汽車空調(diào)系統(tǒng)檢修 課件 項(xiàng)目一 汽車空調(diào)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

汽車空調(diào)系統(tǒng)檢修汽車電氣設(shè)備構(gòu)造與維修汽車空調(diào)維修汽車空調(diào)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)任務(wù)一

熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)知識(shí)目標(biāo)（1）掌握汽車空調(diào)基本物理量。（2）了解熱的傳遞形式。能力目標(biāo)（1）能夠描述制冷系統(tǒng)工作過程。（2）能夠描述各物理量的意義。任務(wù)目標(biāo)汽車空調(diào)是衡量轎車舒適性的重要標(biāo)志。汽車空調(diào)不僅能改善駕駛舒適性、降低駕駛疲勞、提高汽車的安全性，而且是提高汽車等級(jí)、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段之一。在學(xué)習(xí)空調(diào)系統(tǒng)知識(shí)之前，我們先了解一下汽車空調(diào)基本物理量和制冷系統(tǒng)的原理。任務(wù)引入溫度是用來衡量物體冷熱程度的物理量，用溫標(biāo)來表示。溫度只反映物體冷熱的程度，并不表示物體具有多少熱量。物體溫度的高低可用溫度計(jì)來測(cè)量，溫度計(jì)是利用某些物質(zhì)的體積隨溫度的變化而改變的特性制成的。常用的溫度計(jì)有水銀溫度計(jì)和酒精溫度計(jì)。一、汽車空調(diào)基本物理量溫度1相關(guān)知識(shí)溫標(biāo)溫度的類型①攝氏溫標(biāo)②華氏溫標(biāo)③開氏溫標(biāo)①冷凝溫度②蒸發(fā)溫度1）攝氏溫標(biāo)它將標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的冰點(diǎn)（海平面）定為0℃，水的沸騰點(diǎn)定為100℃，間隔l00份，每份為1℃。用攝氏溫標(biāo)標(biāo)定的溫度稱為攝氏溫度，用符號(hào)t表示，單位為℃。2）華氏溫標(biāo)它將標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的冰點(diǎn)定為32℉，沸點(diǎn)為212℉，間隔180份，每單位分度為l華氏度，表示為1℉。用華氏溫標(biāo)標(biāo)定的溫度稱為華氏溫度。3）開氏溫標(biāo)在開氏溫標(biāo)中，將分子完全不運(yùn)動(dòng)的溫度定為0K，是可能存在的最低溫度，用攝氏溫標(biāo)表示為-273.15℃，華氏溫標(biāo)為-459.67℉，開氏溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)的間隔相同。在我國(guó)，表示溫度通常使用攝氏溫標(biāo)，在歐美，華氏溫標(biāo)使用比較普遍，三種溫標(biāo)的比較換算關(guān)系見表1-1。溫標(biāo)對(duì)照如圖1-2所示。1）冷凝溫度冷凝溫度是指物質(zhì)狀態(tài)由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的臨界溫度。不同的物質(zhì)，其冷凝溫度也不同。對(duì)同一種物質(zhì)來說，外界壓力的變化也會(huì)導(dǎo)致冷凝溫度的變化。一般來說，外界氣壓增加，冷凝溫度會(huì)升高，反之則會(huì)降低。在汽車空調(diào)系統(tǒng)中，在冷凝器中制冷劑在一定高壓下由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)的溫度稱為冷凝溫度。2）蒸發(fā)溫度蒸發(fā)溫度是指物質(zhì)狀態(tài)由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的臨界溫度。不同的物質(zhì)，蒸發(fā)溫度也不同。對(duì)同一種物質(zhì)來說，外界壓力的變化也會(huì)導(dǎo)致蒸發(fā)溫度的變化。一般來說，外界氣壓增加，蒸發(fā)溫度會(huì)升高，反之則會(huì)降低。在汽車空調(diào)系統(tǒng)中，在蒸發(fā)器中制冷劑低壓汽化時(shí)的溫度稱為蒸發(fā)溫度。濕度2濕度用來表示空氣中水蒸氣的含量。濕度較高時(shí)，人就會(huì)感到不舒適?？諝庵谐Ｒ蚝幸欢〝?shù)量的水蒸氣而呈現(xiàn)為濕空氣。①飽和空氣和未飽和空氣在一定溫度下，空氣所含的水蒸氣量（即水蒸氣分壓力）有一個(gè)最大限度，這個(gè)最大限度就是空氣濕度所對(duì)應(yīng)的水蒸氣飽和壓力，超過這一限度，多余的水蒸氣就會(huì)從濕空氣中凝結(jié)出來。凡水蒸氣含量未達(dá)到該溫度下的最大限度的空氣均稱為未飽和空氣。未飽和空氣具有吸收和容納水蒸氣的能力，如濕衣服掛在空氣中能夠被晾干，就是這個(gè)道理。②露點(diǎn)對(duì)未飽和空氣，如在含濕量不變的條件下，將其溫度下降，當(dāng)降到相應(yīng)于該含濕量的飽和空氣溫度時(shí)，它就變成飽和空氣。如果溫度再下降，空氣中的一部分水蒸氣就會(huì)凝結(jié)成露珠而被析離出來，這一臨界溫度稱為露點(diǎn)。露點(diǎn)是指空氣中所含水蒸氣由當(dāng)時(shí)溫度下降而達(dá)到飽和（開始結(jié)露）時(shí)的溫度。顯然，濕度越高，露點(diǎn)溫度和當(dāng)時(shí)溫度之差就越小。例如，當(dāng)氣溫為30℃時(shí)，濕度為60％，露點(diǎn)溫度為20.9℃；而當(dāng)濕度為90％時(shí)，露點(diǎn)溫度則上升到28.1℃。③相對(duì)濕度和絕對(duì)濕度通?？諝庵兴魵獾淖畲蠛?，隨溫度不同而異；空氣溫度較高時(shí)，水蒸氣的最大含量要比溫度較低時(shí)大。濕度大小有兩種表示方法，一種叫相對(duì)濕度，另一種叫絕對(duì)濕度。相對(duì)濕度：在某一溫度下，空氣中實(shí)際含水蒸氣量（以重量計(jì)）與空氣在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，如圖1-3所示。它常用百分比表示，100％稱為飽和空氣，0％稱為干空氣。空氣的相對(duì)濕度是衡量制冷系統(tǒng)工作性能的一個(gè)重要因素，實(shí)驗(yàn)表明，在26℃相對(duì)濕度為30％和在22℃相對(duì)濕度為90％這兩個(gè)環(huán)境里，人體的感覺是一樣的。絕對(duì)濕度：空氣中所含水蒸氣的量（重量）與干燥空氣量之比。④濕度的測(cè)量濕度的測(cè)量通常用干濕球溫度計(jì)，干球溫度計(jì)就是普通的溫度計(jì)，濕球溫度計(jì)是將干球溫度計(jì)的玻璃球處包上紗布，再將紗布浸在水中，如圖1-4所示，水便在毛細(xì)管的作用下濕潤(rùn)溫度計(jì)，由于在濕球處的水分蒸發(fā)帶走一部分熱量，使?jié)袂蛱幍臏囟冉档?，這樣就形成了濕球溫度，通過計(jì)算干球溫度和濕球溫度的差值，就可以算出空氣的濕度。干濕球溫差越大，表明空氣越干燥，反之，空氣越潮濕。標(biāo)準(zhǔn)濕球溫度應(yīng)在感溫球周圍有3~5m/s的風(fēng)速。壓力與真空3①壓力單位壓力（壓強(qiáng)）是指單位面積上所承受的均勻分布且垂直于該表面的力。在工程上俗稱壓力，壓力的法定計(jì)量單位是“帕斯卡”，單位符號(hào)為“Pa”。