汽车空调系统设计.ppt
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1、汽车空调技术交流汽车空调技术交流 目目 录录汽车空调概述汽车空调概述Page 1通风系统介绍通风系统介绍Page4控制系统介绍控制系统介绍Page15汽车空调装置介绍汽车空调装置介绍 Page18汽车空调汽车空调安全因素安全因素Page38汽车空调系统设计汽车空调系统设计Page40制冷系统介绍制冷系统介绍Page10加热系统介绍加热系统介绍Page7汽车空调系统设计规范汽车空调系统设计规范 Page45一一.汽车空调功能汽车空调功能 汽车空调是汽车空气调节的简称,即采用人工制冷和采暖的方法,调节车内的温度、湿度、汽车空调是汽车空气调节的简称,即采用人工制冷和采暖的方法,调节车内的温度、湿度、
2、气流速度、洁净度等参数指标,从而为人们创造清新舒适的车内环境。气流速度、洁净度等参数指标,从而为人们创造清新舒适的车内环境。1 1、调节车内温度是汽车空调的基本功能,多数汽车只具有这种单一功能。调节车内温度是汽车空调的基本功能,多数汽车只具有这种单一功能。汽车空调在冬季利用汽车空调在冬季利用其采暖装置升高车室内温度。轿车和中小型汽车一般以发动机冷却循环水作为暖风的热源,其采暖装置升高车室内温度。轿车和中小型汽车一般以发动机冷却循环水作为暖风的热源,目前江铃皮卡及全顺均采用此方式,而大型客车则采用独立式加热器作为暖风的热源。在夏目前江铃皮卡及全顺均采用此方式,而大型客车则采用独立式加热器作为暖风
3、的热源。在夏季车内降温由制冷装置完成。季车内降温由制冷装置完成。2 2、调节车内湿度。调节车内湿度。普通汽车空调一般不具有这种功能,只有高级豪华汽车采用的冷暖一体化空普通汽车空调一般不具有这种功能,只有高级豪华汽车采用的冷暖一体化空调器才能对车内湿度进行适量调节。它通过制冷装置冷却降温去除空气中的水分,再由采暖调器才能对车内湿度进行适量调节。它通过制冷装置冷却降温去除空气中的水分,再由采暖装置升温以降低空气的相对湿度。但在汽车上目前还没安装加湿装置,只有通过开车窗或通装置升温以降低空气的相对湿度。但在汽车上目前还没安装加湿装置,只有通过开车窗或通风设施,靠车外新风来调节。风设施,靠车外新风来调
4、节。3 3、汽车空调的第三个功能是调节车室内的空气流速。汽车空调的第三个功能是调节车室内的空气流速。空气流速和方向对人体舒适性影响很大。空气流速和方向对人体舒适性影响很大。夏季气流速度稍大,有利于人体散热降温;但过大的风速直接吹到人体上,也会使人不舒服。夏季气流速度稍大,有利于人体散热降温;但过大的风速直接吹到人体上,也会使人不舒服。舒适的气流速度一般为舒适的气流速度一般为0.25 0.25 m/sm/s左右。冬季风速大了会影响人体保温,因而冬季采暖希望气左右。冬季风速大了会影响人体保温,因而冬季采暖希望气流速度尽量小一些,一般为流速度尽量小一些,一般为0.150.15m/s0.20m/sm/
5、s0.20m/s。根据人体生理特点,头部对冷比较敏感,脚部根据人体生理特点,头部对冷比较敏感,脚部对热比较敏感,因此布置空调出风口时,应让冷风吹到乘员头部,暖风吹到乘员脚部。对热比较敏感,因此布置空调出风口时,应让冷风吹到乘员头部,暖风吹到乘员脚部。4 4、汽车空调的第四个功能是过滤净化车内空气。汽车空调的第四个功能是过滤净化车内空气。由于车内空间小、乘员密度大,车内极易出现由于车内空间小、乘员密度大,车内极易出现缺氧和二氧化碳浓度过高的情况;汽车发动机废气中的一氧化碳和道路上的粉尘、有毒花粉缺氧和二氧化碳浓度过高的情况;汽车发动机废气中的一氧化碳和道路上的粉尘、有毒花粉都容易进入车内,造成车
