第06章捷达轿车空调检修1

第06章捷达轿车空调检修1 第六章 捷达轿车空调系统的检修 第一节 空调系统的结构 一、汽车空调的组成 汽车空调装置按其功能可分为制冷系统、加热系统、通风系统、控制操纵系统和空气净化系统五个基本组成部分。 1、制冷系统 目前汽车上所采用的制冷方式几乎都是蒸气压缩式。利用制冷剂蒸发时吸收热量，来实现降低车内温度的目的。作为冷源的蒸发器，其温度低于空气的露点温度，因此，制冷系统还具有除湿和净化空气的作用。 2、加热系统 轿车的加热系统一般采用冷却水加热，将发动机的冷却水引入车室内的加热器中，通过鼓风机将被加热的空气吹入车内，这就是暖风。同时加热系统还可以对前风窗玻璃进行除霜、除雾。 3、通风系统 通风一般分为自然通风和强制通风。自然通风是利用汽车行驶时，根据车外所产生的风压不同，在适当的地方，开设进风口和出风口来实现通风换气;强制通风是采用鼓风机强制外气进入的方式，这种方式在汽车行驶时，常与自然通风一起工作，在通风系统中主要有空气处理室、送风道及风门等部件。 4、控制操纵系统 控制操纵系统主要由电气元件、真空管路和操纵机构组成。一方面用以对制冷和加热系统的温度、压力进行控制，另一方面对车室内空气的温度、风量、流向进行操纵，完善了空调装置的各项功能。 5、空气净化系统 空气净化系统一般由空气过滤器、出风口等组成，用以对引入的空气进行过滤，不断排出车内的污浊气体，保持车内空气清洁。 捷达轿车为整体冷暖组合式空调，空气调节为再热混合式调节型式。空调器总成是由蒸发器、暖风散热器、离心式风机、操纵机构和壳体等组成。布置在车内仪表板下方。如图6-1和图6-2所示。 图6-1 空调器总成 图6-2 空调器总成布置图 1-密封件 2-储液罐 3-冷凝器 4-制冷剂软管 5-阀门 6-制冷剂管(冷凝器到蒸发器) 7-圆柱螺栓 8-制冷剂软管(压缩机到蒸发器之间) 9-密封环 10-膨胀阀 11-夺向压力开关 12-制冷软管 13-压缩机 14-阀门 离心鼓风机通过内、外循环风门吸进车内循环空气或车外新鲜空气，使之首先流经蒸发器并被冷却，通过控制温度风门处于不同的位置，使其冷却后的空气或全部流经暖风散热器被加热后再进入空气混合室，或者不流经暖风散热器，真接进入空气混合室，或者部分流经暖风散热器而部分真接进入空气混合室进行混合，得到了所要求的空气温度。 获得所要求温度的空气通过控制空气分配门处于不同的位置。流经各个不同的风道，分 别从仪表板上的各个出风口吹出，用于车室内温度的调节和去除风窗玻璃上的霜、雾。图6-3为仪表板和车室中央各出风口的示意图。 图6-3 空调装置出风口示意图 1-除霜出风口 2-侧面除霜出风口 3-可调中央出风口 4-可调侧面出风口 5-下部出风口 二、加热系统 由于捷达轿车的空调装置采用再热混合式，其加热系统不仅可以单独加热来自车内的循环空气或者车外的新鲜空气，也可以将这两部分空气先进行冷却再全部分或部分加热，以获得所要求的空气温度。这样，一方面可以对空气进行除湿，同时也有对空气进行过滤的作用，使之得到湿度适宜的洁净空气。 1、加热器 加热器由鼓风机、暖风散热器、温度风门和壳体组成。暖风的出口位于加热器的下方，它通过风道与各出风口连接，其结构如图6-4所示。 