物理意義是1平方米（m2）的面積上作用有1牛頓（N）的力。由于此單位較小，常用的單位是千帕（kPa）和兆帕（MPa）。1MPa=1000kPa=106Pa在實(shí)際使用中還有幾個(gè)常用的壓力單位，如工程大氣壓（kgf/cm2）、毫米汞柱（mmHg）、大氣壓（atm）及磅/平方英寸（psi）等。它們之間的換算關(guān)系見表1-2。此外，還有些地方采用巴（bar）作為壓力單位，它與工程大氣壓的換算為：1bar≈lkgf/cm2②標(biāo)準(zhǔn)大氣壓緯度45°的海平面上常年平均氣壓稱為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（atm）。1atm=1.033kgf/cm2=760mmHg③真空與真空度真空是指低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的氣體狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的氣體狀態(tài)相比較，單位體積中氣體的分子數(shù)目減少了的一種現(xiàn)象，因此是一個(gè)相對(duì)概念。絕對(duì)真空是不存在的。真空度用來表示實(shí)現(xiàn)真空的程度。由于真空程度越大，意味著單位體積中氣體分子數(shù)減少得越多，也就是說壓力隨之減小得也越多，所以真空度是以氣體壓力大小來表示的。壓力越低，表示真空度越高。反之，壓力越高，表示真空度越低。若以汞柱高度來表示，當(dāng)壓力高到760mmHg時(shí)，則意味著真空“消失”了，若壓力繼續(xù)升高，即超過了標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí)，則用“正壓”表示。相反，低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，即真空狀態(tài)的壓強(qiáng)，則以“負(fù)壓”來表示。汽化和冷凝4①物態(tài)變化物質(zhì)的存在狀態(tài)稱為物態(tài)。對(duì)于同一種物質(zhì)，當(dāng)其狀態(tài)參數(shù)（溫度、壓力等）發(fā)生變化時(shí)，物質(zhì)的存在狀態(tài)就可能發(fā)生變化，即發(fā)生物態(tài)變化。大部分物質(zhì)存在三種狀態(tài)，即固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。如圖1-6所示，在壓力一定的條件下，物質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)時(shí)，物質(zhì)要吸收熱量；物質(zhì)由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)，物質(zhì)要散發(fā)熱量。②汽化物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程稱為汽化。1kg物質(zhì)由液體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w需要的熱量（單位為J或kJ時(shí)），稱為該物質(zhì)的汽化熱。汽化過程有兩種形式，即蒸發(fā)和沸騰。蒸發(fā)是指在任何溫度下液體表面上所發(fā)生的汽化過程，蒸發(fā)過程一般為吸熱過程。沸騰是一種在液體表面和內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行的汽化現(xiàn)象。任何一種液體只有在一定的溫度下才能沸騰，沸騰時(shí)的溫度稱為沸點(diǎn)。在一定壓力下，蒸發(fā)可以在任何溫度下進(jìn)行，而沸騰只能在一定溫度下發(fā)生。制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)吸收了熱量后，由液態(tài)汽化為蒸氣，這個(gè)過程就是沸騰。在制冷技術(shù)中，對(duì)蒸發(fā)一詞通常理解為液體的沸騰過程。在汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中，主要是利用制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)的低壓下，不斷吸收周圍空氣的熱量進(jìn)行汽化的過程來實(shí)現(xiàn)制冷的。這種過程通常是在蒸發(fā)器中以沸騰的方式進(jìn)行的，但習(xí)慣上仍稱其為蒸發(fā)過程，并把沸騰時(shí)的溫度稱為蒸發(fā)溫度，沸騰時(shí)所保持的壓力稱為蒸發(fā)壓力。③冷凝冷凝是指氣態(tài)物質(zhì)經(jīng)過冷卻（通過空氣或水等熱交換方式）使其轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的過程（圖1-7）。冷凝過程一般為放熱過程。在制冷技術(shù)中，指制冷劑在冷凝器中由氣態(tài)凝結(jié)為液態(tài)的過程，同時(shí)放出熱量，放出的熱量由冷卻空氣帶走。在汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中，制冷劑在冷凝器中由氣態(tài)變成液態(tài)的變化過程就是一個(gè)冷凝過程。飽和溫度與飽和壓力5如果對(duì)制冷劑加熱，則其中的一部分液體就會(huì)變成蒸氣；反之，如果制冷劑放出熱量，則其中的一部分蒸氣又會(huì)變成液體（溫度不變）。在這種制冷劑液體和蒸氣處于共存的狀態(tài)時(shí)，液體和蒸氣是可以互相轉(zhuǎn)換的。處于這種狀態(tài)的制冷劑蒸氣稱為飽和蒸氣，這種狀態(tài)下的制冷劑液體稱為飽和液體。汽化過程中，由飽和液體和飽和蒸氣組成的混合物稱為濕飽和蒸氣，簡(jiǎn)稱濕蒸氣。干飽和蒸氣指在容器中的液體全部蒸發(fā)成蒸氣的狀態(tài)。液體和蒸氣處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，即飽和狀態(tài)時(shí)所具有的溫度稱為飽和溫度，所具有的壓力稱為飽和壓力。處于飽和狀態(tài)時(shí)，液體和蒸氣的溫度相等。飽和溫度一定時(shí)，飽和壓力也一定；反之，飽和壓力一定時(shí)，飽和溫度也一定。溫度升高時(shí)，會(huì)在新的溫度下形成新的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，即物質(zhì)的飽和溫度和飽和壓力是一一對(duì)應(yīng)的。通常所說的沸點(diǎn)是指液體在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的飽和溫度。對(duì)于不同的液體，在同一壓力下，其飽和溫度也是不同的，見表1-3。過冷與過熱6①過冷在制冷技術(shù)中，“過冷”是對(duì)制冷劑液體而言的。將冷凝后的液體制冷劑在壓力不變的情況下繼續(xù)冷卻，其溫度就會(huì)比冷凝時(shí)的飽和溫度更低。當(dāng)壓力不變時(shí)，使液體制冷劑的溫度低于該壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度的熱力過程稱為過冷。處于過冷狀態(tài)的液體稱為過冷液體，其溫度稱為過冷溫度。飽和溫度與過冷溫度之差稱為過冷度。例如，在表壓力為643.32kPa狀態(tài)下，制冷劑R12的飽和溫度為30℃，若在此壓力下對(duì)制冷劑繼續(xù)進(jìn)行冷卻，直至降溫到25℃，則此時(shí)液體制冷劑的過冷溫度為25℃，過冷度為5℃。②過熱在制冷技術(shù)中，“過熱”是對(duì)制冷劑氣體而言的。