汽车空调系统功能的内部部件的作用及工作原理

汽车空调系统通常由下列各个系统组成：

制冷系统  对车内的空气或车外吸进来的新鲜空气进行冷却或除湿。

采暖系统  对车内的空气和车外吸近来的新鲜空气加热，达到取暖、除湿的目的。

送风系统  把车外的新鲜空气吸进车内进行换气，并配置适宜的气流。

空气净化系统  用来除去车内的灰尘和异味。

有些客车上还装有专门的加湿装置。

制冷基本原理

将一个带有开关的容器装在一个绝热良好的盒子内，容器中装有常温下容易挥发的液体，将开关打开时，容器内易挥发液体便开始蒸发，同时吸收绝热盒子内的热量，吸收了热量的液体转化为气体，从开关排出。盒内的温度便会低于盒外的温度。如果容器内的易挥发液体能得到不断的补充，冷却的效果便会持续下去。

制冷装置

制冷循环

制冷系统的组成及工作过程

汽车空调制冷系统采用以R12(氟里昂12)或R134a(新型无氯环保型制冷剂)为制冷剂的蒸气压缩式制冷循环系统，它由压缩机、冷凝器、储液干燥器、冷凝器风扇、膨胀阀和蒸发器等主要部件组成。

汽车空调制冷系统的工作过程 ：

1．压缩过程

2．冷凝过程

3．干燥过程

4．膨胀过程

5．蒸发过程

制冷剂

在制冷系统中用于转换热量并循环流动的物质称为制冷剂。目前，汽车空调系统中使用的制冷剂有R12、R134a两种，其中字母“R”是Refrigerant（制冷剂）和简称。

R12制冷剂无色、无味、无臭。当R12在空气中的浓度达到20%时，人能感觉到；当其浓度达到80%以上，则会引起窒息。R12不会燃烧和爆炸，但与明火接触时能分解出有毒的光气。R12沸点低，在1个大气压下为-29.8℃。R12与水溶解性很小，但极易溶解压缩机润滑油，它对金属和橡胶一般无腐蚀作用，但R12会对大气臭气层起破坏作用，引起地球的温室效应。

与R12相比，R134a具有不同的物理和化学性质。R134a在一个大气压下，沸点为-26.18℃，具有无色、无味、无毒、渗透性强等特性。但它能腐蚀某些塑料。与聚烷乙二醇润滑油混合后会腐蚀钢件，在液态时能吸收少量的水分，到了气态时能吸收大量水分。

压缩机冷冻油

(1)润滑作用

(2)冷却作用

(3)密封作用

(4)降低压缩机噪声

冷冻油的使用注意事项：

(1)冷冻油易吸水，用后应马上将盖拧紧。

(2)不能使用变质浑浊的冷冻油，否则将影响压缩机的正常运转。

(3)不允许向系统添加过量的冷冻油，否则会影响制冷系统的制冷量。

(4)不同牌号的冷冻油不能混用，否则会变质。

(5)在排放制冷剂时要缓慢进行，以免冷冻油和制冷剂一起喷出。

(6)更换制冷系统部件时，应适当补充一定量的冷冻油。

(7)在加注制冷剂时，应先加注冷冻油。

制冷压缩机

作用：吸入来自蒸发器的低温、低压制冷剂蒸气，压缩制冷剂蒸气使其压力和温度升高，并将制冷剂蒸气送往冷凝器。

类 型：曲轴连杆式压缩机、斜盘式压缩机、摆盘式压缩机、旋叶式压缩机、滚动活塞式压缩机、涡旋式压缩机等。

斜盘式

工作过程：

当主轴旋转时，斜盘也随着旋转，斜盘边缘推动活塞作轴向往复运动。如果斜盘转动一周，前后两个活塞各完成压缩、排气、膨胀、吸气一个循环，相当于两个气缸作用。

三缸斜盘式的三活塞等间隔120°分布，五缸斜板式的五活塞等间隔72°分布。 

双头活塞的两活塞各自在相对的气缸(一前一后)中，活塞一头在前缸中压缩制冷剂蒸气时，活塞的另一头就在后缸中吸入制冷剂蒸气，反向时互相对调。各缸均备有高低压气阀，另有一根高压管，用于连接前后高压腔。斜板与压缩机主轴固定在一起，斜板的边缘装合在活塞中部的槽中，活塞槽与斜板边缘通过钢球轴承支承在一起。 

旋叶式压缩机

旋叶式压缩机的气缸形状有两种形状，一种是圆形，一种是椭圆形。

在圆形缸旋叶式压缩机中，叶轮是偏心安装的，叶轮外圆紧贴气缸内表面的吸、排气孔之间。而在椭圆形气缸中，转子的主轴和椭圆中心重合，转子上的叶片和它们之间的接触线将气缸分成几个空间。

当主轴带动转子旋转一周时，这些空间的容积发生“扩大-缩小-几乎为零”的循环变化，制冷剂蒸气在这些空间内发生了吸气-压缩-排气的循环。压缩后的气体通过簧片阀排出。

对于圆形气缸而言，2叶片将空间分成2个空间，主轴旋转一周，即有2次排气过程；4叶片则有4次。叶片越多，压缩机的排气脉冲越小。对于椭圆形气缸，4叶片将气缸分成4个空间，主轴旋转一周，有4次排气过程。

