汽车空调教案原理与主要部件1.docx

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汽车空调教案原理与主要部件1

广州南华工贸技工学校

《汽车空调技术》教案

2011—2012学年第1学期

课程类型理实一体化课程

授课班级汽修09

授课教师卢元定

2011年9月1日

一体化课教案

课程：

汽车空调技术班级：

汽101/102专业：

汽修

课题名称

汽车空调系统原理与主要部件

授课课时

6

课题目标

让学生熟悉掌握汽车空调系统原理及主要部件构造及其拆装要领。

实训课时

26

合计课时

32

授课日期

2011.9.5

教具

常用、专用工具及所需物件工料等。

汽车空调系统教学台架、教学样车、通用拆装工具

教学重点

汽车空调系统原理、主要部件构造及其拆装要领。

教学难点

汽车空调系统原理及主要部件拆装要领。

教学回顾

说明

让学生熟悉掌握汽车空调系统原理及主要部件构造及其拆装要领。

审阅者签名：

日期：

教学过程

时间分配

备注

一．组织教学：

（5分钟）

1．点名，并做好考勤记录。

2．按学号或组别安排各组实习岗位。

二．教学阶段（相关知识的导入）：

（按理论导入的多少确定所须时间）

1.1汽车空调概述

温度的控制：

汽车空调通过暖风装置、在冬季使车内温度达18℃以上，并能除去风挡玻璃上的霜（雾）；在夏季制冷装置使车内温度保持在25℃左右；

湿度的调节：

通过制冷装置和暖风装置可以进行除湿，它通过制冷装置冷却，去除空气中的水份，再由采暖装置升温以降低空气中的相对湿度，保持车内湿度合适。

普通空调一般不具备这种功能，只有高级轿车采用冷暖一体化空调器，才能对车内的湿度进行适量的调节。

通风装置：

用于调节车内的气体以一定的风速和方向流动，并进行换气，保持车内有足够的新鲜空气和适合的风速。

在出风口布置上，能够令人上冷下暖，也就是头冷脚暖。

空气中含有灰尘及一些有害物质，通过净化装置滤除空气中灰尘、吸附有害物质、对空气进行消毒处理。

1.1.2汽车空调的工作特点

1．汽车空调承受着剧烈频繁的震动和冲击，零部件应有足够的强度和抗振能力，接头应牢固并防漏，制冷剂泄漏是常见故障，约占全部故障的80%左右。

2．汽车空调所需的动力均来自于发动机，除少数所需制冷量和暖气量大的车辆用专用发动机外，其它的车辆空调所需的动力和车辆驱动动力用同一发动机，这种系统称为非独立式空调系统。

据测试，汽车安装非独立式空调系统后，耗油量增加10%～20%，发动机输出给车辆驱动功率减少10%～12%。

所以车辆在大负荷时，要考虑空调工作的影响。

3．汽车空调要求制冷、制热能力尽可能的大。

因为车内乘客密度大，所以冷、热负荷大；而且车的门窗多，隔热性能差，热损大；还有工作环境变化大：

太阳的照晒、霜雪的寒冷、雨雾的潮湿；发动机工况频繁变化，这些都需要空调的制冷、制热能力尽可能大。

在最短时间内，在车厢内营造一个舒适的环境。

4．汽车设计空间的限制，要求空调也要结构紧凑，质轻、量小。

能在有限的空间进行安装，所以有些零部件的拆装和检查不太方便。

1.1.3汽车空调的组成与分类

完善的汽车空调系统一般由制冷系统、采暖系统、送风系统、空气净化系统、电气系统五大部分组成。

制冷系统由压缩机、冷凝器、储液干燥过滤器、蒸发器、膨胀阀等组成。

采暖系统是由加热器、水阀、水管、发动机冷却液等组成。

1送风系统是由各式风门、鼓风机、导风管等组成。

2.送风系统是由各式风门、鼓风机、导风管等组成。

3.空气净化系统，在高级轿车上装备有炭罐、空气滤清器和静电除尘净化器等组成。

4.在普通轿车上，空气净化由蒸发器直接完成。

5.控制电路包括点火开关、A/C开关、电磁离合器、鼓风机开关及调速电阻器、各种温度传感器、制冷剂高低压开关、温度控制器、送风模式控制、各种继电器、控制电脑等组成。

