首页公司概况新闻中心产品中心产品价格销售服务技术支持 在线留言联系我们

 1.机械制冷装置的特点

    机械制冷装置在冷藏汽车上用得最多，大约占80%以上。机械制冷装置之所欲被广泛采用，最重要的是由于有的制冷机组既能制冷又能加热，容易实现厢内的温度自动控制，调温可靠，而且调控温度范围较大，能运输各种不同适温的冷藏货物。尽管机械制冷装置机构复杂，购置和运行费用高，操作、维修不易，运转噪声大，质量也较大，但仍不失为最可靠、有效地制冷方式。

    2.机械制冷装置的结构原理

    机械制冷型式有蒸汽压缩式、吸收式、蒸汽喷射式、空气隔热膨胀式等多种，而且前冷藏汽车上多采用蒸汽压缩式

    图8-1为蒸汽压缩式制冷机构原理图。它主要由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等组成。

    制冷剂工质以低温液体状态8中吸收周围介质的热量制冷，低温液体吸收气化潜热变成制冷剂蒸汽。这些低温低压制冷剂蒸汽经热交换器6和气液分离器9被压缩机1吸入压缩成温度、压力都较高的蒸汽，再排入冷凝器3。高温高压的制冷剂蒸汽通过冷凝器时，被环境介质（空气或水）冷却成液体。由于经过冷凝器和热交换器的制冷剂液体的温度还高于环境温度，须进一步降温使其低于厢内温度时再送入蒸发器。因此，先让温度和压力较高的制冷剂液体经过膨胀阀7节流降温降压；然后，制冷剂再以低温低压的液体状态进入蒸发器8，吸收气化潜热而制冷，从而使车厢内的温度下降。制冷剂在制冷系统中周而复始地循环，每个循环包括压缩、冷凝、节流、蒸发四个过程。压缩机所作的机械功，则是实现制冷循环的动力。为了提高热交换效率，蒸发器和冷凝器一般都有强制通风装置加强通风。

        下面以美国THERMO KING NWD型制冷机（如图8-2所示）来进一步说明其工作过程及主要部件的结构与作用：

        压缩机1是将机械能转化为制冷剂内能的装置。多为往复活塞式压缩机。它是制冷系统的关键总成，从蒸发器端吸入低压过热制冷剂蒸汽，压缩成高压蒸汽送入冷凝器。吸气阀上装有调压阀23，避免吸气压力过高或过低造成起动或过低造成起动或运转困难，或降低制冷效率，甚至损坏压缩机。

        冷凝器6是将高温高压的制冷剂蒸汽冷却成液体的热交换装置。一般为翅片盘管式，装有轴流风扇，强制通风冷却以提高换热效率。

        蒸发器18是制冷剂液体吸热气化的换热装置。与冷凝器一样，一般也是翅片盘管式，轴流风扇将冷风送至车厢内各处。蒸发器下装有贮水盘，并用胶管将融霜的水引至车下。

        膨胀阀14实则为节流阀，常用外平衡式热力膨胀阀。阀体内分为高、低压腔，其间有毛细管相连，制冷工况停止时，少量的液体可由此泄入蒸发器。

        热交换器13为套管状结构。外管为圆筒形，内管为螺旋形，有的为了增加散热面积还焊有翅片。温度和压力较高的制冷剂液体在内螺旋管中流过，从蒸发器出来的低温低压制冷剂蒸汽在外管中流过。经过热交换，蒸汽的过热提高，提高了压缩机的制冷效率；液体的温度下降，便于膨胀阀节流。

        气液分离器20也是套管结构。外管为圆筒形，内管为“U”形，下部弯头处有小孔，蒸发器流出的低压蒸汽进入后，气流速度由于容积增大而下降，混在蒸汽中的制冷剂液滴和压缩机油滴沉淀下来，避免液体进入压缩机造成湿冲击，制冷剂液滴经分离器外壁的加热装置加热成为气体，被压缩机吸入；压缩机油滴则从“U”形管弯头处小孔泄出，被压缩机吸回曲轴箱。分离器外套有加热管或加热块，可由发动机的废气加热。

