汽车空调工作原理

制冷系统工作时，制冷剂以不同的状态
在这个密闭系统内循环流动，进行四个基本过
程：
压缩过程 冷凝过程
膨胀过程
蒸发过程
压 缩 过
压缩机将蒸发器低 压侧（温度约为0℃、压 力约为0.15 Mpa）的低温
程
Fra Baidu bibliotek
低压气态制冷剂压缩成高
温（约70 80℃）、高压
（约1.5 Mpa）的气态制
冷剂，送往冷凝器。
冷 凝 过 程
间内的空气极易产生缺氧和二氧化碳浓度过高;汽车 发动机废气中的一氧化碳和道路上的粉尘、野外有毒 的花粉都容易进入车室内,造成车室内空气闷浊,严重 影响乘员的身体健康。
清洁度:由于车室内空间小,乘员密度大,全
封闭空间内的空气极易产生缺氧和二氧化碳 浓度过高;汽车发动机废气中的一氧化碳和 道路上的粉尘、野外有毒的花粉都容易进入 车室内,造成车室内空气闷浊,严重影响乘员 的身体健康。
空气吹入车内，以提高车内空气的温度；同时还可以
对前风窗玻璃进行除霜、除雾。
3、通风系统
用来通风换气 。 通风分为自然通风和强制通风。 自然通风是利用汽车行驶时，根据车外所产生的 风压不同，在适当的地方，开设进风口和出风口来实 现通风换气； 强制通风是采用鼓风机强制外气进入的方式。
4、空气净化系统
空气净化系统由空气过滤器、出风口等 组成，用以对引入的空气进行过滤，不断排出 车内的污浊气体，保持车内空气清洁。
1.高压保护开关
安装：制冷系统高压管路上或储液干燥器上。 作用：用来防止系统压力过高而使压缩机过载或 系统管路及有关器件损坏。 分类：触点常闭型和触点常开型 。 触点常闭型用于制冷系统压力过高时中断压缩机工 作。触点断开压力：2.1 MPa -2.8 Mpa；闭合压力： 1.9 MPa。
触点常开型用于制冷系统压力升高至一定值时，接
二、汽车空调系统的基本组成和类型
（一）汽车空调的组成 汽车空调系统按其功能分为：
制冷系统、取暖系统、通风系统、空气净化系
统、控制操纵系统。
1、制冷系统
对车内空气或由外部进入车内的新鲜空气进行
冷却，来实现降低车内温度的目的。
2、暖风系统
轿车暖风系统利用冷却液的热量，将发动机的 冷却液引入车室内散热器中，通过鼓风机将被加热的
机件。温度超过28℃,人就会觉得燥热,温度越高,越
觉得头昏脑胀,精神集中不起来,思维迟钝,容易造成 交通事故。
湿度:人觉得最舒适的相对湿度夏季是50% ～ 60%, 冬季则是40% ～ 50%。在这种湿度环境中,人会觉得
心情舒畅,皮肤觉得特别光滑、柔嫩。湿度过低,人的
皮肤会痒,这是由于湿度太低时,皮肤表面和衣服都较
5、控制系统
控制系统由电气元件、真空管路和操纵 机构组成。一方面用以对制冷和暖风系统的温 度、压力进行控制，另一方面对车室内空气的 温度、风量、流向进行操纵。
（二）汽车空调的类型
1、按驱动方式分独立式空调和非独立式空调 非独立式空调：空调制冷压缩机由汽车
发动机驱动（多用于小客车和轿车上） 。
独立式空调：用一台专用空调发动机来驱 动空调制冷压缩机（多用于大、中型客车上） 。
电磁离合器线圈电路接通，压缩机运 转制冷，使蒸发器表面温度下降。
当蒸发器表面温度下降至调定
温度下限值时，热敏电阻阻值增大，使
B点的分压值升高，则三极管V3导通、V4
截止，继电器磁化线圈断电，触点张开，
切断了电磁离合器线圈电路，压缩机停 止运转，蒸发器表面温度开始升高。
当蒸发器表面温度升至调定温
度上限值时，电子温控器重新接通电磁
第七节
汽车空调电路
功用：用以保证汽车空调系统各装置之间
的相互协调工作，正确完成汽车空调系统的
各种控制功能和各项操作。 一、汽车空调的基本电路 电源电路 鼓风机控制电路 电磁离合器控制电路
汽车空调基本电路图
有的汽车空调系统中设置了专用的冷凝器冷 却风扇，由电动机驱动。由于增加了一只风扇
电动机，近而增设了一只继电器，用来控制压
结构组成： 阀体、感温
元件、调节杆、 弹簧、球阀等。
（二）制冷系统的自动控制与调节
1、恒温器（温度开关）
作用：根据蒸发器表面温度的高低接 通和断开电磁离合器线圈电路，控制压缩 机的工作时机。 型式：热力杠杆式；热敏电阻式；
