起动实训车辆,打开汽车空调,看是否有头晕恶心、胸闷发困、易疲劳、刺鼻味道导致鼻炎/过敏等现象。
■任务1.2.1.1 清洗蒸发器
一、工作表:清洗蒸发器
二、参考信息
(一)空调系统的保养
1.空调内细菌病毒的危害
汽车空调在运行中,由于蒸发器和通风管道环境潮湿,表面附着的各种灰尘和微生物在潮湿的环境中会滋生各种霉菌和真菌,并在蒸发器表面腐烂,形成异味。这些异味、粉尘及细菌和病毒会随着空调的开启污染整个车厢内部。
汽车空调蒸发器中的异味、粉尘及细菌和病毒随着空调的开启,进入车内,被吸入驾乘人员体内,引起驾乘人员的困乏、头晕、恶心、感冒、呼吸道疾病等问题,直接影响行车安全。
2.空调系统保养的重要性
随着全球气候不断变暖,城市夏季温度不断上升,汽车在行驶的过程中,空调系统的使用也更加频繁。汽车空调在运行中,空气中80%的微小粉尘和细菌穿过过滤网进入空调内部,与冷凝水黏合后堵塞在蒸发器上,影响空调的制冷与散热。
3.空调系统全面保养的重要性
汽车空调蒸发器和通风管道处于阴暗潮湿的环境中,所以蒸发器表面的灰尘极易滋生霉菌和真菌,部分细菌腐烂后产生异味,这些细菌、病毒和异味会随着空调的开启,进入车内被驾乘人员吸入,造成驾乘人员的困乏、头晕、恶心、感冒、呼吸道疾病等问题。即使没有腐烂的异味,空调蒸发器内各种病毒细菌还存在(如大肠杆菌、葡萄球菌、绿脓杆菌等),当开启空调的时候,这些无色无味的细菌和病毒依然会引起呼吸道疾病,所以要定期或在换季,尤其在夏季空调使用特别频繁的时候,对空调系统进行全面保养。
(二)清洗蒸发器
图1-30 东风本田汽车空调可视化蒸发器清洗设备
可视化空调养护套装如图1-31所示。
图1-31 可视化空调养护套装
(1)将车辆停放标准工位,维修人员佩戴好防护用具。对前座椅及前部空间区域(座椅、转向盘、挡杆、脚踏垫等)进行防护。
(2)在清洗前,应先检查汽车空调的工作情况,确认汽车空调工作是否正常、空调排水口有无堵塞情况。注:在检查空调排水口时,应在空调排水口下方放置污水盘。污水盘如图1-32所示。
(3)拆下车辆副驾驶员侧仪表台下挡板,找到鼓风机电阻位置,如图1-33所示。
图1-32 污水盘
图1-33 拆下车辆副驾驶员侧仪表台下挡板
(4)找到鼓风机电阻及电阻连接线,断开鼓风机电阻连接线;拆下鼓风机电阻固定螺钉(2个);拆下鼓风机电阻,如图1-34所示。
图1-34 拆下鼓风机电阻
(5)将可视蒸发器清洗工具放置于副驾驶员脚踏位置,将蒸发器清洗剂和蒸发器杀菌除味剂分别加入对应加注口(红色瓶盖产品加入设备的红色加注口,白色瓶盖产品加入设备的白色加注口)。
(6)将清洗转换开关置于关闭位置,将外接气源与设备气源接口连接,如图1-35所示。
图1-35 清洗转换开关位置与气源连接示意
(7)将12 V电源适配器与车辆点烟器连接,按下显示屏开关,打开可视蒸发器清洗设备显示屏开关,如图1-36所示。
(8)将喷枪通过鼓风机电阻位置探入蒸发器表面,观察蒸发器表面脏污情况。打开清洗转换开关(图1-37),开始清洗,调整清洗位置并观察清洗效果,直到清洗剂全部消耗(清洗时要留意空调排水口液体流出情况)。在清洗中途可随时关闭清洗转换开关停止作业。
图1-36 电源连接与可视蒸发器清洗设备显示屏开关示意
(9)清洗结束后,将清洗转换开关调至消毒除味储液罐位置。设备开始对蒸发器进行消毒、除味,移动喷枪调整喷洒位置,直到清洗剂全部消耗,关闭清洗转换开关,清洗结束,如图1-38所示。
图1-37 打开清洗转换开关
图1-38 关闭清洗转换开关
