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快速掌握汽车空调制冷系统组成

时间:2023-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:基础知识空调制冷系统相当于汽车驾乘室内热量的搬运工。如图3-1所示,汽车空调制冷系统主要由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、储液干燥器和空调管路等组成。压缩机只能压缩气态制冷剂,液体制冷剂进入压缩机可能造成压缩机损坏。

快速掌握汽车空调制冷系统组成

学习目标

1.了解空调制冷系统的作用和组成。

2.了解空调制冷系统各组成部件的作用和工作原理。

3.学习空调制冷系统重要组成部件的拆卸和安装方法。

基础知识

空调制冷系统相当于汽车驾乘室内热量的搬运工。它利用沸点很低的制冷剂在汽化过程中吸收周围空气中的热量这一原理将车内空气中的热量转移给制冷剂,再通过冷凝器和散热风扇将热量散发到车外空气中去,达到使车内降温的目的。

如图3-1所示,汽车空调制冷系统主要由压缩机、冷凝器、蒸发器膨胀阀、储液干燥器和空调管路等组成。

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图3-1 制冷系统的组成

1—储液干燥器 2—冷凝器 3—三态压力开关 4—空调压缩机 5—风机 6—膨胀阀 7—蒸发器 8—暖风热交换器(加热器芯)

一、制冷压缩机

压缩机(图3-2)是空调系统的制冷泵。压缩机通过传动带和带轮与发动机曲轴相接,获得运行的动力。压缩机吸入来自蒸发器的低压中温蒸气,然后使蒸气的压力和温度急速升高。接着将蒸气送入冷凝器。压缩机只能压缩气态制冷剂,液体制冷剂进入压缩机可能造成压缩机损坏。压缩机形成吸入真空并建立压力。由活塞或压缩机其他形式的内部机件形成压力和吸入真空,使制冷剂流动。吸入口使压缩机能够吸入来自蒸发器的蒸气。压缩机将蒸气压缩,通过出气口排出,经制冷管路送到冷凝器。离合器总成利用HVAC电气控制使压缩机可以进行通断循环。安全阀防止系统制冷剂压力过大。如系统压力过高,安全阀便会开启,将制冷剂泄入大气。

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图3-2 空调压缩机外观图

二、冷凝器

冷凝器通常安装在发动机散热器的前面。冷凝器接收来自压缩机的高温高压制冷剂气体并将热量传给外界空气。与蒸发器一样,制冷剂也通过一系列管片在冷凝器中循环。风扇将外界空气吸入,流经冷凝器的表面,制冷剂就可以将所带的热量传递给空气。随着温度下降,制冷剂从高压气体变为高压液体。冷凝器的散热效率对于空调的运行具有重要的意义,外界空气必须吸收车内积存的热量外加由气体压缩产生的附加热量。冷凝器传送的热量越多,蒸发器的冷却效果越好。大容量冷凝器加上高效风扇可以显著降低车内温度。

汽车上的冷凝器分为管片式、管带式和平行流式(过冷平行流式)。

R134a制冷剂从冷凝器上方的管路进入冷凝器,自上而下进行冷却。如图3-3所示,平行流式冷凝器的设计很像一个散热器,但不像管带式那样只在一路中循环,平行流式冷凝器使制冷剂同时有几路循环,这使得制冷剂与外界空气有更多的接触面积。

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图3-3 平行流式冷凝器

1—高压高温制冷剂蒸气 2—高压高温制冷剂液体 3—高压中温制冷剂液体

三、蒸发器

如图3-4所示,蒸发器安装在空调蒸发器売内,位于靠近车厢的地方。流入蒸发器的制冷剂在此进行热交换,吸收周围空气中的热量,并自身汽化流向压缩机。空调制冷系统工作时,鼓风机的风扇将室内空气吹过蒸发器,空气和蒸发器内的制冷剂进行热交换,制冷剂汽化,空气降温,同时空气中的水分凝结在蒸发器的散热片上,并通过接水盘和排水管排出车外。

