汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、鄭州科技學(xué)院專科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目 汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓 名 專 業(yè) 汽車制造與裝配 班 級 08汽配 系 別 機(jī)械工程系 指導(dǎo)老師 完成時(shí)間 2010年12月15日 汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的發(fā)展是駕駛員及乘車在駕駛和乘車的時(shí)候能擁有一個(gè)比較舒適的駕駛和乘車環(huán)境。由于汽車空調(diào)比家用空調(diào)使用的環(huán)境更加惡劣，所以對汽車空調(diào)要求很高，另外汽車空調(diào)的安裝比家用空調(diào)難度大要求高，所以需要設(shè)計(jì)出新的汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)。本文針對汽車空調(diào)發(fā)展史、汽車制冷劑及汽車空調(diào)各主要部件的作用及工作原理做了講解。還對汽車空調(diào)工作原理做了簡單的說明。 關(guān)鍵詞 汽車空調(diào) 制冷系統(tǒng) 組成原理AUTOM

2、OTIVE AIR CONDITIONING AND REFRIGERATION SYSTEM DESIGNABSTRACTAutomotive air conditioning and refrigeration system is the development of the driver and ride in driving and driving time can have a more comfortable posture and driving environment. Because automotive air conditioning than household air

3、-conditioner use environment more severe, so for automotive air conditioning is demanding, additionally the installation of air conditioning than household air-conditioner difficult require high, so we need to design a new automobile air-conditioning and refrigeration system. This paper automotive a

4、ir conditioning history, automobile refrigerants and automotive air conditioning of major parts of function and principle of work of automotive air conditioner explaining. Work principle of simple explanation. KEY WORDS Automotive air conditioning The refrigeration system Composition principle目 錄中文摘

5、要.I英文摘要 .II1汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的發(fā)展.12 車空調(diào)制冷系統(tǒng)特點(diǎn).13 汽車空調(diào)制冷劑和潤滑油.13.1 制冷劑.13.2 潤滑油.24 汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)各主要部件.34.1 壓縮機(jī).34.1.1 壓縮機(jī)的合理選型和匹配.34.1.2 確定合適的傳動(dòng)比.54.2 膨脹閥和膨脹節(jié)流管.74.2.1 膨脹閥.74.2.2 膨脹節(jié)流管的結(jié)構(gòu)和工作原理.104.3 冷凝器.114.3.1 汽車空調(diào)冷凝器的作用與布置.114.3.2 冷凝器的結(jié)構(gòu).114.4 蒸發(fā)器.124. 4. 1 作用和特點(diǎn).124.4.2 主要結(jié)構(gòu)形式.124.4.3 蒸發(fā)器箱總成構(gòu)造.134.5 儲液干燥器.144.6

6、 氣液分離器（積累器）.154.7 電磁離合器.164.8 電磁閥.174.9 電磁旁通閥.185 汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)布置及制冷原理.195.1 汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)布置.195.2 汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)原理.19結(jié)束語.21致 謝.22參考文獻(xiàn).231汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的發(fā)展汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)是1939年由美國通用汽車公司帕克公司首先在轎車上安裝又機(jī)械制冷的空調(diào)器。這項(xiàng)技術(shù)由于二次世界大戰(zhàn)而停止了發(fā)展。戰(zhàn)后的美國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，特別是因1950年美國石油產(chǎn)地的炎熱天氣，急需大量的冷氣車，而使單一降溫的空調(diào)汽車得以迅速發(fā)展起來。歐洲、日本到1957年才加裝這種單一冷氣轎車。單一降溫的方法目前仍在熱帶、亞熱帶地

7、區(qū)使用【1】。2 汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)特點(diǎn)（1)空調(diào)裝置運(yùn)行時(shí)振動(dòng)較大，汽車空調(diào)裝置是移動(dòng)式車載空調(diào)裝置，由于道路不平，汽車在行駛中顛簸振動(dòng)大，所以裝置中連接管道應(yīng)采用撓性制冷劑管道。(2)冷凝器緊靠著發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱器,所以它的冷凝溫度往往是低高的,所以其運(yùn)行工況比其它空調(diào)裝置惡劣。(3)汽車空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機(jī)是直接由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的，它是通過一個(gè)皮帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)壓縮機(jī)不工作時(shí)，壓縮機(jī)可以與發(fā)動(dòng)機(jī)脫開，它是通過一個(gè)電子離合器來實(shí)現(xiàn)的。空調(diào)系統(tǒng)停止工作時(shí)，應(yīng)經(jīng)常檢查皮帶的松緊，以確定離合器動(dòng)作是否正確，有時(shí)離合器因軸承的損壞而影響壓縮機(jī)的軸封，造成壓縮機(jī)軸封處制冷劑泄漏。所以要檢查離合器軸承損壞的早

8、期跡象【2】。3 汽車空調(diào)制冷劑和潤滑油3.1 制冷劑 制冷系統(tǒng)中各個(gè)部件中的功能都是通過制冷劑工質(zhì)的流動(dòng)和狀態(tài)變化來實(shí)現(xiàn)的。汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中目前都是采用蒸汽壓縮式制冷方式。由于汽車空調(diào)的冷卻條件比固定式制冷系統(tǒng)差，所以為了防止冷凝壓力過高，應(yīng)使用飽和蒸汽壓力相對較低的制冷劑。在以前生產(chǎn)的汽車空調(diào)中大都是用R12，但隨著發(fā)現(xiàn)CFC類物質(zhì)對大氣臭氧層的破壞作用，根據(jù)關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾儀定書，CFC類物質(zhì)在2000年前已完全禁用。因此目前生產(chǎn)的汽車空調(diào)中采用的大都是R134a工質(zhì)。用R134a替代R12后，制冷系統(tǒng)在許多地方需要改進(jìn)。兩者相比R134a的傳熱性能比R12高30左右，但流

