汽車空調的結構介紹

2022-04-08 09:52:28 字數 4294 閱讀 5979

製冷迴圈系統的組成部件

製冷迴圈系統中各部件在車上的安裝位置如圖所示,下面對各主要組成部件分別予以介紹。

製冷迴圈系統各部件的安裝位置

壓縮機壓縮機的作用是將從蒸發器出來的低溫、低壓的氣態製冷劑通過壓縮轉變為高溫、高壓的氣態製冷劑,並將其送入冷凝器。目前在汽車空調系統中所採用的壓縮機有多種型別,比較常見的有斜盤式壓縮機、葉片式壓縮機、渦旋式壓縮機、曲軸連桿式壓縮機等。此外,壓縮機還可分為定排量和變排量的兩種型式,變排量壓縮機可根據空調系統的製冷負荷自動改變排量,使空調系統執行更加經濟。

葉片式壓縮機

(1)結構葉片式壓縮機的結構見圖,在葉輪上安裝有若干葉片,與機體形成幾個密封的空間,在機體上安裝有吸氣孔、排氣孔和排氣閥,在葉輪旋轉時,密封的空間的體積會發生變化,從而完成進氣、壓縮和排氣的過程。

葉片式壓縮機的結構

(2)工作過程葉片式壓縮機的工作過程見圖6-34。

圖6-34 葉片式壓縮機的工作過程

旋轉斜盤式壓縮機

(1)結構旋轉斜盤式壓縮機的結構見圖,這種壓縮機通常在機體圓周方向上布置有6個或者10個氣缸,每個氣缸中安裝乙個雙向活塞形成6缸機或10缸機,每個氣缸兩頭都有進氣閥和排氣閥。活塞由斜盤驅動在氣缸中往復運動,活塞的一側壓縮時,另一側則為進氣。

旋轉斜盤式壓縮機的結構

2)工作過程旋轉斜盤式壓縮機的工作過程見圖,壓縮機軸旋轉時,軸上的斜盤同時驅動所有的活塞運動,部分活塞向左運動,部分活塞向右運動。圖中的活塞在向左運動中,活塞左側的空間縮小,製冷劑被壓縮,壓力公升高,開啟排氣閥,向外排出,與此同時,活塞右側空間增大,壓力減小,進氣閥開啟,製冷劑進入氣缸。由於進、排氣閥均為單向閥結構,所以保證製冷劑不會倒流.

渦旋式壓縮機

(1)結構渦旋式壓縮機的結構如圖6-37所示,其關鍵部件是渦旋定子和渦旋轉子,定子安裝在機體上,轉子通過軸承裝在軸上,轉子與軸有一定的偏心,定子與轉子安裝好後,可形成月牙形的密封空間,排氣口位於定子的中心部位,進氣口位於定子的邊緣。

渦旋式壓縮機的結構

(2)工作過程渦旋式壓縮機的工作過程見圖,當壓縮機旋轉時,轉子相對於定子運動,使兩者之間的月牙形空間的體積和位置都在發生變化,體積在外部進氣口處大,在中心排氣口處小,進氣口體積增大使製冷劑吸入,當到達中心排口部位時,體積縮小,製冷劑被壓縮進出。

渦旋式壓縮機的工作過程

搖板式壓縮機

(1)結構這種壓縮機是一種變排量的壓縮機,其結構如圖6-39所示,它的結構與旋轉斜盤式壓縮機類似,通過斜盤驅動周向分布的活塞,只是將雙向活塞變為單向活塞,並可通過改變斜盤的角度改變活塞的行程,從而改變壓縮機的排量。壓縮機旋轉時,壓縮機軸驅動與其連線的凸緣盤,凸緣盤上的導向銷釘再帶動斜盤轉動,斜盤最後驅動活塞往復運動。

搖板式壓縮機的結構

(2)工作過程壓縮製冷劑的工作過程此處不再重複,這裡主要介紹一下變排量的原理,見圖,這種壓縮機可以根據製冷負荷的大小改變排量,製冷負荷減小時,可以使斜盤的角度減小,減小活塞的行程,使排量降低。負荷增大時則相反。下面以負荷減小為例來說明壓縮機排量如何減小,製冷負荷的減小會使壓縮機低壓腔壓力降低,低壓腔壓力降低可使波紋管膨脹而開啟控制閥,高壓腔的製冷劑便會通過控制閥進入斜盤腔,使斜盤腔的壓力公升高

