汽車空調(diào)的工作原理、組成與分類

發(fā)布日期：2021-03-30 作者：點擊：

一．汽車空調(diào)的工作原理

其實汽車空調(diào)和我們熟悉的家用空調(diào)制冷原理是一樣的。都是利用R12或是R134a（或1234yf）壓縮釋放的瞬間體積急劇膨脹就要吸收大量熱能的原理制冷。(由于R12對大氣臭氧層的破壞，出于環(huán)保的要求發(fā)達國家從1996年開始改用R134a做制冷劑)汽車空調(diào)的構(gòu)造和家用的分體空調(diào)類似，它的壓縮機往往是安裝在發(fā)動機上，并用皮帶驅(qū)動（也有直接驅(qū)動的），冷凝器安裝在汽車散熱器的前方，而蒸發(fā)器在車?yán)锩妫ぷ鲿r從蒸發(fā)器出來的低壓氣態(tài)制冷劑流經(jīng)壓縮機變成高壓高溫氣體，經(jīng)過冷凝器散熱管降溫冷卻變成高壓低溫的液體，再經(jīng)過貯液干燥器除濕與緩沖，然后以較穩(wěn)定的壓力和流量流向膨脹閥，經(jīng)節(jié)流和降壓最后流向蒸發(fā)器。制冷劑一遇低壓環(huán)境即蒸發(fā)，吸收大量熱能。車廂內(nèi)的空氣不斷流經(jīng)蒸發(fā)器，車廂內(nèi)溫度也就因此降低。液態(tài)致冷劑流經(jīng)蒸發(fā)器后再次變成低壓氣體，又重新被吸入壓縮機進行下一次的循環(huán)工作。在整個系統(tǒng)中，膨脹閥是控制制冷劑進入蒸發(fā)器的機關(guān)，致冷劑進入蒸發(fā)器太多就不易蒸發(fā)而太少冷氣又會不夠，因此膨脹閥是調(diào)節(jié)中樞。而壓縮機是系統(tǒng)的心臟，系統(tǒng)循環(huán)的動力源泉。

空調(diào)總成

盡管汽車空調(diào)的空調(diào)系統(tǒng)的原理與其它空調(diào)系統(tǒng)是相同的，但汽車空調(diào)是移動式車載的空調(diào)裝置，它與固定式空調(diào)系統(tǒng)相比，動轉(zhuǎn)條件更惡劣，隨汽車行駛的顫振，空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑比固定式更容易泄漏，空調(diào)系統(tǒng)的維修與保養(yǎng)也比固定式頻繁，空調(diào)裝置中風(fēng)路系統(tǒng)在吸入新風(fēng)時常常會將塵土吸入，堵塞過濾網(wǎng)及蒸發(fā)器，在清洗過程中又往往會把制冷劑泄放到大氣中去。造成臭氧層消耗，破壞了環(huán)境。

空調(diào)工作原理

二．汽車空調(diào)的組成

汽車空調(diào)一般主要由壓縮機(compressor)、電控離合器、冷凝器（condenser）、蒸發(fā)器（evaporator）、膨脹閥(expansion valve)、貯液干燥器（receiver drier）、管道（hoses）、冷凝風(fēng)扇、真空電磁閥(vacuum solenoid)、怠速器和控制系統(tǒng)等組成。汽車空調(diào)分高壓管路和低壓管路。高壓側(cè)包括壓縮機輸出側(cè)、高壓管路、冷凝器、貯液干燥器和液體管路；低壓側(cè)包括蒸發(fā)器、積累器、回氣管路、壓縮機輸入側(cè)和壓縮機機油池。

貯液干燥器——實際上是一個貯存制冷劑及吸收制冷劑水分、雜質(zhì)的裝置。一方面，它相當(dāng)于汽車的油箱，為泄露制冷劑多出的空間補充制冷劑。另一方面，它又像空氣濾清器那樣，過濾掉制冷劑中摻雜的雜質(zhì)。貯液干燥器中還裝有一定的硅膠物質(zhì)，起到吸收水分的作用。

冷凝器和蒸發(fā)器——它們雖然叫法不一樣，但結(jié)構(gòu)類似。它們都是在一排彎繞的管道上布滿散熱用的金屬薄片，以此實現(xiàn)外界空氣與管道內(nèi)物質(zhì)的熱交換的裝置。冷凝器的冷凝指的是其管道內(nèi)的制冷劑散熱從氣態(tài)凝成液態(tài)。其原理與發(fā)動機的散熱水箱相近（區(qū)別只在于水箱的水一直是液態(tài)而已），所以它經(jīng)常被安裝在車頭，與水箱一起，共同享受來自前方的習(xí)習(xí)涼風(fēng)。總之冷凝器是哪里涼快哪里去，以便其散熱冷凝。蒸發(fā)器與冷凝器正好相反，它是制冷劑由液態(tài)變成氣態(tài)（即蒸發(fā)）吸收熱量的場所。

壓縮機——是空調(diào)制冷系統(tǒng)的心臟，它是一種使制冷劑在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)的動力源。

管道——由于要注入一定壓力的制冷劑，所以必須采用金屬管道。特別是從壓縮機到冷凝器到制冷劑瓶到膨脹閥這段，由于屬系統(tǒng)的高壓段，所以比其它管道有更高的耐高壓要求。

