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1、课题四 汽车空调暖风和通风系统,任务一 汽车暖风系统的组成与结构学习目标熟悉汽车空调供暖系统的分类。熟悉汽车空调水暖式供暖系统的结构及原理。,【设疑和引入】请根据汽车运行中各种天气状况和人体舒适的要求思考汽车暖风系统的作用，并设想一下热源可以设置为哪些方式供给。,【基础知识】一、余热式取暖系统（一）水暖式取暖系统1水暖式取暖系统的工作原理,水暖式取暖系统是利用发动机的冷却循环水的余热作为热源，将其引入热交换器（加热器），由鼓风机将车厢内或车外部的空气吹过热交换器而使之升温，如图4-1-1所示。水暖式加热系统工作原理，如图4-1-2所示。,图4-1-1 水暖式取暖系统工作示意图,图4-1-2 水
2、暖式取暖系统工作原理图,工作原理：不使用暖气时，冷却液通过水泵将发动机内的高温冷却液泵入散热器，散热后的冷却液由散热器出水管回到发动机。,使用暖气时，经发动机分流出的高温冷却液部分送入采暖装置的加热心，冷空气在鼓风机的作用下，通过加热器被加热后，由不同的出风口吹向乘客室。,在加热心中被吸收热量的冷却液离开加热器被发动机水泵抽回发动机，完成一次循环。暖风还可以通过风窗玻璃下面的出风口，吹到风窗玻璃上，以保持风窗玻璃内侧温度在雾点之上防止起雾或结霜。,2水暖式加热装置,水暖式加热装置有两种，一种是单独的暖风机，另一种是整体空调器。（1）单独暖风机总成，它由加热器、风扇、外壳组成，如图4-1-3所示
3、。壳体上有吹向足部、前部的出风口和吹向风窗起除霜作用的出风口，这样来达到足暖头冷，让人觉得舒适。,图4-1-3 单独暖风分解图,（2）整体空调器，整体空调器是把加热器和蒸发器装在一个箱体内，共用一台风扇，如图4-1-4所示。但是两者之间用阀门隔开。,图4-1-4 整体空调器分解图,3冷却灌控制阀,冷却液控制阀有两种：一种是拉绳钢索式控制阀，另一种是真空控制阀。（1）拉绳钢索式冷却液控制阀。拉绳钢索式冷却液控制阀使用在手动空调中，它需依靠人工移动调节键来移动开关的钢索，来达到关闭或打开控制阀。其结构如图4-1-5所示。,图4-1-5 拉绳钢索式冷却液控制阀,（2）真空冷却液控制阀。真空控制阔的构
4、造如图4-1-6所示。冷却液控制阀主要是一个封闭真空膜片盒，真空由发动机的进气歧管或真空罐引来。,图4-1-6 真空冷却液控制阀,工作原理：供暖气时，真空膜片盒的右空腔与真空源导通，在两端压力差作用下，膜片克服弹簧力，带动活塞一起右移，活塞将冷却液通路开启，这时发动机冷却液流向加热器，系统处于供暖状态。,若真空膜片盒的真空源断开，则弹簧压力通过膜片带动活塞左移，此时冷却液的通路被关闭，加热器不会发热。真空控制阀可以用在手动空调上，也可用在自动空调上。,图4-1-5 拉绳钢索式冷却液控制阀,图4-1-6 真空冷却液控制阀,4水暖式取暖系统常见故障检验方法,（1）余热水暖式取暖系统常见故障和排除。
5、余热式暖风机（主要指水暖式的运行和维护）都比较简单，主要是注意风机的电路及水箱的水路（水阀开闭）是否正常。,东北严寒地区，若发动机水箱中未使用防冻防锈液，则晚上停车期间，应保证暖风水箱中没有水，以免水箱被冻裂。余热水暖式暖风机的故障分析与排除如表4-1-1所示。,表4-1-1余热水暖式暖风机的故障分析与排除,（2）余热水暖式的试验方法。余热水暖式试验共有热流量、噪声、耐振性、密封性及重复加压等五项。,热流量测定。该项测定是暖风装置的主要试验内容，是为了测定暖风装置热水产生的热流量。试验可在如图4-1-7所示的标准暖风性能试验装置上进行。试验装置中的储气罐应具有足够的容积，保证在测量罐内压力下不