(10)清洗完成后,拔出喷枪,断开电源、气源连接。移开可视蒸发器清洗工具并将其归位。
(11)恢复原车鼓风机电阻及车辆副驾驶员侧仪表台下挡板。
(12)起动车辆,打开空调开关,设置空气内循环模式,将风速调至2挡,确认车辆空调鼓风机工作正常后,再运转3 min,降下前门的风窗玻璃进行自然通风,清洗作业结束。
注意事项:
① 在清洗前,需确认空调及其他用电设备正常。
② 在清洗时,需在车辆空调排水口下方放置污水盘。
③ 可视蒸发器清洗设备内有液体时,严禁大幅倾斜或倒置。
④ 清洗时应使喷头与蒸发器保持适当距离,对蒸发器由上至下清洗,以提高清洗效果。
⑤ 喷枪管路内部有摄像头信号线,请勿反复、过度弯折。
⑥ 可视蒸发器设备表面需避免液体滴落,若有液体滴落,则需及时擦拭干净。
⑦ 作业结束后,需再次检查车辆空调系统工作是否正常。
■任务1.2.1.2 空调制冷系统结构认识
一、工作表:认识空调制冷系统结构
二、参考信息
(一)空调制冷系统的组成
空调制冷系统的组成如图1-39所示。空调制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀(或CCOT阀)和蒸发器四大机件组成。
(二)制冷循环工作原理
1.压缩过程。
压缩机把从蒸发器出来的0 ℃、0.15~0.2 MPa的气态制冷剂变成70 ℃、1.0~1.5 MPa的过热制冷剂气体,并将其送往冷凝器冷却降温。
图1-39 空调制冷系统的组成
1—压缩机;2—低压阀;3—感温包;4—蒸发器;5—冷气;6—膨胀阀;7—储液干燥器;8—冷凝器;9—迎面风;10—发动机冷却风扇;11—热空气;12—鼓风机
2.冷凝过程
在冷凝器里,过热气态制冷剂被外部低温空气冷却,在冷凝过程的后期,制冷剂变成40 ℃、1.0~1.2 MPa的过冷液态制冷剂,外部空气流经冷凝器后温度上升。
3.膨胀过程
冷凝后的液态制冷剂经过膨胀阀后体积变大,其压力和温度急剧下降,变成-5 ℃、0.15~0.2 MPa的湿蒸气,以便进入蒸发器中迅速吸热蒸发。
4.蒸发过程
-5 ℃、0.15~0.2 MPa的湿蒸气不断吸收热量而汽化,转变成0 ℃、0.15~0.2 MPa的气态制冷剂,使流过蒸发器的空气温度下降。从蒸发器流出的气态制冷剂又被吸入压缩机,就这样,有限的制冷剂在封闭的空调制冷系统中重复地进行压缩—冷凝—膨胀—蒸发过程,对车内的空气进行制冷循环过程,如图1-40所示。
(三)制冷循环部件
制冷循环原理
1.压缩机
在汽车空调中使用的压缩机是油润滑式容积式压缩机。只有在空调启动的情况下,压缩机才能运转,而且是通过电磁离合器加以控制的。压缩机可以提高制冷剂的压力。与此同时,制冷剂的温度也随之升高。如果压力没有升高,空调中的制冷剂就不可能膨胀进而冷却。压缩机采用特殊的冷冻机油来润滑。大约有一半冷冻机油留在压缩机中。而另一半则随着制冷剂一起循环。压缩机上通常装有压力截止阀,以防止空调制冷系统压力过高,如图1-41所示。
图1-40 制冷循环示意
图1-41 空调制冷系统中的压缩机
压缩机吸入流过蒸发器的低温低压的气态制冷剂。对于压缩机而言,至关重要的是制冷剂需处于气态,因为液态制冷剂无法压缩,而且会损坏压缩机,就如同水的冲击力会损坏发动机一样。压缩机压缩制冷剂,并将其以受热气体的形式推送到制冷剂回路的高压端。因此,可以将压缩机看作制冷剂回路的低压端与高压端之间的接口。
(1)压缩机的运转方式。根据工作原理,可将空调压缩机分为往复式压缩机、盘管式压缩机、叶片式压缩机和斜盘式压缩机4种。
