一.汽車空調(diào)的工作原理
其實汽車空調(diào)和我們熟悉的家用空調(diào)制冷原理是一樣的。都是利用R12或是R134a壓縮釋放的瞬間體積急劇膨脹就要吸收大量熱能的原理制冷。(由于R12對大氣臭氧層的破壞,出于環(huán)保的要求發(fā)達國家從1996年開始改用R134a做制冷劑)汽車空調(diào)的構造和家用的分體空調(diào)類似,它的壓縮機往往是安裝在發(fā)動機上,并用皮帶驅(qū)動(也有直接驅(qū)動的),冷凝器安裝在汽車散熱器的前方,而蒸發(fā)器在車里面,工作時從蒸發(fā)器出來的低壓氣態(tài)致冷劑流經(jīng)壓縮機變成高壓高溫氣體,經(jīng)過冷凝器散熱管降溫冷卻變成高壓低溫的液體,再經(jīng)過貯液干燥器除濕與緩沖,然后以較穩(wěn)定的壓力和流量流向膨脹閥,經(jīng)節(jié)流和降壓最后流向蒸發(fā)器。致冷劑一遇低壓環(huán)境即蒸發(fā),吸收大量熱能。車廂內(nèi)的空氣不斷流經(jīng)蒸發(fā)器,車廂內(nèi)溫度也就因此降低。液態(tài)致冷劑流經(jīng)蒸發(fā)器后再次變成低壓氣體,又重新被吸入壓縮機進行下一次的循環(huán)工作。在整個系統(tǒng)中,膨脹閥是控制致冷劑進入蒸發(fā)器的機關,致冷劑進入蒸發(fā)器太多就不易蒸發(fā)而太少冷氣又會不夠,因此膨脹閥是調(diào)節(jié)中樞。而壓縮機是系統(tǒng)的心臟,系統(tǒng)循環(huán)的動力源泉。
盡管汽車空調(diào)的空調(diào)系統(tǒng)的原理與其它空調(diào)系統(tǒng)是相同的,但汽車空調(diào)是移動式車載的空調(diào)裝置,它與固定式空調(diào)系統(tǒng)相比,動轉(zhuǎn)條件更惡劣,隨汽車行駛的顫振,空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑比固定式更容易泄漏,空調(diào)系統(tǒng)的維修與保養(yǎng)也比固定式頻繁,空調(diào)裝置中風路系統(tǒng)在吸入新風時常常會將塵土吸入,堵塞過濾網(wǎng)及蒸發(fā)器,在清洗過程中又往往會把制冷劑泄放到大氣中去。造成臭氧層消耗,破壞了環(huán)境。
二.汽車空調(diào)的組成
汽車空調(diào)一般主要由壓縮機(compressor)、電控離合器、冷凝器(condenser)、蒸發(fā)器(evaporator)、膨脹閥(expansion valve)、貯液干燥器(receiver drier)、管道(hoses)、冷凝風扇、真空電磁閥(vacuum solenoid)、怠速器和控制系統(tǒng)等組成。汽車空調(diào)分高壓管路和低壓管路。高壓側(cè)包括壓縮機輸出側(cè)、高壓管路、冷凝器、貯液干燥器和液體管路;低壓側(cè)包括蒸發(fā)器、積累器、回氣管路、壓縮機輸入側(cè)和壓縮機機油池。
貯液干燥器——實際上是一個貯存制冷劑及吸收制冷劑水分、雜質(zhì)的裝置。一方面,它相當于汽車的油箱,為泄露制冷劑多出的空間補充制冷劑。另一方面,它又像空氣濾清器那樣,過濾掉制冷劑中摻雜的雜質(zhì)。貯液干燥器中還裝有一定的硅膠物質(zhì),起到吸收水分的作用。
冷凝器和蒸發(fā)器——它們雖然叫法不一樣,但結構類似。它們都是在一排彎繞的管道上布滿散熱用的金屬薄片,以此實現(xiàn)外界空氣與管道內(nèi)物質(zhì)的熱交換的裝置。冷凝器的冷凝指的是其管道內(nèi)的制冷劑散熱從氣態(tài)凝成液態(tài)。其原理與發(fā)動機的散熱水箱相近(區(qū)別只在于水箱的水一直是液態(tài)而已),所以它經(jīng)常被安裝在車頭,與水箱一起,共同享受來自前方的習習涼風??傊淠魇悄睦餂隹炷睦锶?,以便其散熱冷凝。蒸發(fā)器與冷凝器正好相反,它是制冷劑由液態(tài)變成氣態(tài)(即蒸發(fā))吸收熱量的場所。
壓縮機——是空調(diào)制冷系統(tǒng)的心臟,它是一種使制冷劑在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)的動力源。