        干燥过滤器12用以除去制冷剂中的水分和杂质，内装过滤网和干燥剂，两端用钎焊焊死。当过滤网被堵或干燥剂吸水达到饱和时，予以拆除更换。

        三通阀5对于兼有制冷循环和融霜循环的制冷机来说是关键部件，用以改变制冷剂的通向。

        控制和显示仪表有恒温器、温度计、压差计、运转计时器等。恒温器用来调定和控制车厢内的温度，可由车厢内温度传感器自动控制制冷机的开停，也可以手动控制。恒温器旁有融霜开关，分为手动和自动（由压差计控制）、连续和断续等几个动作。温度计装在驾驶室内或制冷机组仪表盘上，显示车厢内的温度。压差计用于自动融霜控制，在蒸发器的出风口和进风口分别装有压力传感器，当蒸发器盘管霜层增厚时，两者压差增大，达到一定值后，压差计发出信号，通过电磁阀24使三通阀5动作，制冷剂转入融霜工况。运转计时器来记录制冷剂的工作时间，以便确定何时检修和保养。

       该制冷剂的制冷工况，见图8-2，三通阀5的阀芯在弹簧力作用下处于图示左端位置，阀口A、B相通，溢流阀控制阀27和电磁阀24关闭，压缩机1排出的高温高压蒸汽进入冷凝器6，冷却成液体（尚存有蒸汽），经单向阀7进入贮液罐8，积聚的液体经干燥管12和热交换器13进入膨胀阀14，经膨胀阀节流膨胀后的低温低压液体（含有蒸汽）进入蒸发器18，吸热蒸发成气体。再经热交换器13和气液分离器20，经吸气管被压缩机吸入。制冷时，风门29打开，冷空气由蒸发器轴流风扇送入车厢内。

        蒸发器盘管表面结霜会影响换热效率，达到一定厚度时，应进行融霜。自动融霜由蒸发器出、进风口的压差计发出信号，电磁阀24动作，三通阀阀芯处于图标右侧位置，即阀口A面C接通；手动融霜可通过开关直接操纵电磁阀24.融霜时单向阀7关闭，溢流控制阀27打开。高温高压的制冷剂蒸汽经排气管4和三通阀5，一部分进入融霜加热盘管26，对盘管加热后再经热交换器和气液分离器被压缩机吸入；另一部分则经溢流控制阀27进入贮液罐。贮液罐内的液体经干燥器和热交换器进入膨胀阀后被堵住。一旦制冷机转入制冷工况时，可立即由膨胀阀进行节流膨胀，再送入蒸发器。融霜时，蒸发器风门29关闭，轴流风扇停止运转。

        加热工况，制冷剂的循环和融霜时相同，但蒸发器风门29打开，轴流风扇强制通风，将热空气吹入车厢内。

        3.机械制冷装置的布置

        机械制冷装置在冷藏车上的布置是根据车型和制冷装置的结构型式而定的。机械制冷装置按是否带有动力装置分为独立式和非独立式；按机组的压缩机、冷凝器、蒸发器是否组成一个整体，分为整体式和分体式。

        独立式制冷机组本身带有内燃机（柴油机或汽油机）或电动机；非独立式制冷机组的压缩机由汽车发动机来驱动，通过汽车发动机或变速器等动力输出装置取力。

        整体式制冷机组均为独立式，一般装在车厢的前壁上部，有冷凝器横置式和纵置式两种；分体式制冷机组的压缩机一般靠近动力装置或设置在车身下面，冷凝器装在通风比较好的地方，如车厢底部或车厢前上部，也有的与蒸发器一块装在车厢的前壁上部。

        圆8-3为非独立驱动分体式制冷机组，压缩机4通过曲轴前皮带轮的三角皮带驱动，控制表盘3装在驾驶室内，冷凝器与蒸发器装在一个箱体内形成主机2，冷凝器装在蒸发器的前面，蒸发器部分与车厢相接，使冷风直接吹入车厢内，强制对流，使车厢内温度控制在设定的范围之内。

    液化气制冷是利用液化气体气化时吸取气化潜热来制冷的，常用的液化气体有液氮、液氨等。由于氮是无色无臭的气体，在空气中含量约占79%。在大气压力下，液氮的沸点低（-196°C）。气化潜热大，且是制氧的副产品，因而得到广泛的应用。

