純電動汽車結(jié)構(gòu)與原理教學(xué)課件作者周華英汽車空調(diào)-1

1、汽車空調(diào),,,為什么要使用空調(diào) ?,人們在一定的環(huán)境溫度及大氣濕度下，會感到舒適。,作為主動安全的組成部分，駕駛員的狀態(tài)是他的駕駛能力的一個重要因素。,車內(nèi)氣候?qū)︸{駛員、無疲勞的駕駛，以及駕駛的安全性都有直接的影響。,一 、汽車空調(diào)的概念與功能,１. 概念：汽車空調(diào)是對車廂內(nèi)空氣的溫度、濕度、流速、清潔度等進行調(diào)節(jié)的一門技術(shù)。,2. 關(guān)于汽車空調(diào) 的控制指標(biāo),1) 在汽車空調(diào)指標(biāo)中，最重要的指標(biāo)是溫度，因為人們對溫 度的感覺最敏感。

2、,,大量實驗證明:溫度為（２４～２６）℃范圍內(nèi)人感到舒適,,舒適的車內(nèi)溫度取決于環(huán)境溫度和足夠的空氣流動：,,,不舒適的車內(nèi)溫度對人的影響,,,2) 汽車空調(diào)的第二個指標(biāo)是濕度,,,,,濕度是指空氣中所含水蒸氣量的多少.,濕度的指標(biāo)是用絕對濕度（Z）.含濕量（d）.相對濕度(ψ）來表示。,,人覺得最舒適的相對濕度在５０～７０％之間。,相對濕度是指空氣中將水蒸氣含量與同溫度下飽和水蒸氣含量之比值的百分?jǐn)?shù)表示。,空氣中的水蒸汽含量,,空氣中

3、的水蒸氣飽和含量在相對濕度和普通大氣壓力下,3) 汽車空調(diào)的第三個指標(biāo)是空氣的清新度。,,,根據(jù)人體衛(wèi)生要求，,空氣中ＣＯ2的含量不能超過０．1％，,Ｏ2含量應(yīng)控制在18~20.7％之內(nèi)，,為此每人每小時必須有20~25Ｍ3新鮮空氣?？紤]到汽車的條件有限，新鮮空氣的下限為１１Ｍ3／ｈ。,4) 空氣流速,空氣流速影響人體散熱和保溫。,,車內(nèi)流速以（0.15~0.4）ｍ／ｓ為宜。夏季易取上限值，人流以指向胸部；冬季易取下限值，氣流以指向足

4、部。,噪聲雖然不是空氣質(zhì)量的指標(biāo)，但影響人體舒適性，是汽車舒適性內(nèi)容之一。,由于安裝空調(diào)器后，壓縮機、風(fēng)機及風(fēng)道等在工作時會增加車內(nèi)噪聲，影響舒適性，因而要設(shè)法盡量降低噪聲。,3、基本功能：,基本功能：加熱、制冷、通風(fēng)和過濾。,汽車空調(diào)還應(yīng)該具有除霜去霧等特殊功能。,（用人為的辦法改善駕駛員的勞動工作條件和提高乘員的舒適性是汽車空調(diào)的基本要求。）,,二、汽車空調(diào)的特點,１．安裝在移動的車輛上，受到 的振動大；,,２．動力源是

5、發(fā)動機；,３．要求制冷量大；,４．分體式結(jié)構(gòu)；,５．易泄漏；,６．冷凝壓力高。,,三、汽車空調(diào)的重要性,汽車空調(diào)的重要性首先體現(xiàn)在如下幾個方面：①是提高汽車市場競爭能力的重要手段　?、谑瞧嚞F(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一　　③極大的促進了汽車運輸業(yè)的發(fā)展　?、軜O大地提高了汽車的安全性等汽車的空氣調(diào)節(jié)巳被列入現(xiàn)代汽車的主動安全措施之一,,四、汽車空調(diào)的組成------