图6-4 加热系统的结构 1-温度风门 2-热交换器 3-除霜出风口 4-除霜/下出风真空阀 5-下出风口 6-中央风门 真空阀 7-中央出风口 8-新鲜空气进气口 9-新鲜空气/循环空气真空阀 10-循环空气进气口;11-鼓风机 12-蒸发器 13-左风道 14-右风道 15-风道 16-暖风及新鲜空气调节器 17、19、20、21-密封垫 18„暖风分配箱 22-热交换器连接支管 新鲜空气与循环空气真空阀9的作用是接通或关闭新鲜空气进气口8;空气流先由新鲜空气鼓风机(V2)11加压后，通过制冷系的蒸发器12，当打开温度风门1时为采暖，空气流经过热交换器2;当关闭温度风门1时为通风或制冷，空气流不经过热交换器2;除霜与下出风口真空阀4为操纵除霜出风口3和下出风口5用，中央风门双向真空阀6为操纵中央出风口7和下出风口5、除霜出风口3。热交换器2使用发动机热水后，再流回发动机水泵。 乘员舱里的通风也有新途径。乘员舱的废气经过行李舱盖上的安全带槽口排出，再经过车身后围板、行李舱衬面。后纵梁等上的风口排入大气。因为空气在后车身空腔中运动，对后车窗除霜起到良好的作用。由于全过程是在无压力下进行的，所以换气无噪音并且与行车速度无关。 2、暖风散热器 暖风散热器是由铜管铝片制成的管片式结构，两端各有一端盖构成两个集水室，进出水管布置在散热器的同一侧，四周用海绵橡胶制成的密封条固定在加热器的壳体中，发动机出来的热水由暖风散热器流出，供采暖用。当温度风门打开与蒸发器壳体相连接的通道相通后，由鼓风机送来的空气，过暖风散热器加热后:一路经过中央风门进入中央出风口，另一路经下出风口与除霜控制风门进入下出风口或除霜出风口。如图6-5所示。 图6-5 暖风散热器的结构及装配关系 1-密封条 2-温度风门 3-暖风散热器护板 4-暖风散热器 5-用于中、侧出风口的中央风 门 6-下出风口/除霜控制风门 7-暖风分配箱下壳体 8-暖风分配箱上壳体 9-温度风门手柄 10-中央风门手柄 11-下出风口与除霜门手柄 12-空调控制板 13-温度拉索 14-空调装置调节器 15-鼓风机开关 16-真空软管 17-下出风口及除霜真空阀 18-中央风门拉索 19-下出风口 20-中央风门双真空阀 21-下出风口及除霜门拉索 22、23-螺钉 3、鼓风机 新鲜空气鼓风机的构造，如图6-6所示，新鲜空气鼓风机(V2)15有四个速度，由鼓风机开关(E9)和鼓风机串联电阻(N23)3控制;鼓风机装在蒸发器前壳体1和后壳体4内，从新鲜空气进风道8将空气吸入，再从蒸发器14送出，进入温度风门;当采暖时，温度门将空气流引入热交换器，当制冷时，温度门关闭通向热交换器的通道，直接将空气流送入各风口。放水阀5是用来防止有水随空气被新鲜空气鼓风机(V2)15吸入，水必须能经放水阀5无阻碍的流出。如果阀5不正常，水会从喷嘴中喷出，不允许阀5上粘有黄腊及底层保护剂。凸台16应向后倾斜。 图6-6 鼓风机构造 1-蒸发器前壳体 2-紧固带 3-鼓风机窜联电阻 4-蒸发器后壳体 5-放水阀 6-吸气阀 7-防水密封垫 8-新鲜空气进风道 9-帽 10-盖板 11-蒸发器温度开关 12-新鲜空气与循环空气阀 13-鼓风机壳体 14-蒸发器 15-鼓风机 16-装放水阀的凸台 17-支撑簧片 18-螺钉 19-内零件扳手 三、制冷系统 1、制冷循环 制冷系统主要由制冷剂和四大机件，即压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成，如图6-7所示。 