使蒸發(fā)器中的干飽和蒸氣繼續(xù)定壓吸熱的熱力過程稱為過熱。處于過熱狀態(tài)的干飽和蒸氣稱為過熱蒸氣。過熱蒸氣的溫度稱為過熱溫度，它比干飽和蒸氣的飽和溫度更高，兩者之間的溫度差值稱為過熱度。如果保持蒸氣的溫度小變，對(duì)于飽和蒸氣進(jìn)行降壓，也可以使干飽和蒸氣轉(zhuǎn)變?yōu)檫^熱蒸氣。在蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)中，壓縮機(jī)吸入和排出的制冷劑蒸氣都是過熱蒸氣。制冷能力與制冷負(fù)荷7①制冷能力制冷機(jī)就是把熱量不斷地從低溫物體轉(zhuǎn)移給高溫物體的裝置。制冷能力的大小是以單位時(shí)間內(nèi)所能轉(zhuǎn)移的熱量來表示的，單位是J/h。②制冷負(fù)荷為了把車內(nèi)的溫度和濕度保持在一定的范圍內(nèi)，必須將來自車外太陽的輻射熱和車內(nèi)散發(fā)出的熱量排到大氣中。這兩種熱量的總和就叫制冷負(fù)荷。汽車空調(diào)系統(tǒng)的制冷負(fù)荷較大。由于汽車在室外行駛且車壁較薄，受外界影響很大，在陽光直射下車內(nèi)溫度可達(dá)50~60℃。在室外大氣溫度為34℃的晴天，汽車在公路上放置1h后，車頂溫度可達(dá)75℃，車內(nèi)溫度前座可達(dá)58℃，后座可達(dá)54℃。同時(shí)，由于風(fēng)窗玻璃面積較大，輻射量也大。由于車內(nèi)空間所限、座位相鄰、乘員體形各異，會(huì)形成許多小的區(qū)域，從而使氣流受到不同程度的阻力。因此，汽車空調(diào)制冷負(fù)荷通常會(huì)受到外界大氣溫度、濕度、車速等客觀條件和乘員數(shù)量的影響。節(jié)流膨脹8節(jié)流膨脹是較高壓力下的流體（氣體或液體）經(jīng)多孔塞（或節(jié)流閥）后向較低壓力方向進(jìn)行的絕熱膨脹過程。在流體通路中，通道突然縮小，液體壓力便下降，如果此時(shí)產(chǎn)生氣體，則總體積還要增大。這種變化只是狀態(tài)的變化，與外界沒有熱和功的交換，因此流體的熱量不變，這種狀態(tài)變化稱為節(jié)流膨脹，如圖1-8所示。在汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中，制冷劑在膨脹閥中的狀態(tài)變化就是節(jié)流膨脹過程。制冷劑被膨脹閥節(jié)流后，如果壓力下降得比飽和壓力還低，部分液體將變成飽和蒸氣，體積急劇增大，這時(shí)的蒸發(fā)熱是由液體本身供給的，所以液體溫度下降較大。制冷循環(huán)9制冷系統(tǒng)將車輛內(nèi)部的熱量傳遞到外部大氣中，以提供除濕的涼爽空氣給暖風(fēng)機(jī)總成。該系統(tǒng)由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、空調(diào)管路和蒸發(fā)器等組成。該系統(tǒng)是一個(gè)填充R134a制冷劑作為傳熱介質(zhì)的封閉回路。制冷劑中添加空調(diào)潤(rùn)滑油，以潤(rùn)滑壓縮機(jī)的內(nèi)部組件，如圖1-9所示。為完成熱量的傳遞，制冷劑環(huán)繞系統(tǒng)循環(huán)。在系統(tǒng)內(nèi)，制冷劑經(jīng)歷兩種壓力和溫度模式。在每一種壓力和溫度模式下，制冷劑改變其狀態(tài)，在改變狀態(tài)的過程中，吸收與釋放最大限度的熱量。低壓和低溫模式從膨脹閥開始，經(jīng)蒸發(fā)器到壓縮機(jī)，在膨脹閥內(nèi)，制冷劑降低壓力及溫度，然后在蒸發(fā)器內(nèi)改變其狀態(tài)，從中溫液態(tài)到低溫蒸氣，以吸收經(jīng)過蒸發(fā)器周圍空氣的熱量。高壓和高溫模式從壓縮機(jī)開始，經(jīng)冷凝器到膨脹閥，制冷劑在通過壓縮機(jī)時(shí)增加壓力及溫度，然后在冷凝器內(nèi)釋放熱量到大氣中，并改變其狀態(tài)，從高溫蒸氣到中高溫液態(tài)。這樣，制冷劑便在封閉的系統(tǒng)內(nèi)經(jīng)過壓縮、冷凝、節(jié)流和蒸發(fā)四個(gè)過程，完成了一個(gè)制冷循環(huán)，如圖1-10所示。如圖1-11所示，制冷系統(tǒng)工作時(shí)，制冷劑以不同的狀態(tài)在這個(gè)密閉系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，每個(gè)循環(huán)又分四個(gè)基本過程。①壓縮過程壓縮機(jī)吸入蒸發(fā)器出口處的低溫低壓制冷劑氣體，把它壓縮成高溫高壓的氣體排出壓縮機(jī)。②散熱過程高溫高壓的過熱制冷劑氣體進(jìn)入冷凝器，由于壓力及溫度的降低，制冷劑氣體冷凝成液體，并放出大量的熱量。③節(jié)流過程溫度和壓力較高的制冷劑液體通過膨脹裝置后體積變大，壓力和溫度急劇下降，以霧狀（細(xì)小液滴）排出膨脹裝置。④吸熱過程霧狀制冷劑液體進(jìn)入蒸發(fā)器，此時(shí)，制冷劑沸點(diǎn)遠(yuǎn)低于蒸發(fā)器內(nèi)溫度，故制冷劑液體蒸發(fā)成氣體。在蒸發(fā)過程中，大量吸收周圍的熱量，而后低溫低壓的制冷劑蒸氣又進(jìn)入壓縮機(jī)。上述過程周而復(fù)始地進(jìn)行下去，便可達(dá)到降低蒸發(fā)器周圍空氣溫度的目的。在受熱不均勻的物體中，通過分子運(yùn)動(dòng)，將熱能由較熱的一端傳到較冷的一端的過程稱為傳導(dǎo)。這種交換方式將一直進(jìn)行到整個(gè)物體的溫度相等時(shí)為止，如圖1-12所示。二、熱的傳遞形式傳導(dǎo)1當(dāng)液體或氣體的溫度發(fā)生變化后，其比重也隨之發(fā)生變化。溫度低的比重大，因重力作用而向下流動(dòng)；溫度高的比重小，向上升，從而形成對(duì)流。由于液體或氣體本身的比重變化而形成的對(duì)流稱為“自然對(duì)流”；若由于外力作用，使氣體或液體的流速加快，則稱為“強(qiáng)制對(duì)流”，如圖1-13所示。對(duì)流2物體之間在不接觸的情況下，高溫物體將熱量直接向外傳給低溫物體的傳遞方式，叫做熱的輻射，如圖1-14所示。輻射3結(jié)束汽車空調(diào)系統(tǒng)檢修汽車電氣設(shè)備構(gòu)造與維修汽車空調(diào)維修汽車空調(diào)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)任務(wù)二

汽車空調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)介知識(shí)目標(biāo)（1）了解空調(diào)技術(shù)的發(fā)展歷程與發(fā)展趨勢(shì)。（2）了解汽車空調(diào)技術(shù)的功能與特點(diǎn)。（3）掌握空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類。能力目標(biāo)（1）能夠描述空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成。（2）能夠辨別空調(diào)系統(tǒng)的型號(hào)及特點(diǎn)。任務(wù)目標(biāo)汽車空調(diào)技術(shù)是隨著汽車的普及和高新技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展起來的。由于汽車種類不同，與之相配的汽車空調(diào)系統(tǒng)也不一樣。任務(wù)引入第一階段：?jiǎn)我还┡?925年首先在美國(guó)出現(xiàn)利用汽車?yán)鋮s液通過加熱器的方式取暖。