搖板式壓縮機變排量的工作過程

曲軸連桿式壓縮機

(1)結構這種壓縮機的結構與發動機相似,由曲軸連桿驅動活塞往復運動,一般採用雙缸結構,每缸上方裝有進排氣閥片,壓縮機的具體結構見圖6-41。

曲軸連桿式壓縮機的結構

2)工作過程曲軸連桿式壓縮機的工作過程見圖,整個工作過程由吸氣、壓縮和排氣三個過程組成,活塞下行時進氣閥開啟,製冷劑進入氣缸,活塞上行時,製冷劑被壓縮,當達到一定壓力時,排氣閥開啟,製冷劑排出。

這種壓縮機由於體積較大,目前已很少在小車上使用。

曲軸連桿式壓縮機的工作過程

冷凝器冷凝器的作用是將壓縮機送來的高溫、高壓的氣態製冷劑轉變為液態製冷劑,製冷劑在冷凝器中散熱而發生狀態的改變。因此冷凝器是乙個熱交換器,將製冷劑在車內吸收的熱量通過冷凝器散發到大氣當中。

小型汽車的冷凝器通常安裝在汽車的前面(一般安裝在散熱器前),通過風扇進行冷卻(冷凝器風扇一般與散熱器風扇共用,也有車型採用專用的冷凝器風扇)。

冷凝器的結構如圖所示,主要由管路和散熱片組成,有乙個製冷劑的進口和乙個出口。

冷凝器儲液乾燥器和集液器

(1)儲液乾燥器儲液乾燥器用於膨脹閥式的製冷迴圈,其作用是:

① 暫時儲存製冷劑,使製冷劑的流量與製冷負荷相適應;

② 去除製冷劑中的水分和雜質,確保系統正常執行;(如果系統中有水分,有可能造成水分在系統中結冰,堵塞製冷劑的迴圈通道,造成故障。如果製冷劑中有雜質,也可能造成系統堵塞,使系統不能製冷。)

③ 部分儲液乾燥罐上裝有觀察玻璃,可觀察製冷劑的流動情況,確定製冷劑的數量;

④ 有些儲液乾燥罐上裝有易熔塞,在系統壓力、溫度過高時,易熔塞熔化,放出製冷劑,保護系統重要部件不被破壞;

⑤ 還有些儲液乾燥罐上安裝有維修閥,供維修製冷系統安裝壓力表和加註製冷劑之用;

⑥ 有些車型的儲液乾燥罐上裝有壓力開關,可在系統壓力不正常時,中止壓縮機的工作。

儲液乾燥器的結構如圖6-44所示,乾燥器內有濾網和乾燥器,罐的上方有觀察玻璃及進口和出口。

儲液乾燥器

(2)集液器集液器用於膨脹管式的製冷系統,安裝在蒸發器出口處的管路中。由於膨脹管無法調節製冷劑的流量,因此蒸發器出來的製冷劑不一定全部是氣體,可能有部分液體,為防止壓縮機損壞,故在蒸發器出口處安裝集液器,一方面將製冷劑進行氣液分離,另一方面起到與儲液乾燥器相同的作用,其結構如圖所示。

膨脹閥和膨脹管

膨脹閥膨脹閥安裝在蒸發器的入口處,其作用是將儲液乾燥器來的高溫、高壓的液態製冷劑從膨脹閥的小孔噴出,使其降壓,體積膨脹,轉化為霧狀製冷劑,在蒸發器中吸熱變為氣態製冷劑,同時還可根據製冷負荷的大小調節製冷劑的流量,確保蒸發器出口處的製冷劑全部轉化為氣體。