        1.液氮制冷装置

        图8-4为液氮制冷装置示意图。它由液氮罐5、控制阀3、喷液管7、温度传感器6等组成。液氮经控制阀由喷液管呈雾状喷出，氮雾喷出时便吸收大量的气化潜热，使车厢内的温度迅速降至常温和-30°C之间的任意值。

        液氮罐5为贮存液氮的容器。罐体为真空绝热的双层结构，罐顶装有输出管、控制阀3、安全阀4和加液口等。罐内压力通常保持在0.12~0.15兆帕范围内。罐体可装在图示汽车车厢外下侧，也可装在车厢外前壁上货车厢内前部。

        控制阀3用来调节单位时间的液氮喷射量，由恒温器来控制。当车厢内温度高于设定值时，恒温器使控制阀打开，喷氮制冷；当厢内温度低于设定值时，装在车厢内的温度传感器6将信号传给恒温器，恒温器发出指令使液氮控制阀关闭。恒温器可装在图示车厢外下侧或车厢外顶部。

        液氮喷管7装在车厢内顶部，一般用钢管制作，管上开有许多喷雾孔，以便液氮以雾状喷出。

        紧急开关9常装在车厢门口或驾驶室内，在紧急情况下，可操纵该开关停止喷液氮。

        2.液氮制冷装置的特点

        液氮制冷装置结构简单，维修方便。它没有噪音和污染；液氮制冷可迅速降低车厢内温度而便于速冻；液氮汽化不会使车厢内受潮，氮气对食品保鲜和防止干耗都有利；液氮制冷控温精确，可使车厢内温度控制在±2°C范围内。但是，液氮的价格较高，氮气太多也不利于水果蔬菜的正常呼吸，使之应用受到限制。液氮制冷适用于易腐食品产地运输和需速冻而不必预冷的冷藏运输。

固体制冷是利用固体在液化或气化时吸热来制冷的一种方式。常用的固体有水冰、盐冰和干冰，直接放在车厢内制冷。

        1.水冰及盐水制冷

        在大气压力下，水冰的融点为0°C。利用冰融化吸热制冷，可使车厢内温度保持在5~8°C范围内。

        在水冰中加盐类能降低其融点，冰中盐的成分越多，融点越低，厢内的温度就越低。例如，当盐冰中的盐质量为水质量的29%时，其融点可达-21.2°C。但是，再增加盐的浓度时，盐冰的融点不再降低。这样可根据运输货物的适温来选择盐冰相应的含盐浓度。

        水冰制冷装置投资和运行费用低，但普通水冰单位质量吸热量少，盐冰融化会污染车厢和食品。因此，水冰制冷目前主要用于鱼类水产品的冷藏运输。

        2.干冰制冷

        干冰（固态CO2）在大气压力下，与-78.9°C升华为二氧化碳气体，利用干冰升华吸热制冷。干冰的比重比水冰大，单位体积的制冷能力为水冰的3倍。用它作为隔热车厢的冷源，可使车厢内的温度低于-20°C。

        干冰制冷装置的投资和运行费用也较低，货物不会受潮，使用方便。干冰升华时产生的二氧化碳气体还能抑制微生物的繁殖，减缓脂肪氧化，减弱水果、蔬菜的呼吸作用，有利于食品的保鲜。但是干冰吸取周围水分后容易结霜，会影响进一步升华；二氧化碳气体过多会造成水果蔬菜呼吸困难而败死；此外，厢内温度难以调解，干冰成本高，贮运时耗量大，因而实际应用较少。

        冷板也称蓄冷板或冷冻板。冷板制冷是利用蓄冷剂冷冻后所蓄存的冷量来制冷的。运输前将冷冻板中的蓄冷剂冻结蓄冷，在运输过程中，冷板中的蓄冷剂融化而不断吸热制冷，使车厢内的温度保持在适温范围内。

        冷板制冷装置可分为独立式和非独立式两种。

        1.独立式冷板制冷装置

        独立式冷板制冷装置，如图8-5所示。在车厢内除装有冷板4外，还装有对冷板充冷的制冷机3.制冷剂的外接电源接线箱5布置在车架纵梁外侧，冷板与制冷剂用管路相连。为了改善冷却效果。还采用强制通风装置6.

