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汽车空调新技术

摘要

自汽车空调诞生以来，伴随汽车空调系统的普及与发展，汽车空调的发展大体上经历了五个阶段：

单一取暖阶段、单一冷气阶段、冷暖一体化阶段、自动控制阶段、计算机控制阶段。

空调的控制方法也经历了由简单到复杂，再由复杂到简单的过程。

作为汽车空调系统的电路控制方面也再不段的更新改进，同时，我国汽车空调的安装随着汽车业的发展以达到100%的普及性，空调已成为现代汽车的一向基本配备。

给汽车空调的使用与维修问题带来新的挑战。

论文最后以汽车空调故障检修的方法，对汽车空调系统的再深入探讨，以达到对汽车空调系统的了解，并运用在实际工作中。

关键词：

汽车空调；压缩机；检修

目录

前言1

1汽车空调技术简介目录2

1.1汽车空调的特点2

1.2汽车空调的工作原理4

1.2.1工作原理4

1.3汽车空调主要功能4

1.4汽车空调系统分类5

1.5汽车自动空调系统5

2汽车空调的检修6

2.1.维修使用设备7

2.2汽车空调制冷系统检修的基本操作7

2.2.1制冷系统工作压力的检测7

2.3从制冷系统内放出制冷剂具体方法8

3、制冷剂的充注及检漏8

3.1抽真空9

3.2制冷系统的泄露检漏9

3.3从高压侧注入液态制冷剂11

3.4从低压侧注入气态制冷剂11

3.4.1检查制冷剂量12

3.4.2制冷剂的补充13

3.5制冷系统内的空气排除13

结论14

参考文献15

前言

空调是空气调节器的简称。

汽车空调是空调领域中的一个分支它是通过某种方式控制车室内空气的温度、湿度、清洁度、风速并使其以一定速度在车室内流动和分配为驾驶员及乘客提供舒适环境。

空气处理过程就是汽车空调装置应具备制冷、供暖、通风、净化空气、加湿和除湿等多项功能。

空调是汽车现代化标志之一已成为现代汽车的标准装备。

汽车空调的基本功能是在任何气候和行驶条件下改善驾驶员的劳动条件和创造舒适的环境。

舒适性是由人对车内的温度、湿度、空气流速、含氧量、有害气体含量、噪声、压力、气味、灰尘、细菌等参数指标的感觉和反映来决定的。

汽车空调已大众化、普及化。

日本和欧美的一些发达国家现在生产的新型轿车绝大部分出厂时就安装了空调设备。

不但轿车、旅游客车和公共汽车上装有空调设备而且在载货汽车、拖拉机的驾驶室里都装有空调设备。

可见汽车空调的使用已经相当普及。

现代汽车空调是将车内空间的环境调整到人体最适宜的状态创造良好的劳动条件和工作环境以提高驾驶员的劳动生产率和行车安全。

同时保护乘员的身体健康利于乘员旅游观光、学习或者休息。

为此现代汽车空调系统必须具备完善的功能以及完成这些功能所需要的装置。

这些装置既可单独使用也可综合使用以完成空气调节工作。

1汽车空调技术简介

1.1汽车空调的特点

众所周知汽车空调是以采用发动机的动力为代价来完成调节车厢内空气环境的。

了解汽车空调的特点，有利于进行汽车空调的使用和维修。

与室内空调相比，汽车空调主要有如下特点：

1.汽车空调安装在行驶的车辆上，承受着剧烈频繁的振动和冲击，因此，各部件应有足够的强度和抗振能力，接头应牢固并防漏。

不然将会造成汽车空调制冷系统的泄露，结果破坏了整个空调系统的工作条件，严重的会损坏制冷系统的压缩机等部件。

使用中要经常检查系统内制冷剂的多少，据统计，由于制冷剂的泄露而引起的空调故障约占全部故障的80%。

2.汽车空调所需的动力均来自发动机。

其中轿车、轻型汽车、中小型客车及工程机械，空调所需的动力和驱动汽车的动力均来自一台发动机。

这空调称非独立空调系统。

大型客车和豪华型大、中客车，由于所需制冷量和暖气量大，一般采用专用发动机驱动制冷压缩机和设立独立的取暖设备，故称之为独立式空调系统。

虽然非独立空调系统会影响汽车的动了性，但它相对于独立空调，在设备成本、运行成本上都较经济。

据测试，汽车安装了非独立式空调后，耗油量会增加10%到20%（与车速有关）。

发动机输出功率减少10%到12%。

3.汽车空调的特定工作环境要求汽车空调的制冷、制热能力尽可能的大。

其原因如下：

（1）夏天车内的乘客密度大，产热量大，热负荷高；冬天采暖人体所需的热量亦大。

（2）为了减轻自重，汽车隔热层一般很薄，加上汽车门窗多，面积大，所以汽车隔热性差，热损大。

（3）由于汽车本身的特点，要求汽车空调结构紧凑，质轻、量小，能在所有限的空间进行安装。

目前空调的总比重比60年代下降了50%，而制冷能力却提高了50%。

（4）汽车空调的供暖方式与室内空调完全不同。

