自動空調(diào)系統(tǒng)工作原理及正確使用與維護

1、自動空調(diào)系統(tǒng)工作原理及正確使用與維護在一定的環(huán)境溫度和濕度下,人們會感到很舒適。這種舒適感對于駕駛過程不受影響來說非常重要。車內(nèi)氣候?qū)︸{駛員的無疲勞駕駛和行駛安全有著直接影響。舒適的車內(nèi)溫度由當前車外溫度、陽光直射情況和足夠的空氣流量來決定的:·較低的車外溫度(-20要求較高的車內(nèi)溫度(28和較高的空氣流量(約56kg/min·較高的車外溫度(40要求較低的車內(nèi)溫度(23和較高的空氣流量(約10kg/min即使是現(xiàn)代化的汽車暖風和通風系統(tǒng),也無法在車外溫度較高時提供令人滿意的舒適性:·在陽光直射較強時,受熱的車內(nèi)空氣只能對處于環(huán)境溫度下的空氣來替換·如果

2、通過打開車窗和滑動天窗,或提高風扇轉(zhuǎn)速來提高舒適性,常常會造成空氣進入車內(nèi)攜帶著其他問題,例如噪音、廢氣、花粉等。花粉過濾器用于清潔空氣,對于過敏體質(zhì)的人非常有利汽車空調(diào)理論基礎(chǔ)知識適宜的環(huán)境溫度可以使人感到舒適。我們對冷熱的感覺在很大程度上取決于自身的體溫。但是,從物理學角度講,不存在絕對冷的狀態(tài),從絕對零度273.18開始,身體或物體只有暖涼之分。為了降低物體溫度,需要帶走物體聚集的熱量。要想帶走物體上所有的熱量,使物體溫度降至絕對零度,在理論上可行,而實際中這種情況是不能夠?qū)崿F(xiàn)的。熱的傳送方式:通過熱量流動改變溫度,熱量終從高溫熱源流向低溫熱源。溫度的變化只在熱量從一種物質(zhì)流向另一種物質(zhì)

3、時發(fā)生。熱量從熱的區(qū)域傳到冷的區(qū)域可以通過以下三種途徑中的一種或多種傳播。傳導:最簡單的傳熱方式是熱傳導。熱量通過固體或液體等介質(zhì)來傳播,在物質(zhì)中從一個分子傳遞到另一個分子。對流:氣體和液體中的熱量通過受熱媒介的上升運動而轉(zhuǎn)移。對流是通過移動傳熱介質(zhì)來進行傳熱的一個過程。傳熱介質(zhì)是流動的,處于液態(tài)或氣態(tài)。因此,我們可以把一處加熱介質(zhì)加熱,然后把它轉(zhuǎn)移到放熱的另一處。對流時傳熱介質(zhì)和熱量連續(xù)地流動。在車廂內(nèi)對流作用使空氣循環(huán),循環(huán)的空氣把熱量從駕駛員和乘客的身上帶走,傳到蒸發(fā)器,然后再被傳到較冷的蒸發(fā)器葉片進行對熱的空氣進行冷卻、對過多的濕氣進行冷凝。輻射:熱量主要通過不可見的輻射線傳遞,可以從

4、一個地方傳到另一個地方卻不加熱它所經(jīng)路徑的空氣。輻射熱可以從任何熱的物體通過空間傳到相對較冷的物體。熱輻射受到輻射體(熱量離開的地方和接收體(熱量吸收的地方雙方顏色和結(jié)構(gòu)的影響。夏季通過車窗射入車廂內(nèi)的陽光,被車內(nèi)深色內(nèi)飾所吸收,致使車廂內(nèi)的溫度可達66或更高。同時車輛發(fā)動機、散熱器和排氣系統(tǒng)也會產(chǎn)生熱輻射,這些輻射出的熱量可以通過一定的途徑傳進車廂內(nèi)。熱力學第一定律(能量守恒定律:熱量是能量的一種形式,與其他能量形式一樣,熱量既不能創(chuàng)造,也不可能消耗,它只能轉(zhuǎn)化成其他能量形式。熱力學第二定律:在自然界熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體,而不能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體。工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù):在

5、汽車空調(diào)的制冷系統(tǒng)中,要利用制冷劑的狀態(tài)變化來吸取車廂內(nèi)的熱量,并將此熱量和被壓縮機壓縮時產(chǎn)生的熱量一起排人大氣。制冷劑在工作過程中會處于不同的狀態(tài):氣態(tài)和液態(tài);溫度高和溫度低;壓力高和壓力低。這就是工質(zhì)的狀態(tài)。用來說明工質(zhì)狀態(tài)的物理量稱為工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)。壓力是單位面積上所受的垂直作用力,單位Pa。大氣壓力是由地面上的大氣層動所造成的壓力,隨地區(qū)的緯度、海拔、氣候條件而變化;物理學上規(guī)定在緯度45。海平面上,常年平均的大氣壓力為“標準大氣壓”。表壓力和絕對壓力:在汽車空調(diào)中常用壓力表來測量系統(tǒng)工作壓力,壓力表顯示的壓力就是表壓力。絕對壓力為表壓力與大氣壓力之和。真空度當絕對壓力低于大氣壓力時,