6、内空气污浊,影响乘员身体健康,因此必须要求汽车空调具有补充都容易进入车内,造成车内空气污浊,影响乘员身体健康,因此必须要求汽车空调具有补充车外新鲜空气、过滤和净化车内空气的功能,一般汽车空调装置上都设有进风门、排风口、车外新鲜空气、过滤和净化车内空气的功能,一般汽车空调装置上都设有进风门、排风口、空气过滤装置和空气净化装置。空气过滤装置和空气净化装置。汽车空调概述汽车空调概述-功能功能 1 1二二.汽车空调特点汽车空调特点 汽车直接暴露在太阳下或风雪下,隔热措施困难;汽车在行驶时有大量风沙、废气从各汽车直接暴露在太阳下或风雪下,隔热措施困难;汽车在行驶时有大量风沙、废气从各种缝隙钻入车厢内,造
7、成车厢内空气污染并增加热负荷;汽车的行驶速度变化无常,难以保种缝隙钻入车厢内,造成车厢内空气污染并增加热负荷;汽车的行驶速度变化无常,难以保证稳定的空调工况等。所以汽车空调的工作环境比房间空调要恶劣得多。证稳定的空调工况等。所以汽车空调的工作环境比房间空调要恶劣得多。由于汽车这个由于汽车这个“移动房间移动房间”的特殊工作环境,它与建筑空调有许多不同之处,具体表现在的特殊工作环境,它与建筑空调有许多不同之处,具体表现在以下诸方面:以下诸方面:1 1、由于汽车车厢容积小,车窗所占面积比例较大,易受阳光直射,因此车厢由于汽车车厢容积小,车窗所占面积比例较大,易受阳光直射,因此车厢 温度很高;此外温度
8、很高;此外车厢内温度还受地面热量反射、人体散热、发动机辐射热以及换气热影响,车厢内温度还受地面热量反射、人体散热、发动机辐射热以及换气热影响,汽车空调热负荷汽车空调热负荷较大。较大。2 2、汽车空调制冷压缩机不能利用电力做动力,汽车空调制冷压缩机不能利用电力做动力,要由汽车发动机或专门的辅助发动机来驱动要由汽车发动机或专门的辅助发动机来驱动,因,因此对汽车的其它性能均有一定影响。此对汽车的其它性能均有一定影响。3 3、在由发动机驱动时,在由发动机驱动时,汽车空调的制冷性能与汽车行驶速度有关汽车空调的制冷性能与汽车行驶速度有关。高速时冷量就大,低速时冷。高速时冷量就大,低速时冷量就小,特别是轿车
9、空调。量就小,特别是轿车空调。4 4、汽车上空间紧凑,汽车上空间紧凑,空调装置布置较困难,空调装置布置较困难,而且各种汽车空调部件的通用性较差。而且各种汽车空调部件的通用性较差。5 5、汽车车厢内乘员所占空间比例较大,加上座椅和其它机械装置的高低不平,直接影响车厢内汽车车厢内乘员所占空间比例较大,加上座椅和其它机械装置的高低不平,直接影响车厢内的风速和温度分布的均匀性,影响人体舒适性。的风速和温度分布的均匀性,影响人体舒适性。6 6、冷凝压力偏高、制冷剂易泄漏,汽车在颠簸不平的道路上快速移动,震动厉害,连接处易松冷凝压力偏高、制冷剂易泄漏,汽车在颠簸不平的道路上快速移动,震动厉害,连接处易松动
10、;冷凝器易受飞石击伤,产生泄漏现象。动;冷凝器易受飞石击伤,产生泄漏现象。汽车空调概述汽车空调概述特点特点 2 2三三.汽车空调具体要求汽车空调具体要求 由于汽车空调自身的特点,汽车空调应比一般房间空调具有更高的技术性能和工作可靠由于汽车空调自身的特点,汽车空调应比一般房间空调具有更高的技术性能和工作可靠性,具体要求如下:性,具体要求如下:1 1、汽车空调应保证在任何条件下,车厢内部都具有舒适的温度范围和气流平均速度,舒适的汽车空调应保证在任何条件下,车厢内部都具有舒适的温度范围和气流平均速度,舒适的温度范围,冬季为温度范围,冬季为16162020度,夏季为度,夏季为20202828度;度;舒
