈化空氣：空氣

21、中含一定量有害氣體如nh3、so2等，以及各種汗臭、體臭和浴廁臭等臭氣。空調(diào)器凈化方法有：換新風(fēng)、過濾、利用活性碳或光觸媒吸附和吸收等。2.1.4空調(diào)的一般組成1.通風(fēng)裝置：把室外的新鮮空氣吸進(jìn)室內(nèi)進(jìn)行換氣的裝置。2.暖氣裝置：加熱室內(nèi)或吸進(jìn)來的新鮮空氣，使室內(nèi)加溫（有時(shí)還除濕）的裝置。3.冷氣裝置：對(duì)室內(nèi)或吸進(jìn)來的新鮮空氣進(jìn)行冷卻或除濕的裝置。4.空氣凈化裝置：除去室內(nèi)存在的灰塵及難聞氣味，使空氣凈化的裝置。2.2客車空調(diào)制冷裝置的空氣冷卻系統(tǒng)2.2.1制冷壓縮機(jī)類型、結(jié)構(gòu)及工作原理 1.蒸汽壓縮式制冷的工作原理蒸汽壓縮式制冷機(jī)主要由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置和蒸發(fā)器四個(gè)部件組成，并用管道連接

22、成一個(gè)封閉的循環(huán)系統(tǒng)，如下圖所示。其工作過程：低溫、低壓的制冷劑液體在蒸發(fā)器中吸收被冷卻空間的熱量而汽化成低溫、低壓的蒸汽被壓縮機(jī)吸入。壓縮機(jī)消耗一定的機(jī)械功將制冷劑蒸汽壓縮成壓力溫度較高的蒸汽并排入冷凝器。高溫、高壓的制冷劑蒸汽在冷凝器內(nèi)被環(huán)境介質(zhì)(空氣或水)冷卻，制冷劑蒸汽放出熱量而被冷凝成液體。高溫、高壓的制冷劑液體經(jīng)過節(jié)流裝置節(jié)流降壓，同時(shí)溫度也降低，然后再進(jìn)入蒸發(fā)器在蒸發(fā)器中，低溫、低壓的制冷劑液體又吸收被冷卻空間的熱量，蒸發(fā)成低壓、低溫蒸汽，在被壓縮機(jī)吸入，如此周而復(fù)始的循環(huán)。這樣，制冷劑在封閉的制冷系統(tǒng)中經(jīng)壓縮、冷凝、節(jié)流和蒸發(fā)四個(gè)熱力過程才完成一次循環(huán)。在循環(huán)中，壓縮機(jī)要消耗一

23、定的功，才能將低溫物體放出的熱量轉(zhuǎn)移到高溫的環(huán)境介質(zhì)中去，已達(dá)到制冷的目的。2.制冷壓縮機(jī)的類型1.根據(jù)蒸氣壓縮的原理，壓縮機(jī)可分為容積型和速度型兩種基本類型。容積型壓縮機(jī)根據(jù)壓方式又分為活塞式壓縮機(jī)和旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)；根據(jù)壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)由分為開啟式半封閉式和全封閉式容積型壓縮機(jī)：在容積型壓縮機(jī)中，一定容積的氣體先被吸入到氣缸里，繼而在氣缸里其容積被強(qiáng)制縮小，壓力升高，當(dāng)達(dá)到一定壓力時(shí)氣體被強(qiáng)制從氣缸排出?？梢娙莘e型壓縮機(jī)的吸排氣過程是間歇進(jìn)行，其流動(dòng)時(shí)非連續(xù)穩(wěn)定的。 速度型壓縮機(jī)：在速度型壓縮機(jī)中，氣體的壓力增長是由氣體的速度轉(zhuǎn)換而來的，即先使吸入的氣流獲得一定的高速，然后使之緩慢下來，讓其動(dòng)量轉(zhuǎn)換

