汽车空调的暖风装置.ppt

1、汽车空调,汽车空调采暖系统是汽车冬季运行时供车内取暖的设备总称，可将新鲜空气或液体介质送入热交换器，吸收其中某种热源的热量，从而提高空气或液体介质的温度，并将热空气或被加热的液体送入车内，直接或通过热交换器供乘客取暖、车窗玻璃除霜及车内空气调节，达到舒适性和安全性的要求。汽车空调采暖系统的种类很多，按所使用的热源可分为余热式采暖系统和独立式采暖系统。,3.1 汽车空调采暖系统,3.1.1 余热式采暖系统,3.1 汽车空调采暖系统,轿车、货车和中小型客车，需要的热量较少，可以采取余热式采暖系统。汽车空调余热式采暖系统，主要是利用发动机冷却循环水的余热或发动机排气的余热作为热源，并引入热交换器，由

2、风机将车内或车外空气吹过热交换器而使之升温。余热式采暖系统设备简单，使用安全，运行经济。但其缺点是热量较少，受汽车运行工况的影响，发动机不运行时，即没有热气供应。,余热采暖系统分为水暖式和气暖式两种。水暖式采暖系统是利用发动机冷却液的热量，这种形式多用于轿车、大型货车及采暖要求不高的大客车上；气暖式采暖系统是利用发动机排气系统的热量，这种形式多用于安装风冷式发动机的汽车上。,3.1.1 余热式采暖系统,（1）水暖式采暖系统,水暖式采暖系统暖风一般以水冷式发动机冷却系统中的冷却液为热源，将冷却液引入车厢内的热交换器中，使鼓风机送来的车厢内空气或外部空气与热交换器中的冷却液进行热交换，鼓风机将加热

3、后的空气送入车厢内。,（1）水暖式采暖系统,水暖式采暖系统管路图,1）组成,（1）水暖式采暖系统,水暖式采暖系统加热器,1）组成,（1）水暖式采暖系统,水暖式采暖系统分解图,1）组成,（1）水暖式采暖系统,2）工作原理,（1）水暖式采暖系统,水暖式采暖系统的进、排风装置是由进风筒、出风筒、出风口和控制风门组成，如图所示。暖风机本体由直流电动机、鼓风机、本体进风口、机箱和本体出风口以及螺旋室等组成。,3）风道布置,（1）水暖式采暖系统,3）风道布置,（1）水暖式采暖系统,水暖式暖风系统的热源是从汽车发动机的冷却液中取得的，因此热源的取得非常容易，只需将发动机的冷却液输送到热交换器中即可。该热源供

4、给可靠，发动机只要工作，热水即产生出来，而且很经济，不需另外的燃料。另外，发动机的冷却液温度比较适宜，散热也均匀。所以这种暖风装置在国内外生产的轿车（如丰田、马自达、奔驰、红旗、奥迪、桑塔纳等）、大型货车及采暖要求不高的大客车上均得到采用。,4）特点,（1）水暖式采暖系统,水暖式暖风装置也存在不少缺点，最大缺点是供暖必须在发动机冷却液温度上升到大循环时方能开始，因此在寒冬季节，下坡、停车或刚起步时，热源就显得不足。如果使用不当，发动机容易发生过冷现象。特别是对于车身较长的大型客车，在北方使用或外界温度低的情况下，车厢热负荷很大，仅靠水暖式暖风装置很难取得令人满意的效果。,4）特点,（1）水暖式

5、采暖系统,5）水暖式采暖系统主要部件,水暖式暖风机,水暖式暖风机有两种，一种是单独式暖风机，另一种是整体空调器。,单独式暖风机,单独式暖风机由加热器、风扇、外壳组成。,5）水暖式采暖系统主要部件,水暖式暖风机,整体空调器,整体空调器将加热器和蒸发器装在一个箱子里，共用一台风扇，两者之间用阀门隔开，如图所示。,热水阀用来控制采暖机的冷却液通路，通常装在加热器入水管的前面。热水阀有两种：一种是拉绳控制阀，另一种是真空控制阀。,5）水暖式采暖系统主要部件,热水阀,拉绳控制阀在手动空调中使用，依靠人工移动调节键来移动开关的钢索，以关闭或打开控制阀。,拉绳控制阀,真空控制阀,真空控制阀可以用于手动空调，