管道——由于要注入一定壓力的制冷劑,所以必須用金屬管道。特別是從壓縮機到冷凝器到制冷劑瓶到膨脹閥這段,由于屬系統(tǒng)的高壓段,所以比其它管道有更高的耐高壓要求。
壓縮機——顧名思義,壓縮機就是起壓縮的作用,它的作用是使制冷劑完成從氣態(tài)到液態(tài)的轉(zhuǎn)變過程,達到制冷劑散熱凝露的目的。同時在整個空調(diào)系統(tǒng),壓縮機還是管路內(nèi)介質(zhì)運轉(zhuǎn)的壓力源,沒有它,系統(tǒng)不僅不制冷而且還失去了運行的動力。
壓縮機的分類:
活塞式:活塞式壓縮機的結構酷似發(fā)動機,有曲軸、連桿、活塞、氣缸等,但因為它并不產(chǎn)生能量,所以噴油咀、火花塞等就沒有了。長途貨動車或大客車因為空間較大,所以體積較大、損耗較小的活塞式壓縮機常被使用。
斜盤式:一般的轎車、小型商用車所使用的都是斜盤式壓縮機。因為其體積小、質(zhì)量輕,易于在狹小的發(fā)動機室內(nèi)安裝排布,所以廣為使用。
雖然結構上有很大的區(qū)別,但實際上這兩種壓縮機都是把來自發(fā)動機轉(zhuǎn)動的動能轉(zhuǎn)化成壓縮機內(nèi)活塞的往復運動,并以此對空調(diào)系統(tǒng)的管路形成壓力,達到壓縮制冷劑的目的。
汽車空調(diào)不需要如家用空調(diào)般每次關機后必須停三幾分鐘再開,實際上車用空調(diào)即使在冬天也應每周開啟一下,讓各零件得到潤滑。另外,隔塵網(wǎng)也應注意檢查,如附上太多灰塵則要及時更換。位于車頭的冷凝器在每次洗車時最好用高壓水槍沖洗,以防散熱葉片被雜物(昆蟲、樹葉等)堵塞影響散熱效果。
值得一提的是,壓縮機的旋轉(zhuǎn)軸是通過磁性離合器及皮帶與發(fā)動機曲軸相連取得動力的。為什么要有一個磁性離合器呢?因為當裝在蒸發(fā)器出風口的傳感器感知出風的溫度不夠低時,它就會通過電路使壓縮機的磁性離合器閉合,這樣壓縮機隨發(fā)動機運轉(zhuǎn),實現(xiàn)制冷。而當出風溫度低于設定的溫度,它則控制磁性離合器切離,這樣壓縮機不工作。如果這一控制失靈,那么壓縮機將不斷工作,使蒸發(fā)器結冰造成管道壓力超標,最終破壞系統(tǒng)甚至造成損壞。
目前大部分小汽車(主要指民用小車)上用的制冷劑有R-12制冷劑和R-134a制冷劑兩種。R-12制冷劑是一種普通制冷劑,含有會破壞臭氧層的物質(zhì)--氟利昂,而且在明火下會生成對人體有害的物質(zhì);而R-134a是一種新型環(huán)保制冷劑,具有無毒、無色、不燃不爆、熱穩(wěn)定性好等性質(zhì),更重要的是R-134a制冷劑不損害臭氧層。
這兩種制冷劑的化學結構互不相同,所以在汽車上是不通用的。而且它們配套使用的制冷劑油也不可互溶。如果加錯制冷劑會令系統(tǒng)損壞,如對膠管的腐蝕等。R134a之所以用來替代R12,是因為其熱力性質(zhì)與R12相似,是一種不含氯的氟利昂,其臭氧破壞系統(tǒng)為零,所以,現(xiàn)在的新車基本都已使用R134a,即人們常說的環(huán)保制冷劑。
三.汽車空調(diào)系統(tǒng)分類(按動力源分)
1.獨立式空調(diào):有專門的動力源(如第二臺內(nèi)燃機)驅(qū)動整個空調(diào)系統(tǒng)的運行。一般用于長途貨運、高地板大中巴等車上。獨立式空調(diào)由于需要兩臺發(fā)動機,燃油消耗高,同時造成較高的成本,并且其維修及維護十分困難,需要十分熟練的發(fā)動機維修人員,而且發(fā)動機配件不易獲得,尤其是進口發(fā)動機;另外設計和安裝更容易導致系統(tǒng)質(zhì)量問題的發(fā)生,而額外的驅(qū)動發(fā)動機更增加了發(fā)生故障的概率。
