汽车空调系统的结构原理与检修.docx

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汽车空调系统的结构原理与检修

高等教育自学考试

毕业设计（论文）说明书

汽车检测与维修（独立本科段）

市　　地：

郑州市

准考证号：

9

姓名：

酒延明

指导教师：

薛川

河南科技大学高等教育自学考试办公室

汽车空调系统的结构、原理与检修

摘要

汽车空调系统是实现对车厢内空气进行制冷、加热、换气和空气净化的装置。

它可以为乘车人员提供舒适的乘车环境，降低驾驶员的疲劳强度，提高行车安全。

空调装置已成为衡量汽车功能是否齐全的标志之一。

随着汽车工业的迅猛发展和人民生活水平的日益提高，汽车开始走进千家万户。

人们在一贯追求汽车的安全性、可靠性的同时，如今也更加注重对舒适性的要求。

因而，空调系统作为现代轿车基本配备，也就成为了必然。

近年来,环保和能源问题成为世界关注的焦点,也成为影响汽车业发展的关键因素,各种替代能源动力车的出现,为汽车空调业提出了新的课题与挑战。

自本世纪20年代汽车空调诞生以来，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，结构，系统，保养，压缩机，检修

AUTOMOTIVEAIRCONDITIONINGSYSTEMSTRUCTURE,PRINCIPLEANDMAINTENANCE

ABSTRACT

Automotiveairconditioningsystemistoachievetheairinsidetherefrigeration,heating,ventilationandaircleaningdevices.Itcanprovideacomfortableridetravelingenvironment,reducedriverfatigueandimprovetrafficsafety.Air-conditioninghasbecomeafullmeasureofvehiclefeatureisoneofthesigns.

Withtherapiddevelopmentofautomobileindustryandtheincreasingstandardofliving,carsbegantohouseholds.Peopleintheconsistentpursuitofthemotorvehiclesafety,reliabilityatthesametime,andnowalsomoreemphasisoncomfortrequirements.Thus,theairconditioningsystemasthebasicequipmentofmoderncars,ithasbecomeinevitable.

Inrecentyears,environmentalandenergyissuesbecomethefocusofworldattention,affectingtheautomobileindustryhasbecomeakeyfactorinthedevelopmentofvariousalternativeenergypoweredvehiclesappear,fortheautomotiveairconditioningindustry,hasraisednewissuesandchallenges.

20yearsofthiscenturysincethebirthofautomotiveairconditioning,carairconditioningsystemalongwiththepopularizationanddevelopment,thedevelopmentofautomotiveairconditioninghasgonethroughfivegeneralphases:

asingleheatingstage,singlestageair-conditioning,heatingandintegrationphase,automaticcontrol,thecomputercontrolstage.Airconditioningcontrolmethodalsoexperiencedfromsimpletocomplex,thencomplextothesimpleprocess.Circuitofavehicleairconditioningsystemsalsodonotcontrolsectionupdatedtoimproveatthesametime,theinstallationofautomotiveairconditioningwiththedevelopmentofautomobileindustryinordertoachieve100%universal,airconditioninghasbecomethebasicequipmentofmoderncarshasalwaysbeen.Totheuseandmaintenanceofautomotiveairconditioningbringsnewchallenges.Finallythemethodofautomotiveairconditioningtroubleshooting,airconditioningsystemonthecarwewilldiscuss,inordertoachieveunderstandingoftheautomotiveairconditioningsystems,anduseinpracticalwork.

KEYWORDS:

automobileairconditioning,structure,system,maintenance,compressors,maintenance

前言

随着汽车工业的迅猛发展和人民生活水平的日益提高，汽车开始走进千家万户。

人们在一贯追求汽车的安全性、可靠性的同时，如今也更加注重对舒适性的要求。

因而，空调系统作为现代轿车基本配备，也就成为了必然。

自本世纪20年代汽车空调诞生以来，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：

1、单一取暖阶段，2、单一冷气阶段，3、冷暖一体化阶段，4、自动控制阶段，5、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。

根据论文的需要，通过对相关资料、研究材料的综合归纳，进一步深刻的对汽车空调系统全面的解析。

同时对汽车空调的各种基础部件及原理和工作特性做进一步详细说明，针对桑塔纳2000型轿车为例，从电路控制系统的角度说明解析控制过程，并运用有关汽车电路的识读知识对电路图、原理图，探讨研究汽车空调的工作原理与结构，文章最后以汽车空调故障检修的方法与实例结合，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。

