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汽车空调系统毕业论文

摘要

随着汽车工业的迅猛发展和人民生活水平的日益提高，汽车开始走进千家万户。

人们在一贯追求汽车的安全性、可靠性的同时，如今也更加注重对舒适性的要求。

因而，空调系统作为现代轿车基本配备，也就成为了必然。

近年来环保和能源问题成为世界关注的焦点也成为影响汽车业发展的关键因素各种替代能源动力车的出现为汽车空调业提出了新的课题与挑战。

自本世纪20年代汽车空调诞生以来，伴随汽车空调系统的普及与发展，汽车空调的发展大体上经历了五个阶段：

单一取暖阶段、单一冷气阶段、冷暖一体化阶段、自动控制阶段、计算机控制阶段。

空调的控制方法也经历了由简单到复杂，再由复杂到简单的过程。

作为汽车空调系统的电路控制方面也再不段的更新改进，同时，我国汽车空调的安装随着汽车业的发展以达到100%的普及性，空调已成为现代汽车的一向基本配备。

给汽车空调的使用与维修问题带来新的挑战。

论文最后以汽车空调故障检修的方法，对汽车空调系统的再深入探讨，以达到对汽车空调系统的了解，并运用在实际工作中。

（一）空调系统

1、空调系统的组成：

汽车空调一般主要由压缩机、电控离合器、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、储液干燥器、管道（分高压管路、低压管路。