（1）热力杠杆式恒温器
结构组成：
两对触点、弹簧 片、挺杆、膜片
盒、毛细管。
线圈
皮带轮
压 缩 机 体
压力板 弹簧片 引 铁
3、发动机转速自动控制装置 （1）怠速控制装置
分为两种型式：
怠速继电器：自动切断压缩机电磁离合
器线圈电路，使压缩机停止工作的装置；
怠速提升装置：发动机怠速运转需要空
调制冷系统工作时，能自动加大节气门开度，
使发动机怠速转速略为提高的装置。
①怠速继电器 功用：发动机怠速运转时，自动切断压 缩机电磁离合器线圈电路，使压缩机停止工作， 以维持发动机怠速稳定运转（现代轿车淘汰）。 ②怠速提高装置
通冷凝风扇高速档电路，以加强冷凝器的散热效果。触 点闭合压力：1.58 MPa ± 0.17 Mpa；断开压力：
1.335 MPa ± 0.17 MPa。
2.低压保护开关（制冷剂泄漏检测开关） 安装：冷凝器与膨胀阀之间的高压管路 上或储液干燥器上。 作用：制冷系统压力低于0.21 MPa时，
低压开关触点张开，切断电磁离合器线圈电
功用：发动机怠速运转，使用空调制冷时，
自动提高发动机转速，以满足空调制冷的需要。
（2）加速控制装置
功用：汽车
行驶加速或超车加 速，为使发动机功 率用来提高车速， 将电磁离合器线圈
电路切断，使压缩
机停止工作。
（三）制冷系统安全保护装置 1.高压保护开关 2.低压保护开关 3.冷却液过热开关（水温开关） 4.高压卸压阀
化学稳定性120年。
替代：R134a （四氟乙烷C2H2F4 ） 特点：1个大气压下 沸点：-26.4℃
凝固温度：-155℃
无毒、无味、不燃烧、不腐蚀金属、 不破坏臭氧层、价格是氟里昂的5倍。
一、制冷系统
（一）制冷系统的组成与工作原理 组成：压缩机、冷凝 器、储液干燥器、膨 胀阀、蒸发器等组成。 各部件之间采用 铜管（或铝管）和高 压橡胶管连接成一个 密闭系统。
分类：曲轴连杆式和轴向活塞摇板式。
安装：发动机前端右侧，曲轴皮带轮驱动。
组成：缸体、前后缸盖、活塞、吸排气阀片、斜板等。
工作过程：
压缩机轴旋转时，斜盘驱动摇板轴向
反复摇摆，从而带动活塞轴向往复运动，驱动
制冷剂流动，将蒸发器（吸热器）至吸气口间
的低温（0℃）低压（150 kPa）气态制冷剂压 缩成高温（60℃～66℃）高压（1100～1400 kPa）气态制冷剂送往冷凝器（散热器）进行 冷却。
2、按功能分单一功能型和冷暖一体型
单一功能型：将制冷系统、取暖系统、 强制通风系统各自独立安装（多用于大型客车 和载货汽车上） 。 冷、暖一体型：制冷、取暖和通风共用一
台鼓风机，共用一个风道送风口，都在同一控制
板上控制（多用于轿车上） 。
第二节
制冷剂
汽车空调系统的结构与工作
初始：氟里昂R12（二氟二氯甲烷CF2Cl2 ） 特点：1个大气压下沸点-29.8℃，凝固温 度-155℃，能在常温下冷凝液化。 无色、无毒、不燃烧、不爆炸，不腐蚀 金属和橡胶件，与水不相溶、破坏臭氧层、
压阀自动关闭，以确保制冷系统工作正常。
二、取暖系统
利用发动机工作时冷却液的余热 (80℃-95℃的热水)为车内提供暖气的，因 此也称水暖式暖风系统—广泛地用于小型 客车和轿车上。 冷空气在鼓风机作用下，通过加热器 被加热后，由不同的风口吹向车内。
三、通风系统
作用:汽车运行中从车外引入一定量的新鲜 空气，并将车内的污浊空气排出车外，同时还 可以防止风窗玻璃结霜。 动压通风也称自然通风，它是利用汽车行 驶时对车身外部所产生的风压为动力，在适当 的地方开设进风口和排风口，以实现车内的通 风换气。
注：不能与冷凝器互换使用。
4、储液干燥器 作用：过滤、除湿、 气液分离及临时性地储存 一些制冷剂。 安装：发动机前方冷 凝器一侧。 组成：储液罐、过滤 器、干燥剂、引出管、视
液镜、易熔塞等。
5、膨胀阀
温度自动控制式
作用：降低制冷剂压力，保证在蒸发器
内沸腾蒸发；调节流入蒸发器制冷剂流量，满 足制冷负荷变化的需要。 汽车制冷系统中高压与低压的分界点。 安装：蒸发器进口。
缩机电磁离合器线圈和冷凝器风扇电动机电路。