6.一般汽车空调的分类：

7.1．按功能可分单一功能和组合功能，单一功能是指制冷、暖风各自独立自成系统，一般用于大、中型客车上。

组合功能是指制冷、暖风合用一个鼓风机、一套操纵机构。

这种结构多用于轿车上。

8.2．按驱动方式可分为非独立式和独立式两种，非独立式汽车空调系统，空调压缩机由汽车本身发动机驱动；独立式汽车空调系统，由专用空调发动机（也称为副发动机）驱动。

9.3．按控制方式可分为手动控制和自动控制空调系统。

1.2汽车空调的发展历史及发展方向

10.1.2.1汽车空调的发展历史

11.世界上汽车空调技术发展的速度是相当快的，从低级到高级，由功能简单到功能齐全方向发展的，其发展过程可以分为五个阶段：

第一阶段：

1927年诞生了比较完整的冬季能供暖和为挡风玻璃除霜的供暖装置，目前，在寒冷的北欧，汽车空调仍然使用单一的供暖系统。

第二阶段：

1939年，美国通用汽车帕克公司将房间空调器装在车上，世界上才有了第一台装有制冷机的轿车，目前在热带地区，汽车空调仍然使用单一的制冷系统；

第三阶段：

1954年才真正将第一台冷暖一体化整体设备安装在美国纳什（Nash）牌小汽车上；

第四阶段：

1964年在凯迪拉克轿车上安装了第一台自动控温的汽车空调，这种空调装置只要预先调好温度，便能自动地在调定的温度范围内工作，达到调节车内空气的目的；

第五阶段：

1977年，美日共同推出用微机控制的空调系统，实现数字显示和最佳控制。

汽车空调技术发展至今，其功能日趋完善，能对车内进行制冷、采暖、通风换气、除霜（雾）、空气净化等控制。

我国汽车空调产业起步较晚。

1971年在红旗牌轿车上安装了仿制的第一台汽车空调器；70年代末80年代初，上海牌轿车上安装上了国产的汽车空调器，标志着国内汽车空调的真正起步。

二十多年来，我国汽车空调产业采用了引进技术与开发、研究并举的方式，使之迅猛发展，汽车空调安装率大幅度提高。

急需大批的保养、维修人员，保证其正常运行。

12.1.2.2汽车空调的发展方向

13.目前，汽车空调技术的发展，主要围绕着保护环境、提高效率、节能节材、减轻重量、缩小体积、降低振动与噪声，操作维修简便、安全可靠等几个方面展开，并且总是与汽车开发同步进行。

14.1．车用空调压缩机主要朝着节能、小型化、提高转速、降低噪声和振动，提高自动化控制程度、实现能量控制等方面发展。

变排量压缩机的电动控制，可使控制点根据系统的不同运行工况相应调节压缩机的排量，适应各部件的匹配运行。

15.2．换热器（蒸发器、冷凝器）主要朝着强化传热、降低热阻，提高换热效率、缩小体积、减轻质量、提高单位体积的传热面积的方向发展。

蒸发器主要朝着层叠结构发展，冷凝器主要朝着平行流动式结构方向发展。

16.3．节流膨胀结构，目前节流膨胀结构主要有热力膨胀阀和膨胀管，其主要朝着结构简单、工作可靠、控制灵敏等方面发展。

随着传感器技术，微电子技术和控制技术的发展，车用空调系统节流膨胀和流量控制，将由电子膨胀阀等电子控制器控制。

17.4．新型环保制冷工质的应用:

目前，普通认为HFC134a是CFCL12较理想的替代物，但其排放仍会导致地球的温室效应，所以，美、日、欧都已经研制成功了CO2汽车空调系统正在装车试运行中，CO2制冷剂是很有应用前景的一种环保工质，碳氢化合物作制冷剂也在试运行，正在进行工程试验和测试。