6、 以桑車為例 1. 空調(diào)的組成,空氣循環(huán)配送系統(tǒng),,,加熱系統(tǒng),制冷系統(tǒng)、,電氣控制系統(tǒng),,,,,2.桑車空調(diào)的結(jié)構(gòu),－D管,－空調(diào)壓縮機(帶電磁離合器),－S管,－蒸發(fā)器,－進風(fēng)罩,－暖風(fēng)和空調(diào)調(diào)節(jié)裝置,－新鮮空氣風(fēng)箱,－L管,－儲液干燥器,0－C管,1－冷凝器,桑車制冷系統(tǒng),五、 空調(diào)的基礎(chǔ)知識

7、 和基本原理,,,流體從液態(tài)變到氣態(tài)時要吸熱；,,,流體從氣態(tài)變到液態(tài)時要放熱。,１、物質(zhì)的形態(tài)與熱,自然界的任何物質(zhì)都可以有三種狀態(tài)存在:,在一定的條件下可以互相轉(zhuǎn)化。,①熱量傳遞的三種基本方式,傳導(dǎo),,對流,輻射,2. 熱量傳遞的方式和結(jié)果,當(dāng)二個溫度不同的物體接觸時，總存在熱量的傳遞。,熱總是從熱端向冷端傳遞。,②熱量傳遞的兩種結(jié)果,使不同溫度的物質(zhì),溫度趨于一致。(形態(tài)不變，但溫度變化),,,使物質(zhì)改變形態(tài)。(溫度不變,

8、但形態(tài)變化),3. 溫度及其度量,溫度是物質(zhì)冷熱程度的量度，溫度的單位由攝氏、華氏、絕對溫度等幾種。,攝氏溫度是將在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的冰點作為０ ℃，沸點作為１００℃，０ ℃與１００℃之間分為１００等分，每等分為１ ℃。０ ℃以下稱為零下。,華氏溫度是將在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的冰點作為32 oF，沸點作為212 oF ，中間分為１００等分，每等分為１ oF 。,t(℃)=[f(oF)-32]x5/9,F(oF)= t(℃)x9/5

9、+32,5．汽化與冷凝,物質(zhì)形態(tài)由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，稱為汽化；,,,物質(zhì)形態(tài)由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，稱為冷凝。,1) 汽化,汽化有蒸發(fā)和沸騰兩種方式。,工質(zhì)汽化需要吸收周圍的熱量，因而汽化對周圍有制冷效應(yīng)。,工質(zhì)沸騰汽化時向周圍吸收的熱量完全用于自身的形態(tài)變化,而溫度保持不變。,物質(zhì)沸騰汽化時的溫度稱為沸點。,相同壓力下，不同液態(tài)工質(zhì)的沸點不同。,例如 H2O/水=100 ℃,,機油 = 380~400 ℃,,,R12 = - 2

10、9.8,R134a = - 26.5,同種液態(tài)工質(zhì)，在不同壓力下的沸點溫度也不相同,,工質(zhì)的沸點與壓力有一一對應(yīng)的關(guān)系，工質(zhì)的沸點一般將隨壓力得增大而升高。,,,2) 冷凝,在一定壓力下，工質(zhì)由氣態(tài)轉(zhuǎn)變液態(tài)，稱為冷凝。,冷凝時將向周圍釋放熱量。,冷凝過程中，工質(zhì)的溫度及對應(yīng)的壓力保持不變。,3) 飽和狀態(tài),氣液兩種狀態(tài)達到動平衡的狀態(tài)，成為飽和狀態(tài)。,①飽和壓力與飽和溫度,②濕蒸氣及其干度,4）過熱蒸氣與過冷液體,①過熱蒸

11、氣,蒸氣在某壓力下的溫度、若高于該壓力所對應(yīng)的飽和溫度時，這種蒸氣就會成為過熱蒸氣。,②過冷液體,液體在某壓力下的溫度、若低于該壓力所對應(yīng)的飽和溫度時，這種液體就成為過冷液體。,,,（三） 制冷劑和冷凍油,一. 制冷劑,汽車空調(diào)是利用特定的制冷工質(zhì)的物態(tài)變化來實現(xiàn)制冷的。這種工質(zhì)稱為制冷劑。,Ｒ-12與Ｒ134a,,,,2.Ｒ-12及其特點,分子式ＣＣＩ2Ｆ2（或ＣＦ2ＣＩ2）,它具有：①Ｒ１２在常溫下沸點為 –29.8℃，,②在高

