汽车空调的组成与原理.docx

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汽车空调的组成与原理

汽车空调的组成与原理

一、汽车空调的工作原理

压缩机运转时，将蒸发器内产生的低温低压制冷剂蒸气吸入并压缩后，在高温高压（约700C，1471KPa）的状况下排出。

这些气态蒸气流入冷凝器，并在此受到散热和冷却风扇的作用强制冷却到500C左右。

这时，制冷剂由气态变为液态。

被液化了的制冷剂，进入干燥器，除去了水和杂质后，流入膨胀阀。

高压的液态制冷剂从膨胀阀的小空流出，变为低压雾状后流入蒸发器。

雾状制冷剂在蒸发器内吸热汽化变为气态制冷剂，从而使蒸发器表面温度下降。

从送风机出来的空气，不断流过蒸发器表面，被冷却后送进车厢内降温。

气态制冷剂通过蒸发器后又重新被压缩机吸入，这样反复循环即可达到制冷目的。

二、汽车空调主要功能包括以下4大部分:

制冷、制热、通风、除湿

制冷系统原理：

汽车空调的压缩机依靠汽车发动机的动力提供汽车在怠速状态下打开空调制冷怠速会明显增大油耗也会相应的增加油耗增加的大小与环境温度有最直接的关系环境温度高制冷剂膨胀的压力大发动机驱动空调的消耗也相应加大环境温度低油耗相应减少。

制热系统原理：

汽车空调制热与压缩机没有丝毫关系制热的热源不是空调本身获取的是由汽车的散热水箱（中控台下面的暖风机总成内的副水箱）提供早晨在热车前空调吹出来的是冷风待热车后空调热风源源不断的送出来制热本身基本没有能量消耗是利用汽车的余热完成的.但在冬季，为了提升水温，加大喷油量，也使耗油量增加。

但是只是在启动初期，等发动机运转正常，就是利用发动机的散热来供暖了。

（而有的柴油车由于水温上升慢，为了一发动车就能享受到暖风，所以在暖风机里面加有电热丝）。

通风：

通风分为内循环和外循环使用内循环时车内空气基本不与外界交流使用外循环时位于挡风玻璃下的新风口会将外界的空气源源不断的送进来以保持车内空气的清新.

除湿：

空调制冷的过程就是除湿的过程从制冷时产生的大量冷凝水就可以看出来了在湿度较大的阴雨天气或是温差太大的时候车内的玻璃上容易起雾打开空调驱雾就是一个除湿的过程。

三、汽车空调的组成

汽车空调一般主要由压缩机、电控离合器、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、贮液干燥器、管道、冷凝风扇等组成。

汽车空调分高压管路和低压管路。

1.电磁离合器

在非独立式汽车空调制冷系统中，压缩机是由汽车主发动机驱动的。

在需要时接通或切断发动机与压缩机之间的动力传递。

另外，当压缩机过载时，它还能起到一定的保护作用。

因此，通过控制电磁离合器的结合与分离，就可接通与断开压缩机。

当空调开关接通时，电流通过电磁离合器的电磁线圈，电磁线圈产生电磁吸力，使压缩机的压力板与皮带轮结合，将发动机的扭矩传递给压缩机主轴，使压缩机主轴旋转。

当断开空调开关时，电磁线圈的吸力消失。

在弹簧作用下，压力板和皮带轮脱离，压缩机便停止工作。

2.压缩机

作用是使制冷剂完成从气态到液态的转变过程，达到制冷剂散热凝露的目的。

同时在整个空调系统，压缩机还是管路内介质运转的压力源，没有它，系统不仅不制冷而且还失去了运行的动力。

（1）用于汽车制冷系统的压缩机按运动型式可分为：

往复活塞式曲轴连杆式径向活塞式轴向活塞式翘板式斜板式旋转式旋叶式圆形汽缸椭圆形汽缸转子式滚动活塞式三角转子式螺杆式涡旋式

图

（1）图

（2）图（3）

曲轴连杆式压缩机如图

（1）它是一种应用较为广泛的制冷压缩机。

压缩机的活塞在汽缸内不断地运动，改变了汽缸的容积，从而在制冷系统中起到了压缩和输送制冷剂的作用。

压缩机的工作，可分为压缩、排气、膨胀、吸气等四个过程.2）斜板式压缩机斜板式压缩机如图

（2）它的润滑方式有两种，一种是采用强制润滑，用由主轴驱动的油泵供油到各润滑部位及轴封处。

主要用于豪华型轿车或小型客车较大制冷量的压缩机。

另一种是采用飞溅润滑，我国上海内燃机油泵厂生产的斜板式压缩机即是采用飞溅润滑。

斜板式压缩机结构紧凑，效率高，性能可靠，因而适用于汽车空调。

3）旋叶式压缩机旋转叶片式压缩机如图（3）由于旋转叶片式压缩机的体积和重量可以做到很小，易于在狭小的发动机舱内进行布置，加之噪声和振动小以及容积效率高等优点，在汽车空调系统中也得到了一定的应用。