本文在论述当中加入了大量的图文资料，如：

原理图、示意图、电路图，这样对说明力度及大家的理解程度是一向很大的提高，因而具有较强的技术知识性、实用性。

第一章汽车空调系统类型

1、按驱动方式分为：

独立式（专用一台发动机驱动压缩机，制冷量大，工作稳定，但成本高，体积及重量大，多用于大、中型客车）和非独立式（空调压缩机由汽车发动机驱动，制冷性能受发动机工作影响较大，稳定性差，多用于小型客车和轿车）。

2、按空调性能分为：

第单一功能型（将制冷、供暖、通风系统各自安装、单独操作，互不干涉，多用于大型客车和载货汽车上）和冷暖一体式（制冷、供暖、通风共用鼓风机和风道，在同一控制板上进行控制，工作时可分为冷暖风分别工作的组合式和冷暖风可同时工作的混合调温式。

轿车多用混合调温式）。

按控制方式分为手动式（拨动控制板上的功能键对温度、风速、风向进行控制）和电控气动调节（利用真空控制机构，当选好空调功能键时，就能在预定温度内自动控制温度和风量）。

3、按控制方式分为：

全自动调节（利用计算比较电路，通过传感器信号及预调信号控制调节机构工作，自动调节温度和风量）和微机控制的全自动调节（以微机为控制中心，实现对车内空气环境进行全方位、多功能的最佳控制和调节）。

第二章汽车空调的布置

不同类型空调系统的布置方式有所不同。

目前轿车广泛采用的是冷暖一体式空调系统。

其布置型式是将蒸发器、暖风散热器、离心式鼓风机、操纵机构等组装在一起，称为空调器总成。

一、汽车空调系统的组成

现代空调系统由制冷系统、供暖系统、通风和空气净化装置及控制系统组成。

汽车空调控制器，属于一种汽车空调设备的控制装置。

调节汽车空调系统,具有制冷通风换气、除霜功能.所有设备安装牢固，控制装置和操纵机构转动灵活，操作自如，性能安全可靠

二、个人维修经验

空调系统不制冷——打开空调开关检查压缩机电磁离合器工作情况-_____

三、电磁离合器吸合

不吸合

‖‖

检查制冷剂量用导线将蓄电池+端与低压开

∕﹨关的输出端短暂连接给压缩机

正常不制冷关的输出端短暂连接给压缩机

↓↘关的输出端短暂连接给压缩机制冷循环内部系统查漏充制冷剂↙↘

有堵塞或压缩机吸合不吸合

故障↓↓

检查空调开关压缩机电磁离合器故障

低压开关蒸发器

↓

2.1汽车空调的工作原理

其实汽车空调和我们熟悉的家用空调制冷原理是一样的。

都是利用R12或是R134a压缩释放的瞬间体积急剧膨胀就要吸收大量热能的原理制冷。

（由于R12对大气臭氧层的破坏，出于环保的要求发达国家从1996年开始改用R134a做制冷剂）汽车空调的构造和家用的分体空调类似，它的压缩机往往是安装在发动机上，并用皮带驱动（也有直接驱动的），冷凝器安装在汽车散热器的前方，而蒸发器在车里面，工作时从蒸发器出来的低压气态致冷剂流经压缩机变成高压高温气体，经过冷凝器散热管降温冷却变成高压低温的液体，再经过贮液干燥器除湿与缓冲，然后以较稳定的压力和流量流向膨胀阀，经节流和降压最后流向蒸发器。

致冷剂一遇低压环境即蒸发，吸收大量热能。

车厢内的空气不断流经蒸发器，车厢内温度也就因此降低。

液态致冷剂流经蒸发器后再次变成低压气体，又重新被吸入压缩机进行下一次的循环工作。

在整个系统中，膨胀阀是控制致冷剂进入蒸发器的机关，致冷剂进入蒸发器太多就不易蒸发而太少冷气又会不够，因此膨胀阀是调节中枢。

而压缩机是系统的心脏，系统循环的动力源泉。

尽管汽车空调的空调系统的原理与其它空调系统是相同的，但汽车空调是移动式车载的空调装置，它与固定式空调系统相比，动转条件更恶劣，随汽车行驶的颤振，空调系统的制冷剂比固定式更容易泄漏，空调系统的维修与保养也比固定式频繁，空调装置中风路系统在吸入新风时常常会将尘土吸入，堵塞过滤网及蒸发器，在清洗过程中又往往会把制冷剂泄放到大气中去。

