汽车空调制冷系统主要由压缩机总成、蒸发器总成、冷凝器总成等组成。由发动机驱动的压缩机将气态制冷剂从蒸发器中抽出,并将其压入冷凝器。高压制冷剂经过冷凝器时液化换热(放热),热量被车外空气带走。高压液态制...
汽车空调制冷系统主要由压缩机总成、蒸发器总成、冷凝器总成等组成。
由发动机驱动的压缩机将气态制冷剂从蒸发器中抽出,并将其压入冷凝器。高压制冷剂经过冷凝器时液化换热(放热),热量被车外空气带走。高压液态制冷剂通过膨胀阀的节流作用降压,低压液态制冷剂在蒸发器中气化进行热交换(吸热)。蒸发器附近的冷却空气由鼓风机吹入车厢。气态的制冷剂被压缩机抽走,泵入冷凝器,使制冷剂闭路循环流动,不断将车内的热量排出车外,使车内温度降低到合适的温度。
1压缩机的功能和工作原理
1.压缩机功能
压缩机是汽车空调制冷系统的“心脏”。它的作用是维持制冷剂在制冷系统中的循环,从蒸发器中吸入低温低压的制冷剂蒸气,压缩制冷剂蒸气使其压力和温度升高,并将制冷剂蒸气送入冷凝器。
2.压缩机的工作原理
(1)固定排量压缩机
恒排量压缩机的排量随着发动机转速的增加而成比例增加,不能根据制冷的需求自动改变功率输出,对发动机的油耗影响较大。一般通过采集蒸发器出口的温度信号来控制。当温度达到设定温度时,压缩机的电磁离合器松开,压缩机停止工作。当温度升高时,电磁离合器接合,压缩机开始工作。恒排量压缩机也由空调系统的压力控制。当管道中的压力过高时,压缩机停止工作。
(2)可变排量压缩机
可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口的温度信号,而是根据空调管路中的压力变化信号控制压缩机的压缩比,自动调节出口温度。在整个制冷过程中,压缩机始终工作,制冷强度的调节完全依靠安装在压缩机中的调压阀。当空调管路高压端压力过高时,调压阀缩短压缩机内的活塞行程以降低压缩比,从而降低制冷强度;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,调压阀增加活塞行程,提高制冷强度。
2蒸发器的功能和工作原理
1.蒸发器功能
蒸发器的作用是蒸发膨胀阀出来的低压制冷剂,吸收车内空气的热量,从而达到给汽车降温的目的。蒸发器有管式、管式和层叠式。目前国内轿车主要采用全铝叠片式蒸发器和管带式蒸发器,大型客车主要采用铜管铝板式蒸发器,中型客车有几种类型,以管带式蒸发器为主。
2.蒸发器的工作原理
从膨胀阀或节流孔管流出,直接进入蒸发器的制冷剂,由于突然的体积膨胀,变成了低温低压的雾状颗粒液体。这种状态下的制冷剂容易汽化,汽化时会吸收周围大量的热量。空调风机迫使进入车内的空气流过蒸发器表面,热量通过段传递给蒸发器内的制冷剂,使液态制冷剂吸热汽化。
3冷凝器的功能和工作原理
1.冷凝器功能
冷凝器最重要的作用是完成制冷系统的热交换。冷凝器是汽车空调中的散热装置,它将制冷剂在压缩机压缩过程中产生的热量散发到车外空间,使高温高压的制冷剂在车内流动
由于汽车空调正常工作时,制冷剂的供应量大于蒸发器的需求量,高压侧的液态制冷剂有一定的储存量;同时,随着季节的变化,当系统不运行、检修或更换系统中的部件时,可以将系统中的制冷剂收集到高压侧储存,避免制冷剂泄漏。因此,在汽车空调制冷系统中,应设置一个储液干燥器(下图),用于临时储存冷凝器液化的制冷剂,并对其进行干燥和过滤。
储液干燥器用于膨胀阀制冷循环,其具体功能体现在以下三个方面:
(1)储存制冷剂。接收和储存来自冷凝器的液体,并根据蒸发器的需要提供所需的制冷剂量。
(2)过滤杂质。过滤掉系统中经常出现的杂质和污垢,如铁锈、污垢、金属颗粒等。这些杂质和污垢会损坏压缩机的气缸壁和轴承,堵塞过滤网和膨胀阀。
(3)吸收水分。汽车空调制冷系统中要求水分越少越好,因为水分会造成“冰塞”,腐蚀系统管路,使其无法正常工作。
2.储液干燥器的结构和工作原理
储液干燥器由干燥器盖、干燥器体、出水管、过滤部分和干燥部分组成。干燥器盖上设有进液孔和出液孔,并装有液态玻璃和易熔塞。易熔塞的中间有一个小孔,小孔中充满低熔点金属。当高压侧压力达到2.9MPa,温度达到95时,低熔点金属熔化,制冷剂排入大气,防止整个系统损坏。液态玻璃用于观察制冷系统中制冷剂的流动。
有些储液干燥器还配有维护阀,用于安装压力表和在维护制冷系统中加注制冷剂;部分机型在储液干燥器上装有压力开关,当系统压力异常时(下图)可以停止压缩机。
储液干燥器的工作原理
1-制冷剂入口;2-制冷剂出口;3-过滤网;4-干燥剂;5—输液管;6-水分
5;膨胀阀;
膨胀阀安装在蒸发器的入口处,有两个主要功能:
(1)节流。高压液态制冷剂被膨胀阀的节流孔节流,变成低温低压的雾状制冷剂,为制冷剂的蒸发创造了条件。
(2)控制制冷剂的流量。进入蒸发器的液态制冷剂经过蒸发器后,制冷剂从液态蒸发成气态,吸收热量,降低车内温度。膨胀阀控制制冷剂的流速,以确保蒸发器的出口完全是气态制冷剂。如果流量过大,出口含有液态制冷剂,可能进入压缩机产生液锤。如果流量太小,会提前完成蒸发,导致制冷不足。
膨胀阀根据平衡方式的不同分为内平衡式和外平衡式。外置平衡膨胀阀可分为F型和H型。
内平衡膨胀阀的结构;
内平衡膨胀阀的工作原理;
1-毛细管;2-隔膜;3-温度感应袋;
4-蒸发器;5—阀杆;6-压力弹簧;7球阀
外置平衡膨胀阀的结构;
外部平衡膨胀阀的工作原理
1-毛细管;2-隔膜;3-温度感应袋;4-蒸发器;
5—阀杆;6-压力弹簧;7球阀
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