汽车空调和我们熟悉的家用空调冷却原理一样。通过R12或R134a压缩释放的瞬间体积急剧膨胀,将冷却为吸收大量热量的原理。(由于R12对大气臭氧层的破坏,为了保护环境,发达国家从1996年开始将R134a转换为制冷剂。)汽车空调的结构类似于家用分体空调。压缩机经常安装在发动机上,用皮带驱动(也有直接驱动),冷凝器安装在汽车散热器前面,蒸发器安装在车内。操作时蒸发器产生的低压气体冷却剂通过压缩机变成高压高温气体,通过冷凝器冷却管道冷却,变成高压低温液体,通过储液干燥器经过除湿和缓冲,以更稳定的压力和流量流向膨胀阀。经过节气门和强压,最终流入蒸发器。冷却剂一遇到低压环境就蒸发,吸收大量热能。车厢内的空气不断通过蒸发器,车厢内的温度也随之降低。液体冷却剂通过蒸发器后,再次变成低压气体,再吸入压缩机进行下一次循环操作。在整个系统中,膨胀阀是控制冷却液进入蒸发器的机构,如果冷却液进入蒸发器太多,就不容易蒸发,冷气太少,因此膨胀阀是调节中枢。压缩机是系统心脏,系统循环的动力源泉。
汽车空调的空调系统原理与其他空调系统相同,但汽车空调是移动汽车的空调设备,旋转条件比固定式空调系统更差。与汽车一起移动的颤振、空调系统的制冷剂比固定更容易泄漏。空调系统的维修和保养也比固定频繁。空调中风系统在吸入新鲜空气时经常吸入灰尘,堵塞过滤网和蒸发器,在清洗过程中造成臭氧层消耗,破坏环境。
那么,接下来我们来看看汽车空调泵是由什么部件组成的。
汽车空调一般包括压缩机(compressor)、电控离合器、冷凝器(condenser)、蒸发器(evaporator)、膨胀阀(expansion valve)、储物干燥器(REE)汽车空调分为高压管道和低压管道。高压方面包括压缩机输出面、高压管道、冷凝器、存储干燥器和液体管道。低压侧包括蒸发器、累加器、循环器、压缩机输入面及压缩机油池。
储液干燥器——实际上是储存制冷剂、吸收制冷剂水分、杂质的装置。一方面,它相当于汽车的油箱,为泄漏制冷剂补充更多的空间。另一方面,它又像空气过滤器一样过滤制冷剂中混合的杂质。储液干燥器中还含有一定的硅物质,起到吸收水分的作用。
冷凝器和蒸发器——虽然名称不同,但结构相似。它们是金属薄片,向弯曲的管道中散发热量,使外部空气和管道中的物质能够热交换。冷凝器的凝结是指其管道内的制冷剂冷却从气体凝结成液体。其原理与发动机的冷却水箱相似。(但水箱里的水总是液体而已。)所以安装在车头上,和水箱一起享受前方来的湿冷风。总之,冷凝器哪里凉快,去哪里,冷却其热量,使其凝结。(威廉莎士比亚、温斯顿、冷凝器、冷凝器)蒸发器与冷凝器正好相反,是制冷剂从液体转变为气体(即蒸发)吸收热量的场所。
压缩机——是空调冷却系统的心脏,是使制冷剂在系统内循环的动力源。
管道——注入需要施加一定压力的制冷剂,因此必须使用金属管。特别是从压缩机到冷凝器、制冷剂瓶、膨胀阀,由于系统的高压段,对内压的要求高于其他管道。
压缩机——顾名思义,压缩机具有压缩作用,其作用是完成制冷剂从气体到液体的转换过程,达到制冷剂热凝固的目的。同时,在整个空调系统中,压缩机是管内介质运行的压力源,没有它,系统不仅不会冷却,还会失去运行的动力。
压缩机分类:
活塞:活塞压缩机的结构与发动机相似,有曲轴、连杆、活塞、气缸等,但不产生能量,因此喷射锥、火花塞等消失了。长距离货车或公交车由于空间大,经常使用体积大、损耗小的活塞压缩机。
施华希平板:普通轿车、小型商用车都使用施华希盘式压缩机。体积小,质量轻,容易安装在狭窄的发动机室内,因此被广泛使用。
虽然结构上有很大差异,但实际上两个压缩机都将发动机旋转产生的动能转化为压缩机内活塞的往复运动,从而对空调系统的管道施加压力,达到压缩制冷剂的目的。
汽车空调就像家用空调一样,不需要每次关机后停三到几分钟。即使上了实际车使用空调,冬天也要每周打开,润滑各个部件。另外,防尘网也要注意检查,如果附加太多灰尘,就要及时更换。位于汽车前面
的冷凝器在每次洗车时最好用高压水枪冲洗,以防散热叶片被杂物(昆虫、树叶等)堵塞影响散热效果。
值得一提的是,压缩机的旋转轴是通过磁性离合器及皮带与发动机曲轴相连取得动力的。为什么要有一个磁性离合器呢?因为当装在蒸发器出风口的传感器感知出风的温度不够低时,它就会通过电路使压缩机的磁性离合器闭合,这样压缩机随发动机运转,实现制冷。而当出风温度低于设定的温度,它则控制磁性离合器切离,这样压缩机不工作。如果这一控制失灵,那么压缩机将不断工作,使蒸发器结冰造成管道压力超标,最终破坏系统甚至造成损坏。
目前大部分小汽车(主要指民用小车)上用的制冷剂有R-12制冷剂和R-134a制冷剂两种。R-12制冷剂是一种普通制冷剂,含有会破坏臭氧层的物质–氟利昂,而且在明火下会生成对人体有害的物质;而R-134a是一种新型环保制冷剂,具有无毒、无色、不燃不爆、热稳定性好等性质,更重要的是R-134a制冷剂不损害臭氧层。
这两种制冷剂的化学结构互不相同,所以在汽车上是不通用的。而且它们配套使用的制冷剂油也不可互溶。如果加错制冷剂会令系统损坏,如对胶管的腐蚀等。R134a之所以用来替代R12,是因为其热力性质与R12相似,是一种不含氯的氟利昂,其臭氧破坏系统为零,所以,现在的新车基本都已使用R134a,即人们常说的环保制冷剂。
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