下面将详细介绍斜盘式压缩机,如图1-42所示。
图1-42 斜盘式压缩机的结构示意(www.xing528.com)
输入轴的旋转运动可通过斜盘转换成轴向运动。一般有3~10个活塞围绕在输入轴的周围,具体个数因压缩机类型而异。每个活塞都配有一个吸入/压力阀。吸入/压力阀可根据工作冲程有规律地自动打开/关闭。空调的输出功率由压缩机的最大转速决定。同时,压缩机的输出功率由发动机转速决定。压缩机的转速可在0~6 000 r /min范围内变化,这将影响到进入蒸发器的制冷剂量以及空调的制冷能力。为了使压缩机的输出功率可根据不同的发动机转速、环境温度或驾驶员设定的车内温度进行调节,人们开发出了输出功率可调的可变容积式压缩机。压缩机输出功率的调节是通过调节斜盘的角度来实现的。在固定容积式压缩机中,压缩机通过电磁离合器定期打开和关闭,从而根据制冷要求来调整输出功率。
(2)压缩机在制冷模式下持续运转。
① 压缩机的控制范围。通过改变腔室压力,可在上止点(100%)和下止点(约5%)之间调节活塞的位置,从而使压缩机达到所需的输出功率。在控制周期内,压缩机处于持续运转状态。图1-43所示为斜盘式压缩机内部结构示意。
斜盘式压缩机的工作原理
图1-43 斜盘式压缩机内部结构示意
输入轴的旋转运动被传递到驱动轴套,并通过斜盘转换成活塞的轴向运动。斜盘纵向安装在滑轨上。活塞冲程以及输出功率由斜盘的倾斜度决定。倾斜度取决于腔室压力,也就是活塞底部和顶部的受压情况。斜盘倾斜时由其前后的弹簧进行支撑。腔室压力取决于作用在调节阀上的高压和低压,并且受校准的限流器开度的影响。当空调关闭时,高压、低压以及腔室压力相等。斜盘前后的弹簧将压缩机输出功率设定为40%左右。控制输出功率的好处在于消除压缩机的起动冲击,起动冲击在驾驶期间经常导致车辆振动。
② 输出功率高,制冷能力强,腔室压力低,如图1-44所示。高压和低压都相对较高,波纹管2受到高压压缩,波纹管1受到相对较高的低压压缩,调节阀打开。腔室压力通过低压端下降。作用在活塞上端的低压与弹簧1的作用力所形成的合力小于作用在活塞低端的腔室压力与弹簧2的作用力所形成的合力。斜盘的倾斜度增大,冲程长,且输出功率高。
图1-44 输出功率高,制冷能力强,腔室压力低
③ 输出功率低,制冷能力弱,腔室压力高,如图1-45所示。高压和低压都相对较低,波纹管2自然舒展,波纹管1也自然舒展,调节阀关闭。低压端关闭,腔室压力无法进入调节阀,且通过节流管道作用加强。作用在活塞上端的低压与弹簧1的作用力所形成的合力大于作用在活塞低端的腔室压力与弹簧2的作用力所形成的合力。斜盘的倾斜度减小,冲程短,且输出功率低。
图1-45 输出功率低,制冷能力弱,腔室压力高
2.冷凝器
冷凝器是空调的“冷却器”。
(1)冷凝器设计。冷凝器由牢牢固定在冷却片上的管状线圈组成,从而形成有助于加快热传递的大面积散热面。当开启空调后,冷凝器将借助冷却风扇来散热,以确保制冷剂正常循环。冷凝器始终安装在散热器的上游。这样可提高冷凝器的效率。如图1-46所示。
压缩机的结构与原理
图1-46 冷凝器的组成示意
热交换是在冷凝器中以风冷的方式进行的。气态制冷剂通过迎面风和冷却风扇进行冷却。可能还会使用辅助风扇,具体情况视冷凝器类型而定。风扇通常在空调开启的情况下启动。但如果安装了压力传感器G65,风扇会延迟启动,直至达到特定的压力时才启动。冷凝器中的杂质会减小气体流速,而且还会减小冷凝器容量,影响发动机的冷却。