制冷循环由以下四个变化过程组成: (1)压缩过程。压缩机将蒸发器低压侧温度约为0?、气压约0.15MPa的低温低压气态制冷剂增压成高温约70?,80?、高压约1.5MPa的气态制冷剂。高压高温的过热制冷剂气体被送往冷凝器冷却除温。 (2)冷凝过程。过热气态制冷剂从冷凝器的入口通过冷凝器，散热冷凝为液态制冷剂，使制冷剂的状态发生了变化。冷凝过程的后期，制冷剂呈中温约为1.0~1.2MPa的过冷液体。 (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， 变成低温约-5?、低压约为0.15MPa的湿蒸气，以便进入蒸发器中迅速吸热蒸发。在膨胀过程中同时进行节流控制，以便供给蒸发器所需的制冷剂，从而达到控制温度的目的。 (4)蒸发过程。液态制冷剂通过膨胀阀变为低温低压的湿蒸气，流经蒸发器不断吸热汽化转变成约为0.15MPa、低温约为0?的气态制冷剂，吸收车室中空气的热量。从蒸发器流出的气态制冷剂又被吸入压缩机，增压后泵入冷凝器冷凝，进行气冷循环。 制冷循环就是利用有限的制冷剂在封闭的制冷系统中，反复地将制冷剂压缩、冷凝、膨胀、蒸发，不断在蒸发器处吸热汽化，对车内空气进行制冷降温。 制冷剂在制冷循环中通过膨胀、蒸发吸收热量，从而达到制冷的目的。 2、主要部件的结构及工作原理 (1)压缩机:捷达轿车空调压缩机采用的是日本三电公司SD7V16型变排量压缩机，变排量压缩机是随制冷负荷的变化，除了膨胀阀控制参数外，还有制冷剂循环量控制参数，能无级改变压缩机的排量，达到制冷要求。该系统有较大的制冷范围，并对发动机无冲击负荷，故有较好的舒适性及节能的特点。它安装在发动机的左下方，由发动机曲轴皮带轮通过V形皮带驱动，如图6-7所示。当把空调操纵机构上的功能拨杆拨到制冷位置时，空调压缩机电磁离合器吸合，压缩机皮带轮带动主轴及斜盘旋转，进而推动摇板摆动。摇板圆周分布的7个球关节通过连杆与活塞相连，摇板的摇摆推动活塞运动，从而产生泵气作用，将低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂。空调压缩机上的安全阀能调节制冷系统的压力，若冷凝器散热不良，或其它原因导致制冷系统温度和压力急剧上升，使制冷系统的压力超过4.0MPa，安全阀打开，释放一部分制冷剂;当压力降低到3.5MPa时，安全阀关闭。 图6-7 制冷系统工作示意图 1-蒸发器 2-膨胀阀 3-冲注阀 4-贮液干燥过滤器 5-冷凝器 6-三挡压力开关 7-螺栓 8-空调压缩机 9-压缩机电磁离合器 SD7V16型压缩机的性能参数见表6-1。 表6-1 SD7V16型压缩机的性能参数表 压缩机型号 SD7V16 压缩机型号 SD7V16 结构 斜盘式 Min 10.4 -1气缸数 7 允许最高瞬时转速/(r?min) 8000 -1气缺直径/mm 29.3 允许最高连续转速/(r?min) 7000 行程/mm 制冷剂 R134a 3Max 34.2 冷冻机油量/ cm 115?15 Min 2.2 电磁离合器质量/kg 2.2 3排量/cm 额定电压/V 12 Max 161.3 额定功率/W 48 图6-8为SD7V16型压缩机的安装位置图 图6-8 空调压缩机的安装位置 1-传动带(0.5×630) 2-发电机 3-压缩机 4-传动带 5-水泵 6-曲轴 7-传动带 8-叶片泵 9、10-圆柱头螺钉 11-压缩机 12、15、20、22、23、24-六角螺栓 13-六角螺母 14-凸缘螺栓 16圆柱头内六角螺栓 17-调整支架 18-自锁螺母 19-压缩机支架 21-后支架 22-六角螺母 空调压缩机是一个斜盘式压缩机。