发布于 10-16 10:29:15
相对封闭的汽车车厢内，只有温度调节是不能满足舒适度要求的，车厢内不但需要有新鲜空气的补充，还要对狭小的车厢内部空间的气流进行调配，汽车空调通风、暖风与配气系统就是完成上述任务的重要组成部分。
一、汽车空调暖风系统概述
现代汽车空调已发展成为冷暖一体化装置，不仅能制冷，而且能制热和通风，成为适应全年性气候的空气调节系统。汽车的取暖系统是将车内空气或进入车内的外部空气送入热交换器，吸收某种热能量，从而提高空气的温度，并利用鼓风机将热空气送入车内，提高车内温度的一种装置。
1.汽车空调暖风系统的作用
汽车空调暖风系统的主要作用是和蒸发器一起将空气调节到乘员感觉舒适的温度。
（1）取暖 冬季天气寒冷，在运动的汽车内人们感觉更寒冷。这时，汽车空调可以向车室内提供暖风，提高车室内的温度，使乘员不再感觉到寒冷。
（2）除霜 冬季或者初春，室内外温差较大，车窗玻璃会结霜或起雾，影响驾驶人和乘客的视线，不利于安全行车，这时可以用暖风来除去玻璃上的霜和雾。
向车厢内供暖是汽车空调的重要功能之一，而汽车空气调节的目的不是单纯的制冷和供暖，而是在不断变化的车外大气环境下，保持车内的温度、湿度稳定在一定范围内，并保证送入车内的空气清新，所以必须有通风配气系统对已经通过制冷和加热的空气重新进行调和温度、输送和分配，如图4-1所示。
汽车空调暖风系统的功能是将冷空气送入热交换器，吸收某种热源的热量，提高空气的温度，并将热空气送入车内。
2.汽车空调暖风系统的分类
（1）按热源不同分类
①热水取暖系统。热水取暖系统利用的是发动机冷却液的热量，这种系统大多用于轿车、大货车及要求不高的大客车上。
②独立燃烧取暖系统。独立燃烧取暖系统安装有专门的燃烧机构，这种系统多用于大客车上。
③综合预热取暖系统。综合预热取暖系统既采用发动机冷却液的热量，又利用装有燃烧预热器的综合加热装置，此种系统多用于大客车上。
④气暖取暖系统。气暖取暖系统利用的是发动机排气系统的热量，这种系统多用于风冷式发动机上。
不论利用何种热源，热量都是通过热交换装置传递给空气，并通过风机把热空气送入驾驶室内的。
（2）按空气循环方式不同分类
①内循环：利用车室内空气循环，将车室内用过的空气作为载热体，让其通过热交换器升温，升温后的空气再进入车室内供取暖用，如图4-2所示。这种方式消耗的热量少，但从卫生标准看最不理想。
图4-1 汽车空调的暖风通风系统
图4-2 内循环式
②外循环式：利用车外空气循环，全部用车外新鲜空气作为载热体让其通过热交换器升温，升温后的空气再进入车室内供取暖用，如图4-3所示。从卫生标准看外循环是最理想的，但这种方式消耗的热量大，也是不经济的。高级轿车采用这种方式。
图4-3 外循环式
③内外混合循环式：指既引进车外新鲜空气，又利用部分车室内空气作为载热体让其通过热交换器升温，升温后的空气再进入车室内供取暖用，如图4-4所示。从卫生标准和消耗的热量看，正好介于内循环和外循环之间，是当前应用最广泛的方式。
图4-4 内外混合式
二、热水取暖系统
1.热水取暖系统的工作原理
热水取暖系统实际上是发动机冷却系统的一部分，借助于发动机的水泵实现热水循环。热水取暖系统的热源通常采用发动机的冷却液，使冷却液流过一个加热器芯，再使用鼓风机将冷空气吹过加热器芯加热空气，使车内的温度升高。其工作原理如图4-5所示，热的冷却液流过一个加热器芯，再利用鼓风机将冷空气吹过加热器芯加热空气，使车内的温度升高。此装置设备简单，安全经济，但热量小，受发动机运行工况影响，发动机停止运行时，没有暖气提供。
在通风装置中，由风机（鼓风机电动机）强制使空气循环运动。空气经由进风口被吸入，流经加热器时将被加热，并由出风口导出，进入车厢内实现取暖或为风窗除霜，如图4-6所示。
图4-5 热水取暖系统的工作原理
图4-6 热水取暖系统的气流流向
2.热水取暖系统的组成结构
热水取暖系统主要由加热器芯、水阀、鼓风机、控制面板及相应的管路等组成，如图4-7所示，其在车上的安装位置如图4-8所示。
图4-7 水暖式暖风系统
图4-8 热水取暖系统部件的安装位置
（1）加热器芯 加热器芯的结构如图4-9所示。它由水管和散热器片组成，发动机的冷却液进入加热器芯的水管，通过散热器片散热后，再返回发动机的冷却系统。