6、会产生紊流现象。,图4-1-7 测量暖风装置热流量的试验装置,暖风性能试验的条件是：a进口空气状态：常温、常湿条件下，温度变化在5以内，湿度变化在20%以内。b进口水温：（853）。c热水体积流量：（620）dm3/min。,测试结果的计算如下：a热水质量Gw：Gw=Vww10360 式中，w热水的密度，随水温而变化，单位kg/cm3。,b热水的热流量w：w=GwCpw（tw1 tw2）式中，Cpw热水的比热容，取0.001163kWh/（kg）。,c空气质量流量Ga：Ga=Vaa 式中，a鼓风机进口处空气密度，单位kg/m3。,d标准状态下的空气体积流量Va：式中的1.2是空气密度。,e空气
7、热流量a：a=GaCpa（ta2ta1）（kW）式中，Cpa空气的比热容，取2.8104kWh/（kg）。,f暖风装置修正热流量：,噪声试验。试验应在下列条件下进行：a暖风装置本体按正常工作位置设置，散热器注满水，风扇运转，在这种条件下测量噪声（A声级）。,b噪声应比暖风装置本体噪声至少低10dB，不足10dB时，按GR2806修正。测试时不允许其他声源干扰。,c试验时，距暖风装置1m处和2m处的噪声差为5dB以上时，应无反射音影响。d声级计传声头的位置应离风机中心1m，45方向（水平方向上方）处。,耐振性试验。在振动试验台上进行。暖风装置应注满水，风机运转，但水管道和风管道卸去。,密封性试验
8、。将散热器浸入常温水中，其内通入180kPa压缩空气，1min内无漏气现象。,往复加压试验。试验对象为散热器，试验压力、加压循环及往复次数由供需双方协商，但加压循环的加压时间应不少于2s。加压装置如图4-1-8所示。,图4-1-8 往复加压试验装置,（二）气暖式取暖系统,1气暖肋片式 在发动机排气管上装一段肋片管，管外套上外壳（见图4-1-9）管内通发动机排气，外壳与管子之间的夹层中通空气，这段管子即是热交换器。,图4-1-9 气暖肋片式装置,在风机的作用下，将空气吸入并加热后送入车室。加肋片的目的在于增加换热面积以强化换热。值得注意的是排气中含有二氧化硫和水分等杂质，具有腐蚀性。,因此，要求
9、这管段的管材必须是耐腐蚀的，连接处应该密封严实，且应经常检查。如因受腐蚀而管段穿孔，废气将和空气一起进入车室危及人体健康和安全。2气暖热管式,工作原理：车用发动机的废气流经热管的吸热端，而利用风机强制车室内空气流过热管的放热端，真空密闭的金属管内装入约占热管容积1/3的工作液体，在管子下部即吸热端的工作液体被发动机废气热流体加热，吸收热量后沸腾变为气体，由于气体的密度小而上升。,到管子的上部将热量传给车室的空气而凝结，这种垂直布置可利用重力差，加速凝结液回流，稳定其换热性能，凝结液沿管内壁流回下部，再吸热沸腾为气体。如此反复进行，不断地将下部的热量传到上部（见图4-1-10）。,图4-1-10
10、 气暖热管式装置,优点:结构简单、启动快、传热系数高、换热效果好，不需外加动力也无运动部件，维护方便。特点:发动机排出的废气和进入车室采暖用空气互不泄漏，工作安全可靠。,二、独立燃烧式取暖系统,独立燃烧式暖风系统有直接和间接式之分。所谓直接式指的是把燃料燃烧产生的热量在换热器中直接传递给空气，然后用风机将热空气送入车室内；而间接式则是先用燃料燃烧的热量把水加热，再利用水与空气热交换向车室提供暖风。,（一）直接式,组成：由燃烧室、热交换器、供给系统和控制系统四部分组成，如图4-1-11所示。,图4-1-11 直接独立燃烧暖气装置,工作过程:当暖气装置中的电动机接通电源后就开始工作，电机带动燃料油