18.5．车用空调系统的改进：

主要改进空调系统各组成部件的匹配，随着新型制冷剂的出现和应用，零部件需要改进才能匹配，特别是密封件与制冷剂的相溶性，直接影响着空调系统的密封性能。

自动控制技术改进逐步实现智能化。

•1.3汽车空调操纵系统

•汽车空调系统的操纵分为手动调节和电子控制自动调节。

手动调节由驾驶员通过拉索控制混合风门的位置以调节空气量，自动调节是通过电子系统自动调整空气温度、风箱风门位置和风机转速而使车厢内温度自动保持在预定的温度范围内。

这些机构都受驾驶员操作面板功能键来控制。

相应地，控制面板也分为人工控制面板和自动控制面板。

•1.3.1人工控制面板操纵键的功能及使用

•图1.2所示为某一汽车空调人工控制面板外观。

对于不同类型的汽车空调，人工控制面板的控制键和形式有所不同，但其功能键控制内容基本相同。

下面以图1．3所示的北京吉普车B]2020控制面板为例进行说明。

•１．功能选择键

•它移动到不同位置用以控制空调系统取暖、制冷、通风和除霜。

功能选择键的移动可通过拉绳或真空开关控制各个风门的开关位置．从而调节空气温度与流向。

分为两种运行模式：

空调运行模式（AIRCOND）和经济运行模式（ECONOMY）。

键处于两种模式下的不同位置，可以获得不同的运行工况，如表1.1所示。

•２．温度键

•温度键主要用于控制调温门的位置。

当其位于冷端（COLD或者COOL）或暖端（HOT或者WARM）时，调温门在拉索作用下分别关闭或打开流经加热器的空调风道。

当其位于二者中间任意位置时，可得到不同比例的暖气与冷空气的混合空气。

•３．调风键（FAN）

•调风键主要用于控制空调器内鼓风机的转速，一般有4个调速档。

•４．后窗除霜键（DEF）

•它相当于一个电路开关，用于控制后风窗除霜电热丝电源的通断，指示灯用于提醒乘员不要忘记切断电源。

•１．普通自动空调控制面板操纵键

•控制面板左侧是温度选择键，中间是空调功能选择键，这些功能键的控制形式与手动调节的略有不同。

•

（1）温度选择键

•温度选择键可以控制温度从18.3—29.4℃任意选择，只要选定一个温度以及功能键，空调器即会为达到这个设定温度而自动地工作。

•

（2）功能选择键

•功能选择键可处在7个不同的位置，控制空调系统的工作。

•1）OFF（停止）功能键处在此位置时，若不接通点火开关，空调系统不工作。

若接通点火开关，压缩机不工作．但当车内温度高于26.7℃时，空调器的风扇会自动地低速运转吹入微风；当车内温度低于26.7℃且发动机冷却液温度高于82℃时，空调器的风扇也会自动吹入自然风。

•2）LO¡ªAUTO（低速一自动）功能键置于此位置时，风扇低速运行。

当发动机冷却液温度高于82℃，车内温度低于设定温度时，空气先经蒸发器再经加热器，送出暖风。

若车内温度高于设定温度时，空气经蒸发器冷却后不通过或部分通过加热器。

冷空气从中间门吹出，而加热空气从下风口吹出，形成头冷脚暖的环境。

•3）AUTO（自动）功能键置于此位置时，空调器的工作情况与LO—AUTO位置相同，只是风机不限于低速运行，而是根据车内的温度自动选择转速。

若车内温度比设定温度高出较多，需要最快降温时，风机会自动进入高速运行，将蒸发器冷却后的冷空气尽快送到车内，同时促使蒸发器最大限度制冷。

若车内温度与设定温度相差不多，风机自动降低其转速。

•4）HI—AUTO（高速一自动）功能键置于此位置时，空调器的工作情况与L0一AUTO和AUTO位置相同，只是风机在高速运转。

如果车内温度达到设定温度，风机会自动降低转速，但在此位置时，热水阀关闭，加热器不工作，从各风口吹出的是冷空气。

•5）VENT功能键置于此位置时，是自然通风。

风机低速运行，把车外的空气吸人经中风门吹进车内。

此时，取暖、制冷系统不工作，故吹进来的风是未经加热和冷却的自然风。

若车内温度高，风机高速运转；温度低，风机自动转人低速运转。

•6）BI—LEVEL（双向）功能键置于此位置时，风机可以在任意一个转速工作，自动控制系统能按照设定温度和车内温度分别从中风口吹出冷气，从上下风口吹出暖气用于暖脚和除霜。

•２．微机控制自动空调控制面板操纵键

•操纵键的用法：

•按动显板上的控制按键，若其上面指示灯亮说明该键已被按下。

•

（1）OFF键按下此键就关掉了空调，也停止了新鲜空气的供应。

•

（2）ECON键（经济按键）按下该键，空调压缩机被关掉，只有新鲜空气或暖风通过鼓风机吹入车内；温度、鼓风机转速、暖风及新鲜空气的分配都是自动的。

•（3）AUTO自动键按下此键，适合所有天气状态，一旦达到显示的内部温度，空调鼓风机将以最低的转速运转；万一温度发生变化，调节系统会通过改变鼓风机转速和调节温度门进行调节。

天气寒冷时，暖空气从吹脚风道吹出，少部分暖空气吹到风挡玻璃上进行除霜。

天气温暖时，冷风从中央出风口吹出。

•（4）BI—LEV按键是混合气按键，其工作位置、温度、鼓风机转速的调节与AUTO方式相同．但空气的分配不同，暖风和冷风按给定的线路以相同的流量从中央出风口和吹脚风出风口吹出．只有少量空气吹到风挡玻璃上。