到1927年發(fā)展到具有加熱器、鼓風(fēng)機(jī)和空氣濾清器等比較完善的采暖系統(tǒng)。目前，在北歐、亞洲北部等寒帶地區(qū)，由于氣候特點(diǎn)，汽車空調(diào)仍然使用單一供暖系統(tǒng)。第二階段：?jiǎn)我恢评洹?939年，美國(guó)通用汽車公司開始采用機(jī)械制冷降溫的空調(diào)器，成為汽車空調(diào)的先驅(qū)。目前，在菲律賓、馬來西亞等熱帶、亞熱帶地區(qū)，由于氣候特點(diǎn)，汽車空調(diào)仍然使用單一制冷系統(tǒng)。第三階段：冷暖一體化。1954年美國(guó)通用汽車公司首先采用冷暖一體化的汽車空調(diào)系統(tǒng)。由此，汽車空調(diào)基本上具備了調(diào)節(jié)控制車內(nèi)溫度、濕度的功能。隨著汽車空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，目前的冷暖一體化空調(diào)都具有降溫、除濕、通風(fēng)、過濾、除霜等功能。冷暖一體化汽車空調(diào)是目前使用量最大的一種形式。一、汽車空調(diào)技術(shù)的發(fā)展歷程相關(guān)知識(shí)第四階段：自動(dòng)控制的汽車空調(diào)。冷暖一體化汽車空調(diào)需要人工操縱，這顯然增加了駕駛?cè)氲墓ぷ髁?，影響行車安全，同時(shí)控制質(zhì)量也不盡如人意。1964年，美國(guó)通用汽車公司開始在凱迪拉克汽車上安裝自動(dòng)控制的汽車空調(diào)。這種自動(dòng)空調(diào)裝置使用了電子控制方法，只要預(yù)先設(shè)定好溫度，空調(diào)系統(tǒng)就能自動(dòng)地在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)工作，達(dá)到調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣參數(shù)的目的。第五階段：微處理器控制的汽車空調(diào)。1973年美國(guó)通用汽車公司和日本五十鈴汽車公司聯(lián)合研究、開發(fā)微處理器控制的汽車空調(diào)系統(tǒng)，1977年開始安裝在各自生產(chǎn)的汽車上。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，微處理器控制的汽車空調(diào)系統(tǒng)功能不斷豐富和完善，實(shí)現(xiàn)了控制顯示數(shù)字化，制冷、采暖、通風(fēng)三位一體化及故障診斷的智能化。目前，全自動(dòng)汽車空調(diào)已經(jīng)與車身計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成局域網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算機(jī)根據(jù)車內(nèi)外的環(huán)境條件，自動(dòng)控制空調(diào)系統(tǒng)的工作，實(shí)現(xiàn)了空調(diào)運(yùn)行與汽車運(yùn)行的協(xié)調(diào)、統(tǒng)一，極大地提高了調(diào)節(jié)效果，節(jié)約了燃料，從而提高了汽車的整體性能和乘坐舒適性。

縱觀國(guó)際汽車空調(diào)市場(chǎng)的變化和汽車空調(diào)系統(tǒng)的研發(fā)動(dòng)態(tài)，汽車空調(diào)技術(shù)呈現(xiàn)出以下發(fā)展趨勢(shì)。（1）汽車空調(diào)系統(tǒng)的控制方法向自動(dòng)微調(diào)智能化方向發(fā)展。（2）汽車空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)控要求向個(gè)性化方向發(fā)展?？梢愿鶕?jù)乘員對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量的不同要求，在汽車內(nèi)部的駕駛?cè)藗?cè)、前排乘客側(cè)和后排乘客側(cè)空間范圍內(nèi)，營(yíng)造個(gè)性化的氣候條件。（3）變排量壓縮機(jī)將得到進(jìn)一步的推廣使用，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)（直接驅(qū)動(dòng)）將成為未來汽車空調(diào)壓縮機(jī)的主要驅(qū)動(dòng)方式。（4）有鑒于CO2制冷劑在環(huán)境保護(hù)方面的顯著優(yōu)勢(shì)和相關(guān)技術(shù)的逐步成熟，采用跨臨界CO2制冷技術(shù)將成為未來汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的主流。（5）采用熱泵技術(shù)的雙向空調(diào)將在汽車空調(diào)領(lǐng)域逐步推廣。與家用房間空調(diào)的工作原理相同，采用熱泵技術(shù)的雙向汽車空調(diào)系統(tǒng)在冬季正向工作（采暖），在夏季則逆向工作（制冷）。但由于熱泵系統(tǒng)冬季供暖效率較低，往往需要增設(shè)一個(gè)水暖加熱器，并由控制系統(tǒng)自動(dòng)控制熱泵系統(tǒng)的工作。當(dāng)冷卻液溫度較高時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液進(jìn)入水暖加熱器進(jìn)行供暖；當(dāng)冷卻液溫度較低時(shí)，控制系統(tǒng)起動(dòng)壓縮機(jī)工作，制冷工質(zhì)逆向流動(dòng)，蒸發(fā)器起散熱器的作用。二、汽車空調(diào)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)三、汽車空調(diào)的功能車內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)1車內(nèi)濕度的調(diào)節(jié)2車內(nèi)濕度和氣流速度的調(diào)節(jié)3車內(nèi)空氣過濾、凈化4除霜功能5如圖1-15所示，制冷系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、冷凝器、儲(chǔ)液干燥過濾器、膨脹閥、蒸發(fā)器、高低壓管路等組成。制冷系統(tǒng)的作用是對(duì)車室內(nèi)空氣或由外部進(jìn)入車室內(nèi)的新鮮空氣進(jìn)行冷卻或除濕，使車室內(nèi)空氣變得涼爽舒適。四、汽車空調(diào)系統(tǒng)的組成制冷系統(tǒng)1如圖1-16所示，暖風(fēng)系統(tǒng)由暖風(fēng)散熱器和導(dǎo)風(fēng)管等部分組成。暖風(fēng)系統(tǒng)主要用于取暖，對(duì)車室內(nèi)空氣或由外部進(jìn)入車室內(nèi)的新鮮空氣進(jìn)行加熱，達(dá)到取暖、除濕的目的。汽車空調(diào)供暖工作過程是：水泵使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水經(jīng)暖風(fēng)散熱器循環(huán)流動(dòng)，流經(jīng)散熱器的冷卻水將熱量傳遞給散熱器附近的空氣，通過鼓風(fēng)機(jī)的作用將暖風(fēng)送入車內(nèi)取暖或用于風(fēng)窗除霜。暖風(fēng)系統(tǒng)2汽車空調(diào)的通風(fēng)系統(tǒng)如圖1-17所示，該系統(tǒng)主要是由鼓風(fēng)機(jī)、空氣進(jìn)氣口、配氣出風(fēng)口、送風(fēng)管道等組成的。