冷凝器

作用：将压缩机排出的高温、高压气态制冷剂冷凝成高温（50～55℃）、高压（1100～1400KPa）的液态制冷剂。

安装位置：一般安装在发动机散热器的前面。

类型：管片式、管带式和平流式

蒸发器

作用：将来自膨胀阀的低温、低压湿气状制冷剂在其管道中蒸发，汽化成为气态制冷剂，吸收大量热量，使蒸发器及周围空气温度降低，同时对空气起除湿作用。

安装位置：一般安装在前排乘客座位一侧杂物箱下方。

工作过程：进入蒸发器排管内的低温、低压液态制冷剂，通过管壁吸收穿过蒸发器传热表面空气的热量，使之降温。与此同时，空气中所含的水分由于冷却而凝结在蒸发器表面，经收集排出，使空气减湿，被降温、减湿后的空气由鼓风机吹进车室内，就可使车内获得冷气。 

储液干燥器

作用：储存制冷剂、吸收制冷剂中的水分及过滤制冷剂中的杂质。

结构：主要由外壳、视液镜、安全熔塞和管接头等组成。

储液干燥器用于以膨胀阀为节流装置的系统中，安装在冷凝器和膨胀阀之间。当含有蒸气的液态制冷剂进入储液器后，液态和气态的制冷剂分离。液态制冷剂通过膨胀阀进入蒸发箱（吸热箱），多余制冷剂可暂时储存在储液罐中。在制冷负荷变动时，及时补充和调整供给热力膨胀阀液态制冷剂量，保证制冷剂流动的连续和稳定性。同时，由于水分与制冷剂结合会生成酸或结冰，因此储液器中的干燥剂可用来吸收制冷剂中的水分，防止机件腐蚀或冰块堵塞膨胀阀。滤网用于过滤制冷剂中的杂质，防止膨胀阀堵塞。

安装时，先搞清楚储液器的进、出口端，在储液器的进出口端一般都打有记号，如进口端用英文字母IN，出口端用OUT表示，或直接打上箭头以表示进、出口端。且安装角度一定要垂直，倾斜度不得超过15°。

集液器 

集液器用于膨胀管式的制冷系统中，安装在蒸发器出口处的管路中。 

膨胀阀

作用：将储液干燥器来的高温、高压液态制冷剂从膨胀阀的小孔喷出，使其降压，体积膨胀，转化为雾状制冷剂，在蒸发器中吸热变为气态制冷剂，同时还可根据制冷负荷的大小调节制冷剂的流量，确保蒸发器出口处的制冷剂全部转化为气体。 

结构形式：外平衡热力膨胀阀、内平衡热力膨胀阀、H型膨胀阀和膨胀节流管（孔管）四种结构形式。

外平衡热力膨胀阀

结构：膨胀阀的入口接储液干燥器，出口接蒸发器。

工作过程：

膜片共受到三个力的作用，一个是感温包中制冷剂气体向下的压力，一个是弹簧向上的推力，还有一个是蒸发器出口制冷剂的压力，作用在膜片的下方，阀的开度取决于这三个力综合作用的结果。

当制冷负荷发生变化时，膨胀阀可根据制冷负荷的变化自动调节制冷剂的流量，确保蒸发器出口处的制冷剂全部转化为气体并有一定的过热度。当制冷负荷减小时，蒸发器出口处的温度就会降低，感温包的温度也会降低，其中的制冷剂气体便会收缩，使膨胀阀膜片上方的压力减小，阀门就会在弹簧和膜片下方气体压力的作用下向上移动，减小阀门的开度，从而减小制冷剂的流量。反之制冷负荷增大时，阀门的开度会增大，增加制冷剂的流量。当制冷负荷与制冷剂的流量相适应时，阀门的开度保持不变，维持一定的制冷强度。

内平衡热力膨胀阀

结构：内平衡式膨胀阀的结构与外平衡式膨胀阀的结构大同小异。不同之处在于内平衡式膨胀阀没有平衡管，膜片下方的气体压力直接来自于蒸发器的入口。

H型膨胀阀

它取消了外平衡膨胀阀的外平衡管和感温包，直接与蒸发器进出口相连。它有四个接口通往空调系统，其中两个接口和普通膨胀阀一样，一个接储液干燥器出口，一个接蒸发器入口。另外两个接口，一个接蒸发器出口，一个接压缩机进口。感温元件处在进入压缩机的制冷剂气流中。

膨胀节流管（孔管）

直接安装在冷凝器出口和蒸发器进口之间，用于将液态制冷剂节流降压。

它是一根细铜管，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。把塑料套管连同膨胀节流管一起插入蒸发器进口管中，密封圈用于密封塑料套管外径和蒸发器进口管内径间的配合间隙。膨胀节流管两端都装有滤网，以防止系统堵塞。

电磁离合器

作用：控制发动机与压缩机的动力传递。空调制冷系统工作时，使发动机能驱动压缩机运转，制冷系统停止运行时，切断发动机到压缩机的动力传递。 

工作过程：

（1）当接通空调开关使制冷系统进入工作状态时，电磁离合器的定子线圈通电产生磁力，将驱动盘吸向皮带轮，使两者结合在一起，发动机的动力便通过皮带轮传递到驱动盘，带动压缩机运转。

（2）当空调制冷系统停止工作时，电磁离合器的定子线圈断电，磁力消失，驱动盘与皮带轮分离，此时皮带轮通过轴承在压缩机的壳体上空转，压缩机停止运转。