（2）水阀 水阀用来控制进入加热器芯的水量，进而调节暖风系统的加热量。调节时，可通过控制面板上的调节杆或旋钮进行控制，其结构如图4-10所示。
（3）鼓风机 鼓风机由可调节速度的直流电动机和鼠笼式风扇组成，其作用是将空气吹过加热器芯加热后送入车内。调节电动机的速度，可以调节对车厢内的送风量。鼓风机的结构如图4-11所示。
图4-9 加热器芯
图4-10 水阀
a）水阀结构 b）真空控制
3.热水取暖系统调节温度的方式
就暖风系统而言，其温度的调节方式有两种，一种是空气混合型，另一种是水流调节型。
（1）空气混合型 这种类型的暖风系统在暖风的气道中安装空气混合调节风门，这个风门可以控制通过加热器芯的空气和不通过加热器芯的空气的比例，实现温度的调节，目前绝大多数汽车均采用这种方式，其示意图如图4-12所示。
（2）水流调节型 这类暖风系统采用水阀进行调节，通过水阀调节流经加热器芯冷却液的量，改变加热器芯本身的温度，进而调节温度。其调节的示意图如图4-13所示。
图4-11 鼓风机
图4-12 空气混合型暖风系统
图4-13 水流调节型暖风系统
三、气暖式暖风装置
1—蒸发器 2—组合阀 3—压缩机 4—冷凝器
图4-14 气暖肋片式装置
利用发动机排气管中的废气余热或冷却发动机后的灼热空气作为热源，通过热交换器加热空气，把加热后的空气输送到车室内供取暖用的装置，称为气暖式暖风装置。这种暖风装置受车速变化的影响大，对热交换器的密封性、可靠性要求高。
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，如图4-14所示，管内通发动机排气，外壳与管子之间的夹层中通空气，这段管子就是热交换器。在鼓风机的作用下，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，要求这段管必须是耐腐蚀的，连接处应密封严实，且应经常检查。如因受腐蚀而导致管穿孔，废气将和空气一起进入车室内危及人体健康和安全。现在这种系统已经较少使用。
2.气暖热管式
现在有利用热管技术于汽车上的换热，这项新技术的采用，大大地提高了取暖效果，且安全可靠。热管技术的工作原理如图4-15所示，车用发动机的废气流经热管的吸热端，利用鼓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（热管）内装入约占热管容积1/3的工作液体（工作液体的种类视工作温度的范围而定，有多种物质可以利用，在一般情况下可选用水、氦、乙醇、R13等），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内的空气而凝结，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。这种气-气式热管换热器，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；突出的特点是发动机排出的废气和进入车室内取暖用空气互不泄漏，工作安全可靠。图4-16所示为热管换热器安装在汽车上的一例。
图4-15 热管换热器
图4-16 热管式汽车空调
四、独立燃烧式暖风装置
发动机余热式取暖装置普遍受发动机功率和工况影响较大，车速低、下坡时取暖效果不佳。目前大客车普遍采用独立燃烧式暖风装置，其热容量大，热效率可达80%。一般可使用煤油、轻柴油作燃料。
1.直接式（空气加热式）
图4-17所示为直接式暖风装置结构。这种装置通常由燃烧室、热交换器、供给系统和控制系统四部分组成。燃烧室由火花塞和燃料分布器组成，燃料分布器直接装在暖房空气送风机的电动机轴上，在工作时，由其内部出来的燃油在离心力作用下便于雾化。热交换器位于燃烧室后端，由双层腔组成，内腔通过的是燃烧的高温气体，外腔通过的是新鲜空气，便于冷热交换。供给系统包括燃料供给系统、助燃空气供给系统和被加热空气供给系统三个部分。其中燃料供给系统由燃料泵、电动机、燃油电磁阀、油箱和输油管组成。助燃空气供给系统和被加热空气供给系统共用一台电动机，电动机两端各装一台鼓风机供两个系统使用。控制系统有手动和自动两种方式，用来控制电动机、电磁阀、点火装置及自动控制元件的工作。