2.非獨立式空調(diào):直接利用汽車的行駛動力(發(fā)動機)來運轉(zhuǎn)的空調(diào)系統(tǒng)。非獨立式空調(diào)由主發(fā)動機帶動壓縮機運轉(zhuǎn),并由電磁離合器進行控制。接通電源時,離合器斷開,壓縮機停機,從而調(diào)節(jié)冷氣的供給,達到控制車廂內(nèi)溫度的目的。其優(yōu)點是結構簡單、便于安裝布置、噪音小。由于需要消耗主發(fā)動機10%-15%的動力,直接影響汽車的加速性能和爬坡能力。同時其制冷量受汽車行駛速度影響,如果汽車停止運行,其空調(diào)系統(tǒng)也停止運行。盡管如此,非獨立式空調(diào)由于其較低的成本(相對獨立式空調(diào)),可*的質(zhì)量,已逐漸成為市場的主導產(chǎn)品。目前,絕大部分轎車、面包車、小巴都使用這種空調(diào)。目前非獨立式空調(diào)。
四.汽車空調(diào)系統(tǒng)特點
(1)空調(diào)裝置運行時振動較大
前面已提到汽車空調(diào)裝置是移動式車載空調(diào)裝置,由于道路不平,汽車在行駛中顛簸振動大,所以裝置中連接管道應用撓性制冷劑管道。
(2)冷凝器緊靠著發(fā)動機的散熱器,所以它的冷凝溫度往往是低高的,所以其運行工況比其它空調(diào)裝置惡劣。
(3)汽車空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機是直接由發(fā)動機驅(qū)動的,它是通過一個皮帶驅(qū)動機構來實現(xiàn)的。當壓縮機不工作時,壓縮機可以與發(fā)動機脫開,它是通過一個電子離合器來實現(xiàn)的??照{(diào)系統(tǒng)停止工作時,應經(jīng)常檢查皮帶的松緊,以確定離合器動作是否正確,有時離合器因軸承的損壞而影響壓縮機的軸封,造成壓縮機軸封處制冷劑泄漏。所以要檢查離合器軸承損壞的早期跡象
什么是電磁離合器嗎?
汽車壓縮機的作用是將制冷劑壓縮,使其溫度升高、壓力升高,此時制冷劑溫度高于環(huán)境溫度,利用風冷的方式,對制冷劑進行冷卻,之后,通過減溫減壓裝置,制冷劑的溫度降低、壓力下降,此時制冷劑的溫度低于環(huán)境溫度,空氣通過換熱器與制冷劑進行熱交換,空氣溫度降低,吹到車里。
汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)主要由壓縮機,冷凝器,儲液器,膨脹閥,蒸發(fā)器,風機及管路與控制部件等組成。壓縮機是制冷系統(tǒng)的制冷劑循環(huán)動力源。壓縮機工作時,可把制冷劑氣體壓縮成高壓液態(tài)。并可持續(xù)不斷推進制冷劑循環(huán),完成吸熱放熱過程。汽車空調(diào)壓縮機通常由發(fā)動機帶動,通過空調(diào)皮帶輪后面的電磁離合器的吸合與打開來控制。
冷凝器是一種散熱器,類似于發(fā)動機水箱。主要有翅片與排管組成。冷凝器安裝在冷卻水箱前面,于冷卻水箱共用一個冷卻風扇。通過流動的空氣帶走冷凝器中制冷劑的熱量。制冷劑冷凝后存在儲液罐內(nèi),進行干燥,吸濕處理。以去除制冷劑中的水分濾掉雜質(zhì),通常這個罐也稱做干燥罐。膨脹閥用于控制高壓液態(tài)制冷劑向氣態(tài)的轉(zhuǎn)變。
蒸發(fā)箱正好
電磁離合器有固定線圈式和旋轉(zhuǎn)線圈式兩種,前者電磁線圈固定在壓縮機殼體上不轉(zhuǎn)動,后者電磁線圈與帶盤連在一起是轉(zhuǎn)動的。固定線圈式離合器電磁線圈安裝在壓縮機端蓋上不轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)子靠軸承和卡簧保持在電磁線圈上面,轉(zhuǎn)子的外部即為帶盤。銜鐵(離合器板)裝在壓縮機曲軸的端頭。固定線圈式電磁離合器主要由帶輪、電磁線圈、壓力盤、軸轂總成組成,電磁線圈的一端搭鐵,另一端經(jīng)空調(diào)繼電器與電源相連。當接通空調(diào)開關時,空凋繼電器接通,壓縮機的電磁線圈通電,產(chǎn)生較強的磁場,使壓縮機的電磁離合器從動盤和自由轉(zhuǎn)動的帶輪吸合,從而驅(qū)動壓縮機主軸旋轉(zhuǎn),制冷系統(tǒng)工作。空調(diào)繼電器斷電時,切斷了電磁離合器線圈的電流,磁場就消失,此時靠彈簧作用把從動盤和帶輪分開,使壓縮機停止工作。
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