12、溫和低溫時都很穩(wěn)定，和大多數(shù)金屬都不起化學(xué)反應(yīng)；,③ 也不會損害植物和動物。,④ 無論是氣態(tài)還是液態(tài)，它都不會著火，不會爆炸；,,,Ｒ12的缺點:,當(dāng)Ｒ12與明火接觸或溫度高達400℃以上時，能分解出對人體有害的氟化氫、氯化氫和光氣（ＣＯＣＬ），,對臭氧層有破壞作用，ＯＤＰ值最大，溫室效應(yīng)的ＧＷＰ為３左右，,發(fā)達國家從1996年１月１月起禁用，發(fā)展中國家可延長10即2006年禁用。,禁用Ｒ１２的原因,采用鹵代烴類的化合物作為制冷劑已有半

13、個多世紀(jì)的歷史，由于它們具有無毒、無臭、不燃燒、與空氣混合不爆炸等優(yōu)點，，使其在蒸發(fā)制冷系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。,尤其是二氟二氯甲烷（CCL2F2）即Ｒ１２，以其壓力-溫度范圍適中的熱力特性恰好能滿足空調(diào)與冷藏的要求，又特別是Ｒ１２與制冷壓縮機的潤滑油有良好的互溶性，使得它在不便設(shè)置強制潤滑系的小型制冷系統(tǒng)中能以氣-油混合運行的方式來保證壓縮機的正常工作。因此，在汽車空調(diào)所采用的制冷劑中，Ｒ１２占統(tǒng)治地位。,由于制冷技術(shù)的不斷發(fā)展，以Ｒ１２

14、為制冷劑的制冷機產(chǎn)品已經(jīng)十分完善和普及，和人類的生活緊密相連，Ｒ１２已成為工業(yè)化生產(chǎn)和社會化供應(yīng)的化學(xué)物品,然而，1974年，英國科學(xué)家James Lovelock發(fā)現(xiàn)CFC能破壞地球大氣中的臭氧層。這一臭氧層主要分布在距地球表面高空的平流層，雖然總量僅占大氣總量的3％，但是其猶如一把巨型的“保護傘”，可有效地阻止來自太陽的有害紫外線對地球表面的輻射危害。,臭氧層的破壞,ＣＦＣ是一種非常穩(wěn)定的物質(zhì)，它能到達同溫層而不被地球表面或?qū)α鲗游?/p>

15、收。,,,由于受到太陽發(fā)出的強烈紫外線的照射，ＣＦＣ被分解。這又導(dǎo)致氯離子的釋放。,氯離子產(chǎn)生類似催化劑的作用，引起導(dǎo)致臭氧破壞的化學(xué)反應(yīng)。到達同溫層的氯離子在相當(dāng)長的時期內(nèi)不斷破壞臭氧。,太陽發(fā)出的強烈紫外線直接照射到地球表面，增加皮膚癌患者的人數(shù)，并對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生有害的影響。,,研究表明，大氣層里臭氧減少10 ％ ，有害紫外線的輻射量將增加19~22 ％ ，,CFC一旦被釋放，它可在大氣層中滯留達十年以上。對臭氧層的破壞是不可逆轉(zhuǎn)的

16、。,上述嚴(yán)峻的局勢引起了各國科學(xué)家、環(huán)境保護組織及有議之士的嚴(yán)重關(guān)切，并通過了一系列協(xié)議：,臭氧濃度減少以及臭氧空洞的形成對人類生存環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。,1985年8月22日通過了“保護臭氧層的維也納公約” 。,1987年9月16日部分國家的政府根據(jù)維也納公約締結(jié)了“關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書” 。,1990年簽署了“倫敦協(xié)議” 。,1992年１１月在哥本哈根會議上重新評估了“倫敦協(xié)議” ，并規(guī)定發(fā)達國家從1996年1月1日起禁