它新的特性是活塞行程通过高、低压压力比进行调节。压力比的大小决定了制冷输出量。这新的压力调节装置使空调压缩机正常工作状态下持续地工作。输入轴的旋转运动传递驱动轮毂，驱动轮毂通过斜盘将旋转运动转换成活塞的轴向运动，斜盘的倾斜位置确定了活塞的冲程和输出率，斜盘的倾斜角度越大，活塞的冲程和输出率越大。斜盘的倾斜位置取决于室腔压力即活塞上侧和下侧的压力，活塞通过摆动斜盘前后的弹簧定位。室腔压力取决于调节阀上的高、低压力和定位节流孔的大小。当关闭空调装置，其低压、高压和室腔压力是相同的，打开空调装置时，摆动斜盘的前后弹簧调整摆动斜盘具有一定的输出。当处于高的制冷输出量和低的室腔压力时摆动斜盘的倾斜位置增高，因此产生一个大排室行程，即具有高输出率;当处于低制冷输出量和高室腔压力时，摆动斜盘的倾斜位置降低，产生一个小的排量行程，即低输出率。 图6-9 SD7V16型压缩的剖面图 1-前缸盖 2-三角转子 3-销钉 4-凸轮盘 5-斜盘 6-平衡环 7-缸体 8-阀板 9-电磁离合器 10-主轴 11-滑块 12-导轨 13-回位弹簧 14-控制阀 15-缸盖螺栓 16-低压腔;17-高压腔 18-后缸盖 (2)空调压缩机电磁离合器:制冷系统中采用电磁离合器控制压缩机。电磁离合器的电磁线圈的一端搭铁，另一端经空调继电器与电源相连。当空调开关打到制冷位置时，空调继电器工作，电磁线圈通电，产生磁力，将离合器磨擦片压紧在皮带盘侧缘上，使皮带轮与轮毂连接成一体，带轮的驱动力经摩擦片与轮毂带动压缩机旋转。当冷气关闭时，空调继电器的触点断开，切断了电磁线圈的供电，轮毂上的摩擦片在弹簧片弹力作用下，与皮带轮分离，压缩机停止运转。 (3)冷凝器:汽车空调装置中采用的冷凝器主要有两种结构形式，一种管片式;一种是管带式。前者由于体积、质量指标落后、传热效率低，除了在大客车空调装置中用外，轿车空调装置中很少采用。后者由于高频焊接技术的发展，得以广泛的应用，目前日本和美国的轿车车上，几乎全部采用了管带式冷凝器。管带式冷凝器与管片式冷凝器相比，其传热效率可提高12%。管带式冷凝器是由异形多孔扁管与波形散热器焊接而成，也有的波形带是直接从扁管上剃出。图6-10为捷达轿车管带式冷凝器的结构。 图6-10 冷凝器结构 捷达轿车空调装置的冷凝器与发动机散热器并排在一起。置于汽车前部的中央，在冷凝器与水箱的后方，有一由直流电动机带动的轴流风扇，对冷凝器与水箱进行强制冷却;当汽车行驶时，也可靠迎面风来对冷凝器与水箱进行冷却。当空气吹过冷凝器，冷却芯管中的制冷剂被冷却后变成液态。 (4)蒸发器:汽车空调装置中采用的蒸发器主要有三种结构:一种是管片式结构，其二是管带式结构，再就是板带式结构。 管片式蒸发器使用在早期的汽车空调装置中，目前主要使用在大客车的空调装置中，在轿车空调装置中已不多见。管带式蒸发器由于传热效率大，在汽车空调装置中得到了广泛的应用。