汽车空调系统基本原理与故障检修

外平衡热力膨胀阀示意图
膜片 蒸发器出口压力 温包压力
推杆
毛细管
阀座
针阀 过热调整弹簧
阀体
遥控感温包
弹簧压力
• 遥控感温包固定在蒸发器的出口管上。 • 感温包感应尾管温度，通过毛细管传递 压力，驱动膨胀阀膜片，适量的制冷剂 就进入了蒸发器。 • 外平衡热力膨胀阀与内平衡热力膨胀阀 的区别在于： • 蒸发器出口压力作用于膜片下侧，而不 是蒸发器的进口压力。 • 一般蒸发器内制冷剂的压力降低较大时， 选用外平衡热力膨胀阀，能充分而有效 地利用蒸发器的所有表面积。
A-来自膨胀阀 的液体制冷剂 D-吹出的冷气
C-车 厢热 空气
B-气体制冷剂 排管
散热片
B-气体制冷剂
框架
蒸发器与鼓风机
气体制冷剂 来自膨胀阀的 液体制冷剂 蒸发器
节流减压元件
• 1、膨胀阀 • 膨胀阀安装在蒸发器出入口管路上， 是一种感压和感温自动阀，用以调 整和控制制冷剂进入蒸发器的流量， 保证制冷剂在蒸发器内完全蒸发。 • 需要注意的是，膨胀阀并不控制蒸 发器的温度。 • 膨胀阀有三种：
被加热空气
高温气 态制冷 剂
冷空气 冷却风扇 液态制冷剂
蒸 发 器
• 蒸发器作为制冷系统的吸热装置，其功能与冷凝 器相反，液态制冷剂在低压下蒸发，利用蒸发潜 热来冷却空气。热、湿空气通过蒸发器时，碰到 冰冷的金属管芯和传热片，空气骤冷下来，空气 中的水汽被凝结沿金属壁流下排出，冷而干的空 气被送入车内，使车箱温度下降，环境舒适。
内平衡热力膨胀阀示意图
毛细管 膜片
内平衡口 弹簧 针阀 蒸发器出口 遥控感温包 阀座 阀体 通储液罐进口
• 固定在回气管路上的遥控感温包内装有惰 性液体或制冷剂，当蒸发器出口温度较高 时，感温包内液体温度随之上升，内压升 高。 • 作用在膜片上的压力大于蒸发器进口压力 和过热弹簧压力总和时，针阀离开阀座， 阀门开启，制冷剂流入蒸发器。 • 针阀开启后，制冷剂进入蒸发器，蒸发器 内压力随之上升，回气温度降低，膜片下 侧压力增加，上侧压力降低，阀门关闭。 • 由于膜片上、下侧压力经常处于不平衡状 态，所以阀门不断地做开启发、闭合循环。
热力 膨胀 阀
气 态
车 厢
液 态 蒸发器
储液干燥器
• 在汽车空调制冷系统工作时，制冷剂在空 调压缩机的驱动下，沿空调系统管道不停 地循环流动，在蒸发器吸收热量，在冷凝 器散发热量，承担“运送热能”的任务。 空调制冷剂途径不同的区域，其物质状态 随之变化。 • 空调压缩机将蒸发器送来的低温低压气体 压缩为高温高压气体，经过冷凝器散热后 变为中温高压液体，在节流减压装置的作 用下，制冷剂又变为低温低压液体，随后 在蒸发器气化膨胀，急剧降温，成为低温 低压气体。
1、储液干燥器
至膨胀阀
干 燥 剂
接冷凝器 出液管
• 2、积累器
• 见图积累器和 储液干燥器类 似，但是安装 位置在系统的 低压侧。
测试孔
干燥剂
出气孔
装有积累的空调系统减压装置通 常用膨胀管。 积累器的主要功能是防止液态制 冷剂液击空调压缩机，也可用于 储存过多的液态制冷剂，内含的 干燥剂同样起除湿的作用。
• 空调压缩机的型式较多，主要有：曲 轴活塞式压缩机（并列双缸、V形双 缸）、斜盘活塞式压缩机、翘板活塞 式压缩机、旋转叶片式压缩机等。 • 变排量空调压缩机 • 变排量空调压缩机目前在汽车上使用 逐渐增多，这种类型的空调压缩机可 以根据空调的工作需要使其排量在一 定范围内无级变化。只要是改变活塞 的行程。
调湿：调节车内空气的湿度，做到体肤干爽。
通风：提供合适的气流速度与气流方向。
滤气：净化空气，保证车内空气的质量。
汽车空调的特点
• 汽车空调与室内空调相比，既有许多共同之处， 又有一些不同的特点。为了检测、维修、排除 汽车空调的故障，须掌握以下特点： 1、汽车空调工作环境承受较大的振动和冲击。 • 接头容易松脱，导致制冷剂泄漏，制冷剂泄漏 会造成整个空调系统工作条件失衡，甚至破坏 空调压缩机等制冷系统部件。 • 统计表明：汽车空调因制冷剂泄漏而引发的空 调故障，约占全部故障的80% 。
外平衡热力膨胀阀示意图
• H形膨胀阀外观 为长方体，其 内部通路为H形
至压缩机 温度传感器
从蒸发器来
接冷凝器
至蒸发器
钢球与弹簧