6、也可以用于自动空调。它主要由一个封闭膜片盒、活塞和阀体所组成。膜片盒内有膜片（橡胶片）、弹簧和真空管接头。控制真空冷却液阀的是真空膜片盒，真空从发动机的进气歧管或真空罐引来。,3.1.1 余热式采暖系统,3.1 汽车空调采暖系统,（2）气暖式采暖系统,气暖式采暖装置是利用发动机排气余热进入车厢采暖。在汽油机中，发动机排气带走的热量约占36，而在预燃室式和直喷式柴油机中，则分别占29和30。气暖式采暖系统按布置可分为直热式和间接换热式。,直热式是采用铸铁圆形暖气管或用薄铁板制成的圆形、方形暖气管，在车内通道处地板上前后纵向布置，前端接于发动机排气管后。其特点是方便简单，热得快，但由于暖气管直接裸

7、露，表面温度高，易于烫伤乘客、烧坏鞋和行李物品。若管接头处密封不好，出现漏气，会使废气直接进入车内而产生中毒现象。,（2）气暖式采暖系统,1）直热式,（2）气暖式采暖系统,间接换热式由风机、热交换器、暖风管道和控制元件等四部分组成。供热时，废气从消声器前支管经过三通阀进入热交换器，同时，打开电动机开关，通过风机将车厢内的空气经引风管送入热交换器加热以后，沿暖风管道送入车厢。停止供热时，关闭电动机开关，转换三通阀位置，废气就由前支管经三通阀从尾管排出。,2）间接换热式,余热气暖式暖风装置按空气加热器结构不同，可分为热交换器式和热管式两种型式。,（2）气暖式采暖系统,2）间接换热式,汽车余热气暖热

8、交换器式采暖装置结构是在发动机的排气管上安装一个热交换器用于加热空气。工作时，将通往消声器的阀门关闭，汽车废气就进入热交换器内，用于加热热交换器外的冷空气，冷空气通过热交换器吸收热量后温度升高，由风机吹入车厢内用于采暖和除霜。,热交换器式,余热气暖热交换器式采暖装置结构,（2）气暖式采暖系统,2）间接换热式,利用小型热管式换热器，高效回收汽车发动机排气中的余热，用于大型汽车的冬季采暖。汽车发动机的废气通过废气进口进入热管换热器的加热段，使“碳钢氨”重力式热管（垂直安装）内的氨液真空蒸发，蒸气在热管冷凝段放出热量，加热由汽车车头窗下通风口进入的新鲜空气，加热后的新鲜空气由风机吹送到车厢内用于采暖

9、。热管换热器的冷凝放热段安装在车厢内地板之上，废气加热段安装在汽车的地板下，车厢下的外面，接通发动机排气管的废气。,热管式,热管换热器安装结构,客车热管式采暖装置布置,这类采暖装置有效地利用了排气余热，在8m客车上装用，车内外温差可达到30以上。,其缺点是车下换热器受排气和道路泥水的侵蚀，易于腐蚀损坏，若装于排气管后，又增大了发动机排气阻力，会相应增加发动机的油耗和减小发动机的有效功率。,气暖式暖气装置的供暖效果受车速、发动机工作状况影响，供暖温度不稳定。车速快，传热效果好，车速低，传热效果差。这一特点是影响气暖式采暖系统广泛使用的主要原因。其次，排气中的SO2、H2O等杂质会腐蚀排气管壁和热

10、交换器壁，受腐时间过长，废气就会进入车厢，对人体健康不利；再者，排气管道和热交换器也增加了发动机的排气阻力，增加了发动机的功率消耗，同时对发动机的工作状况有影响。另外，气暖式还存在装置庞大、结构复杂、对热交换器的结构和可靠性要求较高的缺点。,（2）气暖式采暖系统,气暖式采暖系统送来的暖气，由于直接采取和废气高温热交换，温度高，空气干燥，送到车内后的空气湿度偏低，总让人有一种烦躁的感觉，舒适性比较差。可以采用废气水暖系统来改变这一状态。,废气水暖系统很相似于燃气热水器，在总废气出口处，安装一个带翅片的热水器，700800的高温废气加热流过热水器的水，这种水是乙二醇和水的液体，温度达到105左右，

11、再将热水送到空调器的加热器加热空气，送到车内调节温度。,（3）废气水暖系统,3.1.1 余热式采暖系统,废气水暖系统,（3）废气水暖系统,加热器里的热水溶液放热后冷却，流进水箱，再由水泵使水溶液流过热水器加热，热水再次流到加热器加热空气，完成一次循环。,夏天，加热器不需要工作，则电磁控制阀将热水器加热的水溶液直接换流到水箱而不经过加热器，在水箱与热水器之间循环。,该系统在水箱略高于加热器的条件下，可以不设水泵，因为受热膨胀的水溶液会自动地迫使液体沿着水箱 热水器 加热器 水箱方向循环。如果增加水泵，则可以加快液体的循环流动，有利于暖气量的温度增高。,（3）废气水暖系统,在长江以南的广大地区，冬

