汽车空调取暖系统是将车外新鲜空气及车内空气送入热交换器，吸收交换器（加热器）的热量以提高空气的温度，并将热空气送入车内的装置。汽车暖风系统的主要作用是供暖、除霜、调节温度与湿度。
1）供暖（制热）
在寒冷的冬天，人在行驶的汽车内感到更加寒冷，这时，汽车空调取暖系统可以向车内提供暖气，以提高车内的温度，使乘员感觉温暖舒适。
2）除霜
在冬季或春季，室内外温差较大，车上玻璃会结霜或起雾，影响驾驶员和乘客的视线，不利于行车安全。可开启暖风系统除去车窗玻璃上的霜雾。
3）调节温度与湿度
制冷与暖风联合工作，既可将车内温度调节到设定值，同时也可满足乘员对空气湿度的要求。
（2）汽车空调暖风系统的分类
根据热源不同，汽车暖风系统分为水暖式暖风系统、气暖式暖风系统、独立燃烧式暖风系统等。
1）水暖式暖风系统
水暖式暖风系统是利用发动机冷却液作为热源，将冷却液引入车内的热交换器中，用鼓风机将车内空气或车外新鲜空气送入热交换器中，空气与热交换器中的冷却液进行热交换，加热后的空气再送入车内。其工作原理如图4.4所示。
图4.4 水暖式暖风系统工作原理
1—加热器芯；2—加热器出水管；3—膨胀水管；4—冷却液控制阀；5—散热器进水管；6—恒温器；7—风扇；8—散热器；9—水源；10—散热器溢流管；11—散热管出水管；12—加热器进水管；13—加热器鼓风机；A—冷空气；B—暖风
在温度达到80℃时，节温器开启，从发动机出来的冷却液经过节温器流出，其中一部分冷却液流到散热器散热；另一部分冷却液流到供暖系统的加热器中。在节温器和加热器之间设置一个冷却液控制阀，用来控制通过加热器的冷却液流量。鼓风机驱动空气流过加热器吸收冷却液的热量使加热器散热，加热后的空气再送到车内。散热后的冷却液从加热器流出，通过水泵的泵吸，又重新进入发动机的水腔内，冷却发动机，完成一次供暖循环。
水暖式暖风系统的优点是设备简单，使用安全，运行经济。水暖式暖风系统的热源来自汽车发动机的冷却液，因此热源取得非常容易，只需将发动机冷却液引入加热器中。该热源供给可靠且安全，只要发动机工作，热量便产生出来，不需另外的燃料。因此，这种取暖系统在国内外生产的轿车、货车及采暖要求不高的大客车上得到广泛应用。其缺点是产热量小，对车身较长的大客车，车内热负荷很大，仅靠水暖式暖风系统效果不佳；受汽车运行状况的影响，供暖时必须在发动机冷却液温度上升到大循环时才可取暖；发动机停止运转时，即没有暖气提供。
水暖式暖风系统是在发动机冷却系统的基础上增加了加热器、冷却液控制阀、鼓风机及壳体等元件，其中取暖系统与冷却系统共用一个节温器。
①加热器：其结构与蒸发器相似，主要有管片式和管带式两种结构。其材料有铜质和铝质两种。现在用得最多的是管片式加热器，如图4.5所示。管带式加热器加工方便，体积小，质量小，但其制造工艺复杂。
②冷却液控制阀：安装在发动机和加热器之间的进水管中，用来控制加热器的热水通道。根据控制方式的不同，冷却液控制阀分为拉索式和真空式两种。
拉索式控制阀应用在手动空调系统中，由驾驶员通过温度选择开关来拉动拉绳，使热水阀开启或关闭，其结构如图4.6（a）所示。
图4.5 管片式加热器
图4.6 冷却液控制阀
1—流向加热器；2—控制阀；3—进水管；4—管夹；5—支架；6—拉索；7—发动机冷却液接口；8—加热器接口；9—活塞；10—真空膜片；11—大气通孔；12—弹簧；13—真空接口
真空式控制阀可用在自动空调系统中，也可用在手动空调系统中。真空控制阀的结构如图4.6（b）所示。它主要由真空驱动器、活塞和阀体组成。真空驱动器的膜片左侧气室通大气，右侧气室为真空室，真空室装有膜片回位弹簧：需采暖时，将真空引至膜片右侧气室，在压差作用下，膜片克服弹簧力并带动活塞向右移动，冷却液控制阀开启；停止采暖时，释放膜片右侧真空气室，在回位弹簧作用下，膜片和活塞回位，冷却液控制阀关闭。真空源可由发动机进气管或真空罐提供。
2）气暖式暖风系统
气暖式暖风系统是利用发动机的排气余热作为热源，汽油机发动机排气带走热量约占36%，柴油机发动机占30%。气暖式暖风系统是最早采用的空调形式。最早使用的气暖式取暖方式是让排气管通过驾驶室直接供暖，如早期的北京吉普车和北方寒冷地带的长途汽车。
气暖式暖风系统通常采用的方法是将换热器铸成带散热翅片的管子，装在发动机排气管上，一方面内腔做排气管用，外侧加热空气并将此汇集起来，送到车内做供暖用，热交换器的结构如图4.7所示。