但是旋转叶片式压缩机对加工精度要求很高，制造成本较高。

4）滚动活塞式压缩机滚动活塞式压缩机具有质量小、体积小、零部件少、效率高、可靠性好以及适宜于大批量生产等优点。

3.冷凝器

汽车空调制冷系统中的冷凝器是一种由管子与散热片组合起来的热交换器。

其作用是：

将压缩机排出的高温、高压制冷剂蒸气进行冷却，使其凝结为高压制冷剂液体。

汽车空调系统冷凝器均采用风冷式结构，其冷凝原理是：

让外界空气强制通过冷凝器的散热片，将高温的制冷剂蒸气的热量带走，使之成为液态制冷剂。

制冷剂蒸气所放出的热量，被周围空气带走，排到大气中。

汽车空调系统冷凝器的结构形式主要有管片式、管带式和鳝片式三种。

（1）管带式它是由多孔扁管与S形散热带焊接而成，管带式冷凝器的散热效果比管片式冷凝器好一些（一般可高10%左右〉，但工艺复杂，焊接难度大，且材料要求高。

一般用在小型汽车的制冷装置上。

（2）鳝片式它是在扁平的多通管道表面直接锐出鳝片状散热片，然后装配成冷凝器，由于散热鳝片与管子为一个整体，因而不存在接触热阻，故散热性能好；另外，管、片之间无需复杂的焊接工艺，加工性好，节省材料，而且抗振性也特别好。

所以，是目前较先进的汽车空调冷凝器。

4.蒸发器

也是一种热交换器，也称冷却器，是制冷循环中获得冷气的直接器件。

其作用是将来自热力膨胀阀的低温、低压液态制冷剂在其管道中蒸发，使蒸发器和周围空气的温度降低。

同时对空气起减湿作用。

5.膨胀阀

膨胀阀也称节流阀，是组成汽车空调制冷系统的主要部件，安装在蒸发器入口处，是汽车空调制冷系统的高压与低压的分界点。

其功用是：

把来自贮液干燥器的高压液态制冷剂节流减压，调节和控制进入蒸发器中的液态制冷剂量，使之适应制冷负荷的变化，同时可防止压缩机发生液击现象（即未蒸发的液态制冷剂进入压缩机后被压缩，极易引起压缩机阀片的损坏）和蒸发器出口蒸气异常过热。

6.贮液干燥器

贮液干燥器简称贮液器。

安装在冷凝器和膨胀阀之间，如图20所示，其作用是临时贮存从冷凝器流出的液态制冷剂，以便制冷负荷变动和系统中有微漏时，能及时补充和调整供给热力膨胀阀的液态制冷剂量，以保证制冷剂流动的连续和稳定性。

