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教学目标 知识目标：了解不同类型暖风系统的工作过程、了解汽车空调系统的配气方式及各自特点，掌握汽车暖风系统的作用及供暖系统的类型。能力目标：掌握汽车通风的方式，掌握汽车空气净化的方法。素质目标：
教学重点 汽车空气净化的方法
教学难点 加热器芯的更换
教学手段 理实一体实物讲解小组讨论、协作
教学学时
教 学 内 容 与 教 学 过 程 设 计 注 释
项目五 汽车暖气通风系统〖知识准备〗汽车空调除了制冷装置外，还包括暖风装置。汽车暖风系统的主要作用有以下几点。 （1）供暖。在寒冷的冬天（深秋及早春），汽车暖风系统可以给车内提供暖气，提高车内温度。（2）除霜。在冬、春季节，由于车内外温差较大，车窗玻璃上会结霜或起雾，影响驾驶员视线，不利于行车安全，这时可开启暖风系统来除去霜雾。（3）调节温湿度。蒸发器和加热器联合工作，通过冷、热风的混合，可将车内的温度和湿度调节到设定值，满足乘员的舒适要求。水暖式采暖系统水暖式暖风装置是以发动机冷却水为热源，将送风机送来的车内或车内外混合空气经过热交换器加热后，送入车室内的，其工作原理如图5-1所示。在冷却水通往热交换器的管路上有一热水阀，它可关闭或控制水量的大小，用来调节供热量，暖风装置的风机风量也可调节。热交换器中被吸走热量的冷却水被发动机冷却水泵抽回，继续进行冷却循环。水暖式暖风装置的结构如图5-2所示。图5-1 水暖式暖风装置的工作原理1—节温器；2—热水阀；3—热交换器；4—发动机；5—散热器图5-2 水暖式暖风装置的结构1—溢流管；2—回液管；3—加热器进水管；4—风扇；5—加热器芯；6—加热器出水管；7—溢流罐（副水箱）；8—热水开关；9—发动机；10—出液管；11—节温器；12—风扇；13—散热器；14—水泵水暖式内外空气混合循环暖风装置的布置形式如图5-3所示。从内部空气吸入口吸入的内部空气和从外部空气吸入口吸入的外部空气在混合室混合后，由鼓风机送入热交换器吸收发动机冷却水热量后从各出风口吹出，用来采暖或除去霜雾。图5-3 水暖式内外空气混合循环暖风装置的布置形式1—热交换器；2—后座导管；3—管道；4—混合室；5—内部空气吸入口；6—操纵杆；7—外部空气吸入口；8—鼓风机；9—前窗除霜；10—侧窗除霜；11—发动机由于水暖式暖风装置结构简单、安全可靠，所以在轿车和货车上都得到了广泛的应用。但这种供暖方式必须在发动机冷却水温度上升到大循环时才能供暖，在寒冷季节会造成供暖不足，或影响发动机正常水温的建立，从而影响其正常工作。二、气暖式暖风装置气暖式暖风装置按空气加热器形式不同，可分为热交换器式和热管式两种形式。1.热交换器式热交换器式暖风装置的结构如图5-4所示。工作时，通过废气阀门将汽车废气引入热交换器中，将冷空气加热后由风机送入各出风口，用来采暖或除去雾霜。轿车的气暖式暖风装置一般都采用该种形式。 图5-4 热交换器式暖风装置的结构1—主发动机水箱；2—主发动机；3—主发动机排气管；4—废气阀门；5—热交换器；6—风机；7—风机电机；8—消声器2.热管式 热管式暖风装置中的热管垂直安装在车厢地板上下，地板之上为冷凝放热段，地板之下为废气加热段，其安装原理如图5-5所示。将汽车发动机排气管排出的废气引入热管换热器中，在热管换热器中装有液氨，液氨受热后汽化，上升到热管换热器上部与空气进行热交换，加热从通风口进来的空气，空气被加热后由风机吹入车厢内供暖。放出热量后的氨气随即冷凝并流回下部，接着完成下一个工作循环。