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图3-4 空调蒸发器

现代空调系统内的蒸发器采用了新技术,称为板式蒸发器,液体制冷剂流过的线圈被面板取代,这样增加了与空气接触的面积,从而提高了蒸发效率。

四、膨胀阀

膨胀阀的作用是调节进入蒸发器的制冷剂流量,使制冷剂从高压液态变成低压雾状物,便于蒸发器蒸发。为了得到最大的制冷潜力,液体制冷剂在进入蒸发器前必须降低压力。降低压力后,制冷剂的温度和沸点下降,在通过蒸发器时就可以吸收更多的热量。蒸发器上的一个感温包通过一根毛细管发送有关蒸发器出口温度的信息。该毛细管与膨胀阀上的膜片相连。如果蒸发器温度过低,膜片就会把轴针向上拉,将阀关闭,限制制冷剂流量。随着蒸发器温度上升,膜片下压轴针,使阀开启,让更多的制冷剂通过。膨胀阀的工作原理如图3-5所示。常见的膨胀阀类型有内、外平衡式膨胀阀和H型膨胀阀。

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图3-5 膨胀阀的工作原理示意图

(1)内/外平衡式膨胀阀

内平衡式膨胀阀为F型热力膨胀阀,如图3-6所示。内平衡式膨胀阀的感温包内充注制冷剂,放置在蒸发器出口管道上,感温包和膜片上部通过毛细管相连,感受蒸发器出口制冷剂温度,膜片下面感受到的是蒸发器入口压力。

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图3-6 内平衡式膨胀阀结构示意图

如果空调负荷增加,液态制冷剂在蒸发器提前蒸发完毕,则蒸发器出口制冷剂温度将升高,膜片上压力增大,推动阀杆使膨胀阀开度增大,进入到蒸发器中的制冷剂流量增加,制冷量增大;如果空调负荷减小,则蒸发器出口制冷剂温度降低,以同样的作用原理使阀开度减小,从而控制制冷剂的流量。

如图3-7所示,外平衡式膨胀阀与内平衡式膨胀阀原理基本相同,区别是:内平衡式膨胀阀膜片下面感受到的是蒸发器入口压力;而外平衡式膨胀阀膜片下面感受到的是蒸发器出口压力。

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图3-7 外平衡式膨胀阀结构示意图

(2)H型膨胀阀

现代汽车的空调系统常采用H型热力膨胀阀(图3-8),其工作原理如下:

1)当汽车空调制冷系统刚刚开启或热负荷大时,感温元件内的制冷剂压力较大。膜片克服弹簧力和蒸发器出口处制冷剂的压力推动顶杆和传动杆向下打开球阀,直到达到平衡位置,这就增大了高压制冷剂进入蒸发器的流量。

2)当汽车空调制冷系统热负荷小或者需要关闭时,感温元件内的制冷剂压力变小,弹簧力和蒸发器出口处制冷剂的压力之和大于感温元件的膜片压力,于是顶杆和传动杆向上移动,直到一平衡位置,以关小球阀开口,这样就减小了高压制冷剂进入蒸发器的流量。

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图3-8 H型膨胀阀的结构示意图

1—顶杆 2—球阀 3—弹簧 4—传动杆 5—制冷剂 6—薄膜下压力补偿 7—膜片 8—感温元件

五、节流孔管

与膨胀阀一样,节流孔管也是空调系统高、低压侧的分界。如图3-9所示,在节流孔管中,制冷剂R134a流过一个有限制的小孔,对进入蒸发器前的制冷剂进行降温和降压。通过量孔(毛细管)的制冷剂压力差决定了制冷剂流量,滤网放置在量孔的进出口以过滤任何可能进入的杂质。

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图3-9 节流孔管结构示意图

1—制冷管路 2—滤网 3—量孔

六、储液干燥器

储液干燥器(图3-10)位于空调系统高压侧冷凝器出口附近,有的集成在冷凝器上,成为一体,是保证压缩机和制冷系统正常运行的必要设备。它的作用如下:

(1)气液分离 布置在冷凝器和膨胀阀之间,其作用是使气液分离,确保进入膨胀阀的制冷剂为液体状态。

(2)储液 用来储存和供应制冷系统内的液体制冷剂,以便工况变动时能补偿和调节液体制冷剂的盈亏。

(3)过滤 通过过滤器来清除机械杂物和污染杂质,保证制冷剂顺利流通,不致因堵塞而影响正常工作。

(4)干燥 用来吸收制冷剂中的水分。水分来源于制冷剂干燥不严格,或有空气进入系统管路,或冷冻油中溶解的水分。水分的存在有可能造成“冰堵”。

储液干燥器可能带有空调压力开关和供系统运行与检修用的维修端口。

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图3-10 储液干燥器结构示意图

七、空调管路

汽车空调管路分为低压管路和高压管路,两者通过双管支架固定在车身上。如图3-11所示,低压管路直径较大,高压管路则显得细小,两者比较容易区分。高、低压管路最终通过安装在发动机舱前隔板处的H型膨胀阀连接到蒸发器参与蒸发吸热。

