汽车空调发展史1.docx

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汽车空调发展史1

汽车空调发展史

第一部分：

汽车空调技术是随着汽车的普及和高新技术的应用而发展起来的。

汽车空调技术的发展经历了由低级到高级，由单一功能到多功能的五个阶段。

第一阶段，单一取暖。

1925年首先在美国出现了利用汽车冷却水通过加热取暖的方法。

到1927年发展到具有加热器、风机和空气滤清其的比较完整的供热系统。

这种供热系统直到1948年才在欧洲出现。

而日本到1954年才开始使用加热器取暖。

目前，在寒冷的北欧、亚欧北部地区，汽车空调仍然使用单一供热系统。

第二阶段，单一冷气。

1939年，由美国通用汽车帕克公司首先在轿车上安装由机械制冷的空调器。

这项技术由于二次世界大战而停止了发展。

战后的美国经济迅速发展，特别是因1950年美国石油产地的炎热天气，急需大量的冷气车，而使单一降温的空调汽车得以迅速发展起来。

欧洲、日本到1957年才加装这种单一冷气轿车。

单一降温的方法目前仍然在热带、亚热带地区使用。

第三阶段，冷暖一体化。

1954年，通用汽车公司首先在纳什牌轿车上安装了冷暖一体化的空调器，汽车空调才基本上具有调节控制车内温度、湿度的功能。

随着汽车空调技术的改进，目前的冷热一体空调基本上具有降温、除湿、通风、过滤、除霜等功能。

这种方式目前仍在大量经济汽车上是使用，是目前使用量最大的一种方式。

第四阶段，自动控制。

冷热一体汽车空调需要人工操纵，这显然增加了驾驶员的工作量，同时控制质量也不大理想。

自从冷暖一体化出现后，通用公司就着手研究自动控制的汽车空调，并于1964年首先安装在卡迪拉克牌轿车上，紧接着通用、福特、克莱斯勒三大汽车公司竞相在各自的高级轿车上安装自动空调。