图5-5 热管换热器的安装原理1—车头窗口；2—新鲜空气进口；3—汽车地板；4—废气进口；5—空气出口；6—热管换热器隔板；7—废气出口目前，在有些车型上采用了废气水暖式暖风装置，它的安装原理如图5-6所示。在发动机废气出口处装有一个热水器，热水器中的水（含防冻液）被高温废气加热到100 ℃左右并送到空调器的加热器内加热车厢内的空气。水在加热器内放热冷却，流回水箱，再用水泵泵入热水器中进行周而复始的供热循环。图5-6 废气水暖式暖风装置的安装原理1—加热器；2—电磁换向阀；3—热水器；4—发动机排气管；5—水泵；6—水箱三、汽车空调的配气系统汽车空调配气系统由空气进口段、空气混合段和空气分配段三部分组成。汽车空调的配气形式较多，目前最常用的是空气混合式和全热式两种，除此之外，还有其他一些配气方式。1.空气混合式空气混合式配气系统的结构形式如图5-7(a)所示，其空气流路为：新鲜空气+车内空气—风机—蒸发器，一部分空气从蒸发器出来后再经加热器加热，然后与从蒸发器直接过来的冷气混合，最后从各出风口送出。这种空调配气系统的缺点是冷、暖风混合不均匀，处理后的空气参数精度较差。2.全热式与空气混合式不同的是，全热式配气系统从蒸发器出来的冷气全部进入加热器，二者之间不设调节风门。其空气流路为：新鲜空气+车内空气—风机—蒸发器—加热器—各出风口。全热式配气系统的结构形式如图5-7(b)所示，其优点是被处理后的空气参数精度高，缺点是浪费部分冷量，这种配气形式主要用于高级轿车上。图5-7 汽车空调配气系统的结构形式1—蒸发器；2—加热器；3—风机；4—热风吹出口；5—除霜吹出口6—中心吹出口；7—冷气吹出口；8—侧吹出口；9—尾部吹出口3.其他配气形式（1）加热与冷却并进式。这种方式的空气流路为：新鲜空气+车内空气—风机，然后分为两路：一路经过蒸发器—上、中出风口（冷气）；另一路经过加热器—除霜、侧、下出风口（暖气）。（2）加热与冷却并进混合式。其空气流路为：新鲜空气+车内空气—风机，一路经蒸发器后到所有出风口，另一路经加热器后也可到所有出风口。（3）半加热式。半加热式配气系统的空气流路为：新鲜空气+车内空气—风机—蒸发器，然后分为两种情况。若制冷则直接到上、中出风口（冷气），若供暖则经加热器后到除霜风口、上出风口、下出风口。四、汽车空调的气流组织汽车空调气流组织的作用，就是合理地组织车室内的空气流动，使车室内的温度、湿度、气流速度、空气洁净度等各项指标达到人们舒适性的要求。 不同的气流组织将会产生不同的空调效果。影响气流组织的因素很多，如送、回风的位置与形状，送风射流参数（主要指送风温差与送风速度），车内几何形状等，都对汽车空调的气流组织有很大影响。1.送风口 （1）侧送风口：一般为百叶窗式，主要用于轿车空调。 （2）上送风口：通过转动球状送风喷头调整风向，用于客车空调（从头顶往下吹）。 （3）座椅送风口：冷风与从座椅侧面进入的车内空气混合后由椅背向后吹出（混入内空气的目的是使冷气不要太凉）。2.回风口回风口一般设在座椅下或车厢底板侧面，并装有金属网以防止吸入杂物。3.气流组织形式汽车空调系统的气流组织主要有图5-8、图5-9和图5-10所示的几种形式。(a)单侧上送风、下回风 (b)双侧上送风、下回风图5-8 上送风下回风气流组织(a)单侧上送风、上回风 (b)双侧上送风、上回风图5-9 上送风上回风气流组织(a)下送风上回风 (b)下送风下回风图5-10 下送风气流组织在以上气流组织形式中，单侧送风形式主要应用于轿车及货车空调；双侧送风及下送风则主要应用于客车空调。