11、适的湿度范围,冬季为舒适的湿度范围,冬季为55%55%70%70%,夏季为,夏季为60%60%75%75%;舒适的气流平均速度一般为;舒适的气流平均速度一般为0 0。2525m/sm/s2 2、汽车空调的控制机构和操纵机构要灵活、方便、可靠。汽车空调的控制机构和操纵机构要灵活、方便、可靠。3 3、汽车空调的零部件要求可靠、体积小、重量轻、安装维修方便。汽车空调的零部件要求可靠、体积小、重量轻、安装维修方便。4 4、汽车空调应具有快速制冷和快速采暖的能力。汽车空调应具有快速制冷和快速采暖的能力。5 5、汽车空调冷气装置工作时,对汽车发动机的动力消耗、燃油消耗、加速和爬坡性能的影响应汽车空调冷气装
12、置工作时,对汽车发动机的动力消耗、燃油消耗、加速和爬坡性能的影响应尽可能小。尽可能小。6 6、汽车空调在汽车上的结构布局要紧凑合理,零部件安装要有防振措施,保证汽车空调在剧烈汽车空调在汽车上的结构布局要紧凑合理,零部件安装要有防振措施,保证汽车空调在剧烈颠簸条件下能可靠地工作。颠簸条件下能可靠地工作。汽车空调概述汽车空调概述要求要求3 3空调系统通风空调系统通风一一.车身通风系统及布置车身通风系统及布置 其功能是保证车厢内空气的其功能是保证车厢内空气的清洁度、湿度、气流速度清洁度、湿度、气流速度等。等。汽车空调通风有汽车空调通风有自然通风和强制通风自然通风和强制通风两种。自然通风即是利用汽车行
13、驶时车身两种。自然通风即是利用汽车行驶时车身外表面的空气压力分布来进行通风;强制通风是利用风机强制从车外引入新鲜空气外表面的空气压力分布来进行通风;强制通风是利用风机强制从车外引入新鲜空气与车内空气混合,混合后再送入车内。空调送风的工作过程如下:新鲜空气与车内空气混合,混合后再送入车内。空调送风的工作过程如下:新鲜空气+车内车内循环空气循环空气进入风机进入风机空气进入蒸发器冷却空气进入蒸发器冷却由风门调节进入加热器的空气由风门调节进入加热器的空气进入进入各吹风口。各吹风口。空气的进入和排出,必然引起车内空气的流动,而不同的空气流动状况有着不空气的进入和排出,必然引起车内空气的流动,而不同的空气
14、流动状况有着不同的空调效果。影响车内气流组织的因素很多,主要有送、回风口形状、位置和送同的空调效果。影响车内气流组织的因素很多,主要有送、回风口形状、位置和送风射流参数等。送风方式一般采用单侧的上送风下回风布置,能与车内空气充分混风射流参数等。送风方式一般采用单侧的上送风下回风布置,能与车内空气充分混合,易于形成稳定的温度场和速度场。通风管路布置直接影响车内的气流组织和空合,易于形成稳定的温度场和速度场。通风管路布置直接影响车内的气流组织和空调效果,风管主要有调效果,风管主要有矩型和圆形矩型和圆形两种截面,矩形结构容易与汽车结构配合安装,多两种截面,矩形结构容易与汽车结构配合安装,多被轿车采用
15、。被轿车采用。4 4空调系统通风空调系统通风后暖风吹脚后暖风吹脚后冷风吹脸后冷风吹脸前暖风吹玻璃前暖风吹玻璃-除霜除霜前暖风吹侧窗前暖风吹侧窗-除霜除霜前暖风吹侧窗前暖风吹侧窗-除霜除霜前暖风吹脚前暖风吹脚前冷风吹脸前冷风吹脸通风系统车厢内空气流场示意图通风系统车厢内空气流场示意图布置原则:为了满足乘客布置原则:为了满足乘客布置原则:为了满足乘客布置原则:为了满足乘客“头暖脚凉头暖脚凉头暖脚凉头暖脚凉”的特点,风管及通风格栅按的特点,风管及通风格栅按的特点,风管及通风格栅按的特点,风管及通风格栅按“冷风吹脸,暖风吹脚冷风吹脸,暖风吹脚冷风吹脸,暖风吹脚冷风吹脸,暖风吹脚”的原则布的原则布的原则