6、即表壓力為負值。此時,表壓力的絕對值稱為真空度。溫度是衡量物體冷熱程度的一個物理量。根據(jù)分子運動論,溫度是大量分子的移動動能平均值的標志。用以測量溫度的標尺稱為溫標,常用的溫標有攝氏溫標和熱力學溫標兩種。也有用華氏溫標來表示溫度值的。熱力學溫度K是法定計量單位,它的基準是以水的三相點(0.01為273.15K。攝氏溫度t(和熱力學溫度T(K之間的換算關(guān)系是: t=273.15。濕度是空氣可以吸收霧化水,空氣吸收霧化水的能力隨著溫度上升而增強。當水分飽和的暖氣流被冷卻時,氣體中無法儲存的水分將轉(zhuǎn)化為液體。當在環(huán)境氣溫較高時,我們可以看到制冷效果好的車廂內(nèi),在空調(diào)出風口吹出的白霧狀氣流和凝結(jié)在導流

7、葉片上的水珠,還有蒸發(fā)器部位排水口不斷滴流下來的凝結(jié)水,這都說明空氣中含有霧化水較多,也就是空氣溫度較大。物理狀態(tài):工質(zhì)的比體積是單位質(zhì)量工質(zhì)的體積。根據(jù)環(huán)境壓力和溫度,每種物質(zhì)都具有不同的物理狀態(tài)。固體:固態(tài)的物質(zhì),它有確定的形狀和組成,固體只在一個方向上產(chǎn)生壓力,就是因為地球的引力而產(chǎn)生向下的力。水通常會在低于0(水的冰點時以固體(冰的形式存在,固態(tài)時水的分子和原子中的電子仍舊繞質(zhì)子旋轉(zhuǎn),但是它的速度會隨熱能的減少而降低。液體:固態(tài)物質(zhì)加熱到一定程度后,大多數(shù)的固體會熔化而變成液體。雖是同一種物質(zhì),但熱能已經(jīng)使分子擺脫了束縛,從而使物質(zhì)可以流動。液體沒有具體的形狀,并且需要容器來容納,這使

8、得液體的形狀與容器的形狀相同。液體同樣會受重力的影響,但它還向容器側(cè)面施加壓力?？照{(diào)系統(tǒng)中的制冷劑在一定壓力下是以液態(tài)形式存在的。水在0100之間通常為液體,它的分子與冰相同,只是熱能增強了電子的運動。氣體:給液體物質(zhì)加熱到一定程度后,液體會在沸騰時變?yōu)闅怏w。它們還是同一種物質(zhì),只是熱能進一步釋放分子間的束縛,使分子完全不再具有形狀,并且迅速膨脹以至于它具有很小的重量。氣體可以向各個方向施加壓力?？照{(diào)系統(tǒng)中的制冷劑在通過膨脹閥后轉(zhuǎn)為液霧狀態(tài),再在蒸發(fā)器內(nèi)受車內(nèi)循環(huán)熱空氣的作用沸騰變?yōu)闅鈶B(tài)被傳送。水在標準大氣壓下,高于100的溫度下,通常沸騰變?yōu)樗魵?它的分子與水和冰相同,只是熱能使分子的運動

9、大大增強了。顯熱:可以感覺到,它可以通過溫度計測量,如給1kg、10的水加4186J的熱量,它的溫度會升到11。潛熱:不同物理狀態(tài)可以同時存在。在恒定壓力下物質(zhì)由于受熱或受冷而改變物理狀態(tài)時,其溫度在狀態(tài)改變之前將保持不變。物質(zhì)改變狀態(tài)時吸收或放出的能量稱為潛熱。如給100的水繼續(xù)加熱,水只會在沸騰的狀態(tài)下變?yōu)楦嗟乃魵?水和水蒸氣都還是100,新增的熱量只是使水的形態(tài)改變了。給汽車的蒸發(fā)器加熱，使液態(tài)的制冷劑改變狀態(tài)，它吸收了蒸發(fā)的潛熱，這些熱量從 系統(tǒng)的冷凝器放出，同時由氣體變回液體，冷凝器的潛熱被釋放出 來。 汽化和冷凝： 汽化：物質(zhì)有氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種狀態(tài)，在一定條件下可以 互相轉(zhuǎn)

10、化。由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的相變過程稱為氣化過程。汽化有兩 種方式， 即蒸發(fā)與沸騰。 在任何溫度下， 液體表面發(fā)生的氣化現(xiàn)象， 即液體表面上的分子脫離周圍液體分子的引力而逸入氣體空間的 現(xiàn)象稱為蒸發(fā)。蒸發(fā)過程的快慢與液體表面溫度下的飽和壓力、氣 體空間中該液體的分壓力差及蒸發(fā)表面積大小有關(guān)。液體溫度愈 高，其相應(yīng)的飽和壓力就愈高，與液體表面以上氣體空間該物質(zhì)的 分壓力差也愈大，蒸發(fā)就愈快。 將一定壓力下的液體加熱到相應(yīng)的飽和溫度時， 在加熱面和液 體內(nèi)部會產(chǎn)生大量氣泡，這些氣泡由于浮力，不斷上升而逸入氣體 空間，如圖 3 所示。這種在液體表面和液體內(nèi)部同時進行的劇烈汽 化現(xiàn)象稱為沸騰。液體沸騰時溫度叫做沸點?？梢酝ㄟ^增加或降低 對液體施加的壓力來使它的沸點升高或降低。 蒸發(fā)與沸騰雖同屬于汽化現(xiàn)象， 但在一定壓力下的液體在任何 溫度下都可蒸發(fā)，而只有液體溫度達到相應(yīng)壓力下的飽和溫度(沸 點時液體才能沸騰。汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器中所進行的是制 冷劑液體在蒸發(fā)壓力下的沸騰過程。R134a 的沸點在一個標準大氣 壓力下-26.5。 對液體加熱，可使液體沸騰。反之，對液體降壓也可使液體沸 騰。如冷凝液體經(jīng)節(jié)流膨脹閥后，有部分液體汽化便是由壓力降低 引起的，汽化后產(chǎn)