汽車空調(diào)系統(tǒng)-1

第8章汽車空調(diào)系統(tǒng)8.1汽車空調(diào)概述8.1.1汽車空調(diào)系統(tǒng)的作用

空調(diào)是空氣調(diào)節(jié)（AirConditioning，略作A/C。）的簡(jiǎn)稱，其含義是指在封閉的空間內(nèi)，對(duì)溫度、濕度及空氣的清潔度進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。

空調(diào)是汽車現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，現(xiàn)代汽車空調(diào)的基本功能是在任何氣候和行駛條件下，能改善駕駛員的工作條件和提高乘員的舒適性。由于汽車空調(diào)的調(diào)節(jié)對(duì)象是車內(nèi)的人，故偏重于人的舒適性的要求。

衡量汽車空調(diào)質(zhì)量的指標(biāo)主要有四個(gè)，即溫度、濕度、空氣流速和空氣清潔度。1.溫度

在夏季人感到最舒適的溫度是22～28℃，在冬季則是16～18℃。

另外，人體面部所需求的溫度比足部略低，即要求“頭涼足暖”，溫差大約為2℃。2.濕度

人覺得最舒適的相對(duì)濕度夏季是50%～60％，冬季則是40％～50%。在這種濕度環(huán)境中，人會(huì)覺得心情舒暢，皮膚覺得特別光滑、濕潤(rùn)。3.空氣流速

人在流動(dòng)的空氣中比在靜止的空氣中要舒服，這是因?yàn)榱鲃?dòng)的空氣能促進(jìn)人體向外散熱的緣故。所以，空氣流速是汽車空氣調(diào)節(jié)的重要內(nèi)容之一。通?？諝饬魉僭?.2m/s以下為好，并且以低速流動(dòng)為佳。4.空氣清潔度

由于車內(nèi)空間小，乘員密度大，全封閉空間的空氣極易產(chǎn)生缺氧和二氧化碳濃度過高；汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的一氧化碳和道路上的粉塵、野外有刺激性的花粉都容易進(jìn)入車內(nèi)，造成車內(nèi)空氣混濁，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響乘員的身體健康。表8-1舒適性環(huán)境參數(shù)項(xiàng)目范圍溫度/℃相對(duì)濕度（%）換氣量（%）風(fēng)速/m?s-1CO2(%)CO(%)加速度/m?s-2振動(dòng)/mm噪聲/dB冬夏舒適帶16~1822~2850~7020~300.075~0.2<0.03<0.01<3<0.2<45不舒適帶0~1430~3515~3090~955~10<0.075>0.3>0.03>0.015>3>2>65有害帶<0>43<15，>95<5>0.4>10>0.03>4>15>1208.1.2汽車空調(diào)系統(tǒng)的控制方法1.手動(dòng)控制

手動(dòng)控制空調(diào)系統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、出風(fēng)溫度及送風(fēng)方式等功能均由駕駛員操縱和調(diào)節(jié)，車內(nèi)通風(fēng)溫度由儀表板上的空氣控制桿、溫度控制桿、進(jìn)氣桿和風(fēng)扇開關(guān)等操縱通風(fēng)管道上的各種風(fēng)門實(shí)現(xiàn)。2.電控自動(dòng)控制

電控自動(dòng)控制空調(diào)系統(tǒng)利用傳感器隨時(shí)檢測(cè)車內(nèi)溫度和車外溫度的變化，并將檢測(cè)到的信號(hào)送給空調(diào)ECU。

空調(diào)ECU按預(yù)先編制的程序?qū)π盘?hào)進(jìn)行處理，并通過執(zhí)行元件及時(shí)對(duì)鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、出風(fēng)溫度、送風(fēng)方式及壓縮機(jī)工作狀態(tài)等進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使車內(nèi)溫度、空氣濕度及流動(dòng)狀況始終保持在駕駛員設(shè)定的水平。8.1.3汽車空調(diào)系統(tǒng)的組成和分類1.汽車空調(diào)系統(tǒng)的基本組成