9、動(dòng)阻力較大；R134a的冷凝壓力高而蒸發(fā)壓力低，因此壓縮機(jī)的壓比大，功耗增加：R134a的氣體比容大，單位容積制冷量小，壓縮機(jī)的體積增大；R134a的絕熱指數(shù)小，而比熱較大，因此壓縮機(jī)的排氣溫度降低，而節(jié)流損失增大。對R134a和R12的理論循環(huán)進(jìn)行計(jì)算發(fā)現(xiàn)前者的性能系數(shù)COP值約低3-6。另外R134a汽車空調(diào)系統(tǒng)的許多地方需要相應(yīng)改變，如潤滑油用人工合成油代替原先的礦物油，橡膠軟管需增加一層尼龍防止制冷劑滲漏等【3】。3.2 潤滑油 制冷壓縮機(jī)中使用潤滑油(又稱冷凍油)的主要作用有潤滑、密封、冷卻和消除噪音。冷凍油的性能參數(shù)包括粘度、凝固點(diǎn)、閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和濁點(diǎn)。冷凍油的存在會(huì)影響傳熱效果，增

10、加功耗，因此根據(jù)潤滑油的性質(zhì)舍理選擇冷凍油的充灌量對制冷系統(tǒng)是非常重要的。汽車空調(diào)中R134a制冷劑是以礦物油為潤滑油，但礦物油與制冷劑R134a不相溶而不能使用。目前能與R134a相溶的有PAG和POE(ester)兩類潤滑油。其中PAG是一種合成多元醇，由于有不同的分子結(jié)構(gòu)而分成許多種類，分別呈現(xiàn)不同物理性質(zhì)。R134a應(yīng)用初期，主要采用PAG作為冷凍油。由于PAG的一些不利性能，及多元醇酯POE(ester)合成油的研制成功，加上ester具有許多比PAG更好的性能，故逐漸人們的研究已轉(zhuǎn)移至POE上。POE(ester)是一種合成多元醇酯又稱為酯類油，山精選的多元醇酯基礎(chǔ)油和添加劑配置而

11、成。主要成分是季戊四醇、三甲基丙酮和各種直煉或支鏈型酯酸。POE與R134a及R12等制冷劑互溶具有較好的抗磨性、潤滑性、穩(wěn)定性和防腐性【4】。4 汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)各主要部件4.1 壓縮機(jī)4.1.1 壓縮機(jī)的合理選型和匹配汽車空調(diào)壓縮機(jī)是汽車制冷系統(tǒng)的心臟，是推動(dòng)制冷劑在制冷系統(tǒng)中不斷循環(huán)的動(dòng)力源，壓縮機(jī)機(jī)型和性能參數(shù)的合理選擇、傳動(dòng)比的合理確定對整車空調(diào)系統(tǒng)的影響是非常重要的。圖 4-1 為壓縮機(jī)圖 。圖 4-1 壓縮機(jī)4.1.1.1 壓縮機(jī)機(jī)型選型根據(jù)工作方式的不同，壓縮機(jī)一般可以分為往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式，常見的往復(fù)式壓縮機(jī)有活塞式和斜盤式，常見的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)有旋轉(zhuǎn)葉片式。活塞式壓縮機(jī)是第1代壓

12、縮機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單，制冷效率低，目前大多應(yīng)用在客車和卡車的大排量空調(diào)系統(tǒng)中。斜盤式壓縮機(jī)是第2代壓縮機(jī)，在1500r/min時(shí), 制冷效率比活塞式壓縮機(jī)高10，是輕型客車和轎車主選壓縮機(jī)，豪華型車輛，適宜采用變排量斜盤式壓縮機(jī)。旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機(jī)是第3代壓縮機(jī)，在1500r/min時(shí),制冷效率比往復(fù)式壓縮機(jī)高20，由于制冷效率高、噪聲和振動(dòng)小，在汽車空調(diào)系統(tǒng)上也有一定的應(yīng)用。壓縮機(jī)機(jī)型應(yīng)根據(jù)不同的車型，綜合成本經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性等方面合理進(jìn)行選擇【5】。4.1.1.2 壓縮機(jī)性能參數(shù)選型性能參數(shù)選型第一步是計(jì)算車輛的熱負(fù)荷，并根據(jù)此計(jì)算結(jié)果進(jìn)行初步選型，選型原則是壓縮機(jī)在設(shè)計(jì)規(guī)定轉(zhuǎn)速下額定制冷量不得