该暖风装置工作时，燃油由电路电磁阀和液压泵来控制。当打开暖风开关时电磁阀打开，电动机工作，与其同轴的燃料泵工作，燃油从油箱经滤清器进入燃料分布器，在离心力作用下飞散雾化，并与供给燃烧的空气混合进入燃烧室。火花塞通电点火，使混合气点燃，燃烧后的高温气体在与新鲜空气换热后，由排气管排向大气。另一方面，在电动机轴前端安装的暖房空气送风机向内送入空气，经换热器加热后由暖气排出口进入车室内的管路和送风口。
由于燃烧时温度高，因此对其安全保护就相当重要，暖风出口温度过高时，过热保护器就开始动作，断开电磁阀的电源，停止燃油供应。另外，燃烧终止或停机时，供油中断，不再燃烧，送风机应继续运行一段时间，直至感测温度指示装置正常才停止，这样可保护燃烧室不会因过热而受损。
该装置的优点是取暖快，不受汽车行驶工况的影响。用空气作交换热介质提供暖风是高温干热状态，舒适性差。
2.间接式
间接式独立燃烧暖风装置用水作为载热介质向车室内提供暖风，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。其最大优点是不仅可供车室内取暖用，还可供预热发动机、润滑油和蓄电池等使用。如果这种水加热器与汽车发动机的冷却液系统连通起来，则可起互补作用。当发动机冷却液温度低于80℃时，由加热器工作，而冷却液温度高于80℃时，恒温器动作，自动切断燃油泵电源，由发动机冷却液提供热源。这样既保证水加热器不致因过热而损坏，又可节约能源。
燃气取暖系统的示意图如图4-18所示，燃油和空气在燃烧室中混合燃烧，加热发动机的冷却液，加热后的冷却液进入加热器芯向外散热，降温后返回发动机再进行循环。
图4-17 空气加热独立燃烧式暖风装置
五、暖风系统的拆装
1.暖风箱的拆装
桑塔纳3000型轿车暖风机的安装简图如图4-19所示。在拆卸前，应先断开蓄电池的搭铁线，并注意相关车辆装备的编码问题，安装后需要补充发动机冷却液，并且检查车辆装备。
图4-18 燃气取暖系统
图4-19 桑塔纳3000型轿车暖风机的安装简图
1—新鲜空气风箱左盖板 2—新鲜空气风箱左壳 3—弹簧夹片 4—鼓风机 5—进风罩 6—暖风风门 7—新鲜空气风箱右盖板 8—风门操纵臂 9—新鲜空气风箱右壳 10—除霜风门 11—中央出风口风门 12—插头固定夹
（1）暖风箱的拆卸 首先排放冷却液，拆卸驾驶人侧储物箱、杂物箱，拆卸左侧风道、右侧风道、中央风道及挡水板、进风罩，松开通向热交换器冷却液管的卡箍，如图4-20所示。然后断开线束扎带A、温度风门伺服电动机6针棕色插头B、鼓风机6针黑色插头C、除霜/脚向风门伺服电动机6针蓝色插头D和中央风门伺服电动机6针棕色插头E五个部件的连接，如图4-21所示。最后松开图4-22所示箭头所指的暖风箱的两个紧固螺栓，向下拆下暖风箱。
图4-20 冷却液管卡箍的拆卸
图4-21 A、B、C、D、E五个部件的连接
（2）暖风箱的安装 暖风箱的安装顺序与拆卸顺序相反。
2.热交换器的拆装
热交换器的安装简图如图4-23所示。在进行热交换器拆装时，首先要断开蓄电池的搭铁线，并且注意操作说明中有关编码的提示，在连接蓄电池后必须注意，要按照维修手册检查并记录如收音机、时钟及电动车窗升降机等车用装备的编码。安装时要注意补充发动机冷却液，并且要将嵌条密封好。
图4-22 暖风箱紧固螺栓的拆卸
图4-23 热交换器的安装简图
1—热交换器 2—暖风箱 3—温度调节按钮 4—暖风调节拉索 5—暖风风门操纵臂 6—冷却液固定支架
（1）热交换器的拆卸 首先拆卸驾驶人侧的储物箱、仪表板，松开图4-24中箭头所指的两处胶管喉卡箍，拔下胶管；接着沿图4-25中箭头所指方向转动钩环2，从控制单元上拉出连接插头3，拧下螺母4，拆下安全气囊控制单元1；然后松开图4-26中箭头A所指的固定夹扣，沿箭头B所指方向水平地拆下暖风箱；旋出图4-27中箭头所指螺栓，松开冷却液固定支架；最后，小心地用一字螺钉旋具撬开冷却液罩盖，按图4-28中箭头所指示方向从暖风箱中拆下热交换器。
图4-24 拆卸胶管
图4-25 拆卸安全气囊控制单元
1—安全气囊控制单元 2—钩环 3—连接插头 4—螺母
图4-26 拆卸暖风箱
图4-27 松开冷却液固定支架
图4-28 热交换器的拆卸
（2）热交换器的安装 热交换器的安装顺序与拆卸顺序相反。