日本、欧洲直到1972年才在高级轿车上安装自动空调。

自动空调装置只要预先调好温度，就能自动地在调定好的温度范围内工作。

机器根据传感器检测车内、车外环境的温度信息，自动地指挥空调器各部件工作，达到控制车内温度和其他功能地目的。

第五阶段，微机控制。

1973年美国通用公司和日本五十铃汽车公司一起联合研究由微型计算机控制汽车空调系统，1977年同时安装在各自地汽车上，将汽车空调技术推到一个新高度。

微机控制的汽车空调系统由微机按车内外地环境，实现微调化。

该系统具备数字化显示、冷暖通风三位一体化、自我诊断系统、执行器自检、数据流传输等功能。

通过微机控制，实现了空调运行与汽车运行的相关统一，极大地提高了制冷效果、节约了燃料，从而提高了汽车的整体性和舒适性。

１９２７年，在美国纽约市场上出现了第一台汽车空调装置，当时轰动了世界各国汽车制造商。

实际上这种装置只能称之为“加热器”，只是在汽车车厢内增加了热量，在欧洲寒冷的季节里，能起到一定的保暖作用。

　　到了１９３８年，美国人帕尔德发明了汽车空调，他根据电冰箱“冷气”的原理，在一辆老爷车上进行了试验。

又于１９３９年，将改进后的冷气机，安装在美国福特汽车公司制造的林肯Ｖ１２型轿车中，效果很好。

　　１９４０年，美国Ｐａｃｋａｒｄ公司第一次将机械制冷用于车用空调，为世界汽车空调市场开辟了发展之路。

　　第二次世界大战的爆发阻碍了汽车空调的发展。

二战结束后，汽车空调的实用化、普及化开始逐渐恢复发展起来。

　　１９５３年，美国的一些汽车制造厂商，将空调正式开始在普通的轿车上使用，接着便进行大批量生产汽车空调。

当地装有冷气的汽车已达车辆总数的１０％，计５万套。

　　１９５４年，第一台冷暖一体化整体式汽车空调设备，安装在美国Ｎａｓｈ牌小客车上。

　　１９５７年，日本参考美国的汽车空调也开始试制生产，然后欧洲的汽车制造厂商也相继开始生产轿车用空调。

　　１９６０年，冷气装置的汽车空调开始普及于世界。

据有关资料统计表明，截止１９６２年，世界上轿车装有空调设备的已达７５万套。

　　１９６４年，第一台自动控温的汽车空调，装置在美国通用汽车公司的凯迪拉克名牌豪华轿车中。

　　１９６７年，世界上装置汽车空调的轿车已达３５４万辆。

　　１９７１年之后，日本丰田汽车公司的世纪、皇冠；英国的劳斯莱斯；德国的梅赛德斯－奔驰等豪华高级轿车中，都分别安装了自动汽车空调设备装置。

　　１９７９年，美国和日本共同推出用电脑自动控制的汽车空调设备系统，并用数字显示，达到最佳控制。

此时，汽车空调已进入第四代产品。

　　１９８９年，美国通用汽车公司大量生产的初期产品，主要有专用循环空气进口的“突进型”汽车空调。

由于其对空气循环、外部空气的选择、出气位置的确定，以及除湿和温度控制等都较难实现，因而将主流改为空气混合型空调。

　　我国于７０年代，最早的汽车空调装置使用在长春一汽红旗轿车上。

１９７６年，由原上海内燃机油泵厂今上海汽车空调机厂制造汽车空调，配套在上海牌轿车ＳＨ７６０Ａ轿车中。

第三部分：

汽车空调主要功能包括4部分:

制冷制热通风除湿

制冷系统原理:

汽车空调的制冷原理与家用空调原理基本相同,汽车空调的压缩机依靠汽车发动机的动力提供,汽车在怠速状态下打开空调制冷怠速会明显增大,油耗也会增加升/H,油耗增加的大小与环境温度有最直接的关系,环境温度高制冷剂膨胀的压力大,发动机驱动空调的消耗也相应加大,环境温度低油耗相应减少.汽车空调压缩机基本都采用定频式,没有功率调节,就是只要打开空调耗油量是固定的,与你调节空调温度没有关系,温度调节高出风温度相应提高,是因为空调系统里面的热水部分风阀打开,在制冷的同时送热风进来,中和冷气以得到所需要的舒适温度.

制热系统原理:

汽车空调制热与压缩机没有丝毫关系,制热的热源不是空调本身获取的,是由汽车的散热水箱提供,早晨在热车前空调吹出来的是冷风,待热车后空调热风源源不断的送出来,制热本身基本没有能量消耗,是利用汽车的余热完成的.

通风:

通风分为内循环和外循环,使用内循环时车内空气基本不与外界交流,使用外循环时位于引擎盖下的新风口会将外界的空气源源不断的送进来,以保持车内空气的清新.

除湿:

空调制冷的过程就是除湿的过程,从制冷时产生的大量冷凝水就可以看出来了,在湿度较大的阴雨天气或是温差太大的时候车内的玻璃上容易起雾,打开空调驱雾就是一个除湿的过程.

第二部分：

汽车空调压缩机-介绍

定义

　　汽车空调压缩机是汽车空调制冷系统的心脏，起着压缩和输送制冷剂蒸汽的作用。

分类

压缩机:

不可变排量和可变排量两种。

　　空调压缩机按内部工作方式不同分为：

曲柄连杆式（由曲柄，连杆，活塞，进排气阀等组成）；摇盘式压缩机（由主轴，圆锥齿轮，斜形板，连杆，活塞，进排阀和摇板等组成）；斜盘式压缩机（由主轴，斜盘，气缸，活塞，进排阀等组成）目前有这三种。