12、季的1月份平均气温在-2以上，而且寒冷的天气时间比较短，但夏季的时间长，7月份的平均温度在34以上。大型客车的空调均采用独立制冷系统。如若采用独立的采暖系统，不仅增加车辆成本和重量，而且运行费用增加，使用时间也不长。这些地方使用的空调客车仍然可以使用主发动机和副发动机的冷却液的余热来采暖。,（4）大型客车的余热水暖式采暖系统,3.1.1 余热式采暖系统,大型客车余热水暖式采暖系统是一个典型的热蒸气旁通阀系统，有自己的副发动机、压缩机、冷凝器、储液器、过冷器、膨胀阀、蒸发器和电磁旁通阀。该系统最大的特点是主发动机的冷却液对空调气进行第一次加热，而副发动机的冷却液的再热器对空气再次加热，室外新鲜空

13、气和回气混合后经过一次加热，再降温除湿，再经二次加热后，送到车内。如果是冬天，冷气可以不用，就单靠主副发动机的冷却液来加热空气。若夏天，暖气不用，则用截止阀关掉主发动机的冷却液，而副发动机的冷却液则用电磁阀全部引向散热器。这个系统在冬天可能略觉暖气不足，但基本可以保证车内温度在15以上。,（4）大型客车的余热水暖式采暖系统,3.1 汽车空调采暖系统,3.1.2 独立式采暖系统,大型豪华旅游车、客车以及寒冷地区使用的汽车等，常常采用独立式采暖系统。独立式采暖系统是在燃烧器内燃烧汽油、煤油或柴油，产生的热量加热空气或水，输送到车厢内提高其温度，燃烧后的气体在热交换后被排出车外，对车内空气无污染。独

14、立式采暖系统同样也分为独立气暖式采暖系统和独立水暖式采暖系统。,3.1.2 独立式采暖系统,独立气暖式采暖系统,独立气暖式采暖系统是利用燃料在双层燃烧筒体内燃烧所产生的热量来加热空气。其燃料通常采用轻柴油，加热空气可采用外部空气或车内空气循环。该类采暖装置的特点是发热量大，见效迅速，单机控制而不受发动机工况影响，且易于自动控制，在欧洲和日本的大客车上常见。近年来，国内的许多客车厂在高档次客车上也普遍装用这类采暖装置。,独立气暖式采暖装置主要由燃烧室、热交换器、供给系统及控制系统组成。,汽车独立燃烧气暖式装置,独立气暖式采暖系统,燃烧室由燃料管、火花塞和环形雾化器、燃料分布器等组成。环形雾化器直

15、接装在风扇电动机的轴上，依靠离心力和空气的切向力将油雾化、混合，在电火花塞点火引燃下，在燃烧器上部燃烧。燃烧室结构简单，布置紧凑，运行平稳，燃烧效率高，燃烧的稳定性好，无噪音，消耗能量小，点火迅速，输油管内径较大不易堵塞，便于燃烧劣油，所以在国内被广泛采用。由于燃烧室内的温度高达800以上，所以要求燃烧室的材料能耐高温，不起氧化皮，一般采用耐热不锈钢制造。,独立气暖式采暖系统,热交换器紧靠在燃烧室后端，由双层腔室构成。中心是燃烧室，从燃烧室出来的燃烧气体在内腔夹层通过，向腔壁释放大量热量，然后从废气孔排到大气中。被冷却风扇吸入的空气进入热交换器的外腔夹层吸入内腔壁传来的大量热量，变成热空气从出

16、风口出来，吹向车厢。为防止燃烧室中的燃气漏入热交换器外腔，要求热交换器的内外墙室密封性好，不能漏气。,供给系统包括燃料供给系统、助燃空气供给系统、被加热空气的供给系统三部分。如果燃烧的是液体（如汽油、柴油等），则燃料供给系统由油泵电机、油泵、燃油电磁阀、油箱等组成，有的加热器靠提高油箱高度利用重力自动供油。如果燃料是气体，则供给系统比较复杂。助燃空气供给系统的风扇和被加热空气供给系统的风扇及油泵合用一个电动机，在电动机两端各带一台风扇，分别供两个空气系统使用。,独立气暖式采暖系统,独立气暖式采暖系统,控制系统有手动和自动控制两种，用来控制各种电动机、电磁阀、点火器、过热保护器、定时继电器的工作