13、低于空調(diào)系統(tǒng)名義制冷量的93，輸入功率不得超過設(shè)計(jì)規(guī)定值的105,單位功率制冷量不得低于設(shè)計(jì)值的95。壓縮機(jī)主要性能參數(shù)包括：排量、最高允許瞬時(shí)轉(zhuǎn)速、最高允許連續(xù)轉(zhuǎn)速、壓縮機(jī)性能曲線等。表1為壓縮機(jī)排氣量與系統(tǒng)制冷量一般選型規(guī)范。大中型客車的設(shè)計(jì)規(guī)定轉(zhuǎn)速一般為壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速為20002500rpm?，F(xiàn)在大中型客車主發(fā)動(dòng)機(jī)功率一般較大，所以壓縮機(jī)輸入功率一般不考慮，主要分析壓縮機(jī)在規(guī)定轉(zhuǎn)速下的額定制冷量、單位功率制冷量是否滿足設(shè)計(jì)要求。輕型客車和轎車由于發(fā)動(dòng)機(jī)功率小，必須考慮壓縮機(jī)的輸入功率和額定制冷量。分析壓縮機(jī)性能曲線圖 4-2 為上壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速為18002000rpm時(shí)的輸入功率和額定制冷量，并

14、把它們與設(shè)計(jì)規(guī)定值進(jìn)行比較，最終確定壓縮機(jī)的具體型號。圖 4-2 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與制冷量及功耗特性曲線必須注意一點(diǎn)，壓縮機(jī)的性能參數(shù)是在一定的測試工況中測定的，壓縮機(jī)的測試工況往往與空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的額定空調(diào)工況不一樣，所以額定空調(diào)系統(tǒng)（即蒸發(fā)器）所需的制冷量，必須先換算到同一工況壓縮機(jī)所需的制冷量，再將額定空調(diào)工況的壓縮機(jī)制冷量換算到測試工況壓縮機(jī)所需制冷量，然后才能根據(jù)測試工況的壓縮機(jī)制冷量、輸入功率，進(jìn)行壓縮機(jī)型號的合理選擇。4.1.1.3 壓縮機(jī)合理匹配壓縮機(jī)具體型號確定后，必須進(jìn)行合理的匹配。它的匹配原則是要保證低速狀態(tài)有較大的制冷能力和較高的制冷效率，高速運(yùn)行時(shí)要求輸入功率低，同時(shí)還需考慮

15、在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)超過壓縮機(jī)安全限值。4.1.2 確定合適的傳動(dòng)比在非獨(dú)立式汽車空調(diào)系統(tǒng)中，由主發(fā)動(dòng)機(jī)通過皮帶驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，利用離合器的結(jié)合與脫離控制空調(diào)系統(tǒng)的制冷，在匹配壓縮機(jī)時(shí)，須確定合理的傳動(dòng)比。傳動(dòng)比過小，低速時(shí)壓縮機(jī)輸出制冷量不足，無法發(fā)揮空調(diào)系統(tǒng)的效能、制冷效果不佳；傳動(dòng)比過大，制冷量會(huì)有所提高，但壓縮機(jī)消耗主發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力將增加，燃油經(jīng)濟(jì)性、整車動(dòng)力性降低，可能使壓縮機(jī)始終在高速狀態(tài)下工作，在發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可能導(dǎo)致壓縮機(jī)超過極限范圍。所以必須確定皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)合適的傳動(dòng)比，保證發(fā)動(dòng)機(jī)常用轉(zhuǎn)速時(shí)壓縮機(jī)在制冷量、能耗比都比較高的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。由于車輛采用的發(fā)動(dòng)機(jī)存在差異，有的發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速

16、較低（額定轉(zhuǎn)速只有2000rpm），有的最高轉(zhuǎn)速較高（額定轉(zhuǎn)速可達(dá)4000rpm），轉(zhuǎn)速變化范圍寬。如果不加以區(qū)分，采用同樣的傳動(dòng)比驅(qū)動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)，則會(huì)出現(xiàn)制冷量輸出特性的差異，見圖 4-3 ，表現(xiàn)為高速發(fā)動(dòng)機(jī)車輛制冷好，低速發(fā)動(dòng)機(jī)車輛制冷不足。圖 4-3 傳動(dòng)比相同時(shí)不同發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)制冷量輸出特性對于同一發(fā)動(dòng)機(jī)采用不同傳動(dòng)比時(shí)空調(diào)的制冷量輸出持性呈不同的規(guī)律，見圖 4-4 。分析研究并掌握這些內(nèi)在規(guī)律，是正確確定汽車空調(diào)系統(tǒng)傳動(dòng)比最重要的內(nèi)容。一般情況下，旅游客車的傳動(dòng)比約等于1；城市公交車輛由于車速慢、起停頻繁，傳動(dòng)比一般大于1.15；輕型客車的傳動(dòng)比一般大于1.22。圖 4-4 相同發(fā)動(dòng)機(jī)

17、不同傳動(dòng)比時(shí)空調(diào)輸出特性4 4.2 膨脹閥和膨脹節(jié)流管4.2.1 膨脹閥（1）膨脹閥的作用 其作用有節(jié)流降壓使從冷凝器來的高溫、高壓液態(tài)制冷劑節(jié)流降壓成為容易蒸發(fā)汽化的低溫、低壓霧狀物進(jìn)入蒸發(fā)器，即分隔了制冷劑的高壓側(cè)與低壓側(cè)，但工質(zhì)的液體狀態(tài)沒有變（霧狀是液體的細(xì)顆粒）。調(diào)節(jié)流量由于制冷負(fù)荷的改變以及壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的改變，要求流量作相應(yīng)調(diào)整，以保持車內(nèi)溫度穩(wěn)定，制冷劑正常工作。膨脹閥就起到了把進(jìn)入蒸發(fā)器的流量自動(dòng)調(diào)節(jié)到制冷循環(huán)所要求的合適程度的作用?？刂屏髁俊⒎乐挂簱艉彤惓＿^熱發(fā)生膨脹閥以感溫包作為感溫元件控制流量大小，保證蒸發(fā)器尾部有一定量的過熱度，從而保證蒸發(fā)器總?cè)莘e的有效利用，避免液態(tài)制冷