造成臭氧层消耗，破坏了环境。

2.2汽车空调的组成

汽车空调一般主要由压缩机（compressor）、电控离合器、冷凝器（condenser）、蒸发器（evaporator）、膨胀阀（expansionvalve）、贮液干燥器（receiverdrier）、管道（hoses）、冷凝风扇、真空电磁阀（vacuumsolenoid）、怠速器和控制系统等组成。

汽车空调分高压管路和低压管路。

高压侧包括压缩机输出侧、高压管路、冷凝器、贮液干燥器和液体管路；低压侧包括蒸发器、积累器、回气管路、压缩机输入侧和压缩机机油池。

贮液干燥器——实际上是一个贮存制冷剂及吸收制冷剂水分、杂质的装置。

一方面，它相当于汽车的油箱，为泄露制冷剂多出的空间补充制冷剂。

另一方面，它又像空气滤清器那样，过滤掉制冷剂中掺杂的杂质。

贮液干燥器中还装有一定的硅胶物质，起到吸收水分的作用。

冷凝器和蒸发器——它们虽然叫法不一样，但结构类似。

它们都是在一排弯绕的管道上布满散热用的金属薄片，以此实现外界空气与管道内物质的热交换的装置。

冷凝器的冷凝指的是其管道内的制冷剂散热从气态凝成液态。

其原理与发动机的散热水箱相近（区别只在于水箱的水一直是液态而已），所以它经常被安装在车头，与水箱一起，共同享受来自前方的习习凉风。

总之冷凝器是哪里凉快哪里去，以便其散热冷凝。

蒸发器与冷凝器正好相反，它是制冷剂由液态变成气态（即蒸发）吸收热量的场所。

压缩机——是空调制冷系统的心脏，它是一种使制冷剂在系统内循环的动力源。

管道——由于要注入一定压力的制冷剂，所以必须采用金属管道。

特别是从压缩机到冷凝器到制冷剂瓶到膨胀阀这段，由于属系统的高压段，所以比其它管道有更高的耐高压要求。

压缩机——顾名思义，压缩机就是起压缩的作用，它的作用是使制冷剂完成从气态到液态的转变过程，达到制冷剂散热凝露的目的。

同时在整个空调系统，压缩机还是管路内介质运转的压力源，没有它，系统不仅不制冷而且还失去了运行的动力。

压缩机的分类：

活塞式：

活塞式压缩机的结构酷似发动机，有曲轴、连杆、活塞、气缸等，但因为它并不产生能量，所以喷油咀、火花塞等就没有了。

长途货动车或大客车因为空间较大，所以体积较大、损耗较小的活塞式压缩机常被使用。

斜盘式：

一般的轿车、小型商用车所使用的都是斜盘式压缩机。

因为其体积小、质量轻，易于在狭小的发动机室内安装排布，所以广为使用。

虽然结构上有很大的区别，但实际上这两种压缩机都是把来自发动机转动的动能转化成压缩机内活塞的往复运动，并以此对空调系统的管路形成压力，达到压缩制冷剂的目的。

汽车空调不需要如家用空调般每次关机后必须停三几分钟再开，实际上车用空调即使在冬天也应每周开启一下，让各零件得到润滑。

另外，隔尘网也应注意检查，如附上太多灰尘则要及时更换。

位于车头的冷凝器在每次洗车时最好用高压水枪冲洗，以防散热叶片被杂物（昆虫、树叶等）堵塞影响散热效果。

值得一提的是，压缩机的旋转轴是通过磁性离合器及皮带与发动机曲轴相连取得动力的。

为什么要有一个磁性离合器呢？

因为当装在蒸发器出风口的传感器感知出风的温度不够低时，它就会通过电路使压缩机的磁性离合器闭合，这样压缩机随发动机运转，实现制冷。