(2)冷凝器的功能。由压缩机中流出的高温气态制冷剂,其温度为50 ℃~70 ℃,被注入冷凝器中。冷凝器的管片可以吸收热量。较冷的环境空气通过管道被输送到冷凝器中,并在此过程中吸收热量,从而使制冷剂冷却。当制冷剂冷却后,会在特定的温度和压力下冷凝,然后变成液体。在冷凝器的底部,制冷剂以液体的形式从冷凝器中流出。
冷凝器的原理及应用
3.蒸发器
蒸发器与冷凝器的运行原理相同。它是空调的组成部分之一,位于暖风装置箱中。在空调开启后,当空气流经冰冷的蒸发器叶片时,其热量将被吸收。在此过程中,空气变得凉爽、干燥,而且更加清洁。图1-47所示为蒸发器运行原理示意。
蒸发器的功能如下:
(1)膨胀阀释放出的制冷剂在蒸发器中膨胀,使蒸发器的温度大幅降低,使蒸发器显著冷却。
(2)制冷剂达到沸点变成气体。
(3)当蒸发器中的制冷剂沸腾后,温度仍远低于水的冰点。
(4)冷气中的潮气收集在蒸发器中,此处的空气温度降到露点以下,即发生冷凝,这样便产生冷凝水。空气变得干爽。这样可以显著改善车内的气候以及空气质量。除了潮气外,空气中悬浮的物质也沉积在蒸发器中,因此蒸发器还可以净化空气。
图1-47 蒸发器运行原理示意
蒸发器的作用
4.膨胀阀
膨胀阀位于蒸发器中的制冷剂膨胀和冷却之处,其结构如图1-48所示。它形成了制冷剂回路高压端和低压端之间的接口。膨胀阀可用于调节流入蒸发器的制冷剂量,具体情况取决于制冷剂蒸气在蒸发器出口处的温度。通过膨胀阀膨胀后的气态制冷剂进入蒸发器,可以充分地起到制冷作用。
(1)闭合的控制回路。制冷剂的流量受膨胀阀的控制,并且视温度而定。当蒸发器中流出的制冷剂温度升高时,恒温器中的制冷剂将发生膨胀,通过球形阀流向蒸发器的制冷剂的流速将增大。当蒸发器中流出的制冷剂温度下降时,恒温器中的制冷剂量减少,通过球形阀流向蒸发器的制冷剂的流速将减小。
(2)恒温膨胀阀中有3种作用力:传感器线路中的压力取决于过热制冷剂的温度,该压力以开启力(PFu)的形式作用在膜片上;蒸发器压力PSa从反方向作用在膜片上;调节弹簧施加的压力PFe与蒸发器压力的作用方向相同。
图1-48 膨胀阀结构示意
(3)新型膨胀阀。该膨胀阀也位于制冷剂回路的高压端和低压端之间,位于蒸发器的正上游处,其结构如图1-49所示。
图1-49 新型膨胀阀结构示意
(4)膨胀阀是热控型的。膨胀阀配有带热敏头和球形阀的控制装置。位于膜片一侧的热敏头内填充有特殊气体;另一侧则通过压力平衡孔与蒸发器出口(低压端)相连。球形阀由推杆驱动。特殊气体的压力以及制冷剂的喷注量取决于低压端的温度。膨胀阀总是配有隔热装置。图1-50所示为球形阀上移示意。
图1-50 球形阀上移示意
(5)冷却负荷的增加将提高蒸发器出口的温度,使热敏头内气体的压力(Pa)升高。球形阀的截面面积通过膜片和推杆增大。制冷剂流入蒸发器,并在从高压变为低压的过程中吸收热量。当暖空气流经蒸发器时,空气中的热量被吸收。当蒸发器出口处制冷剂的温度下降时,热敏头中的压力(Pb)也会下降。球形阀的截面面积减小,流向蒸发器的制冷剂的流速减小。图1-51所示为球形阀下移示意。
5.储液干燥过滤器
在带有膨胀阀的制冷剂回路中,当运行条件(如蒸发器和冷凝器上的热负荷以及压缩机的转速)发生变化时,泵入回路的制冷剂流量也会有所不同。储液干燥过滤器安装在回路之中,目的是在空调制冷系统工况发生变化时调节制冷剂的循环量。储液干燥过滤器可以通过化学方式吸收安装期间进入制冷回路的水分。储液干燥过滤器可以吸收6~12 g的水,具体吸收量视其类型而定。所能吸收的水量依温度而定。随着温度的下降,吸收的水量会增加。此外,还可以使压缩机中的磨损物及安装所产生的灰尘等沉淀在干燥器中,从而起到过滤杂质的作用。图1-52所示为储液干燥过滤器的结构示意。