現(xiàn)代汽車全功能空調(diào)系統(tǒng)由制冷系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、空氣凈化裝置及控制系統(tǒng)等幾部分組成。①通風(fēng)系統(tǒng)。通風(fēng)系統(tǒng)用于將車外的新鮮空氣引進(jìn)車內(nèi)，達(dá)到通風(fēng)、換氣的目的。②采暖系統(tǒng)。采暖系統(tǒng)用于對(duì)車內(nèi)空氣或車外進(jìn)入車內(nèi)的新鮮空氣進(jìn)行加熱、除濕，使車內(nèi)達(dá)到溫暖舒適。③制冷系統(tǒng)。制冷系統(tǒng)用于對(duì)車內(nèi)空氣或車外進(jìn)入車內(nèi)的新鮮空氣進(jìn)行降溫、除濕，使車內(nèi)達(dá)到?jīng)鏊孢m。④空氣凈化裝置。空氣凈化裝置用于去除車內(nèi)空氣中的塵埃、異味，使車內(nèi)空氣變得清潔，目前只用于高級(jí)轎車上。⑤控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)將制冷、采暖、通風(fēng)、空氣凈化有機(jī)地組合，形成冷暖適宜的氣流，并能對(duì)車內(nèi)環(huán)境進(jìn)行全季節(jié)、全方位、多功能的最佳控制和調(diào)節(jié)。

將上述裝置全部或部分組合在一起，按照一定的布置形式安裝在汽車上，便組成了汽車空調(diào)系統(tǒng)。2.汽車空調(diào)系統(tǒng)的分類1）按空調(diào)的功能分可分為單一功能型、冷暖一體型兩種。①單一功能型空調(diào)。單一功能型空調(diào)的制冷系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)各自安裝，單獨(dú)操作，互不干涉，多用于大型客車、載貨汽車和加裝冷風(fēng)裝置的轎車上。②冷暖一體型空調(diào)。冷暖一體型空調(diào)（圖8-1）的制冷、采暖和通風(fēng)共用一臺(tái)風(fēng)機(jī)及一個(gè)風(fēng)道，冷風(fēng)、暖風(fēng)和通風(fēng)在同一控制板上進(jìn)行控制。工作時(shí)又可分為冷、暖風(fēng)分別工作的組合式，冷暖風(fēng)可同時(shí)工作的混合調(diào)濕式兩種。混合調(diào)濕式結(jié)構(gòu)緊湊，易調(diào)溫，操作方便，多用于轎車上。圖8-1冷暖一體型示意圖2）按驅(qū)動(dòng)方式分可分獨(dú)立式空調(diào)、非獨(dú)立式空調(diào)兩類。①獨(dú)立式空調(diào)。用一臺(tái)專用空調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)制冷壓縮機(jī)，制冷量大，工作穩(wěn)定，但成本高，體積及質(zhì)量大，為此多用于大、中型客車。②非獨(dú)立式空調(diào)。由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)制冷壓縮機(jī)，制冷性能受汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況的影響，工作穩(wěn)定性較差，低速時(shí)制冷量不足，高速時(shí)制冷量過量，影響汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性，為此多用于小型客車和轎車上。8.2汽車空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)8.2.1汽車空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)

汽車空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的主要功能是換氣，即打開通風(fēng)口，利用汽車迎面空氣動(dòng)壓通風(fēng)或利用空調(diào)系統(tǒng)中鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)換氣。

通風(fēng)對(duì)于防止車窗玻璃起霧也很有益處。為維持舒適條件所需要的最小限度的換氣量稱為必須換氣量，為此應(yīng)設(shè)置即使在汽車車窗緊閉的情況下，仍能從車外引入新鮮空氣的通風(fēng)裝置（每人約需25～36m／h)。1.動(dòng)壓通風(fēng)方式

動(dòng)壓通風(fēng)（自然通風(fēng)）方式是利用汽車行駛時(shí)，車外空氣對(duì)汽車產(chǎn)生的風(fēng)壓，通過進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)換氣。圖8-2進(jìn)風(fēng)口與排風(fēng)口的位置32.強(qiáng)制通風(fēng)方式