• 蒸发器进口管和尾管装在同一右侧板上， 而液体管路和回气管路装在同一左侧板上。 • 温度传感器装在制冷剂从蒸发器至空调压 缩机的气流中。 • 制冷剂温度的变化，传感器膨胀或收缩， 直接推动阀门（钢球和过热弹簧）。 • H 形膨胀阀的结构保证了低压侧压力直接 作用于膜片下侧。 • H形膨胀阀从外观上容易识别，普通膨胀 阀只有2根主管路，而H形膨胀阀却有4根 主管路。
汽车空调制热系统的组成
• 为了节省能源，大多数汽车空调制热系统都是 利用发动机循环冷却液来进行车内采暖。 • 在制暖时，空调压缩机、冷媒等制冷系统部件 不参与工作，热能来源于汽车发动机的冷却液。 发动机的热量以传导方式被冷却液吸收，流动 的高温冷却液进入加热器，使加热器得到加热， 低温空气流经加热器，空气被加热，达到制热 的目的。 • 制热系统的部件有： 加热器、节温器、水泵、散热器、热水阀等。
泄油孔 滤网
• 制冷剂从积累器上部进入，液态制冷剂落 入容器底部，气态制冷剂积存在上部，并 经上部出气管进入压缩机。 • 在容器底部，出气管弯处装有带小孔的过 滤器，允许少量的积存在管弯处的机油返 回压缩机，但液体制冷剂不能通过，因而 要用特殊过滤材料。 • 低压侧的压力控制器，如循环离合器系统 控制蒸发器温度的压力开关，常常装在积 累器上。 • 积累器中干燥剂的组成和特性，和储液干 燥器内完全一样。 • 积累器不能维修，如发现故障，必须更换。
汽车空调的特点
2、汽车空调系统的动力源来自发动机 • 汽车空调一般是以消耗发动机的动力来调节、 控制车厢内的空间环境。（有些车采用独立） • 现代轿车空调所需要的动力和驱动汽车的动力 一般来自同一发动机，这种空调系统称为非独 立式空调系统。 • 在空调系统处于工作状态时，将明显影响汽车 的动力性能。 • 耗油量平均增加10%~20%，发动机输出功率 减少10%~20%。
R-134a制冷剂
• R-134a也可称为HFC134a，其分子式是C2H2F4。 • 与 R-12 相比， R-134a 具有良好的大气环境特性， 臭氧层破坏系数（ODP）为0。 • 即不破坏臭氧层。其安全性高、不易燃、不爆炸、 无毒，无刺激性和腐蚀性；蒸发潜热高，比定压 热容大，具有较好的制冷能力；粘度较低，流动 性好；其分子直径接近 R-12 ，制冷剂渗透少；饱 和蒸气压力与 R-12 接近；导热系数较高，热传导 效果好。 • 国家规定：2000年以后出产的新车，不准再使用 R-12作为汽车空调的制冷剂。
2、集累器
气态制冷剂进口
塑料盖
接蒸发器
至压缩机 干燥剂 U形管
滤网
泄油孔
汽车空调系统的工作原理
•制冷的方法 很多，有蒸气 压缩式制冷、 吸收式制冷、 蒸气喷射制冷 和电子制冷等。 •汽车空调系 统大都采用压 缩式制冷循环 原理来制冷， 其基本原理如 右图：
汽车空调系统的工作原理
压缩机
冷凝器
气 态
1-加热器进水管；2-上部软管；3-节温器； 4-水泵；5-散热器；6-下水室；7-下部水管； 8-缸体水套；9-缸盖水套；10-加热器的回 水管；11-加热器；12-热水阀
汽车空调制热系统
汽车空调制冷系统的组成
• 汽车空调制冷系统主要由五种部件组成： 压缩机 冷凝器 蒸发器 节流减压元件（膨胀阀或孔管） 储液干燥器（干燥瓶）或积累器。 • 这些部件通过高压蒸气管路、高压液体管路 和低压蒸气管路连接成空调系统。
R-12制冷剂
• 绝大多数是氟里昂，国际上用英文字母R来表示。 • 字母F是美国杜邦公司的专用代号，所以也称F-12。 • R-12的分子式是 CF2CL2 ，化学名称是二氟二氯甲 烷。 • 以前汽车空调系统大多采用R-12作为制冷剂。 • 但是由于R-12制冷剂的泄漏，使进入大气的R-12制 冷剂破坏地球的臭氧保护层，危害人类的健康和 生存环境，引起地球的温室效应，因此这种制冷 剂已列为淘汰产品，被R-134a所取代。
汽车空调的特点
• 3、汽车空调的制冷、制热负荷强度大 运行条件、散热、隔热性能、阳光照射等。 • 4、汽车空调工况变化大 汽车运行的路面是复杂多变的，发动机的转速、 转矩、功率等工况变化频繁，空调压缩机转速 波动，使制冷剂的流量变化较大。这将导致空 调压缩机输送的制冷剂流量处于不稳定状态， 容易引起压力过高或者压缩机的液击现象，引 发汽车空调系统的各类故障。