汽车空调压缩机-工作原理分类

　　根据工作原理的不同，空调压缩机可以分为定排量压缩机和变排量压缩机。

定排量压缩机

　　定排量压缩机的排气量是随着发动机的转速的提高而成比例的提高，它不能根据制冷的需求而自动改变功率输出，而且对发动机油耗的影响比较大。

它的控制一般通过采集蒸发器出风口的温度信号，当温度达到设定的温度，压缩机电磁离合器松开，压缩机停止工作。

当温度升高后，电磁离合器结合，压缩机开始工作。

定排量压缩机也受空调系统压力的控制，当管路内压力过高时，压缩机停止工作。

变排量空调压缩机

　　变排量压缩机可以根据设定的温度自动调节功率输出。

空调控制系统不采集蒸发器出风口的温度信号，而是根据空调管路内压力的变化信号控制压缩机的压缩比来自动调节出风口温度。

在制冷的全过程中，压缩机始终是工作的，制冷强度的调节完全依赖装在压缩机内部的压力调节阀来控制。

当空调管路内高压端的压力过高时，压力调节阀缩短压缩机内活塞行程以减小压缩比，这样就会降低制冷强度。

当高压端压力下降到一定程度，低压端压力上升到一定程度时，压力调节阀则增大活塞行程以提高制冷强度。

汽车空调压缩机-工作方式分类

　　根据工作方式的不同，压缩机一般可以分为往复式和旋转式，常见的往复式压缩机有曲轴连杆式和轴向活塞式，常见的旋转式压缩机有旋转叶片式和涡旋式。

曲轴连杆式压缩机

　　这种压缩机的工作过程可以分为4个，即压缩、排气、膨胀、吸气。

曲轴旋转时，通过连杆带动活塞往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面构成的工作容积便会发生周期性变化，从而在制冷系统中起到压缩和输送制冷剂的作用。

曲轴连杆式压缩机是第1代压缩机，它应用比较广泛，制造技术成熟，结构简单，而且对加工材料和加工工艺要求较低，造价比较低。

适应性强，能适应广阔的压力范围和制冷量要求，可维修性强。

　　但是曲轴连杆式压缩机也有一些明显的缺点，例如无法实现较高转速，机器大而重，不容易实现轻量化。

排气不连续，气流容易出现波动，而且工作时有较大的振动。

　　由于曲轴连杆式压缩机的上述特点，已经很少有小排量压缩机采用这种结构形式，曲轴连杆式压缩机目前大多应用在客车和卡车的大排量空调系统中。

轴向活塞压缩机

　　轴向活塞式压缩机可以称为第2代压缩机，常见的有摇板式或斜板式压缩机，这是汽车空调压缩机中的主流产品。

斜板式压缩机的主要部件是主轴和斜板。

各气缸以压缩机主轴为中心圆周布置，活塞运动方向与压缩机的主轴平行。

大多数斜板式压缩机的活塞被制成双头活塞，例如轴向6缸压缩机，则3缸在压缩机前部，另外3缸在压缩机后部。

双头活塞在相对的气缸中一前一后的滑动，一端活塞在前缸中压缩制冷剂蒸气时，另一端活塞就在后缸中吸入制冷剂蒸气。

各缸均配有高低压气阀，另有一根高压管，用于连接前后高压腔。

斜板与压缩机主轴固定在一起，斜板的边缘装合在活塞中部的槽中，活塞槽与斜板边缘通过钢球轴承支承。

当主轴旋转时，斜板也随着旋转，斜板边缘推动活塞作轴向往复运动。

如果斜板转动一周，前后2个活塞各完成压缩、排气、膨胀、吸气一个循环，相当于2个气缸工作。

如果是轴向6缸压缩机，缸体截面上均匀分布3个气缸和3个双头活塞，当主轴旋转一周，相当于6个气缸的作用。

　　斜板式压缩机比较容易实现小型化和轻量化，而且可以实现高转速工作。

它的结构紧凑，效率高，性能可靠，在实现了可变排量控制之后，目前广泛应用于汽车空调。

旋转叶片式压缩机

　　旋转叶片式压缩机的气缸形状有圆形和椭圆形2种。

在圆形气缸中，转子的主轴与气缸的圆心有一个偏心距，使转子紧贴在气缸内表面的吸、排气孔之间。

在椭圆形气缸中，转子的主轴和椭圆中心重合。

转子上的叶片将气缸分成几个空间，当主轴带动转子旋转一周时，这些空间的容积不断发生变化，制冷剂蒸气在这些空间内也发生体积和温度上的变化。

旋转叶式压缩机没有吸气阀，因为叶片能完成吸入和压缩制冷剂的任务。

如果有2个叶片，则主轴旋转一周有2次排气过程。

叶片越多，压缩机的排气波动就越小。

　　作为第3代压缩机，由于旋转叶片式压缩机的体积和重量可以做到很小，易于在狭小的发动机舱内进行布置，加之噪声和振动小以及容积效率高等优点，在汽车空调系统中也得到了一定的应用。

