热管降温冷却变成高压低温的液体,再经过贮液干燥器除湿与缓冲,然后以较稳定的压力和流量流向膨胀阀,经节流和降压最后流向蒸发器。致冷剂一遇低压环境即蒸发,吸收大量热能。车厢内的空气不断流经蒸发器,车厢内温度也就因此降低。液态致冷剂流经蒸发器后再次变成低压气体,又重新被吸入压缩机进行下一次的循环工作。在整个系统中,膨胀阀是控制致冷剂进入蒸发器的机关,致冷剂进入蒸发器太多就不易蒸发而太少冷气又会不够,因此膨胀阀是调节中枢。而压缩机是系统的心脏,系统循环的动力源泉。
尽管汽车空调的空调系统的原理与其它空调系统是相同的,但汽车空调是移动式车载的空调装置,它与固定式空调系统相比,动转条件更恶劣,随汽车行驶的颤振,空调系统的制冷剂比固定式更容易泄漏,空调系统的维修与保养也比固定式频繁,空调装置中风路系统在吸入新风时常常会将尘土吸入,堵塞过滤网及蒸发器,在清洗过程中又往往会把制冷剂泄放到大气中去。造成臭氧层消耗,破坏了环境。 二.汽车空调的组成
汽车空调一般主要由压缩机(compressor)、电控离合器、冷凝器(condenser)、蒸发器(evaporator)、膨胀阀(expansion valve)、贮液干燥器(receiver drier)、管道(hoses)、冷凝风扇、真空电磁阀(vacuum solenoid)、怠速器和控制系统等组成。汽车空调分高压管路和低压管路。高压侧包括压缩机输出侧、高压管路、冷凝器、贮液干燥器和液体管路;低压侧包括蒸发器、积累器、回气管路、压缩机输入侧和压缩机机油池。 贮液干燥器——实际上是一个贮存制冷剂及吸收制冷剂水分、杂质的装置。一方面,它相当于汽车的油箱,为泄露制冷剂多出的空间补充制冷剂。另一方面,它又像空气滤清器那样,过滤掉制冷剂中掺杂的杂质。贮液干燥器中还装有一定的硅胶物质,起到吸收水分的作用。
冷凝器和蒸发器——它们虽然叫法不一样,但结构类似。它们都是在一排弯绕的管道上布满散热用的金属薄片,以此实现外界空气与管道内物质的热交换的装置。冷凝器的冷凝指的是其管道内的制冷剂散热从气态凝成液态。其原理与发动机的散热水箱相近(区别只在于水箱的水一直是液态而已),所以它经常被安装在车头,与水箱一起,共同享受来自前方的习习凉风。总之冷凝器是哪里凉快哪里去,以便其散热冷凝。蒸发器与冷凝器正好相反,它是制冷剂由液态变成气态(即蒸发)吸收热量的场所。
压缩机——是空调制冷系统的心脏,它是一种使制冷剂在系统内循环的动力源。
管道——由于要注入一定压力的制冷剂,所以必须采用金属管道。特别是从压缩机到冷凝器到制冷剂瓶到膨胀阀这段,由于属系统的高压段,所以比其它管道有更高的耐高压要求。
汽车空调既可以排出车内的浑浊气体还能吸收外界的新鲜气体。它能创造微热环境的舒适性,保持车内空气的湿度和温度,不仅有利于保持车内人的身心健康,提高工作效率,而且对车的安全性起到一定作用。
第3章 车外污染 汽车尾气
3.1 汽车尾气污染
在现代文明的今天,汽车已经成为人类不可缺少的交通运输工具。自从1886年第一辆汽车诞生以来,它给人们的生活和工作带来了极大的便利,也已经发展成为近现代物质文明的支柱之一。但是,我们也应该看到,在汽车产业高速发展、汽车产量和保有量不断增加的同时,汽车也带来了大气污染,即汽车尾气污染。
3.2 汽车尾气的危害
汽车尾气主要是指从排气管排出的废气。废气中含有150~200种不同的化合物,其中对人危害最大的有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅的化合物及颗粒物。有害气体扩散到空气中会造成空气污染。汽车尾气的颗粒物中含有强致癌物苯并(a)芘,在一般情况下,1克颗粒物含有约70微克苯并(a)芘,每燃烧1千克汽油可产生30毫克苯并(a)芘。当空气中的苯并(a)芘浓度达到0.012微克/立方米时,居民中得肺癌的人数就会明显增加。