R-134a空调系统检修特点
• 1、R-134a和R-12不能互换。如果互换将产生交叉污染，很有 可能损坏空调压缩机。 • 2、R-134a及其冷冻润滑油PAG极易吸水，只有在装配时，才 可打开干燥器及空调压缩机防尘盖，并随即连接管道，如果 作业中断，应立即装上防尘盖，以杜绝水汽侵入。 • 3、R-134a空调系统管道接口全部采用公制，以防止与R-12系 统误装或交叉感染。 • 4、R-134a空调系统修理工具全部采用公制（而R-12空调系统 则采用英制）。其中包括： 歧管压力表1块；高压侧充注胶管1根（红色）； 低压侧充注胶管1根（蓝色）；真空侧充注胶管1根（黄色）； 高压侧快换卡头1个；低压侧快换卡头1个； T形转换接头（制冷剂罐用）1个；小瓶制冷剂开罐阀1个； 真空泵转换接头1个。
• 储液干燥器内干燥剂失效时，湿气会集聚在膨 胀阀孔口，结成冰块，使系统发生堵塞，此时 必须更换。 • 如果出液管残破，液体管路内发生不正常的气 体闪亮，应更换旧储液干燥器。 • 排湿时，必须彻底抽真空，要选用可靠的真空 泵。 • 为了防止杂质在系统内循环，膨胀阀进口、空 调压缩机进口和储液干燥器内部，均装有滤网， 要是滤网堵塞，必须更换储液干燥器。
汽车空调系统 基本原理与故障检修
汽车空调的作用 汽车空调是汽车室内空气调节 的简称，用以调节车内的温度、 湿度、气流速度、空气洁净度等 参数指标，从而为乘员创造和提 供清新舒适的车内环境。
汽车空调系统的功能
汽车空调为满足乘员的舒适性 要求，应完成四大功能:
调温：调节车内空气的温度，做到冬暖夏凉。
蒸发器
空调压缩机
节流 减压 元件 （孔 管或 膨胀 阀）
冷凝器 储液干燥器
视窗
汽车空调制冷系统
制冷系统的组成
膨胀阀式空调系统组成
4膨胀阀
5蒸发器
1压缩机
3干燥瓶 2冷凝器
汽 车 空 调 压 缩 机
• 为了保证制冷 剂在空调系统 内沿规定的管 路循环流动， 高温高压 气体。 • 左图表达了空 调压缩机的工 作原理。
节流减压元件
1、膨胀阀
• 2、节流孔管
• 孔管又称膨胀管、固定孔管，是一根装在塑料 套内的小铜管，它与膨胀阀一样，用作节流降 压装置
出口 孔口 密封圈
进口滤网
2、节流孔管
储液干燥器或积累器
1、储液干燥器
• 安装储液干燥 器可以缓冲系 统内制冷剂的 容量。 • 储液干燥器安 装在系统的高 压侧，一般串 联在管路上， 是传统温控系 统的特征之一。
冷凝器
• 冷凝器管道成蛇形状， 管道上布着散热片。 形状与发动机散热器 相似。 • 当制冷系统工作时， 由冷却风扇形成空气 流经冷凝器，带走冷 凝器管内制冷剂的热 量，从而使制冷剂由 气态变成液态。 • 在维修时，常见接口 泄漏、管道破裂、灰 尘堵散热片将会影响 散热效果。
冷凝器与风扇
冷凝器
散热器
汽车空调的特点
• 5、汽车空调牵连影响大 • 汽车空调的安装结构较为紧凑，与汽车其他 部件有牵连。 • 现代汽车的空调系统，往往与整车电控系统、 电源、电器控制元件、仪表以及发动机的综 合控制联系在一起，在空调的维护以及故障 诊断、检测方面，需要掌握更多的知识。
汽车空调系统的基本组成与模式
• 汽车空调系统由制热（采暖）系统、制冷系统、 送风系统、电子控制系统组成。 • 汽车空调的工作模式 1.手动模式：车内空气设置参数由人工设定，参 数设定后系 统将使这些参数处于指定控制下。 2.半自动模式：通过程序装置检测空气温度和气 流混合门位置来达到驾驶员选定的舒适度。 3.全自动模式：通过程序装置检测空气温度和气 流混合门位置来达到驾驶员选定的舒适度，且 系统具有故障监控警示功能。
滤清材料
干燥剂
出液管
• 储液干燥器应安装在风凉的位置，通常在汽 车散热器前面，也有的把它装在蒸发器附近。 • 安装立式储液干燥器时，与立面的倾斜角度 不得大于15°，进口应和冷凝器出口相连通。 储液干燥器进口处，通常打有标记，安装时 务必记住，制冷剂是从干燥器下部流入膨胀 阀进口的，接反了储液干燥器，会导致制冷 量不足。 • 储液干燥器是接入系统的最后一个部件，应 防止湿气进入系统和干燥器。