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1、空调毕业设计汽车空调工作原理与基本故障诊断排除摘要：随着汽车工业的发展和人们生活水平的提高，人们对汽车的舒适性，安全性的要求日益提高，汽车空调已由原来只给高档轿车配置，发展为被各型客车，货车，工程车和特殊用途车辆广泛采用的标准配置，汽车空调的普及，发展和不断创新已成为汽车行业的一大亮点，对它进行研究具有重要意义。本书内容包括：首先，介绍汽车空调基础知识.其次，详细描述空调制冷系统工作原理和组成结构；仔细分析空调制冷的常见故障与检修方法。最后，进行了详细的故障诊断案例分析。关键词：制冷系统，工作原理，故障诊断,检修方法第一章汽车空调基础知识第一节 汽车空调概述汽车空调是指对汽车车厢内的空气质量进

2、行调节的装置，它作为影响汽车舒适性和安全性的主要装备之一,为汽车提供制冷、取暖、通风、除霜、除雾、空气过滤和温度控制功能,不管车外天气状况如何变化，都能把车内空气的温度、湿度、流速、清洁度保持驾驶员感觉舒适的范围内，现代汽车空调的功能可概括为以下几个方面。一、汽车空调的功能 1调节车内空气温度在夏季人感到最舒适的温度是2228C，在冬季则是1618C。人体面部要求的温度比足部略低,即要求“头凉足暖,温差大约为2C。 2调节车内空气湿度人觉得最舒适的相对湿度夏季是5060，冬季则是4050. 3调节车内气流速度空气流速在0。2m/S以下为好,并且以低速变动为佳。 4净化车内空气全封闭空间的空气极

3、易产生缺氧和二氧化碳浓度过高；汽车发动机废气中的一氧化碳和道路上的粉尘等。 二、汽车空调的特点 1 。防振能力强 制冷系统安装在运动的车辆上，承受剧烈频繁的振动和冲击，因此，要求各个零部件应有较强的抗震能力,接头牢固，并防漏，而且，压缩机与 冷凝器、蒸发器与压缩机都用软管连接。 2。 动力源多样 汽车空调系统不能用电力作动源,原因是设计上比较困难，轿车、轻型汽车及中型客车其制冷所需的动力来自同一发动机，这种空调系统叫非独立空调系统。对于大型客车，冷藏车,由于所需制冷量比较大,采用专用发动机驱动，故称为独立式空调系统。 3. 结构紧凑、质量小 由于汽车车身的特点,要求汽车空调结构紧凑,能在有限的

4、空间进行安装，而且安装了空调后不至于使汽车增重太多影响其他性能。 4。 制冷能力强 汽车在野外工作，直接受太阳的辐射，热量较强,要使汽车空调能迅速地降温，在最短 时间内达到舒适的环境,要求制冷系统的制冷量特别大。这就导致压缩机输送的制冷剂流量变化大,但不能无限制的大，如果过大，会导致汽车空调设计困难，制冷效果不佳，而且会引起压力过高或压缩机产生液击现象，使得故障频繁。 5。 控制方式不同 由于车辆的性能要求不同,汽车空调的控制方式也就多样。一般车辆采用手动控制，高级豪华型轿车则采用自动控制或气动控制。三 、汽车空调的发展历程 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

5、术的发展经历了由低级到高级，由单一功能到多功能5个阶段. 1 单一暖风系统,1925年首先在美国出现利用汽车冷却液通过加热器的方法取暖。到1927年发展到具有加热器、鼓风机和空气滤清器等比较完整的供热系统。在寒冷的北欧、亚洲北部地区，目前仍然有使用单一暖风系统。 2 单一制冷系统。1939年，在美国通用汽车帕克公司首先在轿车上安装机械制冷降温的空调系统,成为汽车空调系统的先驱。在热带、亚热带地区，目前仍然使用单一制冷系统。 3 冷暖一体化空调系统。1954年美国通用汽车公司首先在纳什（NASH)牌轿车上安装了冷暖一体化的空调系统，汽车空调系统才基本上具有调节控制车内温度、湿度的功能。随着汽车空