11、泵、燃料雾化杯、助燃空气风机和被加热空气风机同时工作。,燃料油泵从油箱中把燃油吸出，经过过滤器、电磁阀，由燃料管送入雾化杯，在离心力作用下打散雾化，并和助燃空气风机送来的空气混合，形成可燃混合气体。,与此同时，电源通过电热塞，点燃可燃气体，在燃烧室中燃烧。一旦燃烧开始，电热塞即行断电，其后就由燃烧的火焰来点燃不断输入的可燃混合气体，使之保持稳定正常。,燃烧后的高温气体在与新鲜空气换热后，由排气管排出。另一方面，在电机轴向前端安装的新鲜空气送风机送入空气，该空气接受热交换器散发出的热量而使温度升高。,被加热后的热空气有暖气排出口进入车室的管道和送风口，对车室进行暖调。优点:取暖快，不受汽车行驶条
12、件的影响。缺点:加热出来的空气为高温干热状态，舒适性差。,（二）间接式,间接式独立燃烧系统用水作为载热介质向车室提供暖风，出风柔和舒适感好，且采用内循环空气、灰尘少、效果较为理想，如图4-1-12所示。,图4-1-12 间接独立燃烧暖气装置,优点:不仅可作为车厢取暖用，还可提供预热发动机、润滑油和蓄电池等。间接式与直接式大体相同，也包括四个部分。,间接式与直接式的区别之处有：（1）燃烧室是由喷油嘴和高压电弧点火器组成。高压电弧点火器具有点火迅速，使用可靠的优点。,（2）热交换器的一侧仍为高温的燃烧气体，而另一侧则是水，不再是空气。供水系统以水泵代替风机作为动力。,（3）控制系统里有水温控制器和
13、水温过热保护器，前者根据水温的高低控制燃油的喷油量，后者则在水温超过预调温度时，将油门切断，停止燃油燃烧。其点火燃烧过程与直接式相仿。,（三）独立燃烧式加热器日常维护及故障的排除,对于独立燃烧式加热器，应根据使用说明书的规定进行操作和维护。下面以M135H型加热器为例，简单介绍一般独立燃烧式加热器的使用维护方法。,使用前注意事项：开、停时的操作方法（参见图4-1-13 M85H型加热器电路图）。独立燃烧式加热器开动时要注意有一个预热过程，必须先预热，再启动。,关闭时必须先关油泵电路，待内部冷却一会再关电机。一般的操作步骤如下。,图4-1-13 M85H型加热器电路图,1启动,（1）预热将开关拨
14、到预热位置（点火指示灯亮），此时电热塞电路接通，开始预热。（2）运行约经过1min预热后。,2停止,（1）将开关定到“停止”位置，如果有电源指示灯，则电源指示灯熄灭，电磁阀电路中断，停止供油，燃烧停止。（2）约5min后，燃烧室温度降低，风机自动停转，燃烧灯熄灭，加热器完全停止工作。,一般应作如下处理：（1）将转换开关拨至停止位置。（2）查清熔断丝熔断原因（进出风口有否异物堵塞，阻风器是否关闭，管道是否太细或弯曲太多，熔断丝是否熔断）。（3）排除熔断原因。（4）更换过热熔断丝。,平时的维护保养工作：（1）检查燃料管道有否泄漏现象，管接头部分是否完全夹紧，检查管子和油箱是否发生裂缝。（2）检查燃
15、油滤清器有否积水或积灰（若是，则要拆下进行清洗）。,（3）检查电线有否损伤，火花塞是否有脏污、积炭。若有要去掉，以免引起点火不良、绝缘不良、缩短火花塞的使用寿命。（4）检查助燃空气进口及废气排泄孔是否被堵塞。主要的常见故障及其原因如表4-1-2所示。,表4-1-2独立燃烧式加热器的常见故障及其原因,续表,任务二 汽车暖风系统的常见故障,学习目标熟悉轿车暖风系统的常见故障诊断与排除。,【设疑和引入】暖风系统的热源有哪些？如果轿车暖风系统供暖不足或暖风过热可能由哪些原因造成？轿车空调暖气系统常见的故障有：不供暖或供暖不足、鼓风机不运转、系统漏水、发动机过热、除霜热风不足、调节机构操纵吃力（沉重）以