        独立式冷板制冷装置不需使用外界的制冷设备，仅需使用地面上的电源就可将冷板内的蓄冷剂冻结充冷。

        2.非独立式冷板制冷装置

        非独立式冷板制冷装置，如图8-6所示。冷板4在车厢内竖直放置，有的可将冷板和支架取下作为保温汽车使用。

        非独立冷板制冷装置需依赖地面上的制冷设备向冷板充冷，车上不设制冷的动力设备。

        冷板制冷装置比机械制冷装置结构简单，易于操作维修，投资和运行费用低，运输时没有噪音和污染，箱内货物干耗也较少。其缺点是冷板易腐蚀，使用年限一般为5年。可以根据货物运输的适温，选用蓄冷剂。冷板制冷装置较重，容积也较大，充冷一次保持低温时间短，仅为8~15小时以内。冷板制冷装置适用于轻、中型冷藏汽车作短途运输。近年来，冷板制冷发展较快、成为仅次于机械制冷的一种制冷方式。

1.制冷剂

        目前，车用机械制冷系统多采用二氯二氟甲烷制冷剂，简称氟氯昂-12或R-12（国内简写F-12）。其分子式为CCl2F2.它在液态和气态下是无色透明的，在常温常压下为气态，其比重比空气中，不会燃烧和爆炸，无臭味；如果不直接与明火接触则没有毒性；如果不与水结合则没有腐蚀性；蒸发时能吸收大量的热，且易液化；化学性能稳定。因此，长期以来R-12被广泛地用在车用机械制冷系统中。

        但是，R-12释放到大气中后，扩散到上空的平流层，便可分解产生氟离子。氟离子在阳光的照射下，能与臭氧其化学反应，破坏臭氧层，臭氧层的破坏，将导致照射到地面上的紫外线增多。强烈的紫外线辐射，会引起人类皮肤癌等疾病的增加、农作物和渔业减产；同时，还加剧了地球表面的温室效应。因此，臭氧层的保护已成为当前人们普遍关注的中心课题。1992年举办的蒙特利尔议定书缔约国会议决定：1996年全部废除已规定使用的氟利昂系列，对发展中国家允许有10年的迟后宽松期。

        现在，各国都在加速研究氟利昂12的替代制冷剂，我国青岛海尔集团已推出无氟制冷装置，必将促进汽车制冷业的发展。

        2.检漏

        检漏有卤素检漏灯、电子检漏仪和肥皂液等方法。（1）卤素检漏灯：卤素检漏灯是一种丙烷液化气燃烧喷灯。其结构如图8-7所示。它的工作原理是：当泄露的氟利昂气体从卤素检漏灯的吸入管17吸入，遇到火焰，分解出氟氯元素与铜化合生成卤素铜的化合物，使火焰颜色发生由绿到蓝直至紫色的变化。不同的火焰颜色表明吸入灯内的氟利昂气体的量，即表明氟利昂的泄漏量。火焰颜色无变化，说明无泄漏；火焰呈浅绿色，有轻微泄漏；火焰呈浅蓝色，有大量泄漏；若火焰呈紫色，则表明氟利昂泄露严重。

        卤素检漏灯具有结构简单、简陋灵敏、价格低廉等优点，应用比较广泛。使用时，先打开卤素灯开关，点燃气体，调低火焰，把火舌调到刚好能够加热铜制反应板10使之变为樱红色的高度。然后，转动调整手轮3，降低火舌高度，使之高于铜制反应环6.35毫米左右或与其平齐。此时，火焰对氟利昂气体反应较敏感。

        手持卤素检漏灯，使火焰垂直朝上，另一只手将吸入管的开口（开口处装有滤清器19），缓缓地移过制冷系统密封接头等易漏部位的下方（由于氟利昂气体的比重比空气大，在其下方更易检测出泄露）；同时，观察火焰颜色的变化，判断泄漏情况。

        氟利昂接触明火时，就形成光气，同时产生毒性。绝对不能将卤素检修灯散发出来的蒸汽或烟气吸入人体内。

        （2）电子检漏仪：电子检漏仪是一种新型的检漏设备。其工作原理是利用含有氟利昂气体的空气通过带电的白金电极时，引起电阻值的变化，从而导致回路中电流的变化。若有氟利昂气体通过，回路中的电流明显增大，在检漏仪的微安表上读出其变化值，查出系统的泄露。有的电子检漏仪还设有红色简陋指示灯和音响。