17、止使用物質(zhì)。,我國從年遞交申請，車正式成為蒙特利爾協(xié)議書的締約國。,,,3. R134a及其特點,又稱ＨＦＣ－134a， 學(xué)名：1,1,1,2--四氟乙烷，其分子結(jié)構(gòu)為：ＣＨ2ＦＣＦ3 ，Ｒ１３４ａ是目前被認(rèn)為Ｒ１２的最好過渡性替代物，在９６年開始已廣泛地用在汽車空調(diào)中。,,,R134a的主要特點有,① 具有與Ｒ１２相接近的熱力特性。② 安全性好，無色，無味，不燃燒，爆炸，基本無毒性，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，無腐蝕性。③不含氯原

18、子，臭氧層破壞系數(shù)（ＯＤＰ）為零，大氣壽命很短（大約為１８年，Ｒ１２是１２０年）。但溫室效應(yīng)與Ｒ２２接近，應(yīng)當(dāng)重視。,,,1). 與潤滑油的相容性,R134a因為分子中沒有氯原子與礦物油不相容。與R134a相容性好的潤滑材料，目前使用的是PAG , POE（多元醇酯類）等合成油。,2) . 與干燥劑的互容性,由于R134a分子具有極性，親水性強，所以選用新型分子篩XH-7和XH-9作為干燥劑。,,,3).與塑料及橡膠的互溶性,R134

19、a與現(xiàn)在常用的橡膠材料不相容，特別是對氟橡膠。與氫化丁腈橡膠(HNBR)、三聚乙丙烯橡膠(EPDM)及呢龍有較好的相容性。尤其與氫化丁腈橡膠的互補性最好。,,,4).在軟管中的滲透性,由于R134a的分子比R12小，更主要的是R134a對橡膠和塑料的膨脹性比R12大，所以R134a分子的穿透性較強。根據(jù)試驗分析，R12在丁腈橡膠軟管中的年滲漏量為0.09Kg，在尼龍管中的年滲漏量為(0.02-0.036)Kg。R134a的滲漏量在丁

20、腈橡膠軟管中比R12大的多，在尼龍中比R12略小。,,,5).R134a與R12的基本特性比較,,,,,,R134a的蒸氣壓力曲線,,,4. R-12的制冷過程,,,3 . 制冷基本循環(huán),,,汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)，是使制冷工質(zhì)在系統(tǒng)中循環(huán)，在車廂內(nèi)部吸收熱量，并將此熱量帶到車廂外部。吸收并帶出的熱量愈多，車廂內(nèi)的溫度就愈低。眾所周知，液體氣化時需要吸收熱量，而氣體液化時則放出熱量；減小或加大壓力也可以使液體氣化或氣體液化，汽車空調(diào)系統(tǒng)

21、正是依據(jù)這個原理進行工作的,,(1)壓縮過程。壓縮機吸入蒸發(fā)器出口處的低溫(0℃)低壓(0.147MPa)的氣態(tài)制冷工質(zhì)，將其壓縮成高溫(60~66℃)高壓(1.471MPa)的氣體排出壓縮機。 (2)冷凝放熱過程。高溫高壓的氣態(tài)過熱制冷工質(zhì)進入冷凝器，放出大量的熱量并把熱量排出車外,溫度降低。當(dāng)制冷工質(zhì)氣體的溫度降至50~55℃時，制冷工質(zhì)由氣態(tài)變成液態(tài)。,,（3）節(jié)流膨脹過程。溫度和壓力較高的液態(tài)制冷工質(zhì)通過膨脹閥裝置后體積變大，