）、冷凝风扇等组成。

（1）电磁离合器：

在非独立式汽车空调制冷系统中，压缩机是由汽车主发动机驱动的。

在需要时接通或切断发动机与压缩机之间的动力传递。

另外，当压缩机过载时，它还能起到一定的保护作用。

因此，通过控制电磁离合器的结合与分离，就可接通与断开压缩机。

当空调开关接通时，电流通过电磁离合器的电磁线圈，电磁线圈产生电磁吸力，使压缩机的压力板与皮带轮结合，将发动机的扭矩传递给压缩机主轴，使压缩机主轴旋转。

当断开空调开关时，电磁线圈的吸力消失。

在弹簧作用下，压力板和皮带轮脱离，压缩机便停止工作。

（2）压缩机：

作用是使制冷剂完成从气态到液态的转变过程，达到制冷剂散热凝露的目的。

同时在整个空调系统，压缩机还是管路内介质运转的压力源，没有它，系统不仅不制冷而且还失去了运行的动力。

本次使用的是叶片式压缩机。

用于汽车制冷系统的压缩机按运动型式可分为：

往复活塞式、曲轴连杆式、径向活塞式、轴向活塞式、翘板式、斜板式、旋转、旋叶式、圆形汽缸、椭圆形汽缸、转子式、滚动活塞式、三角转子式、螺杆式、涡旋式。

1）曲轴连杆式压缩机：

它是一种应用较为广泛的制冷压缩机。

压缩机的活塞在汽缸内不断地运动，改变了汽缸的容积，从而在制冷系统中起到了压缩和输送制冷剂的作用。

压缩机的工作，可分为压缩、排气、膨胀、吸气等四个过程2）斜板式压缩机：

它的润滑方式有两种，一种是采用强制润滑，用由主轴驱动的油泵供油到各润滑部位及轴封处。

主要用于豪华型轿车或小型客车较大制冷量的压缩机。

另一种是采用飞溅润滑，我国上海内燃机油泵厂生产的斜板式压缩机即是采用飞溅润滑。

斜板式压缩机结构紧凑，效率高，性能可靠，因而适用于汽车空调。

3）旋叶式压缩机：

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。

4）滚动活塞式压缩机：

滚动活塞式压缩机具有质量小、体积小、零部件少、效率高、可靠性好以及适宜于大批量生产等优点。

（3）冷凝器：

汽车空调制冷系统中的冷凝器是一种由管子与散热片组合起来的热交换器。

其作用是：

将压缩机排出的高温、高压制冷剂蒸气进行冷却，使其凝结为高压制冷剂液体。

汽车空调系统冷凝器均采用风冷式结构，其冷凝原理是：

让外界空气强制通过冷凝器的散热片，将高温的制冷剂蒸气的热量带走，使之成为液态制冷剂。

制冷剂蒸气所放出的热量，被周围空气带走，排到大气中。

汽车空调系统冷凝器的结构形式主要有管片式、管带式和鳝片式三种。

1）管带式它是由多孔扁管与S形散热带焊接而成。

管带式冷凝器的散热效果比管片式冷凝器好一些（一般可高10%左右〉，但工艺复杂，焊接难度大，且材料要求高。

一般用在小型汽车的制冷装置上。

2）鳝片式它是在扁平的多通管道表面直接锐出鳝片状散热片，然后装配成冷凝器，如图13所示。

由于散热鳝片与管子为一个整体，因而不存在接触热阻，故散热性能好；另外，管、片之间无需复杂的焊接工艺，加工性好，节省材料，而且抗振性也特别好。

所以，是目前较先进的汽车空调冷凝器。

（4）蒸发器：

也是一种热交换器，也称冷却器，是制冷循环中获得冷气的直接器件。

其作用是将来自热力膨胀阀的低温、低压液态制冷剂在其管道中蒸发，使蒸发器和周围空气的温度降低。

同时对空气起减湿作用。

（5）膨胀阀：

膨胀阀也称节流阀，是组成汽车空调制冷系统的主要部件，安装在蒸发器入口处，是汽车空调制冷系统的高压与低压的分界点。

其功用是：

把来自储液干燥器的高压液态制冷剂节流减压，调节和控制进入蒸发器中的液态制冷剂量，使之适应制冷负荷的变化，同时可防止压缩机发生液击现象（即未蒸发的液态制冷剂进入压缩机后被压缩，极易引起压缩机阀片的损坏）和蒸发器出口蒸气异常过热。

（6）储液干燥器

储液干燥器简称储液器。

安装在冷凝器和膨胀阀之间，其作用是临时储存从冷凝器流出的液态制冷剂，以便制冷负荷变动和系统中有微漏时，能及时补充和调整供给热力膨胀阀的液态制冷剂量，以保证制冷剂流动的连续和稳定性。

同时，可防止过多的液态制冷剂储存在冷凝器里，使冷凝器的传热面积减少而使散热效率降低。

而且，还可滤除制冷剂中的杂质，吸收制冷剂中的水分，以防止制冷系统管路脏堵和冰塞，保护设备部件不受侵蚀，从而保证制冷系统的正常工作。

储液器出口端旁边装有一只安全熔塞，也称易熔螺塞，它是制冷系统的一种安全保护装置。

其中心有一轴向通孔，孔内装填有焊锡之类的易熔材料，这些易熔材料的熔点一般为85℃-95℃。

（7）风机：

汽车空调制冷系统采用的风机，大部分是靠电机带动的气体输送机械，它对空气进行较小的增压，以便将冷空气送到所需要的车室内，或将冷凝器四周的热空气吹到车外，因而风机在空调制冷系统中是十分重要的设备。

风机按其气体流向与风机主轴的相互关系，可分为离心式风机和轴流式风机两种。

2、空调系统的工作过程：

压缩机运转时，将蒸发器内产生的低温低压制冷剂蒸气吸入并压缩后，在高温高压（约700C，1471KPa）的状况下排出。

这些气态蒸气流入冷凝器，并在此受到散热和冷却风扇的作用强制冷却到500C左右。

这时，制冷剂由气态变为液态。

被液化了的制冷剂，进入干燥器，除去了水和杂质后，流入膨胀阀。

高压的液态制冷剂从膨胀阀的小空流出，变为低压雾状后流入蒸发器。

雾状制冷剂在蒸发器内吸热汽化变为气态制冷剂，从而使蒸发器表面温度下降。

从送风机出来的空气，不断流过蒸发器表面，被冷却后送进车厢内降温。

气态制冷剂通过蒸发器后又重新被压缩机吸入，这样反复循环即可达到制冷目的。

3、汽车空调主要功能包括以下4大部分:

制冷、制热、通风、除湿

制冷系统原理：

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,油耗也会相应的增加,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。

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（中控台下面的暖风机总成内的副水箱）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.但在冬季，为了提升水温，加大喷油量，也使耗油量增加。