18、劑進(jìn)入壓縮機(jī)而造成的液擊現(xiàn)象，同時(shí)又能將過熱度控制在一定范圍，從而防止異常過熱現(xiàn)象的發(fā)生【6】。（2）膨脹閥的種類膨脹閥的種類主要有熱力膨脹閥和H形膨脹閥，而熱力膨脹閥又分為外平衡和內(nèi)平衡膨脹閥。（3）熱力膨脹閥的結(jié)構(gòu)外平衡膨脹閥 1外平衡膨脹閥的結(jié)構(gòu)由節(jié)流降壓組件、過熱度調(diào)節(jié)組件和調(diào)控機(jī)構(gòu)組成。節(jié)流降壓組件包括閥體和節(jié)流孔;過熱度調(diào)節(jié)組件包括彈簧和調(diào)節(jié)螺母;調(diào)控機(jī)構(gòu)包括感溫包、毛細(xì)管和外平衡管。外平衡膨脹閥工作原理如圖 4-5 所示。制冷劑流量大小由節(jié)流孔的開度決定，節(jié)流孔的開度又由閥芯和推桿控制。閥芯和推桿受膜片控制。膜片承受三個(gè)力:彈簧力和蒸發(fā)器出口處由外平衡管輸入的壓力，這兩個(gè)壓力之和

19、使膜片向上運(yùn)動(dòng);感溫包毛細(xì)管內(nèi)充滿感溫物質(zhì)，一般用制冷劑，受熱膨脹后，力圖使膜片向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)三個(gè)力平衡時(shí)，膜片位置一定，閥芯和節(jié)流孔位置一定，開度也一定，這樣，流入蒸發(fā)器的制冷劑的流量也一定。當(dāng)蒸發(fā)器溫度升高，感溫包內(nèi)壓力升高，同樣由外平衡管引進(jìn)的蒸氣壓也會(huì)升高。但由于感溫包內(nèi)的制冷劑蒸氣是飽和蒸氣，而外平衡管引進(jìn)的是過熱蒸氣，所以感溫包內(nèi)壓力升高比外平衡管引進(jìn)的過熱蒸氣的壓力升高大得多，將迫使膜片下移，帶動(dòng)頂桿推開閥芯也下移，使孔口開度增大，流入蒸發(fā)器的制冷劑流量增大。溫度越高，流量越大，則蒸發(fā)器制冷量越大，降溫也越迅速。當(dāng)溫度下降，感溫包內(nèi)壓力下降得比膜片下方的壓力快時(shí)，彈簧將推動(dòng)閥芯向上

20、，使節(jié)流孔開度減小，制冷劑流量減少。溫度越低，流量越小。在制冷系統(tǒng)工作時(shí)，外平衡膨脹閥不會(huì)關(guān)死制冷劑通路，只調(diào)節(jié)流量大小（因?yàn)樵谡舭l(fā)器溫度降到快凍結(jié)溫度時(shí)，則膜片下方的壓力大于感溫包內(nèi)壓力，力求關(guān)死節(jié)流孔）。這是因?yàn)楫?dāng)外平衡膨脹閥即將關(guān)死時(shí)，蒸發(fā)器的溫度馬上上升，而蒸發(fā)器壓力由于在出口處有壓力控制閥作用，壓力保持某一數(shù)值，故膜片上方馬上產(chǎn)生一個(gè)正壓力，推開閥芯。也就是說，蒸發(fā)器處于低溫時(shí)，膜片處于一個(gè)上下腔壓力的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，從而總是維持有少量的制冷劑通過孔口進(jìn)入蒸發(fā)器，以使蒸發(fā)器處于不凍結(jié)的低溫狀態(tài)。這樣，也可以避免高壓端的液體流進(jìn)低壓端，防止壓縮機(jī)在重新工作時(shí)發(fā)生“液擊”現(xiàn)象。圖 4-5

21、為外力膨脹閥。圖 4-5 外力膨脹閥內(nèi)平衡膨脹閥 內(nèi)平衡膨脹閥的結(jié)構(gòu)由調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、感溫系統(tǒng)和節(jié)流孔等組成。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由閥體、閥座、頂桿、彈簧等組成;感溫系統(tǒng)由金屬膜片、感溫包、毛細(xì)管所組成，金屬膜片、感溫包、毛細(xì)管內(nèi)部都充滿感溫工質(zhì)（制冷劑）。制冷劑流量大小由節(jié)流孔的開度決定，節(jié)流孔的開度又由閥芯和推桿控制，閥芯和推桿受膜片控制。膜片承受三個(gè)力:彈簧力和節(jié)流后的液體壓力，這兩個(gè)壓力之和使膜片向上運(yùn)動(dòng)，欲關(guān)閉閥芯;感溫包毛細(xì)管內(nèi)的制冷劑蒸氣壓力向下推膜片、頂桿，欲打開閥芯，使節(jié)流孔開度增大。當(dāng)蒸發(fā)器溫度升高，感溫包內(nèi)壓力升高的幅度大于彈簧力和節(jié)流后的液體壓力升高的幅度之和，膜片向下推動(dòng)頂桿，使閥孔開