采用動(dòng)壓通風(fēng)方式進(jìn)行換氣時(shí)，車輛在靜止和在低速行駛時(shí)，通風(fēng)量過小，故一些車輛采用強(qiáng)制通風(fēng)方式。強(qiáng)制通風(fēng)是采用電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)強(qiáng)制車外新鮮空氣進(jìn)入車廂內(nèi)的一種通風(fēng)方式。

在汽車行駛時(shí)，強(qiáng)制通風(fēng)經(jīng)常與動(dòng)壓通風(fēng)一起配合使用。轎車均采用動(dòng)壓通風(fēng)與強(qiáng)制通風(fēng)相結(jié)合的方式，其通風(fēng)裝置與采暖裝置、制冷裝置等結(jié)合在一起而形成完整的空調(diào)系統(tǒng)，導(dǎo)入的外氣既可經(jīng)調(diào)節(jié)也可不經(jīng)調(diào)節(jié)而進(jìn)入車內(nèi)。8.2.2汽車空調(diào)采暖系統(tǒng)

采暖系統(tǒng)是一種將空氣送入熱交換器（又稱為加熱器），同時(shí)吸入某種熱源的熱量，以提高空氣溫度的裝置。

按使用熱源的不同可分為發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液采暖系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣采暖系統(tǒng)和獨(dú)立熱源式采暖系統(tǒng)。1.發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液采暖系統(tǒng)圖8-3發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液采暖式暖風(fēng)系統(tǒng)1-加熱器芯；2-加熱器出水管；3-膨脹水箱；4-冷卻液控制閥；5-散熱器進(jìn)水管；6-恒溫器；7-風(fēng)扇；8-散熱器；9-水泵；10-散熱器溢流管；11-散熱器出水管；12-加熱器進(jìn)水管；13-加熱器風(fēng)機(jī)；A-冷空氣；B-熱空氣

冷卻液控制閥（也稱熱水閥）對(duì)通過熱交換器的冷卻液流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，而熱交換器則將冷卻液的熱量傳給空氣。被加熱的空氣在電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)的作用下吹入車內(nèi)（圖8-5）。圖8-4鋼索式冷卻液控制閥（熱水閥）1—保護(hù)層；2—鋼索；3—裝配支架；4—閥門；5—來自發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液；6—去加熱器芯的冷卻液

熱交換器的結(jié)構(gòu)有管片式、管帶式和帶狀蜂窩式等，一般由傳熱系數(shù)很高的黃銅制造而成。電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)多為離心式葉片鼓風(fēng)機(jī)，具有高、中、低三擋轉(zhuǎn)速，可以調(diào)節(jié)換氣強(qiáng)度，一般與空調(diào)制冷系統(tǒng)送風(fēng)共用。圖8-5典型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液采暖式暖風(fēng)系統(tǒng)的布置1-電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)；2-熱水供應(yīng)軟管；3-加熱器芯；4-擋風(fēng)玻璃除霜器管道；5-加熱器底板出風(fēng)口；6-熱水返回軟管2.發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣采暖系統(tǒng)

發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣采暖系統(tǒng)是利用裝在排氣管道上的特殊熱交換器，實(shí)現(xiàn)高溫廢氣與低溫空氣的熱交換，把產(chǎn)生的暖風(fēng)送入車廂，供采暖與風(fēng)窗玻璃除霜之用。3.獨(dú)立熱源式采暖系統(tǒng)

獨(dú)立熱源式采暖系統(tǒng)是專門利用汽油、煤油、柴油等作燃料，使其在燃燒裝置中燃燒產(chǎn)生熱量，利用空氣與燃燒裝置進(jìn)行熱交換，使空氣升溫。8.2.3汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)工作原理1.汽車空調(diào)制冷劑

汽車空調(diào)是利用蒸汽壓縮制冷裝置來制冷的，是借助制冷劑的物態(tài)變化，由制冷劑循環(huán)流動(dòng)實(shí)現(xiàn)制冷的。

蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)使用的制冷劑（亦稱工質(zhì)、冷媒、雪種）絕大部分都是氟里昂，國際上用英文字母R來表示（取英文制冷劑Refrigerant的第一個(gè)字母）。a）R12（CCL2F2）

b）R134a（CH2F-CF3）圖8-6汽車空調(diào)用制冷劑2.汽