图4.7 热交换器
1—空气保温管；2—热变换管；3—排气管
气暖式暖风系统示意图如图4.8所示。将发动机排气引入热交换器，用鼓风机将待加热空气送入热交换器，热交换后空气吸热升温，在鼓风机的作用下送入车内取暖。
图4.8 气暖式暖风系统示意图
1—鼓风机电机；2—鼓风机；3—热交换器；4—废气阀门；5—发动机排气管；6—发动机；7—发动机散热器
由于废气中含腐蚀性气体、有毒气体和微粒，这种取暖器必须采用耐腐蚀材料，连接的密封性必须可靠，且应经常检查，一旦穿孔，废气将和空气一起进入车内危害人体健康和安全，后果不堪设想。
拓展阅读
大型豪华旅游车、寒带地区使用的客车和轿车，常常采用独立燃烧式暖风系统。独立燃烧式暖风系统是在燃烧器内燃烧柴油、汽油、煤油等燃料，用燃烧所产生的热量加热空气，并将它们输送到车内以供取暖，而燃烧的废气则排放到大气中。独立燃烧式暖风系统又可分为独立燃烧气暖式取暖装置和独立燃烧水暖式取暖装置。
（1）独立燃烧气暖式取暖装置
独立燃烧气暖式取暖装置利用燃料在双层燃烧筒体内燃烧所产生的热量来加热空气，如图4.9所示。其燃料通常采用轻柴油。加热空气可采用外部空气或车内空气循环。该类采暖装置的特点是发热量大，见效迅速，单机控制而不受发动机工况影响，且易于实现自动控制。独立燃烧气暖式取暖装置主要由燃烧室、热交换器、供给系统和控制系统4部分组成。
图4.9 独立燃烧气暖式取暖装置
1—电动机；2—燃料泵；3—燃烧分布器；4—火花塞；5—燃烧室；6—燃烧指示器；7—热保险丝；8—暖风排出口；9—分布器帽；10—油分布器管；11—燃烧环；12，16—排气管；13—燃烧空气送风机；14—燃烧室空气吸入管；15—燃料吸入管；17—暖房空气送风机(www.xing528.com)
（2）独立燃烧水暖式取暖装置
独立燃烧水暖式取暖装置结构及工作原理与独立燃烧气暖式取暖装置相似，如图4.10所示。其加热工质是水而不是空气，用水泵代替风扇。水泵将加热器燃烧所加热的热水泵入车厢内的热交换器，并将散热后的水吸回。
图4.10 独立燃烧水暖式取暖装置
1—出水口；2—进水口；3—多孔陶瓷蒸发器；4—电热塞；5—助燃风扇；6—油泵；7—电动机；8—水泵；9—助燃空气；10—废气
独立燃烧水暖式取暖装置采用内循环，灰尘少，暖气柔和，还可以预热发动机，预热润滑油和蓄电池，便于冬季发动机启动和转入稳定状态。
操作活动
汽车空调采暖系统热交换器故障检修
【实施要求】
（1）任务目标与要求
①小组成员分工协作，利用提供的实训车辆，根据工作任务制订工作计划，并通过小组自评或互评检查工作计划。
②对汽车空调采暖系统热交换器进行检测并分析。
（2）注意事项
在任务实施过程中严格遵守相关实验实训制度和规范要求，注意职场健康与安全需求，作好废料的处理，并保持工作场所的整洁。
【实施步骤】
（1）决策
学生分组，明确各组的负责人；确定任务和每个人的工作职责，根据分工填写下表。
（2）计划
组长带领组内成员，查阅相关手册或指导书，制订任务计划，并检查计划的有效性。
（3）实施
1）实践准备
2）实施步骤
①检查汽车空调采暖系统中热交换器堵塞的前提条件：
a.发动机冷却系统完好且发动机水温达到正常工作温度。
b.若是热水阀控制的温度调节系统，则热水阀要全开。
c.启动发动机并使转速达到2 000 r/min。其目的是让发动机水泵充分工作，加快冷却液循环。
②检查汽车空调采暖系统中热交换器堵塞的方法：用温度计或红外测温仪测量热交换器进水管与出水管的温度。
a.如测量出热交换器进出口的温度相差很大，则说明热交换器中有堵塞现象。
b.如测量出热交换器进出口的温度相差不大，则说明热交换器比较畅通。
如何判断热交换器上的两个接口哪个为进口哪个为出口？在管接头上有相应的箭头。如果没有箭头指示，可通冷却液在发动机冷却系统中的流向进行判断。一般情况下，从发动机缸体上水管接头到热交换器的水管接头为进水管。
3）实训检测
对实训车辆空调采暖系统热交换器进行检测，并将检测内容填入下表。
4）分组讨论
分组讨论如何判断热交换器的进出口，并说明原因。将讨论结果填入下表。
【评估总结】
①回答指导老师的提问并接受指导老师的相关考核。
②对本次任务完成过程及效果进行自我评价和小组互评。
③清洁工作场所，清点并归还相关工具设备，完成本次任务。
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