通風(fēng)系統(tǒng)3空氣凈化系統(tǒng)（圖1-18）可以除去空氣中的灰塵、異味及其他有毒氣體，使空氣變得清潔干凈，有助于乘員的身心健康。高檔車輛的空氣凈化系統(tǒng)除上述功能外，在系統(tǒng)中還有殺菌燈和負(fù)氧離子發(fā)生器（圖1-19）?？諝鈨艋到y(tǒng)4控制系統(tǒng)是由溫度傳感器、壓力傳感器、控制單元、混合風(fēng)門執(zhí)行器、進(jìn)氣風(fēng)門執(zhí)行器、空氣分配執(zhí)行器等組成的。其作用是對(duì)制冷和暖風(fēng)系統(tǒng)的溫度、壓力進(jìn)行控制，同時(shí)對(duì)車室內(nèi)空氣的溫度、風(fēng)量、流向進(jìn)行控制，完善了空調(diào)系統(tǒng)的正常工作。如圖1-20所示，為汽車空調(diào)的控制系統(tǒng)示意圖。控制系統(tǒng)5五、汽車空調(diào)系統(tǒng)的分類按控制程度分類按動(dòng)力源分類按功能分類①手動(dòng)空調(diào)②半自動(dòng)空調(diào)③自動(dòng)空調(diào)①獨(dú)立式空調(diào)②非獨(dú)立式空調(diào)①冷暖分開型②冷暖合一型③全功能型1）手動(dòng)空調(diào)在電子控制的手動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)中，進(jìn)氣源、空氣溫度、空氣分配及鼓風(fēng)機(jī)速度等功能都是駕駛員操縱手動(dòng)控制面板的旋鈕、按鈕和撥桿，借助拉索進(jìn)行調(diào)節(jié)的。手動(dòng)空調(diào)控制面板如圖1-21所示。手動(dòng)空調(diào)的優(yōu)點(diǎn)是：成本低廉，機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠。手動(dòng)空調(diào)的缺點(diǎn)是：操縱負(fù)載大，手感差；乘員主觀感受空調(diào)效果，對(duì)環(huán)境變化無響應(yīng)，無法精確、恒溫控制；與高檔車內(nèi)飾不協(xié)調(diào)；機(jī)械故障率高，塑料控制盤容易變形導(dǎo)致控制錯(cuò)位、卡死，風(fēng)門漏風(fēng)嚴(yán)重。2）半自動(dòng)空調(diào)所謂半自動(dòng)空調(diào)，就是乘員操縱電動(dòng)控制面板的旋鈕和按鈕，再將操縱指令轉(zhuǎn)換成電信號(hào)通過線束輸送至HVAC總成各風(fēng)門的微型電動(dòng)執(zhí)行器，控制風(fēng)門動(dòng)作，完成進(jìn)氣、送風(fēng)溫度、空氣分配的調(diào)節(jié)的一個(gè)半自動(dòng)控制系統(tǒng)。如圖1-22所示為半自動(dòng)空調(diào)控制面板。半自動(dòng)空調(diào)的優(yōu)點(diǎn)是：操縱負(fù)載小，手感佳；外形簡(jiǎn)潔、美觀，操作簡(jiǎn)單；獨(dú)立式電動(dòng)執(zhí)行器控制可靠、到位，風(fēng)門漏風(fēng)大為改善；成本適中。半自動(dòng)空調(diào)的缺點(diǎn)是：乘員主觀感受空調(diào)效果，對(duì)環(huán)境變化無響應(yīng)，無法精確、恒溫控制。3）自動(dòng)空調(diào)自動(dòng)空調(diào)就是乘員操作自動(dòng)控制面板的旋鈕或按鈕，設(shè)定所需的空調(diào)溫度，由自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)控并調(diào)節(jié)溫度、鼓風(fēng)機(jī)速度和空氣分配。自動(dòng)模式提供了最適宜的系統(tǒng)控制，并且不需要手動(dòng)干預(yù)。手動(dòng)模式允許忽略單個(gè)功能的自動(dòng)運(yùn)行，以適應(yīng)個(gè)人偏好。自動(dòng)空調(diào)控制面板如圖1-23所示。自動(dòng)空調(diào)的優(yōu)點(diǎn)是：智能化恒溫控制，空調(diào)舒適性極佳；人性化交互界面，操作和運(yùn)行可視化；與中控臺(tái)融合一體，協(xié)調(diào)美觀；操縱負(fù)載小，手感佳。自動(dòng)空調(diào)的缺點(diǎn)是：成本高；可維修性差，即維修難度增大。1）獨(dú)立式空調(diào)獨(dú)立式空調(diào)有專門的動(dòng)力源（如第二臺(tái)內(nèi)燃機(jī)）驅(qū)動(dòng)整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行。一般用于長(zhǎng)途貨運(yùn)、高地板大中巴等車上。獨(dú)立式空調(diào)由于需要兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，燃油消耗高，同時(shí)造成較高的成本，并且其維修及維護(hù)十分困難，需要十分熟練的發(fā)動(dòng)機(jī)維修人員，而且發(fā)動(dòng)機(jī)配件不易獲得，尤其是進(jìn)口發(fā)動(dòng)機(jī)；另外設(shè)計(jì)和安裝更容易導(dǎo)致系統(tǒng)質(zhì)量問題的發(fā)生，而額外的驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)更增加了發(fā)生故障的概率。獨(dú)立式汽車空調(diào)系統(tǒng)如圖1-24所示。2）非獨(dú)立式空調(diào)非獨(dú)立式空調(diào)直接利用汽車的行駛動(dòng)力（發(fā)動(dòng)機(jī)）來運(yùn)轉(zhuǎn)。非獨(dú)立式轎車空調(diào)系統(tǒng)如圖1-25所示。非獨(dú)立式空調(diào)由主發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并由電磁離合器進(jìn)行控制。接通電源時(shí)，離合器斷開，壓縮機(jī)停機(jī)，從而調(diào)節(jié)冷氣的供給，達(dá)到控制車廂內(nèi)溫度的目的。非獨(dú)立式空調(diào)的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于安裝布置、噪聲小。非獨(dú)立式空調(diào)的缺點(diǎn)是：由于需要消耗主發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，直接影響汽車的加速性能和爬坡能力。同時(shí)其制冷量受汽車行駛速度影響，如果汽車停止運(yùn)行，其空調(diào)系統(tǒng)也停止運(yùn)行。盡管如此，非獨(dú)立式空調(diào)由于相對(duì)獨(dú)立式空調(diào)成本較低、質(zhì)量可靠，已逐漸成為市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品。目前，轎車、面包車、小巴都使用這種空調(diào)。1）冷暖分開型制冷和采暖系統(tǒng)各自分開，由兩個(gè)完全獨(dú)立的冷風(fēng)機(jī)和暖風(fēng)機(jī)所組成，各有各的送風(fēng)機(jī)，控制系統(tǒng)也是完全分開的。制冷時(shí)完全是吸入車內(nèi)空氣，采暖時(shí)既可吸入車內(nèi)空氣，也可吸入車外新風(fēng)。如圖1-26所示，這種結(jié)構(gòu)占用空間，主要用在早期的汽車空調(diào)中。