24、成為氣體的壓力升高，而后排出?？梢?，速度型壓縮機(jī)的壓縮流程可以連續(xù)進(jìn)行，其流動(dòng)是穩(wěn)定的。目前在制冷和熱泵系統(tǒng)中應(yīng)用的速度型壓縮機(jī)幾乎都是離心式壓縮機(jī)。 2.活塞式制冷壓縮機(jī)是研制最早的壓縮機(jī)，幾乎和機(jī)械制冷方法同時(shí)出現(xiàn)，在一百多年的使用過程中，得到了廣泛發(fā)展和深入研究，直到目前為止，雖然其地位受到其它類型壓縮機(jī)的挑戰(zhàn)，但其產(chǎn)量仍然在各類壓縮機(jī)中占主要地位。按壓縮機(jī)氣缸分布形式分類：可分為直立式、v型、w型、s型（扇形）、y型（星型）等;按使用的制冷劑種類分類：可分為氨用、鹵代烴用制冷壓縮機(jī);按壓縮機(jī)與電動(dòng)機(jī)的組合形式分類：可分為開啟式和封閉式，其中封閉式又可分為全封閉式和半封閉式兩種;按壓縮機(jī)

25、的級(jí)數(shù)分類：可分為單機(jī)單級(jí)和單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)。制冷壓縮機(jī)分類及結(jié)構(gòu)示意簡圖3.活塞式制冷壓縮機(jī)的總體結(jié)構(gòu)和主要零部件1.機(jī)體。它是壓縮機(jī)的機(jī)身，用來安裝和支承其他零部件以及容納潤滑油。2.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。壓縮機(jī)借助該機(jī)構(gòu)傳遞動(dòng)作，對(duì)氣體作功，它包括曲軸、連桿、活塞等。3.配氣機(jī)構(gòu)。它是保證壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮、排氣過程的配氣部件，它包括吸、排氣閥片，閥板和氣閥彈簧等。4.潤滑油系統(tǒng)。它是對(duì)壓縮機(jī)各傳動(dòng)摩擦偶合件進(jìn)行潤滑的輸油系統(tǒng)，它包括油泵、油過濾器和油壓調(diào)節(jié)部件等。5.卸載裝置。它是對(duì)壓縮機(jī)氣缸進(jìn)行卸裁、調(diào)節(jié)冷量、便于啟動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它包括卸載油缸、油括塞、推桿和頂針、轉(zhuǎn)環(huán)等零件。6.軸封裝置。在開

26、啟式壓縮機(jī)中，軸封裝置用來密封曲軸穿出機(jī)體處的間隙，防止泄漏，它包括托板、彈簧、橡膠圈和石墨環(huán)等。4.活塞式制冷壓縮機(jī)的工作原理活塞式壓縮機(jī)的工作是氣缸、氣閥和在氣缸中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞所構(gòu)成的工作容積不斷變化來完成。如果不考慮活塞式壓縮機(jī)實(shí)際工作中的容積損失和能量損失（即理想工作過程），則活塞式壓縮機(jī)曲軸每旋轉(zhuǎn)一周所完成的工作，可分為吸氣、壓縮和壓縮過程、排氣過程。1.吸氣過程：活塞從上止點(diǎn)開始向右移動(dòng)，吸氣閥打開，吸氣過程開始?jí)嚎s機(jī)吸入從蒸發(fā)器中出來的壓力為ps的制冷蒸汽，吸氣過程直至活塞運(yùn)行到下止點(diǎn)位置。最大吸氣容積是氣缸工作容積vp 2.壓縮過程：活塞從下止點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，吸、排汽閥處于關(guān)閉

27、狀態(tài)，氣體在密閉的氣缸中被壓縮，由于氣缸容積逐漸縮小，則壓力、溫度逐漸升高直至氣缸內(nèi)氣體壓力與排氣壓力相等。壓縮過程一般被看作是等熵過程。k1關(guān)閉，氣體被壓縮，當(dāng)p升高到pd時(shí)，k2開啟，曲線。 3.排氣過程： 活塞繼續(xù)向上移動(dòng)，致使氣缸內(nèi)的氣體壓力大于排氣壓力，則排氣閥k2開啟，氣缸內(nèi)的氣體在活塞的推動(dòng)下等壓排出氣缸進(jìn)入排氣管道，直至活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)。此時(shí)由于排氣閥彈簧力和閥片本身重力的作用，排氣閥關(guān)閉排氣結(jié)束。 至此，壓縮機(jī)完成了一個(gè)由吸氣、壓縮和排氣三個(gè)過程組成的工作循環(huán)。此后，活塞又向下運(yùn)動(dòng)，重復(fù)上述三個(gè)過程，如此周而復(fù)始地進(jìn)行循環(huán)。這就是活塞式制冷壓縮機(jī)的理想工作過程與原理?；钊綁?/p>