通风方式:动压通风、强制通风、综合通风；
强制通风是利用鼓风机强制将车外空气 送入车内进行通风换气。通常在备有冷暖气设 备的汽车上大多采用通风、取暖和制冷的联合 装置。这些汽车上一般设有停止、自然通风 （指车内外空气通过风窗口自然流通）、吸气、 排气和循环五种功能 综合通风是指一辆汽车上同时采用动压 通风和强制通风，根据需要可分别使用和同时 使用。
十四章
汽车空调及
自动控制系统
第一节
汽车空调技术概况
一、汽车空调的功能
功能：改善驾驶员的工作条件和提高乘 员的舒适性（对车室内空气的温度、湿度、 流速和清洁度等参数进行调节，使乘员感到
舒适；并预防或去除风窗玻璃上的雾、霜和
冰雪，保障乘员的健康和行车安全）。
衡量汽车空调的主要指标：
温度:在夏季人感到最舒适的温度是22℃～28℃,在 冬季则是16℃ ～ 18℃。温度低于14℃,人就会感觉 到冷,温度越低,越觉得手脚动作僵硬,不能灵活操作
2、冷凝器
作用：把来自压缩机的高压、高温气体
制冷剂中的热量散发到车外环境中去，同时
经过热量散发的制冷剂从冷凝器的出口流出 时转变为高压、高温的液体制冷剂而进入储 液干燥器。 安装：水箱前方
结构：铜管或铝管制成芯管，并在芯管
周围焊接散热片。
3、蒸发器
作用：将降压后的制 冷剂，在流入蒸发器时， 通过蒸发器管壁吸收乘室 空气中的热量，从而使空 气变冷。 组成：铝质芯管和散 热片。 安装：副驾驶员一侧 杂物箱下方。
送往冷凝器 的过热气态制冷剂，
被冷凝成中温、压
力约为1.0 1.2 MPa液态制冷剂。
膨 胀 过
冷凝后的液态制 冷剂经过膨胀阀后体 积增大，其压力和温
程
度急剧下降，变成低
温（约-5℃）、低压 （约为0.15 Mpa）的 湿蒸气，进入蒸发器 中迅速吸热蒸发。
蒸 发 过
液态制冷剂 通过膨胀阀变为低 温低压的湿蒸气， 流经蒸发器不断吸 热汽化转变成低温 （约为0℃）、低 压（约为0.15 Mpa） 的气态制冷剂，吸 收车内空气的热量。
干燥,它们之间(特别是化纤衣服)摩擦产生静电的缘
故。湿度过高,人会觉得闷,这是由于人体皮肤的水分 蒸发不出来,干扰了人体正常的新陈代谢过程。
流速:人在流动的空气中比在静止的空气中要舒适,
这是因为流动的空气能促进人体内外散热的缘故。空
气流速在0.2m/s以下且以低速变动要佳。
清洁度:由于车室内空间小,乘员密度大,全封闭空
离合器线圈电路，使压缩机重新运转制 冷，蒸发器表面温度再次下降。如此往
复，便可将蒸发器表面温度控制在调定
的温度范围之内。
2、电磁离合器
作用：根据需要接通和断开发动机与压缩 机之间的动力传递。 受恒温器控制。 安装：压缩机前端皮带轮内。
组成：压力板、弹簧片、引铁、皮带轮、
固定铁芯、电磁线圈及轴承等。
路使压缩机停止运转。
3.冷却液过热开关（水温开关）
作用：防止发动机在过热的情况下使用空调。 安装：发动机冷却液管路上。
当冷却液温度超过某一规定值(如105℃)时， 触点断开，切断电磁离合器线圈电路，使压缩机
停止运转；待冷却液温度下降后，触点自动恢复
闭合状态。
4.高压卸压阀 安装：压缩机排气接口处。 作用：当制冷系统压力过高（3.5Mpa— 4Mpa）时，卸压阀自动打开，使制冷剂逸出而 卸压；当制冷系统压力降至3.5Mpa以下时，卸
（2）热敏电阻式恒温器 热敏电阻式恒温器是利用具有负
温度特性的热敏电阻为蒸发器温度传感
器，配以相应的电子比较放大电路、电 磁离合器继电器等器件组成的电子温控 装置。
当蒸发器表面温度高于调定温
度值时，热敏电阻阻值较小，B点的分 压值较低，使三极管V3截止，V4导通，
于是继电器磁化线圈通电，触点闭合，
程
高压管路：
压缩机排气口→
冷凝器 →储液器
→ 膨胀阀 低压管路： 膨胀阀→ 蒸发器 → 压缩机吸气口
1、压缩机 功用：汽车空调制冷的心脏，维持制冷剂在制冷
系统内的循环流动（气-液），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
力升高，并将制冷剂送往冷凝器。
制冷系统中低压和高压、低温和高温的界线。