6、调技术的改进，目前的冷暖一体空调基本上具有了降温、除湿、通风、过滤、除霜的功能.这种方式是目前使用量最大的一种形式。 4 自动控制的汽车空调。冷暖一体化空调系统需要人工操作,增加了驾驶员的工作量，同时控制质量也不太理想。1964年美国通用汽车公司将自动控制的汽车空调系统安装在卡迪拉克轿车上。这种自动空调系统只要预先设定所需的湿度,空调系统就能自动地在设定的温度范围内工作，达到调节车室内空气的目的. 5 计算机控制的汽车空调系统。1973年美国通用汽车公司于日本五十铃汽车公司一起联合研微机控制的汽车空调系统，1977年同时安装在各自生产的汽车上。微机控制的汽车空调系统增加，显示数字化。微机根据车

7、内外的环境条件，控制空调系统的工作，实现了空调运行与汽车运行的相关统一，极大的提高了调节效果，节约了燃料，从而提高了汽车的整体性能和最佳的舒适性,我国汽车空调工业起步于70年代，最早的自制汽车空调装置使用在长春一汽红旗轿车上。1976年，有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，1994年，在国产的桑塔纳轿车上首次装配了R134a制冷系统的空调.第二节 汽车空调的组成与分类一 、汽车空调系统的组成 汽车空调系统由制冷系统、暖风装置、配气系统、空气净化装置和控制装置等组成。 制冷系统主要由制冷剂，空调压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置、辅助及控制元件等

8、组成.(1)制冷剂：俗称冷媒,是制冷系统中的一种工作介质，通过自身相态的变化来实现热交换，从而达到制冷的目的，汽车空调系统中常用的制冷剂有R12 和R134a两种。对制冷剂的要求：因为制冷是通过液体的蒸发来实现的，制冷剂必须是易于汽化或蒸发的物质；制冷剂蒸发时的潜热越大，制冷剂的循环量就可以减少，制冷装置的体积就可缩小,因此制冷剂要有较高的潜热；性能稳定，使用中不分解,不变质；与油、水混合时不腐蚀金属，不污染轴封;与润滑油混合时，不起化学反应；制冷剂必须是不易燃烧和爆炸的物质；常压(大气压力）下，蒸发温度要低(低才能制冷），而蒸发压力稍大于大气压（负压时空气已渗入系统，常要抽真空）。（2空调压

9、缩机：汽车空调制冷装置的动力元件,用来压缩和输送制冷剂。与其一起配合工作的是电磁离合器，在发动机驱使下工作. (3)蒸发器：蒸发器也是一种热交换器，它利用从节流装置来的低温低压的液态制 冷剂蒸发时吸收周围空气的热量，来达到降温的目的。 （4)节流装置：节流装置有热力膨胀阀，节流孔管等类型，是汽车制冷系统中的重要部件，起到节流降压，调节流量,防止液击和防止异常过热的控制作用。 (5)辅助及控制元件:空调系统中辅助及控制元器件有很多,主要包括储液干燥器（气液分离器）、各种电路板、各种阀开关、视镜以及各种指示器和控制仪表等，它们的作用是为汽车空调系统的正常工作提供保障。 暖风装置，根据提供热源的不同

10、，采暖装置可分为非独立式和独立式两种。轿车采用的是非独立式采暖装置（又称发动机采热式）,它是以发动机工作时的冷却水(或废气)为热源,通过一个热交换器和电动机组成的暖风机,使车厢内的温度上升. 配气系统，将外部新鲜空气吸进车内，起通风和换气作用，同时通风对防止风窗玻璃起雾有良好作用。配气系统由进气模式风门、鼓风机、混合气模式风门、气流模式风门以及导风管等组成。 空气净化装置，用来除去车室内空气中的尘埃、臭味、烟气以及有毒气体，使车内空气变得清洁。 控制系统，对制冷、取暖和空气配送系统的温度、压力进行控制，同时对车内的温度、风量，流向进行调节，并配有故障诊断功能，完善空调系统的自动程度.二 、汽车