22、壓力和溫度急劇下降，以低溫.低壓的霧狀物(細小液滴、蒸汽)排出膨脹閥進入蒸發(fā)器。 (4)蒸發(fā)吸熱過程。霧狀制冷工質(zhì)進入蒸發(fā)器。此時制冷工質(zhì)的沸點(--29.8c)遠低于蒸發(fā)器內(nèi)溫度，因此霧狀制冷工質(zhì)在蒸發(fā)過程中大量吸收周圍的熱量變?yōu)闅鈶B(tài)，而后低溫低壓的蒸氣(氣態(tài))制冷工質(zhì)蒸氣又進入壓縮機。,熱力膨脹閥,作用: 1、節(jié)流降壓：它使從冷凝器來的中溫高壓液態(tài)制冷工質(zhì)節(jié)流降壓成為容易蒸發(fā)的低溫低壓霧狀制冷工質(zhì)進入蒸發(fā)器，保證制冷工質(zhì)在蒸

23、發(fā)器內(nèi)完全蒸發(fā) 2、自動調(diào)節(jié)制冷工質(zhì)流量：熱力膨脹閥可根據(jù)系統(tǒng)冷負(fù)荷需要量的變化自動地調(diào)節(jié)制冷工質(zhì)流量，使制冷系統(tǒng)能正常地工作。 類型: 主要有內(nèi)平衡和外平衡兩種形式 . 膨脹管（孔管）---它只有節(jié)流降壓作用,熱力膨脹閥----內(nèi)平衡式,結(jié)構(gòu): 密封蓋11、膜片1、遙控感溫包9和毛細管10組成一個密封的空間，它是一個感溫機構(gòu)，內(nèi)裝有制冷工質(zhì)。固定在回氣管路上的感溫包用來感受蒸

24、發(fā)器出口的過熱蒸氣溫度，反饋回去控制閥門開度，從而控制制冷工質(zhì)流量。,平衡過程:,當(dāng)蒸發(fā)器出口溫度較高時，感溫包內(nèi)液體溫度隨之上升，內(nèi)壓升高。作用在膜片上的壓力大于蒸發(fā)器進口壓力和彈簧壓力總和時，針閥3離開閥座5，閥門開啟，制冷工質(zhì)流入蒸發(fā)器。蒸發(fā)器內(nèi)壓力隨之上升，膜片下側(cè)壓力增加;并且由于蒸發(fā)器出口溫度降低，膜片上側(cè)壓力也降低，閥門關(guān)閉。由于膜片上、下側(cè)壓力經(jīng)常處于不平衡狀態(tài)，所以閥門不斷地作開啟、閉合的循環(huán)。,,熱力膨脹閥----外

25、平衡式,結(jié)構(gòu): 由遙控感溫包8、過熱調(diào)整彈簧7、膜片1、毛細管3、針閥11、閥座6等組成，其安裝位置與內(nèi)平衡熱力膨脹閥相同。遙控感溫包8固定在蒸發(fā)器的出口管上。感溫包感應(yīng)尾管溫度，通過毛細管3傳遞壓力，驅(qū)動熱力膨脹閥膜片1，適量的制冷工質(zhì)就進入了蒸發(fā)器。 圖中Pf為感溫包感受到的蒸發(fā)器出口溫度相對應(yīng)的飽和壓力，Ps 為過熱調(diào)整彈簧的壓力。,,熱力膨脹閥----外平衡式,平衡過程: Pe 為通過外接管，

26、從蒸發(fā)器出口處引來蒸發(fā)壓力。當(dāng)車室內(nèi)溫度處于某一工況下時，熱力膨脹閥處在一定開度，Pf 、Ps 和Pe 應(yīng)處于平衡狀態(tài)，即Pf=Ps +Pe ；如果車室內(nèi)溫度升高，蒸發(fā)器出口過熱度增大，則感受溫度上升，相應(yīng)的感應(yīng)壓力Pf也增大，這時Pf>Ps +Pe ，因此波形膜片下移，推動推桿使膨脹閥孔開度增大，制冷工質(zhì)流量增大，制冷量也增大，蒸發(fā)器出口過熱度相應(yīng)下降。則感受溫度下降，相應(yīng)的感應(yīng)壓力Pf也減小，這時Pf=Ps +Pe; 反之，