对于非独立式汽车空调，一般利用发动机的冷却水或废气余热，而室内空调则是利用一个电磁阀，改变制冷剂量，机组很快起动并转入稳定状况。

1.2汽车空调的工作原理

1.2.1工作原理

图1-1空调系统工作原理

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。

1.3汽车空调主要功能

1.制冷系统原理：

液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后，汽化成低温低压的蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷却介质（水或空气）放热，冷凝为高压液体、经节流阀节流为低压低温的制冷剂、再次进入蒸发器吸热汽化，达到循环制冷的目的。

这样，制冷剂在系统中经过蒸发、压缩、冷凝、节流四个基本过程完成一个制冷循环 。

2.制热系统原理：

是通过议表台里面的暖水箱散热,在通过鼓风机把暖风从空调口吹出来的,暖水箱是和汽散热系统相通的,要水温到正常温才有暖风。

3.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。

4.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。

1.4汽车空调系统分类

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。

1.5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。

2汽车空调的检修

2.1.维修使用设备

1.真空泵：

一般选用排气量为2L/s，真空度达到5×10-4mmHg的真空泵；

2.气焊设备：

氧气瓶、乙炔瓶、减压阀、乙炔单向阀及配套输气管及焊具共1套；

3.电焊设备：

电焊机、输入和输出电缆线、焊把及2.5mm、3.5mm焊条共1套；

4.制冷器钢瓶：

用来存放制冷剂，一般选用3kg～40kg不等，按实定；

5.定量加液器：

可以准确地比空调器充注制冷剂1套；

6.功率表：

测量空调器的输入功率1套；

7.可移动配电盘：

供维修接临时电源用；

2.2汽车空调制冷系统检修的基本操作

2.2.1制冷系统工作压力的检测

1.将歧管压力计正确连接到制冷系统相应的检修阀上，如果手动阀，应使阀处于中位。

2.关闭歧管压力计上的两个手动阀。

3.用手拧紧歧管压力计上的高低压注入软管的联接螺母，让系统内侧的制冷剂将高低压注入软管内的空气排出，然后再将联接螺母拧紧。

4.起动发动机并使发动机转速保持在1000~1500r/min，然后打开空调A/C开关和鼓风机开关，设置到空调最大制冷状态，鼓风机高速运转，温度调节在最冷。

5.关闭车门、车窗和舱盖，发动机预热。

6.把温度计插进中间出风口并观察空气温度，在外界温度为270C时，运行5min后出风口温度应接近70C.

7.观察高低压侧压力，压缩机的吸气压力应为207pa~24kpa，排气压力应为1103~1633kpa。

应注意，外界高温高湿将造成高温高压的条件。

如果离合器工作，在离合器分离之前记录下数值。

2.3从制冷系统内放出制冷剂具体方法

1.关闭歧管压力计上的手动高低压阀，并将其高低压软管分别接在压缩机高低压检修阀上，将中间软管的自由端放在干净的软布上。

2.慢慢打开手动高压阀，让制冷剂从中间软布上排出，阀门不能开的太大，否则压缩机内的冷冻油会随制冷剂流出。

3.当压力表读数降到0.35Mpa以下时，再慢慢打开手动低压阀，使制冷剂从高低两侧流出。

4.观察压力表读数，随着压力的下降，逐渐打开手动高低压阀，直至低压表读数到零为止。

3、制冷剂的充注及检漏

3.1抽真空

汽车空调制冷系统修理之后，由于接触了空气，必须用真空泵抽真空，排除制冷系统内的水分和空气，以维护空调制冷系统的正常工作，抽真空并不能直接把水分抽出制冷系统，而产生真空后降低了制冷剂的沸点，水以蒸汽的形式被抽出制冷系统。

抽真空之前，应进行制冷剂泄露检查。

抽真空也是进一步检查系统在真空情况下的气密性能。

步骤如下：

 1.将制冷系统、歧管压力计以及真空泵连接好，压缩机高低检修阀处于微开位置，歧管压力计上的高低压手动阀处于闭合状态，拆除真空泵吸、排气口护盖，歧管压力计上的中间软管和真空泵进出口相联结。

2.打开歧管压力计的高低压手动阀，起动真空泵、观察低压表指针，应有真空显示。

3.操作5min后，低压表应达到33.6kpa（绝对压力），高压表指针应落低于零的刻度，如果高压表指针不能低于零的刻度，表明系统内堵塞，应停止，清理好故障，在抽真空。