五、汽车空调的通风与净化1.汽车空调通风1）自然通风 自然通风是利用汽车行驶时产生风压，将外部空气引入车内循环后再排出，空气的入口设在正压区，出口设在负压区，形成空气的自然流动。 图5-11所示为轿车外表面上的空气压力分布图。车头部位为正压区，因此空气进口设在此处，一般从挡风玻璃前面隐藏在机罩下的通风孔吸进，从这里进来的空气较新鲜干净；车尾部位为负压区，空气出口一般设在后排座靠背两侧。 图5-11 轿车外表面上的空气压力分布图进、排气口的设置必须保证车内略有正压，即使车内空气压力略高于外界大气压力，这样才能防止有害气体（如汽车尾气）进入车内而危害人体健康。否则，在车窗紧闭的情况下，有可能造成人身中毒（如CO中毒），甚至危及生命，这种悲剧时有发生。轿车的自然通风循环如图5-12所示。图5-12 轿车的自然通风循环2）强制通风 强制通风是利用风机强行引入一定比例的外部新鲜空气，与车内循环空气混合，再经处理（制冷、制热、去湿等）后从不同出风口送入车内。空调进气口都设有控制外来新鲜空气和车内循环空气比例的阀门。在开启空调的初期和最大制冷（或供暖）位置时，新鲜空气门一般关闭，空气由车内循环空气供给，以保证尽快降温（或升温）；在其他情况下，必须按比例引入外来新鲜空气，外气空气比例一般为10%~35%。2.汽车空调净化 1）过滤除尘过滤除尘是采用装在进气口处的尼龙、纤维等过滤材料对粉尘进行过滤的一种除尘方法。对于较大的粉尘颗粒，过滤材料直接将其阻挡在外面；而对于较小的粉尘颗粒，它们在围绕纵横交错的纤维表面做布朗运动（Brownian motion）时，或与纤维接触而沉积下来，或与纤维摩擦产生静电而被纤维所吸附。 2）离心除尘给进气气流通道连续设几个急弯，当进气流连续急转弯时，由于惯性作用，粉尘颗粒来不及随气流一起转弯而碰壁后沉积下来。 3）静电除尘静电除尘是利用高压电场（5 kV）对空气进行电离，使尘粒带负电并被正极所吸引而沉积在正极板处。 4）吸附除尘利用活性炭较强的吸附作用，使除去粉尘后的空气中的汗昧、臭气及其他有害气体被吸附，使车内空气得到净化。 5）离子发生器在一些高级轿车上，除了使用上面介绍的除尘方法外，还装用了负氧离子发生器，以增加车内空气清新度，改善车内空气品质，提高舒适性，有利于人体健康。图5-13所示为汽车空调净化的基本原理图。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，再经过负氧离子发生器，最终使车内空气变得干净清爽，使乘员精神饱满。活性炭过滤器净化空气 粗滤器 集尘电极充电电极 负离子发生器图5-13 汽车空调净化的基本原理图〖项目实施〗任务说明分组检查、更换加热器芯。二、任务要求1.熟悉暖气系统的工作原理；2.掌握更换加热器芯的方法。三、设备器材实验用车或台架，套筒工具1套，加热器芯1个。四、操作步骤1.检查暖风加热器进水管出水管；2.取下并更换加热器芯.五、任务考核与评价项目名称班级学号姓名日期 评 价 内 容学生自评得分教师评价得分知识评价（20分）应用到所学的知识10分 在项目工作中新学到的新知识10分 技能评价（60分）没有暖风故障分析15分 检查暖风进水管出水管15分 更换加热器芯15分 故障验证15分 态度与合作评价（20分）服从安排、遵守纪律、态度端正、团队合作10分 安全操作10分 总分 综合评分（学生自评占30%，教师评价占70%）〖项目拓展〗采暖系统的检查与保养一、水暖式采暖系统1.