管带式蒸发器是由宽异型多孔扁管与波形散热带焊接而成。板带式蒸发器是由冲压成复杂形状的铝板相互叠在一起组成制冷剂流道，每一对与另一对中间焊以波形散热带构成。这种结构的蒸发器其传热效率比管带式结构的蒸发器高8%左右，因此，近年来的轿车空调装置中也得到了较多的采用。 捷达轿车空调装置采用铝管、铝片式结构。如图6-11所示。蒸发器在制冷系统中的作用是使经过热力膨胀阀绝热膨胀后的制冷剂在蒸发器中吸收车室内的热量，为制冷剂气体，再进入压缩机中进行循环，使车室内空气放出热量，车室内温度下降。蒸发作用与冷凝器功能相反，是起吸热作用。冷凝器的散热面积通常比蒸发器大一倍，冷凝器的散热面积越大，散热效果越好。 图6-11 蒸发器 (5)贮液干燥过滤器:捷达轿车的贮液干燥过滤器结构如图6-12所示，贮液干燥过滤器实质是一个贮存制冷剂的压力容器，它能以一定的流量向膨胀阀输送液态制冷剂，贮液干燥过滤器中的滤网是用来过滤制冷剂中的各种杂质，干燥器中填充的是吸水性强的沸石干燥剂，用于吸收制冷剂中的水分。 图6-12 贮液干燥过滤器 1-过滤网 2-干燥剂 3-吸出管 (6)膨胀阀:膨胀阀可以根据制冷负荷的要求自动调节制冷剂流量。在制冷剂系统中，为了使蒸发器的传热面积能充分地发挥作用，必须供给蒸发器适当的低压低温制冷剂。若供量太少，则制冷剂不足，车内温度降不下来，若供量太多，会降低蒸发器的传热性能，还会使压缩机产生“液击”现象。也就是说一方面要得到最大限度的制冷量，另一方面要保证制冷剂液体在蒸发器内完全蒸发，因此在制冷系统中设置了膨胀阀，安装在蒸发器的进口处，捷达轿车采用的是外平衡式膨胀阀，其结构如图6-13所示。这种形式的膨胀阀将蒸发器出口处的压力传往膜片，这个地方靠近感温筒，阀门的开启度更容易通过空吸作用和压缩机转速的变化进行精确调节。 图6-13 膨胀阀结构 外平衡式膨胀阀的工作过程如图6-14所示，膨胀阀的开度取决于感温筒的压力P1、蒸发器出处的压力P2及弹簧弹力F，而压力P1、P2的大小则取决于制冷剂在蒸发器出口处的温度。因此制冷剂的喷出量受蒸发器出口温度的控制。 膨胀阀的容量一定要与蒸发器热负荷相匹配，一般情况下膨胀阀的容量比蒸发器负荷大20%~30%为宜，过大会引起调节性能不好，过小，无法满足热负荷的需求，而且膨胀阀的容量大小还与其前后压力差和蒸发温度有关。 图6-14 膨胀阀的工作过程 (a)-膨胀阀关闭 (b)-膨胀阀部分开启 (c)膨胀阀全开 1-弹簧 2-球阀 3-壳体 4-顶杆 5-膜片 6-毛细管 7-感温筒 (7)输氟管路:为了将制冷系统各总成构成一个封闭的系统，就必须用管路连接起来。 在制冷系统中，由于各个部件分别设置于汽车的各个部位，使输氟管路较长，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而抖动。因此，对输氟管路及接头的密封性要求很高，通常，汽车空调装置中与压缩机进排气接头相接的管路都采用橡胶软管连接，此外，对于走向复杂的管路，不易贯穿的管路，金属管不容易满足要求，而橡胶软管有很好的随和性，因此，有时也采用橡胶软管，但橡胶软管作为制冷剂输氟软管的最大缺点是有泄漏制冷剂的现象，因此，除特殊情况之外，应尽量少用或不用，就是非用不可的场合，橡胶软管的长度也应控制到最短。 捷达轿车空调装置的输氟管路中，用了三根橡胶软管和三根铝管。