第二节 汽车通风和空气净化系统

第二节 汽车通风和空气净化系统

一、汽车通风系统

由于汽车车室一般比较小,而人员往往较多,为了健康和舒适,汽车车室内空气必须符合一定的卫生标准,这就需要输入一定量的新鲜空气。将新鲜空气送进车室内,取代污浊空气的过程,称为通风。新鲜空气进入量必须大于排出和泄漏的空气量,保持车内压力大于车外压力。目的是防止外面空气不经空调装置直接进入车内,而且能防止热空气排出,以及避免发动机废气通过回风道进入车内,污染空气。根据我国对轿车、客车空调的新鲜空气要求,换气量按人体卫生标准最低不少于20m3/(h·人),且车室内的CO2的体积分数一般应控制在0.03%以下,风速在0.2m/s左右。

汽车空调的通风方式一般有动压通风、强制通风和综合通风三种。

1.动压通风

动压通风也称自然通风,它利用汽车行驶时对车身外部所产生的风压为动力,在适当的地方开设进风口和排风口,以实现车内的通风换气。进、排风口的位置取决于汽车行驶时车身外表面的风压分布状况和车身结构形式。进风口应设置在正风压区,并且离地面尽可能高,以免引入带有汽车行驶时扬起的尘土的空气。排风口则应设置在汽车车厢后部的负压区,并且应尽量加大排风口的有效流通面积,提高排气效果,还必须注意到尘土、噪声以及雨水的侵入。

图4-29所示是用普通轿车车身的模型进行风洞试验的表面压力分布图。由图可见,车身外部大多受到负压,只有车前及前风窗玻璃周围为正压区。因此,轿车的进风口设在车窗的下部正风压区,而且此处都设有进气阀门和内循环空气阀门,用来控制新鲜空气的流量。一般在汽车空调系统刚启动,而且车内外温差较大时,关闭外循环气道,采用内循环方式工作,这样可以尽快降低车内温度。排风口设置在轿车尾部负压区。动压通风时车内空气的流动如图4-30所示。由于动压通风不消耗动力,且结构简单,通风效果也较好,因此,轿车大都设有动压通风口。

图4-29 轿车车身表面的风压分布

图4-30 动压通风时车内空气的流动

2.强制通风

强制通风是利用鼓风机强制将车外空气送入车厢内进行通风换气的,如图4-31所示。这种方式需要能源和通风设备,在冷暖一体化的汽车空调上,大多采用通风、供暖和制冷的联合装置,将外气与汽车空调冷暖空气混合后送入车内,此种通风装置常见于高级轿车和豪华旅行车上。

图4-31 强制通风

3.综合通风

如果将上述两种通风方式结合起来,就形成了综合通风方式,汽车在低速行驶时采用强制通风,高速行驶时采用动压通风,这样就保证了汽车在各种工况下都能保持良好的通风效果,同时也降低了功耗。这种通风方式近年来在汽车上的应用逐渐增多,目前小型汽车上基本上都采用了综合通风的方式。

二、空气净化装置

汽车空调的空气净化包括两部分:车室外空气的净化和车室内循环空气的净化。车室外空气受到环境的污染,如粉尘、公路上汽车排出的废气(含有的CO2、CO、NOx、SOx、HC和烟雾);车室内循环空气受工作过程和人的活动的污染,如发动机的废气通过车底的缝隙进入车室内及人体发出的汗臭、CO2等,对人体健康都会造成不利的影响,使人精神疲倦容易造成行车事故。这些污染极大地降低了空调的舒适性能。因此,必须对汽车空调的车室内空气进行净化处理。图4-32所示为新马自达3空调系统及空气净化器的位置及结构。

图4-32 新马自达3空调系统及空气净化器的位置及结构

1—A/C装置 2—空气滤清器 3—气流模式主连接件 4—后导热管 5—A/C压缩机 6—冷凝器 7—暖风水管 8—制冷管路

汽车空调系统采用的空气净化装置通常有空气过滤式和静电除尘式两种。空气过滤式是在空调系统的送风和回风口处设置空气滤清装置,如图4-32所示,它仅能滤除空气中的灰尘和杂物。静电除尘式则是在空气进口的滤清器后再设置一套静电除尘装置或单独安装一套用于净化车内空气的静电除尘装置。它除具有过滤和吸附烟尘等微小颗粒杂质的作用外,还具有除臭、杀菌、产生负氧离子以使车内空气更为新鲜洁净的作用。

1.过滤除尘

过滤除尘的原理主要是对尘埃起筛滤作用和拦截作用,还有惯性作用和扩散作用。过滤除尘主要用无纺布、过滤纤维纸组成干式纤维滤清器和金属网格浸油滤清器。干式纤维滤清器中对于较大粒度的尘埃,利用其惯性作用,来不及随气流转弯而碰撞到孔壁上,在重力作用下跌掉下来;对于微小颗粒,在围绕交错的纤维表面做布朗运动时,和纤维接触而沉积下来,并且在与纤维摩擦中产生静电作用,被纤维吸附在其表面。其优点是简单、价廉,缺点是气流阻力太大。