        电子检漏仪的结构型式不尽相同，使用时，应按其使用说明书安装调整，把柔性探头放于易泄漏部位的下方，缓慢移动。当探头探到泄露的氟利昂时，红色简陋指示灯闪烁、检漏仪音响发出响声或微安表指针指示。

        电子检漏仪的灵敏度高，使用方便，但价格较高，维修企业使用较少。

        （3）肥皂液：肥皂液检漏是一种简便的方法。它可以找到具体的泄漏点，但有些狭小的隐蔽处检测不便，使用时，把肥皂液用刷子涂到制冷系统的易漏处，若有泄露，即会吹起肥皂泡。

        3.充氟

        充注氟利昂的方法有两种：一种是从压缩机排气阀（高压阀）的旁通孔（多用通道）充注，称为高压端充注，充入的是氟利昂液体；另一种是从压缩机吸气阀（低压阀）的旁通孔（多用通道）充注，称为低压端充注，充入的是氟利昂气体。

        （1）歧管压力计：图8-8为维修中常用的歧管压力计，它主要由低压表、高压表、表座及高低压手动阀等组成。

        表座上装有手动阀（LO和HI）用来把各通路隔离或根据需要，形成相应的组合管路。

        高压阀“HI”与低压阀“LO”同时关闭，用于检测高、低压端的压力；高压阀关闭，低压阀打开，用于由低压端向系统内充注氟利昂；高压阀打开、低压阀关闭，用于由高压端向系统内充注氟利昂；高、低压阀同时打开，用于系统的抽空。

        歧管上装用的耐压软管有三种颜色，一般蓝色软管接低压表下的接口，用来连接低压端检修阀；绿色软管接中间的接口，用来接真空泵或氟利昂贮罐。

        （2）系统的抽空：系统的抽空是为了排除机械制冷系统内的空气和湿气。它是机械制冷装置维修中的一项极为重要的工序。抽空有时 将系统中的水直接抽出来，而是使系统产生真空后降低水的沸点，使水以蒸汽的形式被抽出系统。

        （3）高压端充氟：按图8-9所示，把歧管压力计、氟利昂罐和制冷系统连接起来， 高压端充氟，又称液体充注法。打开氟利昂罐上的阀，再将表座中间软管接头松一下，放去管路中的空气，当听到“咝咝”声为止。旋紧该管接头。将氟利昂罐倒立起来，打开高压阀，使氟利昂液体充入系统内，直至系统内的氟利昂达到规定质量为止。

        高压端充氟具有安全、快速的特点，适用于制冷系统抽空后的充注。但充氟时不能开启压缩机，以免发生事故；也不能打开低压阀，以防发生氟液冲击。

        （4）低压端充氟：按图8-10所示，把歧管压力计、氟利昂罐和制冷系统连接起来，形成低压端充氟，又称气体充注法。氟利昂罐直立，打开贮罐阀门。旋松中间软管接头，放去管路中的空气，当听到“咝咝”声时，旋紧该管接头。打开低压阀，向系统内充注氟利昂气体，开启空压机，使温度控制开关置于最强冷却位置，风扇开关置于高速位置，当氟利昂充注到规定质量时为止。

        低压端充氟的充注速度较慢，适用于向制冷系统补充氟利昂，应用较广泛。但氟利昂罐必须直立，以免液态的氟利昂进入压缩机 氟液冲击，损坏机件；高压阀不能打开，以防氟液倒流入罐，导致氟利昂罐内压力过高而破裂。

        4.排出氟利昂

        在维修制冷系统或更换制冷剂时，需要将氟利昂排出系统。首先关闭高、低压阀，并将高、低压软管在相应的维修阀上。把歧管中间软管出口用布包起来。慢慢旋松高压阀，让氟利昂从中间软布里排出，但高压阀不能开得太大，以免压缩机油随氟利昂流出。当压力表指示值降到0.35兆帕以下时，慢慢拧开低压阀，使氟利昂制冷剂从高低两侧同时排出，直到两边的压力表均降至零为止。

冷藏汽车制冷装置应用最广泛的是机械制冷。它的常见故障与排除方法见表8-4.