27、也有相似的平衡過程.,膨脹管是由塑膠制成，制冷工質(zhì)經(jīng)由進口過濾器進入節(jié)流孔，節(jié)流后的液體制冷工質(zhì)壓力降低，再經(jīng)出口過濾器流向蒸發(fā)器，如下圖所示。膨脹管與膨脹閥相比，它內(nèi)部沒有運動零件，也沒有感溫包，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，成本低廉，這種結(jié)構(gòu)其制冷工質(zhì)流量由壓縮機電磁離合器周期性離合來調(diào)節(jié).,,采用膨脹管的原因,膨脹管與膨脹閥相比，它內(nèi)部沒有運動零件，也沒有感溫包，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，成本低廉，膨脹管結(jié)構(gòu)中,制冷工質(zhì)流量由壓縮機電磁離合器周

28、期性離合來調(diào)節(jié)。在汽車空調(diào)系統(tǒng)運行時，車廂內(nèi)溫度通常不會有很大變化，空調(diào)系統(tǒng)并不主動要求經(jīng)常改變制冷工質(zhì)的流量，這就是這種結(jié)構(gòu)得以應(yīng)用的依據(jù)。,貯液干燥器,作用:1.儲備多余制冷劑: 汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)正常工作時，制冷工質(zhì)的供應(yīng)量大于蒸發(fā)器的需要量，一定儲備量的高壓側(cè)液態(tài)制冷工質(zhì)儲備在貯液干燥器內(nèi).2.儲存制冷劑: 隨著季節(jié)的變化，在系統(tǒng)不運行或檢修、更換系統(tǒng)內(nèi)零件時，可以將系統(tǒng)中的制冷工質(zhì)收入到貯液干燥器進行儲存，以免制冷工質(zhì)泄

29、漏。3.過濾,干燥: 此外貯液干燥器還起到過濾雜質(zhì)和吸收濕氣的作用。,貯液干燥器----結(jié)構(gòu),進入貯液干燥器的制冷工質(zhì)，經(jīng)過濾器5并經(jīng)干燥劑6吸去水分，由出液管7流出。 干燥器蓋上設(shè)有進液孔和出液孔，進液孔與冷凝器的出口相接;出液口與熱力膨脹閥的進口相接.同時干燥器蓋上裝有視液玻璃鏡3和易熔塞4,貯液干燥器----結(jié)構(gòu)特點,干燥劑它是吸附系統(tǒng)內(nèi)濕氣的固體 .R12與R134a的特性不同，分子大小不同，故需采用不同的干燥劑; 貯

30、液干燥器最好安裝在風(fēng)涼的位置; 要直立安裝傾斜度不要大于15度，否則液態(tài)和氣態(tài)制冷劑將不能完全分離。出液管能夠保證進入熱力膨脹閥的制冷工質(zhì)全部為液體 ,保證送往膨脹閥的制冷工質(zhì)是液態(tài); 易熔塞是一種壓力保護裝置.當(dāng)高壓側(cè)壓力達到2.9MPa、溫度達到103—110.5℃時，低熔點金屬就熔化，并把制冷工質(zhì)排放到大氣中去，防止整個系統(tǒng)遭受損壞。,貯液干燥器----結(jié)構(gòu)特點,視液玻璃鏡又稱氟利昂液體指示器 (1)用來指示制冷工質(zhì)流動狀況

31、，當(dāng)發(fā)生缺液、污濁或含有水分時，觀察玻璃能顯示不同顏色和氣泡。(2)能觀察管路中冷凍油流動情況。,,,2.冷凍油,在制冷系統(tǒng)中的潤滑油稱為冷凍油。,①起潤滑作用 ②降低機體溫度?、?起密封作用。,上誨大眾系用ＰＯＥ油（例ＳＷ１ＯＯ）,POE是一種合成多元醇脂，又稱為脂類油，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。由于添加劑不同，各種的性能略有不同。,2. 對冷凍油的性能要求,