由于汽车废气的排放主要在0.3米至2米之间,正好是人体的呼吸范围,对人体的健康损害非常严重——刺激呼吸道,使呼吸系统的免疫力下降,导致暴露人群慢性气管炎、支气管炎及呼吸困难的发病率升高、肺功能下降等一系列症状。尾气中所含的强致癌物质——苯类物质,会引发肺癌、甲状腺癌等。铅在废气中呈微粒状态,随风扩散。农村居民,一般从空气中吸入体内的铅量每 天约为一微克;城市居民,尤其是街道两旁的居民会大大超过农村居民。锡进入人体后,主要分布于肝、肾、脾、胆、脑中,以肝、肾中的浓度最高。几周后,铅由以上组织转移到骨 骼,以不溶性磷酸铅形式沉积下来。人体内约90%~95%的铅积存于骨骼中,只有少量铅存 在于肝、脾等脏器中。骨中的铅一般较稳定,当食物中缺钙或有感染、外伤、饮酒、服用酸 碱类药物而破坏了酸碱平衡时,铅便由骨中转移到血液,引起铅中毒的症状。铅中毒的症状 表现很广泛,如头晕、头痛、失眠、多梦、记忆力减退、乏力、食欲不振、上腹胀满、暖 气、恶心、腹泻、便秘、贫血、围神经炎等;重症中毒者有明显的肝脏损害,会出现黄 疸、肝脏肿大、肝功能异常等症状。1943年的美国加利福尼亚州的洛杉矶市光化学烟雾事件仍然徘徊在人的记忆中。
3.3 如何减小汽车尾气的危害
3.3.1 尾气污染治理
尾气污染治理是采用在汽车排气口增加尾气净化器的方式,对汽车产生的废气进行净化以减少污染,此方法虽然不能达到“零污染”,但可以采用物理、化学的方法减少汽车尾气中的污染物。对于汽车尾气的治理,现实生活中比较常用的方法有: (1)安装汽车曲轴箱强制通风装置,可以减少曲轴废气泄漏,削减汽车HC总排放量的20%~25%,削减汽车CO总排放量的1%~2%;
(2)安装汽油车燃油蒸发污染控制装置,可以减少汽油蒸发污染物,削减汽车HC总排放量的15%~20%;
(3)安装汽车电子点火器,可以削减汽车尾气中 HC和CO总量的10%; (4)安装汽车磁化净化器,可以削减汽车尾气中 HC和CO的20%;
(5)在尾气排放口安装三元催化转化器是目前应用最多的汽车尾气净化技术。当发动机工作时,尾气经排气管进入催化器,其中的氮氧化物与尾气中的一氧化碳、氢气等还原剂在催化作用下分解成氮气和氧气,而碳氢化合物和一氧化碳分别与废气中残存的氧气及前一反应生成的氧气在催化作用下充分氧化,生成二氧化碳和水蒸汽。由于三元催化器中的催化剂是蜂窝结构,蜂窝表面涂有催化材料,与废气的接触表面积非常大,所以其净化效率很高。经测试,当发动机的空燃比(空气和燃料的比例)接近理论值时,三元催化剂可将90%的碳氢化合物和一氧化碳及70%的氮氧化物同时净化掉。以上治理方法对控制汽车尾气污染都十分有效,但还不能达到理想的程度。在使用这些方法的同时,还应不断地研发新的方法,以完善尾气净化技术。
3.3.2 定期保养和维修汽车
定期保养和维修汽车也是能有效控制汽车尾气污染的方式。虽然汽车在出厂时能够达到国家要求的排放标准,但这一水平的保持有赖于车主的良好驾驶习惯和正常的保养维护。只有定期保养发动机、定期更换机油及滤芯、定期清洗燃油系统、定期清洗曲轴箱及通风装置、定期保养水箱等以进行日常维修或季节性维修,使汽车正常运行,保持良好状态,消除不必要的污染,才能够健全汽车的质量保证体系,保证最佳的空燃比、适当的马力,达到国家现行的排放标准。
3.3.3 研制新型发动机
发动机是汽车的动力源,被喻为汽车的“心脏”。它是汽车部件中最复杂、最难制造、更新换代最慢的产品,也是最主要的尾气排放污染源。要想有效控制汽车尾气污染,应当研制开发出新型的节能型的发动机,以达到对尾气排放量的控制。目前,主要可以通过以下技术的研发来研制新型的发动机:
(1)发动机结构优化技术。如采用多气阀进气机构,组织进气气流,改进燃烧室等。通过改善发动机燃烧状况,提高燃烧效率,降低发动机一氧化碳、碳氢化合物的生成量。
(2)闭环电控发动机管理技术。包括电控燃油喷射和电控点火。
(3)燃油蒸发污染物控制技术。对油箱和供油系统排出的汽油蒸发污染物进行控