膨脹閥的結構形式有三種,分別為外平衡式膨脹閥、內平衡式膨脹閥和h型膨脹閥,下面分別予以介紹。

(1)外平衡式膨脹閥外平衡式膨脹閥的結構見圖6-46,膨脹閥的入口接儲液乾燥器,出口接蒸發器。膨脹閥的上部有乙個膜片,膜片上方通過一條細管接乙個感溫包,感溫包安裝在蒸發器出口的管路上,內部充滿製冷劑氣體,蒸發器出口處的溫度發生變化時,感溫包內的氣體體積也會發生變化,進而產生壓力變化,這個壓力變化就作用在膜片的上方。膜片下方的腔室還有一根平衡管通蒸發器出口。

閥的中部有一閥門,閥門控制製冷劑的流量,閥門的下方有一調整彈簧,彈簧的彈力試圖使閥門關閉,彈簧的彈力通過閥門上方的杆作用在膜片的下方。可以看出,膜片共受到三個力的作用,乙個是感溫包中製冷劑氣體向下的壓力,乙個是彈簧向上的推力,還有乙個是蒸發器出口製冷劑的壓力,作用在膜片的下方,閥的開度取決於這三個力綜合作用的結果。

外平衡式膨脹閥

當製冷負荷發生變化時,膨脹閥可根據製冷負荷的變化自動調節製冷劑的流量,確保蒸發器出口處的製冷劑全部轉化為氣體並有一定的過熱度。當製冷負荷減小時,蒸發器出口處的溫度就會降低,感溫包的溫度也會降低,其中的製冷劑氣體便會收縮,使膨脹閥膜片上方的壓力減小,閥門就會在彈簧和膜片下方氣體壓力的作用下向上移動,減小閥門的開度,從而減小製冷劑的流量。反之製冷負荷增大時,閥門的開度會增大,增加製冷劑的流量。

當製冷負荷與製冷劑的流量相適應時,閥門的開度保持不變,維持一定的製冷強度.

(2)內平衡式膨脹閥內平衡式膨脹閥的結構與外平衡式膨脹閥的結構大同小異,見圖,不同之處在於內平衡式膨脹閥沒有平衡管,膜片下方的氣體壓力直接來自於蒸發器的入口。內平衡式膨脹閥的工作過程與外平衡式膨脹閥的工作過程完全相同。

內平衡式膨脹閥

(3)h型膨脹閥採用內、外平衡式膨脹閥的製冷系統,其蒸發器的出口和入口不在一起,因此需要在出口處安裝感溫包和管路,結構比較複雜。如果將蒸發器的出口和入口做在一起,就可以將感溫包的管路去掉,這就形成了所謂的h型膨脹閥,見圖。

h型膨脹閥

h型膨脹閥中也有乙個膜片,膜片的左方有乙個熱敏杆,熱敏杆的周圍是蒸發器出口處的製冷劑,製冷劑的溫度的變化(製冷負荷變化)可通過熱敏杆使膜片右方的氣體的壓力發生變化,從而使閥門的開度變化,調節製冷劑的流量以適應製冷負荷的變化。h型膨脹閥具有結構簡單、工作可靠的特點,現在汽車應用越來越廣。

膨脹管膨脹管的作用與膨脹閥的作用基本相同,只是將調節製冷劑流量的功能取消了。其結構見圖。膨脹管的節流孔徑是固定的,入口和出口都有濾網。

由於節流管沒有運動部件,具有結構簡單、成本低、可靠性高、節能的優點,因此美、日等國有許多高階轎車採用膨脹管式製冷迴圈。

膨脹管蒸發器蒸發器也是乙個熱交換器,膨脹閥噴出的霧狀製冷劑在蒸發器中蒸發,吸收通過蒸發器空氣中的熱量,使其降溫,達到製冷的目的,在降溫的同時,溶解在空氣中的水分也會由於溫度降低凝結出來,蒸發器還要將凝結的水分排出車外。蒸發器安裝在駕駛室儀表臺的後面,其結構如圖所示,主要由管路和散熱片組成,在蒸發器的下方還有接水盤和排水管。

蒸發器空調製冷系統工作時,鼓風機的風扇將空氣吹過蒸發器,空氣和和蒸發器內的製冷劑進行熱交換,製冷劑氣化,空氣降溫,同時空氣中的水分凝結在蒸發器的散熱片上,並通過接水盤和排水管排出車外。

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