4.真空泵工作15min后观察压力表，如果系统无泄露，低压值应达到13.28-20.05kpa的绝对压力。

5.如果达不到此数值，应关闭低压手动阀，观察低压表指针。

如果指针上升，说明真空有损失，要检查泄露部位，进行检修后才能继续抽真空，这一步也就是真空试漏法。

6.抽真空总的时间不少于30min，然后关闭低压手动阀，就可以向系统中充注制冷剂。

3.2制冷系统的泄露检漏

 由于汽车空调制冷系统各部件及管道均可采用可拆式联结，压缩机也是开式结构，而制冷剂的渗透能力很强，因此制冷系统的泄露是不可避免的。

据统计70%~80%汽车空调故障都是有泄露引起的，因此检漏作业在汽车空调作业中是十分重要的一个环节。

目前常用的检漏方法主要有以下几种。

1.检漏仪器检漏 检漏仪器检漏是汽车空调检漏作业中最常用、最主要的检漏手段，即用卤素检漏灯或电子卤素检漏仪对制冷系统各部件或连接管路进行检漏。

采用检漏仪检漏的前提是制冷系统管路内必须有一定的压力（98~294kpa）的制冷剂，因此在进行检漏作业前，应适量加入一定量的制冷剂（对于轿车空调来说，在抽真空作业进行完成后，从高压侧注入200g左右的液态制冷剂即可），或不放出系统内的原有的制冷剂以备检漏之用。

需要重点检漏的部位主要有：

（1）拆修过的制冷系统部件及各联结部位。

（2）压缩机轴封、前后端盖密封垫、检修阀和过热保护器。

（3）冷凝器散热片及制冷剂进出联结管口。

（4）制冷系统各管路及联结部位。

2.肥皂泡沫法检漏 当没有检漏设备时，可利用肥皂水对可能产生的部位进行直接检查，方法是通过歧管压力计给系统内充入784~1172kpa的干燥氮气，然后把肥皂水或其它起泡剞涂在需要检查的部位，如各联结头焊缝等，若发现有排气声或吹出肥皂泡，则说明该出有泄露。

如果没有氮气瓶，也可以充入一定压力制冷剂进行检漏，但这造成制冷剂的浪费。

这种方法简单、实用、安全，尤其适用检漏灯不宜接近的部位，但灵敏度差，操作完毕后应清除干净。

3.油迹法 制冷剞与冷冻油能互溶，如因密封不良而使制冷剂泄露时，便会带出少量的冷冻油，使泄露处形成油斑，粘上尘土便形成油泥。

根据这种现象就能找到泄露部位，不过只有在泄露量较大时，这种现象才明显。

 4.着色法 将某种颜色的染料加入制冷剂中并随着制冷剂一起在管路中循环流动，当系统管路或部件发生泄露时，加入的染料也随之渗漏出来并粘在泄露部位使之变色，通过观察制冷系统管路和部件的颜色，就能很容易地发现泄露部位。

 5.真空保压法 在抽真空作业完成之后，不要急于加注制冷剂，而是保持系统真空状态一定的时间（一般数十分至数小时）后，观察歧管压力计的低压表真空度是否发生变化。

如真空指示没有发生变化，则说明系统无泄露；如真空指示回升，则说明系统有泄露。

这种方法只能判断系统有无泄露，而无法具体指示泄露部位，因此只用于加注制冷剂前的初步检查。

3.3从高压侧注入液态制冷剂

1.抽真空作业完成后，将中间注入软管从真空泵上拆下，改接到制冷剂注入阀接口上，装好制冷剂罐并用注入阀打开制冷剂罐，然后与歧管压力计相连接的中间软管接头稍微松开一些，直到听到嘶嘶的声音后再拧紧，一排出中间注入软管中的空气。

2.打开歧管压力计高压侧手动阀，制冷剂便丛高压侧注入软管进入系统高压侧，这时观察低压表指针是否随高压表指针一起升高，若低压表指针不回升或回升很慢，说明系统内部有堵塞，应停止充注并进行检修。

若低压表指针随高压表一起正常回升，可将制冷剂罐倒立，使制冷剂呈液态进入系统。

注入规量的制冷剂后，关闭高压侧手动阀后，即可进行检漏或试运行。

从高压侧注入一定量的液态制冷剂（一般为200g左右）一般在抽真空后，初步检漏之前进行，以使制冷系统有一定量的制冷剂并保持一定的压力，便于用卤素检漏仪进行检漏作业。