2）冷暖合一型在暖風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)上增加蒸發(fā)器芯子和冷氣出風(fēng)口，但制冷和采暖各自分開，不能同時(shí)工作。目前，許多轎車（如桑塔納轎車等）都還采用這種結(jié)構(gòu)形式。此種形式雖然結(jié)構(gòu)合一，但供冷和采暖的功能仍然是分開的，如圖1-27所示。3）全功能型全功能型集制冷、除濕、采暖、通風(fēng)和凈化于一體，既可供冷氣，又可供暖氣，還可進(jìn)行通風(fēng)和除塵。冷暖分開型和冷暖合一型的缺點(diǎn)是冷風(fēng)機(jī)只能降溫、除濕，不能調(diào)節(jié)送風(fēng)的相對(duì)濕度。夏季，當(dāng)汽車室內(nèi)需要冷風(fēng)時(shí)，風(fēng)機(jī)抽入外界的濕熱空氣，經(jīng)過蒸發(fā)器的冷卻和除濕，變成冷風(fēng)送入汽車室內(nèi)。然而，這種脫去冷凝水而吹出來的冷風(fēng)，盡管絕對(duì)含濕量減少了，但相對(duì)濕度卻在95%以上，這種冷而濕的風(fēng)直接吹到乘員身上并不舒適，因此，必須設(shè)法在冷風(fēng)吹出來之前降低其相對(duì)濕度。簡(jiǎn)單的辦法就是將冷卻、除濕后的空氣適當(dāng)?shù)卦偌訜?，北京切諾基吉普車就屬于這種類型，圖1-28為其空氣處理系統(tǒng)示意圖。它在蒸發(fā)器和加熱器之間設(shè)置了一個(gè)可以連續(xù)調(diào)節(jié)的混合風(fēng)門。從蒸發(fā)器流出來的空氣可以隨混合風(fēng)門的開閉部分或全部通過加熱器。流過加熱器和不流過加熱器的空氣在空調(diào)器內(nèi)先混合，再經(jīng)風(fēng)門送出。夏季，可以通過調(diào)節(jié)混合風(fēng)門的開度來調(diào)節(jié)冷濕空氣的再加熱程度；冬季，可通過調(diào)節(jié)混合風(fēng)門的開度調(diào)節(jié)暖風(fēng)的溫度?；旌巷L(fēng)門的設(shè)置大大改善了對(duì)空氣相對(duì)濕度的調(diào)節(jié)能力?？照{(diào)系統(tǒng)所需要的動(dòng)力來自發(fā)動(dòng)機(jī)。汽車空調(diào)系統(tǒng)按驅(qū)動(dòng)方式分為獨(dú)立式和非獨(dú)立式。轎車、輕型車、中小型客車及工程機(jī)械，其空調(diào)所需要的動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)汽車的動(dòng)力都來自汽車本身的發(fā)動(dòng)機(jī)，這種空調(diào)系統(tǒng)叫非獨(dú)立式空調(diào)；對(duì)于大型客車和豪華大中型客車，由于所需制冷量和暖氣量大，一般采用專用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)制冷壓縮機(jī)和設(shè)置獨(dú)立的采暖設(shè)備，故稱之為獨(dú)立式空調(diào)系統(tǒng)。非獨(dú)立式空調(diào)會(huì)影響汽車的動(dòng)力性能，但比獨(dú)立式的設(shè)備成本、運(yùn)行成本低。汽車安裝了非獨(dú)立式空調(diào)系統(tǒng)，耗油量平均增加10％~20％，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率減少10％~12％。六、汽車空調(diào)的特點(diǎn)動(dòng)力源多樣1抗沖擊能力強(qiáng)2汽車在顛簸不平的路面行駛時(shí)，汽車空調(diào)系統(tǒng)承受劇烈、頻繁的振動(dòng)和沖擊，因此，汽車空調(diào)的各個(gè)零部件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和抗振能力，接頭牢固并防漏。特別是汽車在顛簸不平的路面高速行駛，汽車空調(diào)各接頭極易松動(dòng)，導(dǎo)致制冷劑泄漏，破壞整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的工作條件，甚至破壞制冷系統(tǒng)的部件，如壓縮機(jī)。所以，各部件的連接要牢固，要經(jīng)常檢查系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑量。根據(jù)維修人員統(tǒng)計(jì)，汽車空調(diào)制冷不良多數(shù)是由于制冷劑泄漏而引起的。結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕3由于汽車本身的特點(diǎn)，要求汽車空調(diào)的結(jié)構(gòu)緊湊，能在有限的空間進(jìn)行安裝，而且安裝了空調(diào)之后，不使汽車增重太多，影響其他性能?，F(xiàn)代汽車空調(diào)的總重量比20世紀(jì)60年代的同類型產(chǎn)品減少了50％，是原始汽車空調(diào)裝置重量的1/4，而制冷能力卻比20世紀(jì)60年代的同類型產(chǎn)品增加了50%。制冷、制熱能力強(qiáng)4根據(jù)氣候的不同，要求汽車空調(diào)的制冷、制熱能力大，其原因在于：①車內(nèi)乘員密度大，產(chǎn)生的熱量多，熱負(fù)荷大，而冬天人體所需要的熱量也較大。②汽車為了減輕自重，隔熱層薄；汽車的門窗多、面積大，所以汽車隔熱性能差，熱量流失嚴(yán)重。③汽車在野外行駛，環(huán)境惡劣，氣溫千變?nèi)f化。要使汽車空調(diào)能迅速地降溫，在最短的時(shí)間里達(dá)到舒適的環(huán)境，這就要求制冷量特別大。非獨(dú)立式空調(diào)系統(tǒng)由于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工況變化頻繁，所以制冷系統(tǒng)的制冷劑流量變化大。結(jié)束汽車空調(diào)系統(tǒng)檢修汽車電氣設(shè)備構(gòu)造與維修汽車空調(diào)維修汽車空調(diào)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)任務(wù)三

汽車空調(diào)制冷劑與冷凍潤(rùn)滑油知識(shí)目標(biāo)（1）掌握制冷劑的性能要求。（2）掌握冷凍油的性能要求。（3）了解制冷劑的分類和特點(diǎn)。（4）了解制冷劑的使用注意事項(xiàng)。（5）了解冷凍油的作用與分類。任務(wù)目標(biāo)能力目標(biāo)（1）能夠合理選用汽車制冷劑。（2）能夠合理選用汽車?yán)鋬鲇?。制冷劑是在制冷系統(tǒng)中不斷循環(huán)并通過其自身的狀態(tài)變化以實(shí)現(xiàn)制冷的工作物質(zhì)；冷凍潤(rùn)滑油是制冷壓縮機(jī)的專用潤(rùn)滑油，它是一種在高溫、低溫情況下均能正常工作的特殊潤(rùn)滑油。下面進(jìn)入汽車空調(diào)制冷劑與冷凍潤(rùn)滑油的學(xué)習(xí)。任務(wù)引入一、制冷劑相關(guān)知識(shí)①要求制冷劑的臨界溫度要高。這樣有利于使用一般的冷卻液和空氣進(jìn)行冷凝，同時(shí)可以使節(jié)流損失小，制冷系數(shù)高。②要求制冷劑的單位容積制冷量要大。制冷劑單位容積制冷量大可以使相同產(chǎn)冷量時(shí)所需的壓縮機(jī)尺寸較小。對(duì)離心式制冷機(jī)或某些小型制冷機(jī)，單位容積制冷量小些會(huì)使壓縮機(jī)制造更容易。③要求制冷劑的蒸發(fā)壓力和冷凝壓力適中。