暖风机软管的检查检查暖风机软管的连接状态，检查是否有破损、裂纹及其他损伤，必要时应进行更换，如图5-14所示。 2.水阀开关的检查检查水阀开关的连接状态，检查是否有漏水现象及其他损伤，检查开关密封性能。 3.散热器的检查主要检查散热器的密封性能，如有泄漏会导致汽车仪表下侧出现积水。检查散热片是否堵塞，若堵塞，可用压缩空气清除。 4.暖风散热器的拆装（1）排出发动机冷却液（不必全部排出），如图5-15所示。图5-14 暖风机软管 图5-15 拆装暖风散热器排出发动机冷却液（2）拆下仪表盘和加强件。（3）拆下暖风散热器，如图5-16所示。（4）安装时的步骤与拆卸时相反。图5-16 拆下暖风散热器5.维护与保养定期检查发动机冷却水道是否正常。中国北方地区发动机要注意加防冻液，防止损坏冷却水箱。更换系统元件后要注意进行冷却水道排空操作，否则系统会出现气堵现象。二、独立燃烧式采暖系统独立燃烧式采暖系统是利用燃料（如汽油、柴油、煤油、丙烷等）在燃烧器中燃烧所产生的热量，通过介质吸收，然后释放到需要加热的空间。加热器实质上是由燃烧器和热交换器两部分组成。独立式采暖系统根据传热介质的不同又分为水加热器独立燃烧式采暖系统、空气加热器独立燃烧式采暖系统、气水综合加热器独立燃烧式采暖系统等几种。如图5-17所示为气水综合加热器独立燃烧式采暖系统。图5-17 气水综合加热器独立燃烧式采暖系统1—电机；2—助燃风扇；3—火焰传感器；4—油泵；5—进油口；6—喷油器；7—出风口；8—导向器；9—中间挡板；10—进水管；11—电弧点火；12—冷气风扇中国进口车多使用日本三国牌M85型加热器，下面以该型号加热器为例说明维护方法。1.使用检查事项1）空气加热器（1）检查油箱油量。（2）检查室内热风口是否打开。（3）检查暖风进风口是否堵塞。2）水加热器除检查1）中的三点外，还要检查以下内容。（1）水箱是否有冷却水。（2）冷却水道阀门是否打开。2.使用操作操作方法见电路图说明，如图5-18所示。开机时要有一个预热过程，然后再起动。关机时先关闭油泵电路，待内部冷却一会儿后再关机。图5-18 日本三国牌M85型加热器电路图1）起动 （1）预热，开关打到预热位置。 （2）运行，预热约1 min后开关打到运行位置。经过约1 min后，燃烧指示灯点亮，点火灯熄灭，可通过转换开关调节室内温度。 2）停机 （1）开关打到停止位置，电磁阀电路中断，燃烧停止。 （2）约5 min后，风机停止工作，加热器完全停止工作。3.维修与保养 （1）如果过热保护熔断丝熔断，查清原因后再更换。 （2）定期检查燃料管道是否存在泄漏。 （3）定期保养燃油滤清器。 （4）定期检查电线是否损坏。 （5）定期保养火花塞。 （6）检查空气进气通道与废气排泄孔是否堵塞。〖思考与练习〗1.汽车暖风系统有什么作用？2.轿车暖风系统有哪些类型 各有何特点？3.汽车空调的配气系统包括哪几部分？常见的配气方式有哪些？4.汽车的通风方式有哪些？各有何特点？5.汽车的空气净化方法有哪些？ 了解汽车暖风系统的主要作用，为下面的学习打下基础。结合图片讲解水暖式暖风装置的工作原理。了解水暖式内外空气混合循环暖风装置的布置形式。结合图片讲解热交换器式、热管式暖风装置的结构。掌握汽车空调配气系统的构成。对比空气混合式和全热式结构的不同。了解汽车空调的气流组织。掌握两种通风方法的原理。掌握不同的汽车空调净化方法。增强实际操作能力，增加对知识的理解。
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