另外应注意，采用这种方式充注制冷剂时，不允许打开歧管压力计的低压手动阀，也决不允许运转压缩机，否则有造成制冷剂罐爆裂的危险。

3.4从低压侧注入气态制冷剂

气态制冷剂一般从制冷系统的低压侧注入，用于初步检漏后充足制冷剂量或给系统补充制冷剂，其加注方法如下：

1.将歧管压力计联结于制冷系统检修阀上，中间注入软管与制冷剂注入阀和制冷剂罐联接好。

2.起动发动机并使之保持在1500~2000r/min转速下运转，接通空调A/C开关使压缩机工作，鼓风机以高速运转，温度调节推杆或旋钮调至最大冷却位置。

3.用注入阀打开制冷剂罐并保持罐体直立，缓慢打开歧管压力计低压手动阀，气态制冷剂便由制冷剂罐经注汝软管、低压检修阀被压缩机吸入制冷系统低压侧，同时调节低压策手动阀开度，使低压表读数不超过411.6kpa。

并加快充注速度，可将制冷剂罐直立放在温度为400C左右的温水中，以保证制冷剂罐内的液态制冷剂有一定的蒸发速度。

4.充注完毕后，关闭歧管压力计低压侧手动阀，关闭注入阀，关闭空调A/C开关和鼓风机开关，让发动机熄火，卸下歧管压力计即可。

3.4.1检查制冷剂量

起动发动机，将发动机转速稳定在1500~2000r/min，把空调功能键置于最大制冷状态，风机（包括冷凝器和蒸发器风机）置于最高速，开动空调系统5min后通过视液窗进行观察。

观察的现象、结论和处理方法如下表：

表3-1制冷剂量的检漏

现   象

结 论

处理方法

视液窗下一片清晰，送风口有冷气吹出。

在发动机转速提高或降低时可能有少量的气泡出现，关闭空调后随即气泡，然后逐渐消失（约45s内消失）

制冷剂适量

视液窗下有少量气泡出现，或者每隔1！

2s就可以看到气泡

制冷剂不足

检漏，并补充制冷剂至适量

视液窗下一片清晰，并有冷气输出。

关闭空调后15s内不气泡

制冷剂过多

排出多余制冷剂

视液窗下出现云堆状景象

干燥剂已分散，并随制冷剂流动

更换干燥剂

视液窗下有许多气泡或气泡消失，视液窗内呈油雾状或出现机油条纹

制冷剂量不足或根本无制冷剂

检漏，修理泄露部位，重新充注制冷剂至适量

3.4.2制冷剂的补充

 汽车空调经过一段时间运行后，由于汽车振动等原因，使某些部位的接头松动，制冷剂泄漏，制冷效果变差。

经过查漏、排漏后，需要从低压侧向系统充注制冷剂。

其方法如下：

 1.开动汽车空调，使其运转几分。

 2.从视液窗检查制冷剂的流动情况。

若气泡连续出现，则说明系统内缺少制冷剂。

若气泡间断出现，需要在运转一会，继续观察气泡是否消失，若仍然有气泡，就表明该系统缺少制冷剂。

 3.将歧管压力计、制冷剂罐和系统联接起来。

4.打开制冷剂罐上的阀，拧紧歧管压力计上的中间软管接头，使制冷剂放出几秒，然后拧紧接头。

5.关闭手动高压阀，将制冷剂罐直立，起动发动机、接合压缩机运转，打开手动低压阀，让气态制冷剂从低压侧吸入压缩机，待运转到规定量时，关闭手动低压阀和制冷剂罐开关阀。

 6.从系统上拆下歧管压力计和制冷剂罐。

3.5制冷系统内的空气排除

 由于空气不能凝结且又比制冷剂轻，因此空气进入系统后都堆积在冷凝器或干燥器上部。

系统中如有空气将会影响冷凝器的冷却散热效果，并使冷凝压力和温度过高，同时系统低压也将较高，整个系统制冷能力下降。

因此系统中若进入空气要及时排出。

轿车空调制冷系统排空气如下：

1.排出制冷系统内的制冷剂。

2.检查制冷系统是否有泄露的地方并补漏。

3.用真空泵反复多次抽出系统内的空气。

结论

本文以汽车空调为载体，将汽车空调的总体结构、工作原理等理论知识与其故障检修技能及正确使用知识融为一体，涉及机械传动、电动机、低压电器、热力学等多方面的理论知识以及相关方面的故障诊断与检修经验。

在学习过程中，通过对故障进行全过程的检修，认真训练每个环节和步骤，掌握每个环节涉及的理论知识，加深对汽车空调制冷系统工作原理的理解。

通过本项目的学习，应能独立地进行以下工作：

能进行汽车空调系统故障的常规检查；能进行汽车空调制冷系统的抽真空、加注制冷剂、加注冷冻润滑油工作；能进行汽车空调制冷系统的检漏工作；能正确使用汽车空调制冷系统的检测维修设备；能进行汽车空调完全不制冷故障的原因分析、检测诊断、维修和排除工作。

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