制冷劑冷凝壓力不要太高，而蒸發(fā)壓力不要太低，尤其不應(yīng)低于大氣壓力。④要求制冷劑的絕熱指數(shù)要小。這樣有利于降低壓縮機(jī)的排氣溫度，提高壓縮機(jī)的效率。熱力性能要求1對(duì)車用空調(diào)制冷劑物理化學(xué)性質(zhì)的要求如下：①黏度、密度小，以減少制冷劑在制冷系統(tǒng)中的流動(dòng)阻力損失。②熱導(dǎo)率高，以提高熱交換設(shè)備的傳熱系數(shù)，減少換熱面積，降低材料消耗。③使用安全。車用空調(diào)制冷劑應(yīng)無毒、不燃燒、不爆炸。④具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。車用空調(diào)制冷劑與潤(rùn)滑油無親和作用，對(duì)金屬材料不腐蝕，在高溫下不分解，可與冷凍機(jī)油以任意比例相溶。⑤易于改變吸熱與散熱的狀態(tài)，有很強(qiáng)的重復(fù)改變狀態(tài)能力。物理化學(xué)性能要求2環(huán)保性能要求31）制冷劑對(duì)臭氧層的破壞作用大氣中的臭氧層是同溫層的一部分，其高度為距離海平面20~50km處。臭氧層可以吸收太陽光中的大部分紫外線（ultraviolet，UV），從而保護(hù)地球表面的生物，使之不受過于強(qiáng)烈的紫外線輻射。紫外線可將臭氧（O3）分解成氧分子（O2）和氧原子（O）。而在復(fù)雜的大氣物理化學(xué)反應(yīng)中，氧原子和氧分子又會(huì)合成、還原為臭氧。臭氧的分解與還原過程在臭氧層中進(jìn)行，并借此實(shí)現(xiàn)臭氧層對(duì)大部分紫外線的吸收。傳統(tǒng)制冷劑（如R12）的組成成分中有氯（Cl）。在操作不當(dāng)時(shí)，R12分子就會(huì)進(jìn)入臭氧層，紫外線輻射會(huì)使得Rl2分子釋放出一個(gè)氯原子。在R12分子中游離出來的氯原子會(huì)與臭氧發(fā)生反應(yīng)。于是，臭氧被分解，生成氧分子（O2）和一氧化氯（ClO），隨后ClO又與氧發(fā)生反應(yīng)而釋放出氯原子。再次游離出來的氯原子又繼續(xù)與臭氧發(fā)生反應(yīng)，如此周而復(fù)始（這個(gè)循環(huán)過程可能重復(fù)100000次），不斷地消耗大氣中的臭氧，使得臭氧層日益稀薄，甚至形成空洞。氟利昂（如R11、R12）對(duì)大氣中臭氧的破壞作用可用相對(duì)臭氧破壞能力作用系數(shù)（RelativeOzoneDepletionPotential）表征，簡(jiǎn)稱RODP或ODP，并規(guī)定R11的ODP為1.0，從而用ODP表示相對(duì)R11對(duì)大氣臭氧破壞能力的大小。2）制冷劑的溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)（Greenhouseeffect），又稱花房效應(yīng)，是大氣保溫效應(yīng)的俗稱。大氣能使太陽光的短波輻射到達(dá)地面，但地表向外放出的長(zhǎng)波熱輻射線卻能被大氣吸收。這樣，就使得地表與低層大氣溫度增高。因其作用類似于栽培農(nóng)作物的溫室，故名溫室效應(yīng)。自工業(yè)革命以來，人類向大氣中排放的二氧化碳等吸熱性強(qiáng)的氣體逐年增加，大氣的溫室效應(yīng)也隨之增強(qiáng)，已引發(fā)全球氣候變暖等一系列嚴(yán)重問題，引起了全世界的廣泛關(guān)注。溫室效應(yīng)主要是由于現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)過多燃燒煤炭、石油和天然氣，這些燃料燃燒后放出大量的二氧化碳?xì)怏w進(jìn)入大氣層造成的。二氧化碳?xì)怏w具有吸熱和隔熱的功能，它在大氣中增多的結(jié)果是形成一種無形的“玻璃罩”，使太陽光輻射到地球上的熱量無法向外層空間散發(fā)，其結(jié)果是地球表面變得越來越熱。因此，二氧化碳也被稱為溫室氣體。氟利昂類含氯氟烴產(chǎn)生的溫室效應(yīng)用溫室效應(yīng)能力系數(shù)（GlobalWarmingPotential）表征，簡(jiǎn)稱GWP值，并規(guī)定R11的GWP值為1.0，用GWP表示相對(duì)于R11對(duì)溫室效應(yīng)的作用。由于二氧化碳（CO2）是造成全球溫室效應(yīng)的主要因素之一，因此也常以CO2作為比較基礎(chǔ)。二、制冷劑的分類和性能特征制冷劑的命名1制冷劑的分類2制冷劑是用R后跟一組編號(hào)的方法來命名的，其中R是制冷劑（Refrigerant）的第一個(gè)字母，如R12、R134a、R22等。R后的數(shù)字或字母是根據(jù)制冷劑分子的原子構(gòu)成按一定規(guī)則書寫的。也常采用CFC、HCFC或HFC來代替R以表示制冷劑分子的原子組成。CFC表示制冷劑由氯原子、氟原子和碳原子組成。HCFC表示制冷劑由氫原子、氯原子、氟原子和碳原子組成。HFC表示制冷劑由氫原子、氟原子和碳原子組成。無機(jī)化合物制冷劑氟利昂混合工質(zhì)制冷劑①共沸混合工質(zhì)。②非共沸混合工質(zhì)。①共沸混合工質(zhì)。共沸混合工質(zhì)是由兩種或兩種以上的單純工質(zhì)在常溫下按一定比例混合而成的，具有與單一工質(zhì)相同的性質(zhì)，即氣液相組分相同，在恒定壓力下有恒定的蒸發(fā)溫度，如R502（由R22和R115以48.8/51.2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)混合）等。②非共沸混合工質(zhì)。非共沸混合工質(zhì)是由兩種或兩種以上不形成共沸溶液的單一工質(zhì)混合而成的。由于非共沸混合工質(zhì)不存在共同沸點(diǎn)，因此在定壓下冷凝或蒸發(fā)時(shí)，其組分溫度不同，氣液相成分也不同。按沸點(diǎn)溫度tS不同，制冷劑可分為高溫低壓制冷劑、中溫中壓制冷劑和低溫高壓制冷劑三類，見表1-4。早期在汽車空調(diào)上廣泛使用的制冷劑R12和目前廣泛使用的制冷劑R134a均屬于中溫（中壓）制冷劑范疇。汽車空調(diào)制冷劑最早廣泛使用的是R12（CF2Cl2），即二氟二氯甲烷，后來出現(xiàn)了R12的替代產(chǎn)品R134a（HFCl34a），即四氟乙烷。當(dāng)前，R744（CO2）和R1234yf（四氟丙烯）又成為熱門的制冷劑。R12、R134a、R744及R1234yf制冷劑的物理化學(xué)特性見表1-5。制冷劑的性能特征31）汽車空調(diào)制冷劑R12汽車空調(diào)制冷劑R12是一種中溫制冷劑，無色，具有輕微芳香味，毒性小，只在400℃時(shí)才會(huì)分解出有毒的氣體。R12不燃燒、不爆炸，是一種安全的制冷劑，只有在體積分?jǐn)?shù)達(dá)80％時(shí)才會(huì)使人窒息。另外，R12還具有制冷能力強(qiáng)、壓力適中、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、與冷凍機(jī)油相溶性好和安全性好等優(yōu)點(diǎn)。但是，R12的組成元素中含有氯，會(huì)破壞臭氧層，導(dǎo)致太陽光紫外線大量輻射到地面，使得人患皮膚癌、白內(nèi)障和呼吸道疾病的概率大大增加，對(duì)人類和生物的生存環(huán)境帶來很大危害。R12的臭氧破壞能力作用系數(shù)ODP為1，溫室效應(yīng)能力系數(shù)GWP為3.05。因此，國(guó)際社會(huì)于1987年9月在加拿大締結(jié)了《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》，明確規(guī)定禁用R12的期限為2000年。