22、度增大，進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑量增加，溫度越高，流量越大，則蒸發(fā)器制冷量越大，降溫也越迅速。但是彈簧的壓力會(huì)逐漸變大，膜片達(dá)到一個(gè)平衡。當(dāng)溫度下降，感溫包內(nèi)壓力下降得比膜片下方的壓力快時(shí)，彈簧將推動(dòng)閥芯向上，使節(jié)流孔開度減小，制冷劑流量減少。溫度越低，流量越小。蒸發(fā)器的溫度會(huì)逐漸升高，感溫包內(nèi)壓力將逐漸升高，節(jié)流孔開度再增大，制冷劑流量增大，蒸發(fā)器的溫度再降低。膜片所受到的力又達(dá)到平衡。 H形膨脹閥（也稱整體型膨脹閥）的結(jié)構(gòu)和工作原理H形膨脹閥是因?yàn)樗膬?nèi)部通路像H字母而得名，它有四個(gè)接口分別與儲液干燥罐出口、蒸發(fā)器入口、蒸發(fā)器出口、壓縮機(jī)入口相連接;在連接儲液干燥罐出口、蒸發(fā)器入口之間有一個(gè)球閥

23、控制節(jié)流孔，球閥的上面與控制桿、感溫器相連;球閥下面與彈簧相抵;感溫器內(nèi)裝有密封的制冷劑。整個(gè)閥固定在蒸發(fā)器上。球閥控制節(jié)流孔的開度（制冷劑的流量），球閥受彈簧和感溫器控制。當(dāng)蒸發(fā)器的溫度高時(shí)，感溫器內(nèi)的制冷劑壓力升高，控制桿推動(dòng)球閥向下克服彈簧力，將節(jié)流口開大，制冷劑流量增大，蒸發(fā)器溫度下降;反之亦然。H形膨脹閥的優(yōu)點(diǎn)如下:簡單，不需要絕熱處理的毛細(xì)管感溫包系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)也很緊湊（因它直接將恒溫器、壓力保護(hù)開關(guān)安裝在一起）。可靠性高。因H形膨脹閥直接安裝在蒸發(fā)器上，接頭少，制冷劑泄漏的機(jī)會(huì)大為減少，所以不怕汽車的振動(dòng)，運(yùn)行事故少。維修調(diào)試方便。H形膨脹閥制冷系統(tǒng)目前已為許多著名的汽車廠家所采用，

24、例如北京切諾基吉普車、奔馳230E型汽車、克萊斯勒汽車等。安裝膨脹閥時(shí)應(yīng)注意:膨脹閥應(yīng)安裝在蒸發(fā)器的入口管上，閥體垂直放置，不宜傾斜安裝，更不要顛倒安裝。感溫包應(yīng)安裝在蒸發(fā)器出口壓縮機(jī)吸氣管的水平段，并應(yīng)遠(yuǎn)離壓縮機(jī)吸氣口1.5 m以上，其位置應(yīng)低于膨脹閥，且感溫包要水平;當(dāng)吸氣管徑小于25 mm時(shí)，感溫包貼在吸氣管的頂部;當(dāng)吸氣管徑大于25 mm時(shí)，感溫包包扎在水平管的下側(cè)45mm處。無論如何不能貼附在水平吸氣管的底部，以防管子底部積油等因素影響感溫包的正確感溫。外平衡管應(yīng)接在感溫包安裝部位后面10 mm處，以免制冷劑在蒸發(fā)管內(nèi)的流動(dòng)阻力使膨脹閥產(chǎn)生誤動(dòng)作。一般外平衡管的連接端口的位置由廠家直

25、接設(shè)計(jì)好，不能任意調(diào)整。4.2.2 膨脹節(jié)流管的結(jié)構(gòu)和工作原理 膨脹節(jié)流管（CCOT）是一種固定孔口的節(jié)流裝置，它的兩端都有過濾網(wǎng)，以防堵塞。膨脹節(jié)流管直接安裝在冷凝器出口和蒸發(fā)器的入口之間。膨脹節(jié)流管制冷系統(tǒng)是用恒溫器來控制電磁離合器的通斷，達(dá)到控制壓縮機(jī)的運(yùn)行，控制蒸發(fā)器的溫度。其系統(tǒng)是用膨脹節(jié)流管代替復(fù)雜的膨脹閥，用氣液分離器取代了儲液干燥罐。膨脹節(jié)流管的結(jié)構(gòu)簡單，在一根特殊塑料管的中間安裝了一段節(jié)流用的銅管，銅管的內(nèi)孔徑為35 mm，塑料管的兩端裝有過濾網(wǎng)，塑料管的外表面有O形密封圈。膨脹節(jié)流管的一端插入冷凝器出液管內(nèi)，而另一端插入蒸發(fā)器入口管內(nèi)。圖 4-6 為膨脹節(jié)流管圖。圖 4-6