16、及供暖风量不足等。,【基础知识】1轿车空调不供暖或供暖不足（1）风机电动机损坏：应检查风机电动机并予以修复或更换。（2）风机继电器损坏：应检查并修复或更换继电器。,（3）加热器漏风：应密封加热器壳体。（4）加热器翅片积灰或变形：导致通风不畅。应清洁、修理或更换加热器。（5）发动机冷却水不足：应检查冷却系统内是否有泄漏并修复，补充冷却水。,（6）发动机节温器失效：应更换节温器。（7）温度调节门的真空电动机损坏：应更换真空电动机。（8）热水开关或真空电动机失效：导致没有足够的热水量。应拆修或更换。,（9）加热器心管积垢堵塞：可用化学方法除垢。（10）加热器心管内部有空气：排出管内空气即可。（11）
17、冷却水管受阻：说明水管严重扭曲变形。应检查修理或更换水管。,（12）外管道受阻：应清除阻塞物。（13）空气循环量不足：可能是风机调节失效、加热器漏风、混合风门位置不对等。应进行检查并予以维修、更换、堵漏或重新调整。,2轿车空调除霜热风不足,（1）供暖不足：参见上述方法进行排除。（2）出风口堵塞：清除堵塞物。（3）除霜风门调整不当：应重新调整。（4）除霜开关损坏：更换除霜开关。,3轿车空调供暖风机不转,（1）熔断丝烧断或开关接触不良：应检查熔断丝或开关，必要时维修或更换。（2）送风机调速电阻断路：应更换调速电阻。（3）送风电动机烧坏：应更换送风电动机。,4轿车空调暖风过热,（1）调温风门位置不当
18、：可调节调温风门的位置，必要时更换。（2）风机调速电阻损坏：应更换调速电阻。（3）发动机冷却系统节温器损坏：应更换节温器。,（4）驾驶员操作不当：若将温度调节键调至“最热”挡，而将风机转速调至“最低”挡，则会造成送出的暖风过热。此时应重新正确 操作各调节键，使温度与风量合理搭配。,5轿车空调暖风调节机构操纵困难,（1）风门卡滞：应维修或更换。（2）操作机构卡死：应重新调整操作机构。（3）真空电动机失灵：应更换真空电动机。,6轿车空调暖风加热器漏水,（1）管接头松动：拧紧或更换加热器水管接头。（2）热水开关关闭不严：维修或更换热水开关。（3）软管老化破损：应更换软管。,7轿车空调暖风量不足,（1
19、）加热器外壳或风机外壳漏风：应拧紧连接螺钉，更换密封垫片。（2）加热器毡垫挡住热风出口：应重新调整毡垫位置，若损坏应更换。,（3）加热器内散热片被挤瘪变形：减小了流经加热器的空气流速。此时应该用尖嘴钳扳直散热片或更换新的加热器。（4）风机开关失灵：应更换风机开关。（5）调温风门调节不当：应重新调好风门。,8轿车空调暖风系统循环热水量不足,（1）加热器供水管阻塞或扭曲：应进行修理或更换。（2）加热器内各管道阻塞：应拆下各管道检查、清洗或更换。,（3）加热器热水管内有空气：它会阻碍热水均匀流过加热器。因此应排出热水管内的空气，其方法是在发动机运转时，暂时拆开加热器的顶部出口管，让加热器热水管的空气
20、流走，直至发现有冷却水流出时，重新接好管子。,（4）控制暖风循环热水量的电磁阀失灵：应更换该电磁阀。（5）发动机冷却水不足：此时应查明冷却水减少的原因，找出泄漏部位予以修复，并加满冷却水。,（6）冷却系统节温器失灵：造成冷却水升温时间长，导致冬天无法为加热器提供足量的热水。此时应更换节温器。,任务三 汽车空调通风配气系统,学习目标掌握通风配气系统的结构。了解汽车的通风措施。熟悉挡风玻璃除霜原理。熟悉汽车的空气净化方法及原理。,【设疑和引入】你能否根据汽车空调控制面板上的控制键恰当地选择所需的空调系统工作模式？清洁空气是空气调节的重要内容之一，汽车空调净化的目的就是除去有害气体及粉尘，使车内保持