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图3-11 空调高、低压管路

用在R134a空调系统上管路接头处的O形圈,其材料为丁腈橡胶,并且通过颜色(绿色)加以区分。O形圈可以用矿物油进行润滑,空调系统所有管路、组件都事先涂有润滑油。检修空调系统时,要使用正确的O形圈。

实际操作

一、蒸发器芯的更换本田飞度)

1)使用制冷剂回收/加注设备回收制冷剂。(www.xing528.com)

2)打开发动机盖,拆下风窗玻璃下的前罩板和前罩下板,以便拆卸空调管路。

3)拆下空气滤清器。

4)从空调管路卡夹A上拆下螺栓,如图3-12所示。

5)打开卡夹A,然后拆下空调管路B,如图3-13所示。

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图3-12 拆下卡夹固定螺栓

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图3-13 从卡夹上拆下管路

6)拆下鼓风机单元

7)拆下管路连接螺栓,然后从蒸发器芯上断开空调管路A并拆下O形圈B,如图3-14所示。

8)从蒸发器温度传感器和鼓风机电阻上断开插接器A,然后拆下插接器卡扣B。拆下自攻螺钉、膨胀阀盖C和密封件D,如图3-15所示。

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图3-14 断开空调管路

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图3-15 拆下蒸发器外部密封部件

9)小心地拉出蒸发器芯总成A,不要弯曲管路,然后拆下板B,如图3-16所示。

10)从蒸发器芯上拉出蒸发器温度传感器A,如图3-17所示。

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图3-16 拉出蒸发器芯总成

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图3-17 拉出蒸发器温度传感器

11)将蒸发器温度传感器安装在蒸发器芯中,并注意安装到原位置的相邻散热片处(将传感器重新装入原蒸发器芯中时,此处的散热片可能变形)。

12)按照与拆卸相反的顺序安装蒸发器芯,并注意以下事项:

①如果需要安装一个新的蒸发器芯,应添加制冷剂。

②在每个接头处换上新的O形圈,并在安装前,涂上一层薄薄的制冷剂。确保使用适用于R134a制冷剂系统的正确O形圈,以避免泄漏。

③添加制冷剂后,应立即重新安装容器盖并将其密封,以免受潮。

二、膨胀阀的更换

1)按上述步骤拆下蒸发器芯。

2)从管C上拆下螺栓、O形圈A和膨胀阀B,如图3-18所示。

3)按照与拆卸相反的顺序安装膨胀阀,并注意上述事项(同更换蒸发器芯)。

三、空调冷凝器的更换

1)使用制冷剂回收/加注设备回收制冷剂。

2)拆下前保险杠以便拆卸冷凝器。

3)拆下螺母,然后从冷凝器上断开排液软管A,从排液软管上拆下O形圈B,如图3-19所示。

4)拆下螺栓,然后将储液器管A从冷凝器上断开,从储液器管上拆下O形圈B,如图3-20所示。

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图3-18 拆下膨胀阀

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图3-19 断开排液软管

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图3-20 断开储液器管

5)拆下螺栓A,断开插接器B并拆下喇叭C。如果配有高音喇叭D,则将其拆下,如图3-21所示。

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图3-21 拆下冷凝器托架

6)拆下螺栓E和托架F。

7)如图3-22所示,提升空调冷凝器A并将其拆下。

注意:

①不要抓住上密封件B。

②拆下空调冷凝器时,小心不要损坏散热器和空调冷凝器散热片。

8)按照与拆卸相反的顺序安装空调冷凝器。

四、储液干燥器的更换

注意:尽可能快地安装储液干燥器,以防止空气中的湿气进入系统。

1)按上述步骤拆下空调冷凝器。

2)将螺栓从冷凝器上拆下,然后拆下储液干燥器A、托架B和O形圈C,如图3-23所示。

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图3-22 向上提出冷凝器

3)按照与拆卸相反的顺序安装储液干燥器。换上一个新的O形圈,并在安装之前涂上一层薄薄的制冷剂。确保使用正确的O形圈,以避免泄漏。

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图3-23 从冷凝器上拆下储液干燥器

你学会了吗?

1.空调制冷系统起什么作用?由哪些部件组成?

2.空调压缩机起什么作用?它是如何工作的?

3.冷凝器和蒸发器分别起什么作用?

4.膨胀阀起什么作用?常见的类型有哪些?

5.怎样更换蒸发器和膨胀阀?

6.怎样更换空调冷凝器和储液干燥器?

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