17、。当加热器的暖风出口温度超过设定值（例如180）时，过热保护器动作，使继电器自动切断油泵电磁阀的电源，油泵停止供油，加热器停止燃烧。由于燃烧室的温度非常高，为了不使燃烧室被烧坏，停机时应先关油泵，停止燃烧器燃烧，而通风机仍继续运转，带走燃烧室中的热量，直到其温度降至正常，才关闭通风机。,独立气暖式采暖系统,独立气暖式采暖装置结构,独立气暖式采暖系统,当采暖装置中的电动机接通电源开始运转时，带动燃料泵2、燃料分布器3、燃烧空气送风机13、暖风送风机17运转。,工作过程：,燃料由燃料泵2从燃料箱中经燃烧过滤器、吸入燃料管15吸出，吸出的燃料由分布器3内部滴下，由于离心力作用使其雾化。,独立气暖式采

18、暖系统,工作过程：,独立气暖式采暖系统,当燃烧空气送风机13将被燃烧空气由吸入管14吸进与燃料（汽油、柴油、煤油等）混合，由火花塞点火在燃烧室5中进行燃烧。一旦燃烧开始，电火花塞即行断电，以后就是燃烧热和燃烧环10保持燃烧。,工作过程：,独立气暖式采暖系统,燃烧后的高温气体由排气管16作为废气排到环境中，而电动机前端安装的空气送风机送入空气，经过燃烧室和外筒间壁以及外筒外侧被加热。加热的空气由暖气排出口8排出而进入车室内的管道，由管道通入各风口供暖。,工作过程：,独立气暖式采暖系统,独立燃烧式加热器总成在客车上的安装,独立气暖式采暖系统,对装用独立燃烧式空气加热器的大客车，要特别注意车身的设计

19、，尤其是地板的密封处理。箱体加热器部分的安装位置要适当，注意燃烧排气管的布置走向，最好引向车身外侧，停车时尽量不使用，以免空气流通不好，使燃烧废气进入车内，且增加蓄电池的耗电量。在布置上，使暖风机与柴油发动机共用同一个燃油箱，使用时确认点火和正常燃烧程序，通过仪表和指示灯监视电流耗量和燃烧工作情况。,独立水暖式采暖系统,3.1.2 独立式采暖系统,独立水暖式采暖装置的工作原理与气暖式基本相同，其加热工质不是空气而是水，用水泵代替了风扇。水暖式的最大优点是不仅可作为车厢采暖用，而且可预热发动机、润滑油，以利于冬季发动机启动，待发动机启动后，再将被加热的水通向车厢内的水散热器。水散热器一般是管带式

20、或管片式结构，管子内部流入已加热的热水，而管外则流过待加热的车厢内空气，管外的铝带或铝翅片是为了增加其散热能力。,独立气暖式采暖系统,如果水暖式的水加热器与汽车发动机的冷却水管路相通，则在发动机冷却水温度低于80时水加热器工作。当水温高于80时，由于节温器的控制作用，则会自动切断油泵的电源，停止供油，而加热器中的水泵继续工作，以保证水加热器零件不因过热而损坏，并继续向车厢内供应暖气。,独立水暖式采暖装置其结构与气暖式相近。燃烧室与气暖式相同，由喷油嘴和高压电弧点火器组成，或由多孔陶瓷蒸发器和电热塞组成；加热器的供油系统有电动机、油泵、助燃风扇、水泵组成；控制系统由水温控制器（节温器）、水温过热

21、保护器、定时器等组成。,独立气暖式采暖系统,独立水暖式采暖装置结构,独立水暖式采暖装置的暖风主要采用内循环式，灰尘少，暖气比较柔和而不干燥，人体感觉较舒适，不像空气加热器那样高温干热。这种水加热器可作为发动机的预热器，加热发动机的冷却水，在提高发动机的启动性和耐久性的同时，可作为暖气装置。但水加热器也存在一些缺点，长期运行后，水管容易积水垢，影响热交换器的换热效率。使用中还要经常清洗水垢，清除水垢时，需将加热器中的水全部放尽，然后注入浓度为10（质量分数）的稀盐酸在加热器内循环，直至管内水垢全部清除为止。,独立气暖式采暖系统,独立气暖式采暖系统,为了避免寒冷冬天水加热器被冻坏，每天晚上停车前必须放尽水箱和水加热器中的水，或者在冷却液中加防冻防锈液，防冻防锈液主要由乙二醇溶液、水、防锈剂、防氧化消泡剂等组成。,