21、清洁舒适的空气环境。,【基础知识】一、通风系统 汽车空调的通风方法有两种，一种是迎风通风方法；另一种是压力吸气法。排气也有两种，一种是自然排气方法；另一种是动力抽风方法。,图4-3-1 汽车空调通风循环,二、配气系统,汽车空调配气系统一般由三部分构成：第一部分为空气进入段，主要由气源门和伺服器组成，用来控制室内循环空气和室外新鲜空气进入；,第二部分为空气混合段，主要由蒸发器、加热器和调温门组成，用来调节所需要温度的空气；,第三分为空气分配段，分别可使空气吹向面部、脚部和挡风环璃上，主要包括中风门、下风门、除霜门和上、中、下风口。汽车空调配气系统的工作过程如图4-3-2所示。,图4-3-2 汽车
22、空调配气系统的工作过程,空气混合段的调温门主要用于调节通过加热器的空气量，发生降温除湿的变化。另外，也可调节调温门处于全开或全闭之间的不同位置，得到不同温度和湿度的空气。控制空调器内风机转速，调节空调风的流量，改变人体感觉的温度，如表4-3-1所示。,备注：,表4-3-1汽车空调通风循环,三、空调控制面板,汽车空调配系统各风门的位置变化主要由拉索操纵机构、真空操纵机构和电机伺服装置控制。而操纵机构又是受驾驶员操作空调控制面板的功能键来控制。,本节主要以手动控制面板（以拉索操纵机构、真空操作机构为例）讲解空调配气系统，其分配原理如图4-3-3所示。,图4-3-3 空调控制面板,（一）手动拉索式空
23、调系统配气控制原理,手动拉索式空调系统配气控制原理如下。1功能选择键（位置）A/C开关接通，温度键位于最冷（或最热），内/外循环转换键位于内循环（或外循环位置），调风键位于挡。配气分配如图4-3-4所示。,图4-3-4,配气分配图,2功能选择键（位置）,A/C开关接通，温度键位于最冷（或最热），内/外循环转换键位于内循环（或外循环位置），调风键位于挡。配气分配如图4-3-5所示。,图4-3-5,配气分配图,3功能选择键（位置）,A/C开关接通，温度键位于最冷（或最热），内/外循环转换键位于内循环（或外循环位置），调风键位于挡。配气分配如图4-3-6所示。,图4-3-6,配气分配图,4功能选择键
24、（位置）,A/C开关接通，温度键位于最冷（或最热），内/外循环转换键位于内循环（或外循环位置），调风键位于挡。配气分配如图4-3-7所示。,图4-3-7,位置配气分配图,5功能选择键（位置）,A/C开关接通，温度键位于最冷位置，内/外循环转换键位于内循环（或外循环位置），调风键位于挡。配气分配如图4-3-8所示。,图4-3-8,位置配气分配图,（二）手动真空式空调系统配气控制原理,空调器各种功能的真空回路控制如图4-3-9所示。主要由配气系统和真空系统组成。,图4-3-9 手动空调系统的真空控制结构,真空控制系统包括真空罐、真空控制执行器、高真空管路组成。其中真空选择面板的功能选择键控制，共有
25、OFF、MAX、A/C、BiLevel、Vent、Heater、Defrost七个功能位置，如表4-3-2所示。,表4-3-2空调功能键,真空执行器包括气源门真空驱动器、热水阀真空驱动器、上风口和中风口真空驱动、下风口真空驱动器。配气系统包括气源门、蒸发器、加热器、调温门、上下风门。,如图4-3-9所示，真空源由发动机歧气管 引进来，在真空罐中储存，然后再通过真空 管和真空接头或空调真空控制器相连，并由 真空控制器分别控制各个真空驱动器的工作。调温键控制调温门，它是通过拉索来控 制，以进行空调温度调配。,具体控制原理如下。（1）当功能选择键在OFF（关闭）位置时，真空选择器置于真空通道1，此时