图4-33所示为静电除尘式空气净化装置的空气净化过程,预滤器装在最前端,用于过滤大颗粒的杂质。

图4-33 静电除尘式空气净化装置的空气净化过程

2.静电除尘

静电除尘器则以静电除尘方式把微小的颗粒尘埃、烟灰及汽车排出的气体中含有的微粒吸附在除尘板上。其工作原理是通过高压放电时产生的加速离子通过热扩散或相互碰撞而使浮游尘埃颗粒带电,然后在高压电场中库仑力的作用下,克服空气的阻力而被吸附在除尘电极板上,如图4-34所示。其中,图4-34a所示是放电电极流出的辉光电流使尘埃颗粒带电的状况,图4-34b所示为带电的尘埃颗粒向除尘电极板运动的状况。

图4-34 静电除尘原理

a)微粒子带电 b)微粒子除尘

灭菌灯用于杀死吸附在除尘板上的细菌,它是一只低压水银放电管,能发射出波长为353.7mm的紫外线光,其杀菌能力约为太阳光的15倍。

除臭装置用于除去车厢内的油料及烟雾等气味,一般采用活性炭滤清器、纤维式或滤纸式空气滤清器来吸附烟尘和臭气等有害气体。图4-35所示为实用的静电除尘式空气净化装置,它通常安装在制冷、取暖采用内循环方式的大客车上,其工作过程是:首先粗滤器除去空气中较粗的尘埃;再由静电除尘器吸附微细尘埃;通过活性炭滤清器除去烟和臭气;由负离子发生器供给负离子;最后由鼓风机将净化的空气送入车室内。净化后的空气清洁度很高,可以充分满足对舒适性的要求。

有些车辆的空气净化系统在滤清器中加入活性炭,可吸收空气中的异味;有些车辆在净化系统中设有香烟传感器,当传感器检测到车内存在烟气时,便通过放大器自动使鼓风机以高速档运转,排出车内的烟气。这种净化系统如图4-36所示。

图4-35 静电除尘式空气净化装置

1—粗滤器 2—除尘电极 3—充电电极 4—负离子发生器 5—风机 6—活性炭滤清器

图4-36 空气净化装置

三、通风系统的拆装与检测

1.通风拉索的拆装

(1)通风拉索的拆卸

1)拆卸通风拉索时,应将温度选择旋钮旋至图4-37中箭头所示的位置,然后拆卸暖风和空气调节装置。

2)拆卸固定拉索的弹簧夹片,如图4-38中箭头所示

3)将拉索沿图4-39中箭头所示方向旋转并向上拉出

图4-37 温度选择旋钮

1—鼓风机调速旋钮 2—温度选择旋钮 3—空气分配器旋钮

图4-38 弹簧夹片的拆卸

图4-39 拉索的拆卸

(2)通风拉索的安装 安装通风拉索时,应先将拉索装配到卸下来的调节装置上,然后再将拉索固定到新鲜空气风箱上。首先将三根拉索的一端分别勾在暖风和空气调节装置上,并用弹簧夹片固定;接着安装暖风和空气调节装置;然后将两根拉索的另一端分别连接到新鲜空气风箱的风门上,最后将拉索初步固定。

2.通风拉索的调节

拆卸驾驶人侧储物箱,起动发动机,将鼓风机调速旋钮旋至4档位,检查系统旋钮和风门的位置与各出风口出风情况是否一致。

1)将空气分配器旋钮旋至图4-40所示的除霜位置。然后检查中央出风口风门和除霜风门是否处于图中所示的位置,再根据情况调整拉索。最后检查图中2、3、12风口处的出风情况,此时除霜风口应该出风,中央出风口和脚部出风口不出风。

2)将空气分配器旋钮旋至图4-41所示的脚部通风位置。然后检查中央出风口风门和除霜风门是否处于图中所示位置,再根据情况调整拉索。最后检查图中2、3、12风口处的出风情况,此时脚部出风口应该出风,中央出风口和除霜风口不出风。

图4-40 通风拉索的调节(一)

1—除霜风门 2—除霜风口 3—脚部出风口 4—风机 5—真空管 6—新鲜空气进气口 7—蒸发器高低压管 8—蒸发器芯 9—热交换器水管 10—暖风风门 11—中央出风口风门 12—中央出风口

图4-41 通风拉索的调节(二)

1—除霜风门 2—除霜风口 3—脚部出风口 4—风机 5—真空管 6—新鲜空气进气口 7—蒸发器高低压管 8—蒸发器芯 9—热交换器水管 10—暖风风门 11—中央出风口风门 12—中央出风口

图4-42 通风拉索的调节(三)

1-除霜风门 2-除霜风口 3-脚部出风口 4-风机 5-真空管 6-新鲜空气进气口 7-蒸发器高低压管 8-蒸发器芯 9-热交换器水管 10-暖风风门 11-中央出风口风门 12-中央出风口

图4-43 暖风风门操纵臂

3)将空气分配器旋钮旋至图4-42所示的迎面通风位置。然后检查中央出风口风门和除霜风门是否处于图中所示位置,再根据情况调整拉索。最后检查图中2、3、12出风口处的出风情况,此时中央出风口应该出风,脚部出风口和除霜风口不出风。

4)经上述调整合格后,将通风拉索紧固。

5)将中间的温度调节旋钮旋至最右端,此时暖风风门操纵臂应处于图中4-43所示的全开位置。调整完毕后,将暖风拉索固定