但是只是在启动初期，等发动机运转正常，就是利用发动机的散热来供暖了。

（而有的柴油车由于水温上升慢，为了一发动车就能享受到暖风，所以在暖风机里面加有电热丝）。

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,使用外循环时位于挡风玻璃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。

图1空调系统原理图

4、空调系统电路图及电路控制：

（1）空调控制器：

由空调控制器电路图可知，空调控制器一共有18个接脚。

空调控制器13号脚接12V电源，经6号脚搭铁。

1号脚控制前空调电磁阀，但由于实际需要，已取消了该脚的连线；10号脚为反馈给发动机ECU的ACT信号，在此也未连接；14号脚为怠速提升真空开关阀，在电路连接中用二极管代替。

在空调控制器中，一共利用了14个脚，1号、8号、10号、18号没有使用。

（2）电磁离合器继电器控制电路：

由电路图可知，空调控制器的15号脚为低电平时，电磁离合器电磁阀工作。

空调离合器工作需要满足以下几个条件：

（1）空调双压力开关接通，只有空调制冷管路压力正常（0.21～2.62MPa）时，双压力开关才接通；

（2）前后蒸发器热敏电阻所处温度高于4℃；（3）空调放大器11号脚经前空调开关和前鼓风机开关接地或空调控制器2号脚经后空调开关接地；（4）空调放大器5号脚输入点火信号。

（3）后电磁阀控制电路：

空调控制器在2、11号脚都接地时，连接空调控制器9号脚的后电磁阀工作。

（4）冷凝器风扇电路控制原理：

冷凝器风扇控制原理电路如图4中左侧所示。

它由冷凝器主继电器、冷凝器风扇1号继电器、冷凝器风扇2号继电器、风扇转速控制继电器、左右风扇电动机和高压开关（高压开关装于高压管路中，在压力上升至高于1.77MPa时，开关断开；压力下降至低于1.37MPa时重新接通。

）等组成。

电路工作过程如下：

1）点火开关不接通时，主继电器、2号继电器、转速控制继电器的常闭触电接通，左右风扇电动机两个端子都搭铁，电动机处于动力阻尼状态，使风扇扇叶不会因外力而转动。

2）点火开关接通，但未接通空调开关时，主继电器工作，常开触点吸合，高压开关接通转速控制继电器线圈通电，常闭触点断开；2号继电器线圈通电，常开触点吸合。

左右风扇电动机经1号继电器常开触点而串联，但由于此常开触点处于断开状态，电动机都不运转。

3）点火开关接通，接通前空调鼓风机开关和前空调开关或接通后空调开关时，电磁离合器继电器线圈通电，触点吸合，1号继电器线圈通电，常开触点接通，左、右电动机串联通电，电动机低速运转。

当鼓风机开关放在高速时，制冷量增加，高压管路压力由低上升到1.77MPa时，高压开关断开，转速控制继电器和2号继电器的线圈断电，它们的常闭触点接通，左、右电动机并联通电，电动机高速运转。

如果制冷量不断减小，高压开关接通，转速控制继电器和2号继电器的线圈通电。

常闭触点断开，常开触点接通，两个电动机又串联通电，以低速运转。

图2空调系统外电路图

图3空调系统内电路图

四、作业过程

1、设计台架及固定基本总成：

设计台架：

画出台架的示意图，并标明实际尺寸（台架示意图见下图……）用卷尺测量并切割出所需要的方钢铁、三角铁。

1）1号台架：

（见左图）

焊制台架→装上移动轮子→在台架上固定前后两个蒸发器（注意管路连接的合理性）→安装信号发生器、驱动电机总成→用铆钉机固定电路控制面板→固定基本控制开关、调速器等：

包括空调系统的控制电路、压缩机驱动电机的控制电路及点火信号发生器的控制电路→在板上画空调电路图→测量切割电路图画板支架（角铁56+15cm两条）→钻孔固定电路图画板支架→将画好的电路图板用铆钉固定到支架上

2）2号台架：

（见下图）

焊制台架→装上移动轮子→切割出压缩机、驱动电机固定架（角铁30cm两条、100cm两条）→利用皮带及钢尺对比压缩机、驱动电机、皮带轮张紧器三者的位置关系（注意：

在处理三者关系时要考虑压缩机的管路连接