26、真空驱动器6处于真空作用，关闭车门空气阀，伺服驱动器7左侧为真空作用，关闭下风口阀门，5、6真空驱动器为无真空作用，关闭热水真空阀和关闭中风口，但除霜门打开。,（2）当功能选择键在MAX（最冷）位置时，真空通路为选择器中的2，此时真空驱动器6为真空作用，外来空气口在设定位置上，让20%的车外空气和80%的车内循环空气进入空调器。真空驱动器7右端真空作用，则关闭下风口阀门，下风口没空气进来；真空驱动器8为真空作用，则打开中风口，关闭上风口，让空气从中风门出来，吹人体上部。,（3）当功能选择键在A/C（空调）位置时，真空通路为选择器中的3，此时，只要调温键离开COOL位置，热水阀真空切断器便接通真
27、空管路，真空驱动器5为真空作用，则打开热水阀，加热器便通入冷却水，由于移动调温键，拉索将调温门打开加热器外侧便通入冷空气，调温键的位置决定温度门位置。,从而决定了空调的温度，真空驱动器6为无真空作用，则外来空气口关闭，车内循环空气口，打开车外空气阀门，真空驱动器7为右侧真空作用，左侧为无真空作用，故关闭下风门；真空驱动器8为真空作用，将中风门打开，关闭上风门，所以，车外的空气经蒸发器降温减湿后，从中风口吹人体上部。,（4）当功能选择键在BiLevel（双层位置）时，真空选择器在通路4，此时，真空驱动器5为真空作用，热水阀打开，加热空气；真空驱动器6为无真空作用，车内循环空气口关闭，车外空气进入
28、。,真空驱动器7两端为无真空作用，下风门此时处于半开状态；真空驱动器8为真空作用，关闭上风门，将中风门打开。压缩机继续运行，这时空调风从中风口和下风口分两层吹入车内。,（5）当功能选择键在Vent（通风）时，真空选择器的5通真空，此时，真空驱动器5、6为无真空作用，车外空气进入，热水阀关闭，加热器无热源不对空气加热。,真空驱动器7右侧为真空作用，左侧为无真空作用，则关闭下风门；真空驱动器8为真空作用，则上风门关闭，打开中风门，压缩机和真空选择器不运行，即外来空气不被加热，亦不被冷却，从中风口送进车内。,（6）当功能选择键在Heater（暖风）时，真空选择器的6与真空气路相通，此时真空驱动器5为
29、真空作用，热水阀开启，加热器运行；真空驱动器6为无真空作用，关闭车内循环空气口，打开外来空气口。,真空驱动器7左侧为真空作用，右侧为无真空作用，下风口打开；真空驱动器8为无真空作用，中风口关闭，上风口打开，即没有降温，但被加热过的车外空气从上风口吹向挡风玻璃，从下风口吹向脚部。,（7）当功能选择键在Def（除霜）时，真空选择器的7与真空气路相通，此时，真空驱动器5为真空作用，热水阀开启，加热器工作；真空驱动器6为无真空作用，关闭车内循环空气口，外来空气口打开。,真空驱动器7的右侧为真空作用，左侧为无真空作用，故下风门关闭；真空驱动器为无真空作用，中风门关闭，上风门打开，即被加热过的车外空气吹向
30、挡风玻璃去除霜。,四、汽车空调净化,1 过滤除尘2离心除尘3静电除尘4吸附除尘5离子发生器,图4-3-10所示为汽车空气净化的基本原理图，较污浊的空气经过滤除尘、离心除尘、静电除尘、吸附除尘后，变成了清洁空气，再经过空气负氧离子发生器，最终使车内空气变得干净清爽。,图4-3-10 汽车空调净化系统,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,