28、縮機(jī)理想工作過程2.2.1換熱器的類型、結(jié)構(gòu)及作用由于制冷的換熱器主要有冷凝器和蒸發(fā)器，它們是制冷系統(tǒng)必不可少的換熱設(shè)備，其換熱效果直接影響到制冷裝置的重量、性能和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；換熱器是將倆種或倆中以上溫度的流體進(jìn)行熱傳遞的設(shè)備，冷凝器和蒸發(fā)器是制冷裝置的重要設(shè)備，它們的結(jié)構(gòu)類型雖然很多，但基本傳遞方式大都是冷熱倆種流體被金屬壁面隔開而進(jìn)行相互傳熱的，屬于表面式換熱設(shè)備。冷凝器內(nèi)制冷劑由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，放出熱量；而蒸發(fā)器中制冷劑則是由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，吸收熱量。1.冷系統(tǒng)當(dāng)中的冷凝器1.冷凝器的類型 冷凝器按其冷卻介質(zhì)和冷卻方式，可分為水冷式、蒸發(fā)式和空氣冷卻式（或稱風(fēng)冷式）。（1）水冷式冷凝器用

29、水作為冷卻介質(zhì)，是高溫、高壓的氣態(tài)制冷劑冷凝的設(shè)備 稱為水冷式冷凝器。由于自然中水溫一般比較低，因此水冷式冷凝器的冷凝溫度較低，這對(duì)壓縮機(jī)的制冷能力和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性都比較有利。目前制冷裝置中大多采用水冷式冷凝器，所用的冷卻水可以一次流過，也可以循環(huán)使用，但容易在冷凝器表面結(jié)水垢。當(dāng)使用循環(huán)水時(shí)，需建有冷卻水塔和冷卻水池，使離開冷凝器的水再冷卻，以便重復(fù)使用。常用的水冷式冷凝器有臥式殼管式冷凝器、立式殼管式冷凝器和套管式冷凝器等形式。如下圖所示（2）蒸發(fā)式冷凝器用水和空氣作為冷卻介質(zhì)，主要是靠水的蒸發(fā)把熱量帶走。蒸發(fā)式冷凝器特別適用于缺水的地區(qū)，尤其是當(dāng)氣候較干燥時(shí)，應(yīng)用效果更好。需要說明的是，水在

30、冷卻管外汽化時(shí)，將其中的礦物質(zhì)完全留在管子的外表面上，水垢層增長較快，因此蒸發(fā)式冷凝器應(yīng)使用軟水或經(jīng)過軟化處理的水。在結(jié)構(gòu)上，擋水板上方設(shè)預(yù)冷管組，可使進(jìn)入蛇形管組的蒸汽溫度有所降低，這樣有利于減少外表層結(jié)垢?？傊?，蒸發(fā)式冷凝器的主要缺點(diǎn)是管外易結(jié)水垢、易腐蝕，前維修困難。（3）空氣冷卻式冷凝器空氣式冷凝器又稱風(fēng)冷式冷凝器。在這種冷凝器中，制冷劑冷卻凝結(jié)放出的熱量被空氣帶走。空氣式冷凝器多為蛇管式，制冷劑蒸汽在管內(nèi)冷凝，空氣在管外流動(dòng)。根據(jù)空氣運(yùn)動(dòng)的方式，又分為自然對(duì)流式和強(qiáng)迫對(duì)流式倆種形式。如下圖所示由于夏季室外溫度較高，采用空氣冷卻式冷凝器時(shí)，其冷凝溫度也較高，尺寸大，能量消耗也大，但在車