但是旋转叶片式压缩机对加工精度要求很高，制造成本较高。

涡旋式压缩机

　　这种压缩机可以称为第4代压缩机。

涡旋压缩机结构主要分为动静式和双公转式2种。

目前动静式应用最为普遍，它的工作部件主要由动涡轮与静涡轮组成，动、静涡轮的结构十分相似，都是由端板和由端板上伸出的渐开线型涡旋齿组成，两者偏心配置且相差180°，静涡轮静止不动，而动涡轮在专门的防转机构的约束下，由曲柄轴带动作偏心回转平动，即无自转，只有公转。

涡旋式压缩机具有很多优点。

例如压缩机体积小、重量轻，驱动动涡轮运动的偏心轴可以高速旋转。

因为没有了吸气阀和排气阀，涡旋压缩机运转可靠，而且容易实现变转速运动和变排量技术。

多个压缩腔同时工作，相邻压缩腔之间的气体压差小，气体泄漏量少，容积效率高。

涡旋式压缩机以其结构紧凑、高效节能、微振低噪以及工作可靠性等优点，在小型制冷领域获得越来越广泛的应用，也因此成为压缩机技术发展的主要方向之一。

第四部分：

汽车空调压缩机-常见故障

　　空调压缩机作为高速旋转的工作部件，出现故障的几率比较高。

常见的故障有异响、泄漏以及不工作等。

（1）异响　引起压缩机异响的原因很多。

例如压缩机电磁离合器损坏，或压缩机内部磨损严重等均可产生异响。

　　①压缩机电磁离合器是出现异响的常见部位。

压缩机经常在高负荷下从低速到高速变速运转，所以对电磁离合器的要求很高，而且电磁离合器的安装位置一般离地面较近，经常会接触到雨水和泥土，当电磁离合器内的轴承损坏时就会产生异响。

　　②除了电磁离合器自身的问题，压缩机传动胶带的松紧度也直接影响着电磁离合器的寿命。

传动胶带过松，电磁离合器就容易出现打滑；传动胶带过紧，电磁离合器上的负荷就会增加。

传动胶带松紧度不当时，轻则会引起压缩机不工作，重则会引起压缩机的损坏。

当传动胶带工作时，如果压缩机带轮以及发电机带轮不在同一个平面内，就会降低传动胶带或压缩机的寿命。

　　③电磁离合器的反复吸合也会造成压缩机出现异响。

例如发电机的发电量不足，空调系统压力过高，或者发动机负荷过大，这些都会造成电磁离合器的反复吸合。

　　④电磁离合器与压缩机安装面之间应该有一定的间隙，如果间隙过大，那么冲击也会增大，如果间隙过小，电磁离合器工作时就会与压缩机安装面之间产生运动干涉，这也是产生异响的一个常见原因。

　　⑤压缩机工作时需要可靠的润滑。

当压缩机缺少润滑油，或者润滑油使用不当时，压缩机内部就会产生严重异响，甚至造成压缩机的磨损报废。

（2）泄漏　制冷剂泄漏是空调系统的最常见问题。

压缩机泄漏的部位通常在压缩机与高低压管的结合处，此处通常因为安装位置的原因，检查起来比较麻烦。

空调系统内部压力很高，当制冷剂泄漏时，压缩机润滑油会随之损失，这会导致空调系统不工作或压缩机的润滑不良。

空调压缩机上都有泄压保护阀，泄压保护阀通常是一次性使用，在系统压力过高进行泄压后，应该及时更换泄压保护阀。

　　（3）不工作　空调压缩机不工作的原因有很多，通常是因为相关电路的问题。

可以通过给压缩机电磁离合器直接供电的方式初步检查压缩机是否损坏。