26、 膨脹節(jié)流管4.3 冷凝器4.3.1 汽車空調(diào)冷凝器的作用與布置 （1）冷凝器的作用是將壓縮機(jī)排出的高溫、高壓氣體制冷劑，通過冷凝器將制冷劑熱量散發(fā)到汽車外的空氣中，使高溫、高壓的氣態(tài)制冷劑冷凝成高壓液體。 （2）冷凝器的布置，冷凝器是空調(diào)系統(tǒng)中位置最難布置的部件，如果布置及冷卻措施不當(dāng)，不僅會(huì)影響汽車空調(diào)性能，造成冷凝壓力過高，從而帶來一系列不安全因素，而且對汽車散熱造成不良影響。汽車空調(diào)冷凝器大多布置在汽車的頭部或車底、側(cè)面，轎車的冷凝器通常是布置在車頭。圖 4-7 為長城哈弗汽車的冷凝器【6】。圖 4-7 長城哈弗汽車的冷凝器4.3.2 冷凝器的結(jié)構(gòu) 冷凝器就是一個(gè)熱交換器，其材料可以是

27、鋼、銅或鋁。其結(jié)構(gòu)就是一組有散熱片的盤管，散熱片是為了增大冷凝器的散熱面積，而且是盤管的支撐。冷凝器的結(jié)構(gòu)形式很多，而在汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中經(jīng)常采用的有管帶式、管翅式和平行式等類型。管帶式冷凝器為小型汽車的冷凝器，它采用一整根扁形盤管（鋁管），盤管中由隔筋形成34個(gè)孔道。把扁形管彎成蛇形管后，在管外用0.2 mm的鋁片焊在上下兩管外壁上。鋁片上折皺，以增強(qiáng)換熱的效果。圖 4-8 為管片式冷凝器結(jié)構(gòu)圖。圖 4-8 管式冷凝器結(jié)構(gòu)圖4.4 蒸發(fā)器4.4.1 蒸發(fā)器作用和特點(diǎn) 蒸發(fā)器是制冷系統(tǒng)中的另一個(gè)熱交換器，其作用是將經(jīng)過節(jié)流降壓后的液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)沸騰汽化，吸收蒸發(fā)器表面周圍空氣的熱量而降溫

28、，風(fēng)機(jī)將蒸發(fā)器周圍的冷風(fēng)吹入車內(nèi)，達(dá)到降溫的目的。由于車內(nèi)安放空調(diào)器（指直接產(chǎn)生冷風(fēng)或暖風(fēng)的組件）的空間位置有限，對尺寸提出了苛刻的要求，為此要求蒸發(fā)器具有制冷效率高、尺寸小、重量輕等特點(diǎn)，這幾個(gè)要求使得汽車空調(diào)蒸發(fā)器的制造難度比一般空調(diào)器的難度大【6】。4.4.2 蒸發(fā)器主要結(jié)構(gòu)形式 蒸發(fā)器主要有管片式、管帶式、板翅式（又稱層疊式）三種結(jié)構(gòu)形式。（1）管片式蒸發(fā)器由銅質(zhì)或鋁質(zhì)圓管套上鋁散熱片組成，經(jīng)脹管工序使散熱片與圓管緊密接觸。管片式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)比較簡單，加工方便，與一般房間空調(diào)器的設(shè)備相同，但其換熱效率不如其他兩種好。管帶式蒸發(fā)器由多孔扁管與蛇形散熱帶焊接而成，其工藝比管片式復(fù)雜，釬焊技術(shù)

29、難度較大，需要用雙面復(fù)合鋁材（表面覆蓋一層0.020.09 mm厚的焊藥）及多孔扁管型材，材料要求較高。管帶式蒸發(fā)器的換熱效率比管片式提高10%左右。（2）板翅式（層疊式）蒸發(fā)器由兩片沖成復(fù)雜形狀的鋁板疊在一起組成制冷劑流道，每兩片流道之間夾有蛇形散熱帶。板翅式蒸發(fā)器同樣需要雙面復(fù)合鋁材，并且焊接要求更高，兩片鋁板之間只要存在微小的未焊住的縫隙，就會(huì)發(fā)生制冷劑泄漏。因此這種形式的蒸發(fā)器加工難度最大，但換熱效率也最高，結(jié)構(gòu)最緊湊。進(jìn)口組裝的桑塔納轎車空調(diào)器就是采用板翅式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的換熱效率比管帶式的提高10%左右。4.4.3 蒸發(fā)器箱總成構(gòu)造 在汽車上，蒸發(fā)器箱包括蒸發(fā)器芯子、膨脹閥、鼓風(fēng)機(jī)

30、、溫度控制器、溫度傳感器、鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速電阻、箱體、隔熱層、百葉窗式出風(fēng)口（大型蒸發(fā)器無此零件）、擋水板、排水管等，不少儀表板式蒸發(fā)器還包括鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速開關(guān)、冷氣電源開關(guān)、繼電器、熔斷器、繩索或真空控制系統(tǒng)。轎車空調(diào)蒸發(fā)器箱總成（包括了暖風(fēng)芯子），有時(shí)也稱為車內(nèi)空調(diào)器，具有冷、暖、除霜三種功能。由于蒸發(fā)器表面溫度低，容易出現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象，影響制冷效果。汽車上采取了能自動(dòng)控制制冷劑流量及除霜的辦法，目前常用的是在蒸發(fā)器芯子表面空間安放溫度傳感器，當(dāng)蒸發(fā)器的表面溫度低于某一規(guī)定值（大于0）時(shí)，通過溫度控制器的作用，使壓縮機(jī)停轉(zhuǎn)（切斷電磁離合器電流）。對于大型蒸發(fā)器也有采用電磁閥使高壓熱蒸氣旁通進(jìn)入蒸發(fā)器，從