31、輛制冷系統(tǒng)中，由于受運(yùn)用條件的限制，只能采用空氣冷卻式冷凝器。其他小型制冷機(jī)上，如電冰箱、冷藏柜、汽車空調(diào)及民用空調(diào)等，大都采用風(fēng)冷式。2.冷凝器的作用 冷凝器的任務(wù)是將壓縮機(jī)排出的高溫、高壓的制冷劑過熱蒸氣對(duì)外想冷卻介質(zhì)（水貨空氣）放熱，冷卻冷、凝成高溫、高壓的制冷劑液體，其可分為三個(gè)過程。 （1）過熱蒸汽冷卻成為干飽和蒸汽:有壓塑機(jī)排氣溫度下的過熱蒸汽對(duì)外向冷卻介質(zhì)放出濕熱,冷卻為冷凝溫度下的干飽和蒸汽。 （2）干飽和蒸汽冷卻為飽和液體:干飽和液體在冷凝溫度下不斷放出冷凝潛熱而逐漸地冷凝成飽和液體的工程,就是蒸氣凝結(jié)成液體的過程。 （3）飽和液體進(jìn)一步被冷卻為過冷液體:由于冷卻介質(zhì)(水或空

32、氣)的溫度總低于冷凝溫度,故在冷凝器的末端,在保持冷凝壓力不變的情況下,飽和液體一般還可以進(jìn)一步被冷卻,繼續(xù)放出濕熱,使其成為過冷液體。2.制冷系統(tǒng)中的蒸發(fā)器蒸發(fā)器是制冷機(jī)的另一主要熱交換設(shè)備。在蒸發(fā)器中，制冷劑液體在較低溫度下蒸發(fā)而轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?，利用制冷劑的氣化潛熱，吸收被冷卻介質(zhì)的熱量而是被冷卻介質(zhì)的溫度降低。所以，蒸發(fā)器是制冷系統(tǒng)中產(chǎn)生和輸出冷量的設(shè)備。1.蒸發(fā)器的類型 蒸發(fā)器按冷卻介質(zhì)的不同冷卻液體（水、鹽水等）的蒸發(fā)器和冷卻空氣的蒸發(fā)器倆種。冷卻液體的蒸發(fā)器殼管臥式蒸發(fā)器（載冷劑在管內(nèi)流動(dòng)，制冷劑在管外殼內(nèi)流動(dòng)蒸發(fā)）、干式蒸發(fā)器（制冷劑在蒸發(fā)器全部蒸發(fā)）和沉浸式蒸發(fā)器（直接將蒸發(fā)器浸在

33、載冷劑中）；冷卻空氣的蒸發(fā)器有冷卻排管式蒸發(fā)器和直接蒸發(fā)空氣冷卻蒸發(fā)器倆種。 （1）冷卻排管式蒸發(fā)器 冷卻排管式蒸發(fā)器的特點(diǎn)是空氣在管外自然對(duì)流，制冷劑在管內(nèi)蒸發(fā)，傳熱系數(shù)較小，冷卻排管式蒸發(fā)器多用于冷庫和冷藏箱中。（2）直接蒸發(fā)式空氣冷卻器直接蒸發(fā)式空氣冷卻器也稱冷風(fēng)機(jī)。其特點(diǎn)是制冷劑在管內(nèi)蒸發(fā)，管外空氣在風(fēng)機(jī)作用下強(qiáng)迫流動(dòng)，傳熱系數(shù)比冷卻排管式蒸發(fā)器高。它是用于各種空調(diào)機(jī)組冷藏庫及低溫試驗(yàn)箱中?？蛙嚳照{(diào)系統(tǒng)中均采用直接蒸發(fā)式空氣冷卻器。直接蒸發(fā)式冷卻器結(jié)構(gòu)如上圖示，空氣冷卻器也是制作成長方體形的蛇形管組，外部有邊框以形成空氣通道。蛇形管組是將預(yù)先沖好孔的鋁肋片用套片機(jī)套在銅管簇上，肋片根部