16、布的原则布置。置。置。置。新鲜空气新鲜空气车厢内循环空气车厢内循环空气车厢内循环空气车厢内循环空气自然风自然风自然风自然风热风热风热风热风冷风冷风冷风冷风5 5空调系统通风空调系统通风通风系统构成部件通风系统构成部件1.1.系统构成:系统构成:系统构成:系统构成:由进气部件、空气过滤器、鼓风机、通风管、通风格栅、排气部件组成。由进气部件、空气过滤器、鼓风机、通风管、通风格栅、排气部件组成。由进气部件、空气过滤器、鼓风机、通风管、通风格栅、排气部件组成。由进气部件、空气过滤器、鼓风机、通风管、通风格栅、排气部件组成。2.2.动动动动 力力力力 源:源:源:源:鼓风机鼓风机鼓风机鼓风机3.3.循环
17、介质:循环介质:循环介质:循环介质:空气空气空气空气4.4.介质通道:介质通道:介质通道:介质通道:通风管通风管通风管通风管5.5.常用公式:常用公式:常用公式:常用公式:风量风量风量风量q q q q风速风速风速风速 风管截面积风管截面积风管截面积风管截面积后冷风管后冷风管后暖风管后暖风管外循环进气风管外循环进气风管除霜风管除霜风管前暖风管前暖风管前冷风管前冷风管格栅格栅格栅格栅后鼓风机后鼓风机前鼓风机前鼓风机6 6空调系统加热空调系统加热7 7二二.加热采暖系统加热采暖系统 汽车空调采暖装置的作用有:汽车空调采暖装置的作用有:1 1、冬季供暖,满足乘客舒适性的要求;冬季供暖,满足乘客舒适性
18、的要求;2 2、汽车玻璃除霜,采用热气来除霜除雾,避免影响司机的视野;汽车玻璃除霜,采用热气来除霜除雾,避免影响司机的视野;3 3、通过冷热风的混合,将车室内空气调节到适宜的温度,达到舒适性的要求。通过冷热风的混合,将车室内空气调节到适宜的温度,达到舒适性的要求。汽车空调采暖系统按所使用的热源可分为余热式和独立式;按空气循环方式可分汽车空调采暖系统按所使用的热源可分为余热式和独立式;按空气循环方式可分为内循环和外循环;按载热体又可分为水暖式和气暖式。汽车空调余热式采暖系统,为内循环和外循环;按载热体又可分为水暖式和气暖式。汽车空调余热式采暖系统,主要是利用汽车排气余热或发动机冷却循环水的余热作
19、为热源,并引入热交换器,由主要是利用汽车排气余热或发动机冷却循环水的余热作为热源,并引入热交换器,由风机将车内或车外空气吹过热交换器而使之升温,目前轿车及卡车均采用此结构。余风机将车内或车外空气吹过热交换器而使之升温,目前轿车及卡车均采用此结构。余热采暖式暖风装置的优点是供热可靠,不另需燃料,利用发动机热水使用安全,缺点热采暖式暖风装置的优点是供热可靠,不另需燃料,利用发动机热水使用安全,缺点是采暖必须在发动机冷却水温度上升到大循环时才能供暖,在寒冷冬季供暖量有些不是采暖必须在发动机冷却水温度上升到大循环时才能供暖,在寒冷冬季供暖量有些不足,甚至导致发动机过冷,影响发动机正常工作。足,甚至导致
20、发动机过冷,影响发动机正常工作。空调系统加热空调系统加热加热系统示意图加热系统示意图节温器节温器前加热器前加热器后加热器后加热器水泵水泵前暖水控制阀前暖水控制阀后暖水控制阀后暖水控制阀8 8空调系统加热空调系统加热加热系统构成部件加热系统构成部件1.1.系统构成:系统构成:系统构成:系统构成:由冷暖风门或暖水控制阀、加热器芯体、辅助加热器、冷却水管、真空管路等组成。由冷暖风门或暖水控制阀、加热器芯体、辅助加热器、冷却水管、真空管路等组成。由冷暖风门或暖水控制阀、加热器芯体、辅助加热器、冷却水管、真空管路等组成。由冷暖风门或暖水控制阀、加热器芯体、辅助加热器、冷却水管、真空管路等组成。2.2.动