而当出风温度低于设定的温度，它则控制磁性离合器切离，这样压缩机不工作。

如果这一控制失灵，那么压缩机将不断工作，使蒸发器结冰造成管道压力超标，最终破坏系统甚至造成损坏。

目前大部分小汽车（主要指民用小车）上用的制冷剂有R-12制冷剂和R-134a制冷剂两种。

R-12制冷剂是一种普通制冷剂，含有会破坏臭氧层的物质--氟利昂，而且在明火下会生成对人体有害的物质；而R-134a是一种新型环保制冷剂，具有无毒、无色、不燃不爆、热稳定性好等性质，更重要的是R-134a制冷剂不损害臭氧层。

这两种制冷剂的化学结构互不相同，所以在汽车上是不通用的。

而且它们配套使用的制冷剂油也不可互溶。

如果加错制冷剂会令系统损坏，如对胶管的腐蚀等。

R134a之所以用来替代R12，是因为其热力性质与R12相似，是一种不含氯的氟利昂，其臭氧破坏系统为零，所以，现在的新车基本都已使用R134a，即人们常说的环保制冷剂。

2.3车空调的系统分类

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），可*的质量，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。

目前非独立式空调。

第三章汽车空调系统特点

（1）空调装置运行时振动较大

前面已提到汽车空调装置是移动式车载空调装置，由于道路不平，汽车在行驶中颠簸振动大，所以装置中连接管道应采用挠性制冷剂管道。

（2）冷凝器紧靠着发动机的散热器,所以它的冷凝温度往往是低高的,所以其运行工况比其它空调装置恶劣。

（3）汽车空调系统的压缩机是直接由发动机驱动的，它是通过一个皮带驱动机构来实现的。

当压缩机不工作时，压缩机可以与发动机脱开，它是通过一个电子离合器来实现的。

空调系统停止工作时，应经常检查皮带的松紧，以确定离合器动作是否正确，有时离合器因轴承的损坏而影响压缩机的轴封，造成压缩机轴封处制冷剂泄漏。

所以要检查离合器轴承损坏的早期迹象。

3.1制冷原理简介

1）用户按操作程序启动汽车空调系统之后，压缩机在发动机带动下开始工作，驱使制冷剂（R134a，一种环保型制冷剂，不会破坏臭氧层、无毒性、无刺激、不燃烧、无腐蚀性）在密封的空调系统中循环流动，压缩机将气态制冷剂压缩成高温高压的制冷剂气体后排出压缩机。

2）高温高压制冷剂气体经管路流入冷凝器后，在冷凝器内散热、降温,冷凝成高温高压的液态制冷剂流出。

3）高温高压液态制冷剂经管路进入干燥储液器内，经过干燥、过滤后流进膨胀阀。

4）高温高压液态制冷剂经膨胀阀节流，状态发生急剧变化，变成低温低压的液态制冷剂。

5）低温低压液态制冷剂立即进入蒸发器内，在蒸发器内吸收流经蒸发器的空气热量，使空气温度降低，吹出冷风，产生制冷效果，制冷剂本身因吸收了热量而蒸发成低温低压的气态制冷剂。

6）低温低压的气态制冷剂经管路被压缩机吸入，进行压缩，进入下一个循环，只要压缩机连续工作，制冷剂就在空调系统中连续循环，产生制冷效果；压缩机停止工作，空调系统内制冷剂随之停止流动，不产生制冷效果。