34、帶有卷邊，以保證套裝后的肋片間距。然后將套完片的管簇內(nèi)部充以高壓水，使基管漲大，保證基管與鋁片間接觸良好，減小熱阻和提高強(qiáng)度。由于蒸發(fā)器安裝在車內(nèi)比較干凈，故空氣冷卻器的肋片間距較冷凝器的要小。但一些低溫制冷設(shè)備中，蒸發(fā)溫度低，蒸發(fā)器易結(jié)霜，其肋片間距應(yīng)適當(dāng)增大。由于制冷劑分配到各通路是否均勻?qū)φ舭l(fā)器的冷卻效果影響很大，所以在蒸發(fā)器的今夜處設(shè)有分液器1。2.蒸發(fā)器的作用 自節(jié)流裝置過來的氣液混合狀態(tài)（液體占80%以上）制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器，低溫低壓的制冷劑液體在蒸發(fā)器中不斷吸收被冷卻介質(zhì)的熱量而其化成低溫、低壓氣體。制冷劑液體再在蒸發(fā)器中處于泡狀沸騰，沸騰時(shí)在傳熱表面產(chǎn)生許多氣泡，這些氣泡逐漸增大

35、，脫離表面并在液體中上升，它們上升后，在該處又繼續(xù)產(chǎn)生一個(gè)個(gè)氣泡，該過程習(xí)慣上被稱做蒸發(fā)過程，實(shí)際上是沸騰過程。其一般可分為以下倆個(gè)過程:a.濕蒸氣汽化成干飽和蒸汽。低溫、低壓的氣液混合制冷劑吸收被冷卻介質(zhì)的熱量而汽化成低溫、低壓的飽和制冷劑蒸汽。b.干飽和蒸汽進(jìn)一步過熱成過熱蒸汽。由于被冷卻介質(zhì)（水或空氣）的溫度總是高于蒸發(fā)溫度，故在蒸發(fā)器的末端，在保持蒸發(fā)壓力不變的情況下，干飽和蒸汽還可以繼續(xù)吸收熱量，使其成為過熱蒸汽2.3客車空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)和采暖裝置改革開放以來，我國空調(diào)開車發(fā)展迅速，起初，人們主要重視空調(diào)機(jī)組的質(zhì)量和空調(diào)效果，只滿足于空調(diào)機(jī)組能正常工作、客室內(nèi)能夠?qū)睾蜕郎亍，F(xiàn)在，隨著上

36、述問題的逐步解決，人們開始注重客車內(nèi)的舒適性，特別是我國開行高速客車后，當(dāng)列車的速度提高后，在倆車交會(huì)或客車穿過隧道時(shí)，因氣壓變動(dòng)，旅客會(huì)產(chǎn)生“刺耳”的感覺，該問題也需要通過設(shè)置良好的客車通風(fēng)來解決。通風(fēng)系統(tǒng)是客車空調(diào)裝置中唯一不分季節(jié)而長期運(yùn)轉(zhuǎn)的系統(tǒng)，因此它的質(zhì)量狀態(tài)直接影響到旅客的舒適性和空調(diào)裝置的經(jīng)濟(jì)性。2.3.1通風(fēng)系統(tǒng)1.通風(fēng)系統(tǒng)的作用和組成通風(fēng)系統(tǒng)的作用是將車外新鮮空氣吸入并與車內(nèi)再循環(huán)空氣混合，經(jīng)過濾灰塵和雜質(zhì)后，再輸送和分配到車內(nèi)，同時(shí)排出多余的污濁空氣，以保證車內(nèi)空氣的潔凈度，以及合適的流動(dòng)速度和氣流組織。通風(fēng)系統(tǒng)有機(jī)械強(qiáng)迫通風(fēng)和自然通風(fēng)。其由通風(fēng)機(jī)組、空氣過濾器、新風(fēng)口、送