21、动动动 力力力力 源:源:源:源:水水水水泵泵泵泵3.3.循环介质:循环介质:循环介质:循环介质:冷却液冷却液冷却液冷却液4.4.介质通道:介质通道:介质通道:介质通道:水水水水管管管管5.5.5.5.常用公式:常用公式:常用公式:常用公式:F F F F水泵水泵水泵水泵F F F F阻力阻力阻力阻力m m m m冷却液冷却液冷却液冷却液 (冷却液冷却液冷却液冷却液 t t t t)换热量换热量换热量换热量Q Q Q QK K K K 换热面积换热面积换热面积换热面积 t t t t K K K K 风量风量风量风量q q q q节温器节温器前加热器前加热器后加热器后加热器水泵水泵前暖水控制阀
22、前暖水控制阀后暖水控制阀后暖水控制阀9 9空调系统制冷空调系统制冷1010三三.空调制冷系统空调制冷系统 其其功功能能是是对对车车厢厢内内的的空空气气进进行行降降温温,其其工工作作原原理理是是通通过过制制冷冷剂剂由由液液态态转转换换为为气气态吸热来达到制冷效果的。态吸热来达到制冷效果的。汽汽车车空空调调由由压压缩缩机机、冷冷凝凝器器、贮贮液液干干燥燥器器、膨膨胀胀阀阀、蒸蒸发发器器、空空调调管管路路和和制制冷冷剂剂组组成成。它它利利用用制制冷冷剂剂的的不不断断变变态态循循环环来来达达到到制制冷冷效效果果。液液体体制制冷冷剂剂的的特特点点是是可可以以在在常常温温下下气气化化,当当遇遇热热变变成成
23、蒸蒸气气时时吸吸收收周周围围的的热热量量,当当遇遇冷冷变变成成液液体体时时释释放放本本身身的的热热量量。空空调调系系统统就就是是利利用用制制冷冷剂剂这这个个特特点点将将车车厢厢内内区区域域的的热热量量带带走走,转转移移到到车车厢厢以以外外的的地地方方去去。这这里里涉涉及及到到冷冷热热交交换换的的三三条条基基本本定定律律,第第一一条条,热热量量无无处处不不在在;第第二二条条,热热量量从从高高温温处处流流向向低低温温处处;第第三三条条,液液态态变变成成气气态态时时必必须须要要吸吸收收热热量量。这这三三条条基基本本定定律律奠奠定定了了所所有有空空调调工工作作方方式式的的原原理理,当当然然也也包包括括
24、汽汽车车空空调调。汽汽车车空空调调系系统统采采用的均为蒸气压缩式制冷循环。用的均为蒸气压缩式制冷循环。空调系统制冷空调系统制冷制冷系统工作原理制冷系统工作原理1。压缩过程。压缩过程压缩机吸入蒸发器出口处的低温低压气体,把它压缩成高温高压的气体,然后送入冷凝器。2。冷却过程(放热)。冷却过程(放热)高温高压的气体进入冷凝器与空气进行热交换,冷却风扇把热量吹到大气中。制冷剂冷却成液体。3。节流过程。节流过程高温高压的液态制冷剂经膨胀阀节流降压,以雾状(细小液滴)排出膨胀装置。4。蒸发过程(吸热)。蒸发过程(吸热)经膨胀阀降温降压的雾状制冷剂液体进入蒸发器进行蒸发成气体,蒸发过程中吸收周围的热量,降
25、低车内温度。制冷原理制冷原理是通过制冷剂从液态转换为气态时吸收热量而达到制冷目的的。11 11空调系统制冷空调系统制冷制冷系统构成部件制冷系统构成部件1.1.系统构成:系统构成:系统构成:系统构成:由压缩机、冷凝器、贮液干燥器由压缩机、冷凝器、贮液干燥器由压缩机、冷凝器、贮液干燥器由压缩机、冷凝器、贮液干燥器/液气分离器、膨胀阀液气分离器、膨胀阀液气分离器、膨胀阀液气分离器、膨胀阀/节流管、蒸发器、冷媒管路等部件组成,它分节流管、蒸发器、冷媒管路等部件组成,它分节流管、蒸发器、冷媒管路等部件组成,它分节流管、蒸发器、冷媒管路等部件组成,它分CCOTCCOT和和和和TXVTXV两种系统。一般通过
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- 汽车空调 系统 设计