同时，可防止过多的液态制冷剂贮存在冷凝器里，使冷凝器的传热面积减少而使散热效率降低。

而且，还可滤除制冷剂中的杂质，吸收制冷剂中的水分，以防止制冷系统管路脏堵和冰塞，保护设备部件不受侵蚀，从而保证制冷系统的正常工作。

贮液器出口端旁边装有一只安全熔塞，也称易熔螺塞，它是制冷系统的一种安全保护装置。

其中心有一轴向通孔，孔内装填有焊锡之类的易熔材料，这些易熔材料的熔点一般为85℃-95℃。

7.孔管

孔管是固定孔口节流装置。

两端都装有滤网，以防止系统堵塞。

和膨胀阀一样，孔管也装在系统高压侧，但是取消了贮液干燥器，因为孔管直接连通冷凝器出口和蒸发器进口。

孔管不能改变制冷剂流量，液态制冷剂有可能流出蒸发器出口。

因此，装有孔管的系统，必须同时在蒸发器出口和压缩机进口之间，安装一个积累器，实行气液分离，以防液击压缩机。

孔管是一根细钢管，它装在一根塑料套管内。

在塑料套管外环形槽内，装有密封圈。

有的还有两个外环形槽，每槽各装一个密封圈。

把塑料套管连同孔管都插入蒸发器进口管中，密封圈就是密封塑料套管外径和蒸发器进口管内径间的配合间隙用的。

安装使用后，系统内的污染物集聚在密封圈后面，使堵塞情况更加恶化。

就是这种系统内的污染物，堵塞了孔管及其滤网。

这种孔管不能修，如需维护，只能清理滤网。

坏了只有更换，孔管内孔的积垢，也不能清理。

8.积累器

用孔管代替膨胀阀时，汽车空调制冷系统要在低压侧安装积累器。

积累器是一种特殊形式的贮液干燥器，用于回气管路中的气液分离，滤网设计有特殊要求，只许润滑油从中通过，而不允许液态制冷剂从中通过。

使用孔管的汽车空调制冷系统，总是存在一种可能性：

制冷剂离开蒸发器时，还是液体。

为了防止液态制冷剂损坏压缩机，必须在蒸发器出口和压缩机进口之间设置积累器，以防止液态制冷剂通过。

液态制冷剂在积累器中蒸发，然后以气态形式进入压缩机。

9.风机

汽车空调制冷系统采用的风机，大部分是靠电机带动的气体输送机械，它对空气进行较小的增压，以便将冷空气送到所需要的车室内，或将冷凝器四周的热空气吹到车外，因而风机在空调制冷系统中是十分重要的设备。

风机按其气体流向与风机主轴的相互关系，可分为离心式风机和轴流式风机两种。

10.电磁旁通阀

电磁旁通阀多用于大、中型客车的独立式空调制冷系统，其作用是控制蒸发器的蒸发压力和蒸发温度，防止蒸发器因温度过低而结霜。

电磁旁通阀一般安装在贮液干燥器与压缩机吸入阀之间。

11.主轴油封

主轴油封损坏，会引起雪种和润滑油泄漏。

一般可以从有关的油迹来确定泄漏的地方。

也可将压缩机拆下，浸入水中，以进出、口不没入水中为度。

将排气口堵住，再从进气口加气压。

从有关冒气泡的地方很容易确诊是不是主轴油封泄漏。

四、汽车空调系统分类（按动力源分）

1.独立式空调：

有专门的动力源（如第二台内燃机）驱动整个空调系统的运行。

一般用于长途货运、高地板大中巴等车上。

独立式空调由于需要两台发动机，燃油消耗高，同时造成较高的成本，并且其维修及维护十分困难，需要十分熟练的发动机维修人员，而且发动机配件不易获得，尤其是进口发动机；另外设计和安装更容易导致系统质量问题的发生，而额外的驱动发动机更增加了发生故障的概率。

2.非独立式空调：

直接利用汽车的行驶动力（发动机）来运转的空调系统。

非独立式空调由主发动机带动压缩机运转，并由电磁离合器进行控制。

接通电源时，离合器断开，压缩机停机，从而调节冷气的供给，达到控制车厢内温度的目的。

其优点是结构简单、便于安装布置、噪音小。

由于需要消耗主发动机10%-15%的动力，直接影响汽车的加速性能和爬坡能力。

同时其制冷量受汽车行驶速度影响，如果汽车停止运行，其空调系统也停止运行。

尽管如此，非独立式空调由于其较低的成本（相对独立式空调），已逐渐成为市场的主导产品。

目前，绝大部分轿车、面包车、小巴都使用这种空调。

五、汽车自动空调系统

汽车自动空调系统指的是根据设置在车内外的各种温度传感器的输出信号，由ECU中的微机进行平衡温度的演算，对进气转换风扇、送气转换风门、混合风门、水阀、加热继电器、压缩机和鼓风机等进行自动控制，按照乘客的要求，使车厢内的温度和温度等小气候保持在使人体感觉最舒适的状态。

自动空调控制系统的传感器一般有车厢内温度传感器、车厢外温度传感器、蒸发器温度传感器、太阳能传感器、水温传感器等。

其中水温传感器位于发动机出水口，它将冷却水温度反馈至ECU，当水温过高时ECU能够断开压缩机离合器而保护发动机，同时也使ECU依据水温控制冷却水通往加热芯的阀门。

各个传感器将温度信息反馈到ECU，ECU通过“混合风档”的冷暖风比例而控制空气流的温度，例如当温度过低时ECU指令冷气流经加热芯升温，当温度过高时则增大冷气，当车厢内温度达到预定值时，ECU会发出指令停止“混合风档”伺服电动机运转。

同时，ECU还通过“方式风档”伺服电动机控制气流流向，确定出风口的吹风角度。

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