37、風(fēng)道、回風(fēng)口、回風(fēng)道和排廢氣口等組成。1.通風(fēng)機(jī)組 通風(fēng)機(jī)組是通風(fēng)系統(tǒng)的動(dòng)力裝置，其作用是吸入車外新風(fēng)和車內(nèi)回風(fēng)，并將處理后的混合空氣加壓，通過主風(fēng)道送入客室，通風(fēng)機(jī)組結(jié)構(gòu)如圖，它通常是由一臺(tái)雙向伸軸的雙速電機(jī)和倆臺(tái)離心式通風(fēng)機(jī)組成。 目前，通風(fēng)電機(jī)多為雙速電機(jī)。德國進(jìn)口的mab型空調(diào)機(jī)組中采用的通風(fēng)機(jī)電機(jī)為直流電機(jī)，通過改變激磁電流和工作電流獲得雙速;國產(chǎn)單元式空調(diào)機(jī)組的通風(fēng)機(jī)電機(jī)為三相交流電機(jī)，通過變極獲得雙速。通風(fēng)機(jī)大多采用多葉片、低噪聲、離心式風(fēng)機(jī)，在電機(jī)作用下獲得倆種風(fēng)量以滿足旅客在不同季節(jié)的需要。通常在夏季將通風(fēng)機(jī)置于高速位，冬季則置于低速位；此為，還可以根據(jù)車內(nèi)不同的旅客數(shù)量采不

38、同的轉(zhuǎn)速，當(dāng)夏季高溫、高濕且車內(nèi)旅客較少的情況下，可將通風(fēng)機(jī)置于低速位，減少車內(nèi)的新風(fēng)量。如果通風(fēng)機(jī)組安裝在空氣處理設(shè)備（蒸發(fā)器、預(yù)熱器）后面，混合空氣先經(jīng)處理設(shè)備處理，再經(jīng)通風(fēng)機(jī)吸入加壓后送入主風(fēng)道，則稱為吸入式; 如果通風(fēng)機(jī)組安裝在空氣處理設(shè)備前面，混合后的空氣先經(jīng)通風(fēng)機(jī)吸入再打向處理設(shè)備，經(jīng)處理后進(jìn)入主風(fēng)道，則稱為壓出式。2.風(fēng)道風(fēng)道的作用是輸導(dǎo)空氣。在送風(fēng)系統(tǒng)里，依靠它，把處理好的新鮮空氣輸送到客車車廂內(nèi)；在排放系統(tǒng)里，依靠它，把需要排出的污濁空氣輸送至車外。這種用以輸送空氣的管道可以有各種不同的材料制成，也可以有很多不同的構(gòu)造和斷面形式。在客車空調(diào)裝置中，風(fēng)道應(yīng)滿足經(jīng)濟(jì)、耐腐蝕、隔熱

39、好-重量輕和易于加工等方面的要求。常用的材料有鍍鋅鐵皮、鋁合金板、玻璃鋼和膠合板等。（1） 主風(fēng)道主風(fēng)道的作用是將經(jīng)過處理后的空氣輸送到室內(nèi)。主風(fēng)道的截面一般為矩形，。有等截面風(fēng)道和變截面風(fēng)道之分。等截面風(fēng)道結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，但空氣愈留到尾部，流速愈小，壓力愈低，因而需要在送風(fēng)道口設(shè)置風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置。采用變截面風(fēng)道，基本上可做到等壓送風(fēng)，使風(fēng)道空氣流水不變，送風(fēng)均勻，且可以節(jié)省原材料，但其結(jié)構(gòu)和制造工藝較復(fù)雜。如25g型客車空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)，主風(fēng)道沿車頂縱向布置，為新型玻璃鋼靜壓送風(fēng)道，風(fēng)道下面與車內(nèi)中頂板之間的空氣形成靜壓區(qū)，沖有排孔的中頂板兼作送風(fēng)孔板，送風(fēng)均勻，無需設(shè)風(fēng)量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。（2） 回