壓縮機——顧名思義，壓縮機就是起壓縮的作用，它的作用是使制冷劑完成從氣態(tài)到液態(tài)的轉(zhuǎn)變過程，達到制冷劑散熱凝露的目的。同時在整個空調(diào)系統(tǒng)，壓縮機還是管路內(nèi)介質(zhì)運轉(zhuǎn)的壓力源，沒有它，系統(tǒng)不僅不制冷而且還失去了運行的動力。

壓縮機的分類：

活塞式：活塞式壓縮機的結(jié)構(gòu)酷似發(fā)動機，有曲軸、連桿、活塞、氣缸等，但因為它并不產(chǎn)生能量，所以噴油咀、火花塞等就沒有了。長途貨動車或大客車因為空間較大，所以體積較大、損耗較小的活塞式壓縮機常被使用。

斜盤式：一般的轎車、小型商用車所使用的都是斜盤式壓縮機。因為其體積小、質(zhì)量輕，易于在狹小的發(fā)動機室內(nèi)安裝排布，所以廣為使用。

雖然結(jié)構(gòu)上有很大的區(qū)別，但實際上這兩種壓縮機都是把來自發(fā)動機轉(zhuǎn)動的動能轉(zhuǎn)化成壓縮機內(nèi)活塞的往復(fù)運動，并以此對空調(diào)系統(tǒng)的管路形成壓力，達到壓縮制冷劑的目的。

汽車空調(diào)不需要如家用空調(diào)般每次關(guān)機后必須停三幾分鐘再開，實際上車用空調(diào)即使在冬天也應(yīng)每周開啟一下，讓各零件得到潤滑。另外，隔塵網(wǎng)也應(yīng)注意檢查，如附上太多灰塵則要及時更換。位于車頭的冷凝器在每次洗車時最好用高壓水槍沖洗，以防散熱葉片被雜物（昆蟲、樹葉等）堵塞影響散熱效果。

值得一提的是，壓縮機的旋轉(zhuǎn)軸是通過磁性離合器及皮帶與發(fā)動機曲軸相連取得動力的。為什么要有一個磁性離合器呢？因為當(dāng)裝在蒸發(fā)器出風(fēng)口的傳感器感知出風(fēng)的溫度不夠低時，它就會通過電路使壓縮機的磁性離合器閉合，這樣壓縮機隨發(fā)動機運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)制冷。而當(dāng)出風(fēng)溫度低于設(shè)定的溫度，它則控制磁性離合器切離，這樣壓縮機不工作。如果這一控制失靈，那么壓縮機將不斷工作，使蒸發(fā)器結(jié)冰造成管道壓力超標(biāo)，最終破壞系統(tǒng)甚至造成損壞。

三．汽車空調(diào)系統(tǒng)分類（按動力源分）

1．獨立式空調(diào)：有專門的動力源（如第二臺內(nèi)燃機）驅(qū)動整個空調(diào)系統(tǒng)的運行。一般用于長途貨運、高地板大中巴等車上。獨立式空調(diào)由于需要兩臺發(fā)動機，燃油消耗高，同時造成較高的成本，并且其維修及維護十分困難，需要十分熟練的發(fā)動機維修人員，而且發(fā)動機配件不易獲得，尤其是進口發(fā)動機；另外設(shè)計和安裝更容易導(dǎo)致系統(tǒng)質(zhì)量問題的發(fā)生，而額外的驅(qū)動發(fā)動機更增加了發(fā)生故障的概率。

2．非獨立式空調(diào)：直接利用汽車的行駛動力（發(fā)動機）來運轉(zhuǎn)的空調(diào)系統(tǒng)。非獨立式空調(diào)由主發(fā)動機帶動壓縮機運轉(zhuǎn)，并由電磁離合器進行控制。接通電源時，離合器斷開，壓縮機停機，從而調(diào)節(jié)冷氣的供給，達到控制車廂內(nèi)溫度的目的。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、便于安裝布置、噪音小。由于需要消耗主發(fā)動機10%-15%的動力，直接影響汽車的加速性能和爬坡能力。同時其制冷量受汽車行駛速度影響，如果汽車停止運行，其空調(diào)系統(tǒng)也停止運行。盡管如此，非獨立式空調(diào)由于其較低的成本（相對獨立式空調(diào)），可*的質(zhì)量，已逐漸成為市場的主導(dǎo)產(chǎn)品。目前，絕大部分轎車、面包車、小巴都使用這種空調(diào)。目前非獨立式空調(diào)。

四．汽車空調(diào)系統(tǒng)特點

(1)空調(diào)裝置運行時振動較大

前面已提到汽車空調(diào)裝置是移動式車載空調(diào)裝置，由于道路不平，汽車在行駛中顛簸振動大，所以裝置中連接管道應(yīng)采用撓性制冷劑管道。

(2)冷凝器緊靠著發(fā)動機的散熱器,所以它的冷凝溫度往往是低高的,所以其運行工況比其它空調(diào)裝置惡劣。

(3)汽車空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機是直接由發(fā)動機驅(qū)動的，它是通過一個皮帶驅(qū)動機構(gòu)來實現(xiàn)的。當(dāng)壓縮機不工作時，壓縮機可以與發(fā)動機脫開，它是通過一個電子離合器來實現(xiàn)的。空調(diào)系統(tǒng)停止工作時，應(yīng)經(jīng)常檢查皮帶的松緊，以確定離合器動作是否正確，有時離合器因軸承的損壞而影響壓縮機的軸封，造成壓縮機軸封處制冷劑泄漏。所以要檢查離合器軸承損壞的早期跡象。