31、而達(dá)到除霜的目的。鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速電阻也是調(diào)節(jié)制冷量的一種輔助辦法。隨著汽車空調(diào)的發(fā)展，空調(diào)器趨向于全空調(diào)，即冷暖合在一個(gè)箱體中:這樣箱體中要增加暖風(fēng)芯子（散熱器）、混合風(fēng)門（又稱溫度門）、除霜風(fēng)門及足部風(fēng)門（對轎車而言）、新鮮空氣進(jìn)風(fēng)門及其操縱機(jī)構(gòu)。操縱機(jī)構(gòu)分手動(dòng)（機(jī)械式）、真空（真空單向閥、真空推桿、繼電器）、電動(dòng)（電機(jī)帶動(dòng)推桿）等幾種形式。這種全空調(diào)器還分組合式、再加熱式、省動(dòng)力式幾種。圖 4-9 為蒸發(fā)器圖 4-9 蒸發(fā)器4.5 儲液干燥器 汽車空調(diào)正常工作時(shí)，制冷系統(tǒng)中制冷劑的供應(yīng)量總是大于蒸發(fā)器的需求量，所以在該系統(tǒng)高壓端冷凝器和膨脹閥之間安裝儲液干燥器。儲液干燥器功用是臨時(shí)儲存從冷凝器

32、流出的液態(tài)制冷劑，以便制冷負(fù)荷變化和系統(tǒng)中有微漏時(shí)能及時(shí)補(bǔ)充和調(diào)整供給膨脹閥的液態(tài)制冷劑量，以保證制冷劑流動(dòng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。同時(shí)，可以防止過多的液態(tài)制冷劑儲存在冷凝器中使冷凝器的傳熱面積減小而使散熱效率降低。而且還可以濾除制冷劑中的雜質(zhì)，吸收制冷劑中的水分，防止制冷系統(tǒng)管路臟堵和冰堵，保護(hù)設(shè)備部件不受侵害，保證制冷系統(tǒng)的正常工作。大部分儲液干燥器都是一個(gè)密封焊死的鐵瓶，內(nèi)部不可裝拆，里面放有干燥劑、過濾網(wǎng)。從冷凝器來的高壓液態(tài)制冷劑從上部進(jìn)入儲液干燥器，經(jīng)過過濾、干燥后，由底部的一條引出管到膨脹閥。視液鏡位于儲液干燥器的上部正對著流出來的制冷劑【6】。圖 4-10 為儲液干燥器 。圖 4-1

33、0 儲液干燥器4.6 氣液分離器（積累器） 氣液分離器是用在膨脹節(jié)流管代替膨脹閥的制冷系統(tǒng)，在蒸發(fā)器和壓縮機(jī)之間的低壓端安裝。它的作用是留下液態(tài)制冷劑，使其在低壓區(qū)緩慢蒸發(fā)，從氣液分離器里出去的只是氣態(tài)制冷劑，因而起到了氣液分離、防止壓縮機(jī)液擊的作用。當(dāng)制冷系統(tǒng)工作時(shí)制冷劑從氣液分離器的頂部進(jìn)入，液態(tài)制冷劑沉入底部，而位于頂部的氣態(tài)制冷劑被吸入壓縮機(jī)，氣液分離器底部的U形吸氣管上有一個(gè)小孔，只允許少量冷凍機(jī)油流回壓縮機(jī)，以保證壓縮機(jī)的正常潤滑。濾網(wǎng)只允許潤滑油通過，而不允許液態(tài)制冷劑通過【6】。 圖 4-11 為積累器。圖 4-11 積累器結(jié)構(gòu)圖4.7 電磁離合器（1）電磁離合器的功用在非獨(dú)立

34、式汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中，壓縮機(jī)是由汽車主發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的。為了使空調(diào)系統(tǒng)的開、停不影響發(fā)動(dòng)機(jī)的工作，壓縮機(jī)的主軸不是與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸直接相連，而是通過電磁離合器把動(dòng)力傳遞給壓縮機(jī)。（2）工作原理 電磁離合器是發(fā)動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)之間的一個(gè)動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)，受空調(diào)A/C開關(guān)、溫控器、空調(diào)放大器、壓力開關(guān)等控制，在需要時(shí)接通或切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與壓縮機(jī)之間的動(dòng)力傳遞。另外，當(dāng)壓縮機(jī)過載時(shí)，它還能起到一定的保護(hù)作用。因此，通過控制電磁離合器的吸合與分離，就可以控制壓縮機(jī)的開與停。在汽車空調(diào)系統(tǒng)中，電磁離合器一般安裝在壓縮機(jī)前端面，成為壓縮機(jī)總成的一部分。電磁離合器由皮帶輪、電磁線圈、壓力板等主要部件組成。電磁離合器有兩種形式:

35、一種為旋轉(zhuǎn)線圈式，即電磁線圈與皮帶輪一起轉(zhuǎn)動(dòng);另一種是固定線圈式，電磁線圈不轉(zhuǎn)動(dòng)，只有皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)。后者應(yīng)用較廣泛。當(dāng)空調(diào)開關(guān)接通時(shí)，電流通過電磁離合器的電磁線圈，電磁線圈產(chǎn)生電磁吸力，使壓縮機(jī)的壓力板與皮帶輪結(jié)合，將發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩傳遞給壓縮機(jī)主軸，使壓縮機(jī)主軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)斷開空調(diào)開關(guān)時(shí)，電磁線圈的吸力消失。在彈簧作用下，壓力板和皮帶輪脫離，壓縮機(jī)便停止工作【6】。圖 4-12 為固定線圈式電磁離合器。圖 4-12 固定線圈式電磁離合器4.8 電磁閥（1）電磁閥的作用電磁閥是汽車空調(diào)系統(tǒng)中一種起安全保護(hù)作用的自動(dòng)開關(guān)式閥門，它的作用是切斷或接通制冷劑輸液管。（2）電磁閥結(jié)構(gòu) 電磁閥的線圈通常與壓縮機(jī)的

36、電磁離合器線圈接在同一開關(guān)上，壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)，電磁閥通電打開閥孔;停止時(shí)，線圈立即關(guān)閉。避免了大量的液態(tài)制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器，從而防止了再啟動(dòng)時(shí)，壓縮機(jī)沖缸。電磁閥通常安裝在儲液干燥罐與膨脹閥之間。電磁閥由電磁閥外殼、彈簧、電磁線圈、鐵芯、閥桿、閥芯等組成。電磁閥的工作原理是當(dāng)線圈接通電源時(shí)，線圈與鐵芯產(chǎn)生感應(yīng)磁場，閥桿被吸而克服彈簧力上移，閥孔被打開。電源被切斷后磁場消失，閥桿因彈簧力和自身重力而下落，閥孔又被關(guān)閉【6】。圖 4-13 為電磁閥。圖 4-13 電磁閥4.9 電磁旁通閥電磁旁通閥的結(jié)構(gòu)與上述電磁閥相同。它的安裝部位、作用和工作原理與電磁閥不同，電磁旁通閥多用于大、中型客車的獨(dú)立式空調(diào)

37、系統(tǒng)，安裝在儲液干燥器入口與壓縮機(jī)吸氣管之間的歧管上，其作用是控制蒸發(fā)器的蒸發(fā)壓力和蒸發(fā)溫度，防止蒸發(fā)器因溫度過低而結(jié)冰和掛霜。大型客車電磁旁通閥控制的獨(dú)立空調(diào)制冷系統(tǒng)。電磁旁通閥的工作原理是:當(dāng)吹過蒸發(fā)器的冷氣溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，控制電路使電磁旁通閥開啟，一部分高壓液態(tài)制冷劑便通過電磁旁通閥通道到達(dá)壓縮機(jī)吸入端，與蒸發(fā)器出來的制冷劑蒸氣相混合，這樣就減少了通過蒸發(fā)器的制冷劑流量，使蒸發(fā)器蒸發(fā)壓力相應(yīng)提高，也提高了蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度，使蒸發(fā)器免于結(jié)冰和掛霜;當(dāng)蒸發(fā)器的溫度升高到一定值時(shí)，控制電路又使電磁旁通閥關(guān)閉，進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑隨之增加，蒸發(fā)溫度也下降。這一過程不斷循環(huán)，將蒸發(fā)器溫度控制在規(guī)

38、定的范圍之內(nèi)【6】。圖 4-14 為電磁旁通閥。圖 4-14 電磁旁通閥5 汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)布置及制冷原理5.1 汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)布置 如圖 5-1 汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)布置圖【4】圖 5-1 汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)布置圖5.2 汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)原理（1）壓縮過程： 壓縮機(jī)將蒸發(fā)器低壓側(cè)（溫度約為0、氣壓約為0.15MPa）的低溫低壓氣態(tài)制冷劑壓縮成高溫（約7080）、高壓（約1.5MPa）的氣態(tài)制冷劑，送往冷凝器冷卻降溫。（2）冷凝過程： 送往冷凝器的過熱氣態(tài)制冷劑，在溫度高與外部溫度很多時(shí)，向外散熱進(jìn)行熱交換，制冷劑被冷凝成中溫，壓力約為1.0Mpa1.2Mpa的液態(tài)制冷劑。（3）膨脹過程： 冷凝后的液態(tài)制冷劑經(jīng)過膨脹閥使制冷劑流過空間體積增大，其壓力和溫度急劇下降，變成低溫（約-5）、低壓（約為0.15MPa）的濕蒸汽，以便進(jìn)入蒸發(fā)器中迅速吸熱蒸發(fā)。在膨脹過程同時(shí)進(jìn)行流量控制，以便供給蒸發(fā)器所需的制冷劑，從而達(dá)到控制溫度的目的。（4）蒸發(fā)過程： 液態(tài)制冷劑通過膨脹閥變?yōu)榈蜏氐蛪旱臐裾魵猓鹘?jīng)蒸發(fā)器不斷吸熱汽化轉(zhuǎn)變成低溫（約為0）、低壓（約為0.15MPa）的氣態(tài)制冷劑，吸收乘室內(nèi)空氣的熱量。從蒸發(fā)器流出的氣態(tài)制冷劑又被吸入壓縮機(jī)，增壓后泵入冷凝器冷凝，進(jìn)行制冷循