11、空调的分类（按动力源分） 独立式空调：有专门的动力源（第二台发动机)驱动压缩机的运行，一般用于大中巴汽车上，这是由于大中巴的内部空间位置较大而且对空调运行效果要求更高。独立式空调由于需要两台发动机，燃油消耗高,同时造成较高的成本,并且其维修及维护十分困难,所以局限于大中巴汽车上使用. 非独立式空调：直接利用汽车发动机来运转的空调系统。由主发动机带动压缩机运转，并由电磁离合器进行控制。接通电源时，离合器断开，压缩机停机，从而调节冷气的供给，达到控制车厢内温度的目的。其优点是结构简单、便于安装布置、噪音小。由于需要消耗主发动机10%-15%的动力，直接影响汽车的加速性能和爬坡能力。同时其制冷量受汽

12、车行驶速度影响,如果汽车停止运行，其空调系统也停止运行。尽管如此,非独立式空调由于其较低的成本（相对独立式空调）,可靠的质量，成为市场的主导产品。目前，绝大部分轿车、面包车都使用这种空调。 第三节 汽车空调制冷系统原理 一、制冷系统的组成汽车空调制冷系统由压缩机、冷凝器、贮液干燥器、膨胀阀、蒸发器和鼓风机等组成，典型的空调制冷系统如图1-1所示. 各部件由下列三种管路连成空调制冷系统：（1)高压软管，用于连接压缩机和冷凝器（2)液体管路，用于连接冷凝器和蒸发器（3)回气管路，用于连接蒸发器和压缩机 使用积累器的系统必须把它装在蒸发器和压缩机之间，使用储液干燥器的系统必须把它放在冷凝器和膨胀阀之

13、间。压缩机输出侧、高压管路、冷凝器、储液干燥器和液体管路构成高压侧；蒸发器、积累器、回气管路、压缩机输入侧和压缩机油池构成低压侧.压缩机是空调系统高、低压侧的分界点;膨胀阀或孔管是高低压侧的另一分界点.制冷剂的压缩、冷凝、膨胀和蒸发，是汽车空调基本过程，而实现这一过程是依靠高、低压侧的各种组件完成的。二、制冷系统工作原理 压缩机等各部件之间采用铜管(或铝管)和高压橡胶管连接成一个密闭系统。制冷系统工作时，制冷记忆不同的状态在这个密闭系统内循环流动,每个循环又四个基本过程. 1、压缩过程：压缩机吸入蒸发器出口处的低温低压的制冷剂气体,把它压缩成高温高压的气体排出压缩机。 2、散热过程：高温高压的

14、过热制冷剂气体进入冷凝器，由于压力及温度的降低，制冷剂气体冷凝成液体，并排出大量的热量. 3、节流过程：温度和压力较高的制冷剂液体通过膨胀装置后体积变大，压力和温度急剧下降，以雾状（细小液滴)排除膨胀装置。 4、吸热过程:雾状制冷剂液体进入蒸发器,因此时制冷剂沸点远低于蒸发器内温度，故制冷剂液体蒸发成气体。在蒸发过程中大量吸收周围的热量，而后低温低压的制冷剂蒸气又进入压缩机。上述过程周而复始的进行下去，便可达到降低蒸发器周围空气温度的目的。第二章 制冷系统主要部件的结构与检测第一节 制冷系统主要部件空调压缩机汽车空调的核心部件是空调的压缩机，它负责将低压的气态制冷剂吸入,加压为高压的气态制冷剂

15、排出，为制冷剂的循环流动提供动力。因为正是制冷剂的循环流动过程中,在发动机舱内，制冷剂由气态变为液态，这个过程中制冷剂要放出热量；而在车内，制冷剂由液态变为气态，这个过程中制冷剂吸收热量，从而降低车内的温度。在空调压缩机的发展过程中，曾经有过多种形式的压缩机，主要有曲轴连杆式压缩机、轴向活塞式、叶片式、涡旋式等.通过对各种压缩机结构和原理的介绍，会发现压缩机的发展是向着积体更小（利于在车内安装)、效率更高（降低开空调时动力损失，也即意味着降低了发动机的油耗）、低振低噪。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。 定排量压缩机的排气量是随着发动机的转速的提高而成比例的提高

16、,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