膨胀阀
图1-51 球形阀下移示意
图 1-52 储液干燥过滤器的结构示意
储液干燥过滤器的功能:将从冷凝器中流出的液态制冷剂收集在其一侧的储液罐中,然后流经干燥器,并顺着立管流入膨胀阀中。制冷剂在流动的过程中不间断,而且不起泡。
6.管路
管路把空调制冷系统各元件连成一个封闭系统。由于发动机在工作时会产生抖动,安装在发动机上的压缩机也会随之抖动,因此汽车空调装置中与压缩机进、排气接头相连的管路都采用橡胶软管。此外,走向复杂地方的金属管不容易满足要求,也使用橡胶软管,因为橡胶软管具有很好的随和性。橡胶软管最大的缺点是容易泄漏,所以应尽量少用或不用,而多用金属管。
(四)CCOT制冷系统
在空调制冷系统中用一个固定节流管取代热力膨胀阀,起到节流降压作用。其优点是节流装置简单可靠,价格低;缺点是节流装置不能随着压缩机转速的变化和车内制冷负荷的变化来调节供给蒸发器的制冷剂流量。CCOT制冷系统如图1-53所示。
固定节流管又称CCOT阀,孔口尺寸不能变化,其结构如图1-54所示。在制冷负荷或发动机转速发生变化时,可通过两种方法来调节制冷:一种是利用温度开关或压力开关按照一定的频率切断和接通压缩机电磁离合器;另一种是利用可变容量压缩机调节制冷剂流量。
图1-53 CCOT制冷系统
A—压缩机;B—高压开关;C—冷凝器;D—高压充注阀;E—膨胀节流阀;F—蒸发器;G—低压开关;H—低压充注阀;I—液体分离器
图1-54 CCOT阀结构示意
1—塑料骨架;2—滤网;3—节流管
为了避免液体制冷剂进入压缩机造成液击现象,在CCOT制冷系统中,把膨胀阀前的储液干燥过滤器改装到蒸发器的出口处,其除了具有储液干燥过滤器的原有功能外,还起到分离液态制冷剂的作用,称为液体分离器,如图1-55所示。
图1-55 液体分离器结构示意
1—制冷剂进口;2—环形挡板;3—出口;4—干燥剂袋;5—分子筛干燥剂;6—过滤网;7—U形管;8—外壳
在液体分离器内,也同样设置有过滤、干燥的结构,从蒸发器流出的制冷剂湿蒸汽通过液体分离器的制冷剂进口1进入液体分离器内,湿蒸汽中的液滴和油滴落到液体分离器外壳8的底部。在液体分离器的底部有一环形干燥剂袋4,袋内装有分子筛干燥剂5,用于吸收液态制冷剂和油中的水分。液体分离器的出口3与液体分离器中的U形管7相接,U形管的另一端管口位于液体分离器的上方,周围有环形挡板2,避免从管口吸进制冷剂液滴和油滴,而保证进入的是纯净的气态制冷剂。压缩机通过液体分离器的出口抽吸的制冷剂是液体分离器上方纯净的气态制冷剂气体。在U形管的下方管壁上开一小孔,其周围有一环形过滤网6,当气态制冷剂流经U形管时,可从小孔中吸进少许含油液体,用于压缩机内部的润滑。
液体分离器的外壳用铝合金板冲制焊接而成,在液体分离器的上方设置单向阀接头,用以充注制冷剂或检查制冷系统工作是否正常。
CCOT制冷系统
■任务1.2.1.3 检查交车
一、工作表:排除故障并修复
二、参考信息
交车检查的步骤如下:
(1)将污水盘从车底取出,将排水口排出的蒸发器表面污垢污水展示给客户观看,增强清洗蒸发器实效的震撼力,如图1-56所示。
(2)起动车辆,打开空调开关,原有的异味消失,出风口吹来的是清新清香的空气。
图1-56 蒸发器表面污垢污水
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