•（5）除霜键，按下除霜键，大部分空气通向风挡玻璃进行除霜除雾。

此时空调鼓风机以高速运转。

•（6）WARMER和COOLER键，按键WARMER和COOLER是用来选择车内温度，范围在18—29℃之间。

按一下WARMER键温度可升高1℃，超过29℃时显示“HI”；按一下COOLER键温度下降1℃，低于18℃时显示“Lo”。

HI和Lo分别对应于全自动空调的最大采暖和最大制冷能力，在这两个位置上温度自动调节不起作用。

•（7）LO、HI按键该键是两个辅助功能键，为降低或提高鼓风机转速而设置，按下LO或HI按键，空调鼓风机的转速就会下降或提高；如果要使LO或HI按键回位，取消其辅助作用，只要按一下其他任何一个按键即可。

•（8）OUTSIDETEMP，按键OUTSIDETEMP为外部温度按键。

按下此键，将显示外界温度值，同时该键左侧的检查指示灯亮。

天气寒冷时，鼓风机只有当发动机冷却液加温到50℃时，才开始运转，这种设计是为了保证良好的加热性。

如果点火开关打开后约1分钟，OUTSIDETEMP键左边的指示灯闪亮了，这就表示空调系统有故障。

如果在行驶中有故障出现，发光二极管同样也会有所显示。

汽车空调系统原理与主要部件拆装：

安全教育：

1、检查学生人数、标志牌佩带、着装、防护用品穿戴是否规范，并作如下说明：

1）不准穿背心，短裤和拖鞋。

2）不准迟到，早退，旷课，带小吃。

3）不准串岗，脱岗和干其他事情。

一、入门指导

1、实习内容和目的：

汽车空调压缩机拆装工艺、、冷凝器、蒸发器维护及拆装。

掌握汽车空调的工作原理，结构组成。

汽车主要空调设备拆装要求和维护要点。

2、实习的工具和量具：

汽车空调台架、常用工具3套。

3、实习注意事项：

严格操作规程、注意操作安全；注意工具和设备的正确使用。

二、示范操作

示范操作时，先讲解汽车各组成结构及在车上的安装位置。

1、压缩机拆检：

安装位置：

悬空在皮带轮上，电磁离合器通电、吸合，压缩机投入工作。

各种压缩机的拆卸工艺虽然基本相似，但由于结构不同，所以拆卸的步骤和要求也略有不同，应根据各类压缩机的特点制订不同的拆卸方法，制冷压缩机拆卸方法和步骤参考课本P11。