第四章汽车空调系统的保养

4.1空调系统的保养

一、择合适的空调温度。

当然在夏季，许多人喜欢把温度调的很低。

殊不知当温度调得过低，会影响身体健康，所以空调温度调整一定要适宜。

人体最适宜的温度是20℃至25℃，超过28℃，人就会觉得闷热。

而低于14℃，人就会觉得冷。

因此，空调应将车内温度控制在18℃至25℃之间，温度过低容易使人生病。

二、夏季进车立即启动内循环。

汽车在烈日下停放的时间较长时，有些车主喜欢一启动汽车就立刻开启空调并开启内循环，认为这样可以让车厢内温度下降得快一点。

但因为车内的温度比车外温度高，所以这样反而效果不好。

刚进入车内的时候，应该先开窗通风，并开启外循环，把热气都排出去。

等车厢内温度下降之后，再换成内循环。

三、人们都知道要在全封闭状态下使用空调。

对于汽车空调也一样，在使用过程中若车门，车窗关闭不严，将使制冷效果不佳，而且还浪费燃油。

四、空调出风口方向随意调。

有的车主在使用空调时，不注意调整空调吹风的方向，这不利于发挥空调的最佳效果。

根据冷空气下沉、热空气上升的原理，正确的做法应该是，开冷气时将出风口向上，开暖气时将出风口向下。

五、长时间开着空调。

有的车主常常在上车后就一直开着空调，但是长时间使用空调会使冷凝器压力过大，这会对制冷系统造成损耗，因为空调是发动机的一个沉重负担，而发动机本身就是一个发热体，更何况在高温天气下。

一些小排量在这种情况下甚至会出现水沸现象，影响驾驶也降低了空调效率。

因此每次使用空调时间不宜过久，如果车内温度已经达到舒适的温度，就可以把空调关掉，隔一会儿再开。

六、不要开着空调在车内吸烟。

由于车厢内吸烟，烟雾一下子排不出去，刺激眼睛和呼吸系统，不利于健康，若吸烟，应将空调通风控制调整到“排出”位置，使车厢内烟雾排出车外。

七、不在开着空调的停驶车内长时间休息或睡眠。

由于汽车密封好，车辆停驶时，车厢内通气性差，若此时开着空调休息或睡眠，很可能因发动机排出的CO气体漏入车内引起人员中毒，甚至死亡。

八、低速行驶时尽量不使用空调。

行车中遇到交通堵塞时，不要为提高空调效能而使发动机以较高转速运转，因为这样做对发动机和空调压缩机的使用寿命都有不利影响。

九、先熄火再关空调。

有的车主常常在熄火之后才想起关闭空调，这对发动机是有害的，因为这样在车辆下次启动时，发动机会带着空调的负荷启动，这样的高负荷会损伤发动机。

因此每次停车后应先关闭空调再熄火，而且也应该在车辆启动两三分钟、发动机得到润滑后，再打开空调。

汽车空调不仅要正确地使用，还要有合理的保养。

下面笔者就将介绍一下关于汽车空调保养的四种方法：

方法一：

全面检查空调。

夏季首次使用空调时应先检查一下空调系统，如通过储液罐检查制冷液及空调滤清是否过脏、散热器是否有异物等。

方法二：

注意空调的清洗。

有些新手总是要等到空调效果不好时，才想起清洗空调，这是不对的。

应该做到的空调滤清器要定期更换，因为北京春天沙尘较多，柳絮飘飞，这些都会沾在滤清器上，容易滋长细菌，使空调产生霉味，因此最好每年的春季过后更换一次。

另外，冷凝器也要定时清洗，而且要将水箱拆下来，清洗才能彻底。

方法三：

停车后，先不要关空调。

车主到达目的地后，一般都是关上空调车门后就直接离开。

与秋冬季节不同，炎热的夏季里，车内外的巨大温差会导致空调系统发霉，进而滋生霉菌。

因此车主应在到达目的地之前几分钟关掉冷气，开启自然风，使空调管道内的温度回升，消除与外界的温差，从而保持空调系统的相对干燥，避免霉菌繁殖。

方法四：

定期开放大风量。

有的车主因为不喜欢空调开到高挡时发出的噪音，因此很少或从不将空调开到大风量。

但是空调使用时会吸进很多灰尘，定期开大风能将空调风道内表面的浮沉吹出来，这是保持空调清洁的一种简单的方法。

另外，也要用专用的风道清洗液进行杀菌、清理和除异味。

4.2压缩机的分类

在蒸汽压缩式制冷装置中，压缩机是其主要部件之一。

压缩机在压缩式制冷系统中的作用是将气态制冷剂加压然后送到冷凝器中冷却和冷凝。

压缩机为制冷系统的运行提供了动力，因此要消耗功。

蒸汽压缩式制冷系统使用的压缩机分为两种类型：

一类为速度型，如离心式。

另一类为容积型。

在汽车空调制冷系统中，目前使用的都是容积式压缩机

汽车空调压缩机的分类：

（1）容积式压缩机按其结构来分，可分为往复活塞式（简称往复式）和回转活塞