汽车空调制冷系统设计.doc

郑州科技学院
专科毕业论文(设计)
题 目 汽车空调制冷系统设计
姓 名
专 业 汽车制造与装配
班 级 08汽配
系 别 机械工程系
指导老师
完成时间 2010年12月15日
汽车空调制冷系统设计
摘 要
汽车空调制冷系统的发展是驾驶员及乘车在驾驶和乘车的时候能拥有一个比较舒适的驾驶和乘车环境。由于汽车空调比家用空调使用的环境更加恶劣,所以对汽车空调要求很高,另外汽车空调的安装比家用空调难度大要求高,所以需要设计出新的汽车空调制冷系统。本文针对汽车空调发展史、汽车制冷剂及汽车空调各主要部件的作用及工作原理做了讲解。还对汽车空调工作原理做了简单的说明。
关键词 汽车空调 制冷系统 组成原理
AUTOMOTIVE AIR CONDITIONING
AND REFRIGERATION SYSTEM DESIGN
ABSTRACT
Automotive air conditioning and refrigeration system is the development of the driver and ride in driving and driving time can have a more comfortable posture and driving environment. Because automotive air conditioning than household air-conditioner use environment more severe, so for automotive air conditioning is demanding, additionally the installation of air conditioning than household air-conditioner difficult require high, so we need to design a new automobile air-conditioning and refrigeration system. This paper automotive air conditioning history, automobile refrigerants and automotive air conditioning of major parts of function and principle of work of automotive air conditioner explaining. Work principle of simple explanation.
KEY WORDS Automotive air conditioning The refrigeration system Composition principle
目 录
中文摘要 I
英文摘要 II
1 汽车空调制冷系统的发展 1
2 车空调制冷系统特点 1
3 汽车空调制冷剂和润滑油 1
3.1 制冷剂 1
3.2 润滑油 2
4 汽车空调制冷系统各主要部件 3
4.1 压缩机 3
4.1.1 压缩机的合理选型和匹配 3
4.1.2 确定合适的传动比 5
4.2 膨胀阀和膨胀节流管 7
4.2.1 膨胀阀 7
4.2.2 膨胀节流管的结构和工作原理 10
4.3 冷凝器 11
4.3.1 汽车空调冷凝器的作用与布置 11
4.3.2 冷凝器的结构 11
4.4 蒸发器 12
4. 4. 1 作用和特点 12
4.4.2 主要结构形式 12
4.4.3 蒸发器箱总成构造 13
4.5 储液干燥器 14
4.6 气液分离器(积累器) 15
4.7 电磁离合器 16
4.8 电磁阀 17
4.9 电磁旁通阀 18
5 汽车空调制冷系统布置及制冷原理 19
5.1 汽车空调制冷系统布置 19
5.2 汽车空调制冷系统原理 19
结束语 21
致 谢 22
参考文献 23
1汽车空调制冷系统的发展
汽车空调制冷系统是1939年由美国通用汽车公司帕克公司首先在轿车上安装又机械制冷的空调器。这项技术由于二次世界大战而停止了发展。战后的美国经济迅速发展,特别是因1950年美国石油产地的炎热天气,急需大量的冷气车,而使单一降温的空调汽车得以迅速发展起来。欧洲、日本到1957年才加装这种单一冷气轿车。单一降温的方法目前仍在热带、亚热带地区使用【1】。
2 汽车空调制冷系统特点
(1)空调装置运行时振动较大,汽车空调装置是移动式车载空调装置,由于道路不平,汽车在行驶中颠簸振动大,所以装置中连接管道应采用挠性制冷剂管道。
(2)冷凝器紧靠着发动机的散热器,所以它的冷凝温度往往是低高的,所以其运行工况比其它空调装置恶劣。
(3)汽车空调系统的压缩机是直接由发动机驱动的,它是通过一个皮带驱动机构来实现的。当压缩机不工作时,压缩机可以与发动机脱开,它是通过一个电子离合器来实现的。空调系统停止工作时,应经常检查皮带的松紧,以确定离合器动作是否正确,有时离合器因轴承的损坏而影响压缩机的轴封,造成压缩机轴封处制冷剂泄漏。所以要检查离合器轴承损坏的早期迹象【2】。
3 汽车空调制冷剂和润滑油
3.1 制冷剂
制冷系统中各个部件中的功能都是通过制冷剂工质的流动和状态变化来实
现的。汽车空调制冷系统中目前都是采用蒸汽压缩式制冷方式。由于汽车空调
的冷却条件比固定式制冷系统差,所以为了防止冷凝压力过高,应使用饱和蒸
汽压力相对较低的制冷剂。在以前生产的汽车空调中大都是用R12,但随着发现CFC类物质对大气臭氧层的破坏作用,根据《关于消耗臭氧层物质的蒙特利
尔仪定书》,CFC类物质在2000年前已完全禁用。因此目前生产的汽车空调中
采用的大都是R134a工质。
用R134a替代R12后,制冷系统在许多地方需要改进。两者相比R134a的
传热性能比R12高30%左右,但流动阻力较大;R134a的冷凝压力高而蒸发压
力低,因此压缩机的压比大,功耗增加:R134a的气体比容大,单位容积制冷
量小,压缩机的体积增大;R134a的绝热指数小,而比热较大,因此压缩机的
排气温度降低,而节流损失增大。对R134a和R12的理论循环进行计算发现前
者的性能系数COP值约低3-6%。另外R134a汽车空调系统的许多地方需要相
应改变,如润滑油用人工合成油代替原先的矿物油,橡胶软管需增加一层尼龙
防止制冷剂渗漏等【3】。
3.2 润滑油
制冷压缩机中使用润滑油(又称冷冻油)的主要作用有润滑、密封、冷却
和消除噪音。冷冻油的性能参数包括粘度、凝固点、闪点、燃点和浊点。冷冻
油的存在会影响传热效果,增加功耗,因此根据润滑油的性质舍理选择冷冻油
的充灌量对制冷系统是非常重要的。
汽车空调中R134a制冷剂是以矿物油为润滑油,但矿物油与制冷剂R134a不
相溶而不能使用。目前能与R134a相溶的有PAG和POE(ester)两类润滑油。
其中PAG是一种合成多元醇,由于有不同的分子结构而分成许多种类,分别呈现不同物理性质。
R134a应用初期,主要采用PAG作为冷冻油。由于PAG的一些不利性能,及多元醇酯POE(ester)合成油的研制成功,加上ester具有许多比PAG更好的性能,故逐渐人们的研究已转移至POE上。POE(ester)是一种