（1）维修压缩机的基本原则与方法要自行修理压缩机是很困难的。

所以，现在汽车空调压缩机一般只更换离合器和轴封，压缩机内部的修理由专门厂家承担。

因此，了解各种压缩机的拆卸方法是非常必要的。

拆卸压缩机的基本原则是：

首先要初步了解该种压缩机的结构及特殊拆卸方法后再进行拆卸操作，否则，很容易破坏零件，难以装复。

最好能购买或自制专用工具。

打开压缩机之前要先计算好压缩机内的机油，装回时要加入相同量的新油，再加30ml左右的新油。

维修场地应干净，备齐工具并保持洁净。

拆卸时应小心，轻敲轻放，保持拆下零件的干净，接合平面要向上放置，以免被拉毛。

取出的零件要放在干净的盘中，并全部用洗涤汽油或洗涤剂洗干净。

严禁用纱布头擦零件，要用毛刷清洗，不可用水清洗零件。

重新安装时，所以拆开部分的密封垫（圈）都需要换上新的，要在新的密封垫涂上干净的冷冻机油。

压缩机内部被拆开过，在维修好以后，应该在跑合实验台上进行跑合实验，并进行排量和泄漏实验，以确认修理质量。

（2）压缩机的主要故障及分析压缩机的故障现象主要有离合器打滑、线圈烧坏、压缩机漏油、压缩机咬死、有异常响声等。

反映到压缩机内部，排气阀片破损和轴封漏油是比较常见的故障，在拆卸压缩机前应把故障情况先弄清楚。

（3）注意事项

1）、拆卸前必须准备好扳手、专用工具及放油等准备工作。

2）、拆卸时要有步骤进行，一般应先拆部件，后拆零件，由外到内，由上到下，有次序地进行。

3）、拆卸所有螺栓、螺母时，应使用专用扳手；拆卸汽缸套和活塞连杆组件时，应使用专用工具。

4）、对拆下来的零件，要按零件上的编号（如无编号，应自行编号）有顺序地放置到专用支架或工作台上，切不可乱堆乱放，以免造成零件表面的损伤。

5）、对于固定位置不可改变方向的零件，都应划好装配记号，以免装错。

6）、拆下的零件要妥善保存，细小零件在清洗后，即可装配在原来部件上以免丢失，并注意防止零部件锈蚀。

7）、对拆下的水管、油管、汽管等，清洗后要用木塞或布条塞住孔口，防止进入污物。

对清洗后的零件应用布盖好，以防止零件受污变脏，影响装配质量。

8）、对拆卸后的零部件，组装前必须彻底清洗，并不许损坏结合面。

2、冷凝器拆装

冷凝器的作用是把来自压缩机的高温、高压通过管壁和翅片将其中的热量传递给冷凝器外的空气，从而使气态制冷剂冷凝成高温、高压的液态。

汽车空调冷凝器属风冷式冷凝器，需要冷却风扇将冷凝器管片表面的热量带走。

冷凝器的结构

冷凝器有管片式、管带式、鳍片式和平流式四种。

管片式冷凝器管片式是传统的冷凝器形式，由厚度为0.1~0.2mm的铝散热片套在圆管（铜管或铝管）上。

注意事项：

1）拆之前应先将制冷剂回收泄压；2）拆开后马上用密封纸封上管口，以免进水和杂物；

3）清洗过程中不能用硬毛刷和高压水枪冲洗，以免折弯散热片，若有折弯的要校正。

4）更换新的O型圈。

3、贮液干燥器拆检：

（1）目镜--观察制冷剂量；

（2）可熔塞--当系统压力达到2.9~3MPa，温度达104C时，可熔塞熔化。

（3）注意事项：

1）拆装时应该及时将出入口用密封胶塞塞好，以免干燥剂吸水失效；2）对好进出口符号安装；3）更换新的O型圈

4、膨胀阀拆检：

感温包装在蒸发器出口处，感温包内敏感物质热胀冷缩。

注意事项：

1）清洁滤网；2）注意检查毛细管和感温包是否破裂；安装是否到位；3）更换新的O型圈。

5、蒸发器拆检：

压力测试方法：

用专用接头对蒸发器加压到1.5MPa左右，用肥皂水检查各处有无泄漏，保压24小时看压力是否明显下降。

注意事项：

1）拆之前应先将制冷剂回收泄压；2）拆开后马上用密封纸封上管口，以免进水和杂物；3）清洗过程中不能用硬毛刷和高压水枪冲洗，以免折弯散热片，若有折弯的要校正。

4）更换新的O型圈。

作汽车空调压缩机拆装工艺、、冷凝器、蒸发器维护及拆装示范。

三．阶段：

（按实训难易程度确定所须时间）

（一）准备工作：

1．准备所需工量具，物料工件等。

（二）实施阶段：

一）入门指导：

1、实习内容和目的：

汽车空调压缩机拆装工艺、、冷凝器、蒸发器维护及拆装。

掌握汽车空调的工作原理，结构组成。

汽车主要空调设备拆装要求和维护要点。

2、实习的工具和量具：

汽车空调台架、常用工具。

3、实习注意事项：

严格操作规程、注意操作安全；注意工具和设备的正确使用。

4.演示时，先讲解汽车各组成结构及在车上的安装位置。

二）巡回指导：

示范后学生轮流进行操作，学生拆装汽车空调压缩机、冷凝器、蒸发器总成及维护时老师要进行检查，巡回指导时要求学生讲述各空调部件的作用，有不当的要耐心说明然后示范指导。

学生每做完一人教师要提问题，然后再设故障给下一个学生做。

学生操作时教师通过提问了解学生的感受，从而指导学生正确的操作。

四．结束指导：

1．课题结束前用5分钟进行小结，做好讲评工作，表扬各方面做得比较好的同学，指出存在的问题。

通过讲评，使学生以后的操作进一步提高。

2．整理、清洁教学设备和工具。

3．列队清点人数，清洁场地。

五．实习小结：

•本章讲述了以下主要内容：

•1．汽车空调由制冷装置，暖风装置，通风装置，空气净化装置所组成，这四大装置营造并保持了车内的空气温度、湿度、流速、洁净度等在热舒适性的标准范围内。

•2．汽车空调的使用环境的特殊性，要求汽车空调零部件足够强度和抗震能力，制冷量必须大，结构必须紧凑。

•3．汽车空调由简单到功能齐全经历了五个发展阶段，目前，围绕着保护环境，节能节材，提高效率，操作简便，安全可靠等方向发展。

4．各种车的操作面板不一样，但功能键的控制内容基本相同。

空调的控制分为手动控制和自动控制。