我國(guó)于1992年也制定了《中國(guó)逐步淘汰消耗臭氧層物質(zhì)的國(guó)家方案》，該方案規(guī)定，國(guó)內(nèi)各汽車制造商從1996年起在汽車空調(diào)中逐步用新制冷劑R134a替代R12，2000年以后生產(chǎn)的新車不得再使用R12作為汽車空調(diào)制冷劑。2）汽車空調(diào)制冷劑R134a為了適應(yīng)環(huán)境保護(hù)的需要，特別是為了適應(yīng)保護(hù)臭氧層的需要，有必要采用不破壞臭氧層的制冷劑來替代R12。目前，被廣泛認(rèn)可和使用的R12替代制冷劑是R134a。R134a具有與R12相近的熱力性質(zhì)，所以制冷系統(tǒng)的改型比較容易。R134a具有較好的制冷性能，化學(xué)和熱穩(wěn)定性好，具有良好的安全性能（不易燃、不爆炸、無毒、無刺激性和無腐蝕性）。同時(shí)，R134a中不含氯原子，對(duì)大氣層的臭氧破壞能力作用系數(shù)（ODP）低，同時(shí)溫室效應(yīng)能力系數(shù)（GWP）也較低。但在蒸發(fā)溫度低于-21℃時(shí)，由于將產(chǎn)生高的壓縮比，制冷量受到限制，其使用將受到影響。此外，R134a制冷系統(tǒng)的能效、工作可靠性等與R12相比還有一定的差距。3）碳?xì)浠衔镏评鋭┨細(xì)浠衔镏评鋭┚哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)：①與日常使用的R12、R134a制冷劑潤(rùn)滑油具有兼容性，替代原汽車上使用的氟利昂制冷劑無須更換空調(diào)設(shè)備及附件，操作簡(jiǎn)單，灌裝方便。②比普通制冷劑節(jié)能10％～20％，用量?jī)H是R12、R134a的1/3，對(duì)酷熱氣候具有獨(dú)到的適應(yīng)性，制冷效果優(yōu)良，是解決汽車用空調(diào)氟利昂排放導(dǎo)致大氣污染問題的理想替代品之一。4）CO2制冷劑制冷劑的種類很多，理論上只要能進(jìn)行氣液兩相轉(zhuǎn)換的物質(zhì)，均可作為蒸發(fā)制冷系統(tǒng)的制冷劑。但尋找制冷效率高，且對(duì)環(huán)境沒有污染的制冷劑卻很困難，目前廣泛使用的R134a只是R12的替代品，其排放物產(chǎn)生的溫室效應(yīng)仍然對(duì)環(huán)境有較大的危害。在此背景下，在食品冷凍和房間空調(diào)領(lǐng)域已有100多年應(yīng)用歷史的CO2制冷劑又重新得到重視，極有可能成為汽車空調(diào)系統(tǒng)下一代綠色環(huán)保制冷劑。CO2制冷劑（代號(hào)R744）具有無毒、無味、不可燃、不爆炸、臭氧破壞能力作用系數(shù)ODP為0、溫室效應(yīng)能力系數(shù)GWP約為0、成本低廉、無須回收、制冷能力強(qiáng)、制冷部件結(jié)構(gòu)尺寸緊湊等一系列優(yōu)點(diǎn)。CO2本身是有溫室效應(yīng)的，但作為制冷劑，CO2可以從工業(yè)廢氣中提取獲得。與大量的工業(yè)廢氣產(chǎn)生的溫室效應(yīng)相比較，CO2作為制冷劑產(chǎn)生的溫室效應(yīng)是微乎其微的。因而，可以認(rèn)為CO2制冷劑的溫室效應(yīng)能力系數(shù)GWP約為0。但是，CO2制冷劑也存在臨界溫度低、臨界壓力高、制冷循環(huán)熱力損失大、容易引起窒息等缺點(diǎn)。因而，采用CO2作為制冷劑時(shí)，制冷系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)通常的壓縮→冷凝→蒸發(fā)這樣的蒸氣壓縮式制冷循環(huán)。在常溫下，無法實(shí)現(xiàn)冷凝，CO2制冷系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是超臨界循環(huán)制冷系統(tǒng)。由于臨界溫度太低，使制冷系數(shù)過低，尤其是在環(huán)境溫度較高時(shí)，制冷循環(huán)的單位質(zhì)量制冷量明顯減小，制冷能力顯著下降，而功耗顯著增大。5）R1234yf制冷劑由于分子中不含氯原子，R1234yf的ODP值為0，GWP值為4，在大氣中的壽命只有11天，且大氣分解產(chǎn)物與R134a相同。因此，R1234yf對(duì)氣候環(huán)境的影響幾乎可以忽略，遠(yuǎn)小于R134a。根據(jù)歐盟的F-gas法規(guī)，自2017年1月1日起，在歐盟境內(nèi)生產(chǎn)和銷售的所有新車，禁止使用GWP大于150的制冷劑。不難看出，目前廣泛使用的汽車空調(diào)制冷劑Rl34a（GWP為1300）的逐步淘汰將成為必然趨勢(shì)。美國(guó)杜邦（DuPont）公司與霍尼韋爾（Honeywell）公司聯(lián)合研發(fā)的R1234yf被認(rèn)為是替代Rl34a的新一代汽車空調(diào)環(huán)保制冷劑。R1234yf制冷劑的環(huán)保性能雖然非常理想，但仍然不盡如人意。R1234yf制冷劑無閃點(diǎn)，自燃點(diǎn)為405℃，屬于具有弱可燃性的制冷劑。盡管在正常行駛條件下，車上的高溫部件（如排氣管等）可以得到妥善的保護(hù)，但一旦發(fā)生撞車事故，制冷系統(tǒng)遭到破壞，泄漏出來的R1234yf制冷劑遇到溫度超過405℃的高溫部件，就有發(fā)生R1234yf制冷劑起火燃燒、引燃肇事車輛的危險(xiǎn)。正是基于對(duì)R1234yf制冷劑安全性的顧慮，一些汽車制造商極力抵制使用R1234yf制冷劑，而以杜邦和霍尼韋爾為代表的制冷劑制造商則在極力推廣這一產(chǎn)品。如何在保持其優(yōu)秀的制冷能力和環(huán)保性能的同時(shí)，徹底消除其安全隱患，是目前亟待解決的問題。對(duì)于在汽車空調(diào)系統(tǒng)中是否采用R1234yf制冷劑的爭(zhēng)論，仍會(huì)繼續(xù)進(jìn)行下去，短期內(nèi)很難達(dá)成共識(shí)。①制冷劑容器避免陽光直接照射或爐火烘烤，以防意外。②避免與人的皮膚直接接觸，以防凍傷。尤其要避免誤入眼睛，以防造成失明。③對(duì)制冷系統(tǒng)進(jìn)行拆卸、充注作業(yè)時(shí)，最好戴膠皮手套，不要戴線紡手套。④盡管R12是無毒或低毒制冷劑，但在與火焰接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生毒氣。⑤操作現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)通風(fēng)良好。三、制冷劑的使用使用R12時(shí)的注意事項(xiàng)1盡管制冷劑種類繁多，但從目前我國(guó)汽車空調(diào)制冷劑領(lǐng)域來看，常用的制冷劑只有R134a一種，因此這里重點(diǎn)對(duì)R134a的使用注意事項(xiàng)加以說明。一定要防止制冷劑的混用。R12和R134a這兩種制冷劑是不能混用的，原因在于它們對(duì)空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求不同。首先，對(duì)壓縮機(jī)要求不同；其次，對(duì)潤(rùn)滑油要求也不同；最后，對(duì)儲(chǔ)液干燥器和連接軟管的要求也不同。因此，R134a只能在專門與其配套的系統(tǒng)中工作，凡是車用的R134a空調(diào)系統(tǒng)，制造商都會(huì)在壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、橡膠軟管和充注設(shè)備上注明“只適用于R1