40、風(fēng)道 回風(fēng)道是用來抽取室內(nèi)再循環(huán)空氣的，其斷面結(jié)構(gòu)根據(jù)車內(nèi)布局而定。一般客車倆端的小走廊兼作回風(fēng)道，包間式客車走廊和小走廊均兼作回風(fēng)道。（3） 排風(fēng)道排風(fēng)道用以排除車內(nèi)污濁空氣，即排風(fēng)口與廢排風(fēng)扇或自然通風(fēng)器間的通道。3.風(fēng)口（1）新風(fēng)口 新風(fēng)口即車外新鮮口氣的吸入口。新風(fēng)口一般裝有百葉窗一放雜物和雨雪進(jìn)入車內(nèi)。新風(fēng)口設(shè)置的位置隨通風(fēng)結(jié)構(gòu)裝置而異，德國進(jìn)口的空調(diào)車，新風(fēng)口設(shè)在通風(fēng)機(jī)端車門上。目前國產(chǎn)單元式空調(diào)機(jī)組，新風(fēng)口大多設(shè)在機(jī)組上與出風(fēng)口相對(duì)的另一端部。新風(fēng)口處一般濾塵器和風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置，用以凈化空氣和根據(jù)需要調(diào)節(jié)新風(fēng)量。（2）送風(fēng)口送風(fēng)口是用來向客室內(nèi)分配空氣的。送風(fēng)口大多裝有送風(fēng)器（散流

41、器）及風(fēng)量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。它不但使客室內(nèi)送風(fēng)均勻、溫度均勻、達(dá)到氣流組織分布合理的效果，還可以根據(jù)需要來調(diào)節(jié)送風(fēng)量的大小。送風(fēng)口沿主風(fēng)道均勻布置，有百葉窗式和多孔頂板式倆種。后一種散流效果更好一些。采用上述通風(fēng)形式時(shí)，多數(shù)車輛的溫度均勻性超過鐵標(biāo)規(guī)定的要求。設(shè)置在風(fēng)道內(nèi)的各送風(fēng)口風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置，在實(shí)際調(diào)節(jié)過程中，因?qū)嶋H的因數(shù)很多，很難將各送風(fēng)口的送風(fēng)量調(diào)節(jié)均勻。為了解決上述問題，后來研制出靜壓送風(fēng)的條縫式均勻送風(fēng)風(fēng)道及送風(fēng)口。該風(fēng)道由中央主風(fēng)道和靜壓箱風(fēng)道組成，其斷面形式為矩形，在靜壓風(fēng)道的底部或側(cè)部開有縱向條縫式送風(fēng)口，該送風(fēng)形式取消了風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置，風(fēng)道阻力小，利于靜壓送風(fēng)原理，送風(fēng)均勻。（3）回風(fēng)

42、口回風(fēng)口是客室內(nèi)再循環(huán)混合空氣的吸入口。一般設(shè)在內(nèi)端墻倆側(cè)下部或小走廊平頂板的檢查門上，外表面設(shè)有格柵。乘務(wù)員室、配電室、包間拉門或拉們倆側(cè)間壁下部設(shè)有通風(fēng)孔板或百葉窗，與走廊或小走廊相通構(gòu)成回風(fēng)風(fēng)道。近年來新建空調(diào)客車，回風(fēng)口均設(shè)在小走廊平頂板的檢查門上，打開此檢查門可更換回風(fēng)過濾網(wǎng)，拆下新風(fēng)過濾網(wǎng)調(diào)節(jié)新風(fēng)百葉和檢查溫度控制傳感器.4.廢排裝置 廢排就是將客室內(nèi)廢氣和多余的空氣排出車外，通常由自然通風(fēng)器和排風(fēng)扇來完成。不設(shè)廢排裝置的客車，車內(nèi)多余空氣依靠車內(nèi)正門，由門縫、廁所排便器等處排出車外。（1） 自然通風(fēng)器自然通風(fēng)器利用通風(fēng)器處于車外氣流中形成背壓真空及車內(nèi)上、下部溫度不同而形成空氣容重差，誘導(dǎo)車內(nèi)空氣排出車外，以完成通風(fēng)換氣作用，如下圖 （2） 排風(fēng)扇排風(fēng)扇采用軸流風(fēng)機(jī)，如下圖所示，安裝在洗手間、廁所等處的車頂部，直接抽取車內(nèi)廢氣排出車外。 5.空氣過濾器 空氣中總是不同程度的含有各種灰塵和雜質(zhì)?；覊m聚集在換熱器表面會(huì)降低換熱效果，降低空調(diào)經(jīng)