汽车空调系统

1、汽车空调系统 学习目标 1、熟悉汽车空调系统的作用、组成；2、掌握汽车空调系统各部件的结构与原理；3、掌握汽车空调系统的使用和维修。引言汽车空调系统能使车内空气的温度、湿度、流速和清洁度等达到驾驶员和乘客所希望的舒适程度。现代汽车上，空调已成为一种必要的装备，一方面它对驾驶员提高安全驾驶，减少交通事故有着重要的作用；另一方面随着人们对生活质量的需求越来越高，对车内的空气环境也提出更高的舒适要求。因此，空调技术在汽车上得到了越来越广泛地运用。回顾空调技术的发展，其经历了由低级到高级，由单一功能到多功能的五个阶段，即：单一取暖单一制冷冷暖一体化自动空调微机空调。单元一、概述一、汽车空调系统的功能1

2、、调节车内温度调节车内温度是汽车空调的基本功能，汽车空调利用其其制冷装置和加热装置调节车内空气的温度，使其保持在一个适宜的范围。2、调节车内空气的流速和方向空气的流速和方向对人体的舒适度影响较大，夏天，气流速度稍大，有利于人体降温，但过大的风速直接吹到人体上，会使人感到不舒服，舒适气流的速度一般为0.25m/s左右。冬季，风速过大，会影响人体的保温，一般在0.150.25m/s。根据人体生理特点，头部对冷较敏感，脚部对热比较敏感，因此布景空调出风口时，应人冷风吹到乘员的头部，暖风吹到乘员脚部。3、调节车内湿度汽车空调通过制冷装置进行冷却降温去除空气中的水分，再由采暖装置降低空气的湿度。目前，汽

3、车上一般没用安装置加湿装置，只能通过开车窗或通风设备，进行车外通风调节。4、净化车内空气因为车内空间较小，当人员多时，车内易出现缺氧和二氧化碳浓度过高的情况。还用，发动机的排出的废气和道路上的灰尘等都容易进入车内，所以，必须要求汽车空调具有补充车外新鲜空气，和对车内外空气进行过滤、净化的功能。另外，汽车空调还能除去风窗玻璃上的雾、霜、冰、雪，给驾驶员一个清晰的视野，确保行车安全。二、汽车空调系统的组成汽车空调系统一般由下列各个系统组成：1、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。 2、采暖系统：对车内的空气或车外吸进来的新鲜空气加热，达到取暖、除湿的目的。 3、送风系统：把

4、车外的新鲜空气吸进车内进行换气并配置好适宜的气流。4、空气净化系统：用来除去车内的灰尘和异味。另外，有些豪华型客车上还装有专门的加湿装置。三、汽车空调系统的分类1、制冷系统按照驱动方式不同可分为非独立式和独立式两种。非独立式制冷系统的压缩机由发动机驱动，空调的工作状态受发动机工况的影响，一般多用于中小形汽车上。独立式制冷系统压缩机由专用的发动机（或称副发动机）驱动，具有工作稳定、制冷量大，不受主发动机工况的影响等优点，多用于大、中型客车上。2、按控制方式分有手动空调、半自动空调、自动空调和微机空调。手动空调一般设有开关键、调温键、和调风键等，操纵机构一般为拉索式；半自动空调一般用拉钮控制，设有

5、温度选择键和功能键等，操纵机构一般为气动式；自动空调一般用按键控制，其操纵机构大多是电控气动；微机空调一般用触摸开关，它是用微机控制的空调系统，操纵机构一般为电动式。3、采暖系统按照热量的来源不同常见有发动机冷却水采暖和独立热源采暖两种。在大、中型客车上，空调各系统通常独立安装并可单独使用。如在车顶上安装两个或三个独立的强制换气扇用于车内通风换气，冬季用独立的燃油燃烧式加热器为车内供暖，而夏季则用由专门的副发动机（空调发动机）驱动的独立式冷气系统为车内提供冷气。在小型客车和轿车上，一般将上述各系统有机的结合起来，组成同时具有采暖、降温除湿、挡风玻璃除霜除雾等功能的冷、暖一体化空调系统（也称全空

6、调系统）。单元二、汽车空调制冷系统一、 汽车空调制冷系统的组成和原理汽车空调系统都采用以R-12（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，它主要有压缩机、冷凝器、贮液干燥器、冷凝器风扇、膨胀阀和蒸发器等主要部件组成，各部件用耐压金属管道或特制的耐压橡胶软管依次连接而形成一个封闭的系统，系统内充有一定量的制冷剂和压缩机机油。汽车空调制冷系统各部件的一般布置如图7-2-1示。图7-2-1 空调制冷系统各部件的一般布置l-控制装置 2-进气罩 3-蒸发箱 4-低压管 5-空调压缩机 6-冷凝器7-储液干燥器 8-高压管 9-膨胀阀 10-加热器汽车空调的制冷

7、系统原理如图7-2-2所示。压缩机由发动机曲轴皮带轮驱动旋转，将蒸发器中因吸热而汽化的低温低压制冷剂蒸气吸入后压缩成温度为70左右，压力为1.31.5Mpa左右的高温高压制冷气体，经高压管送入冷凝器，经冷凝器冷却使高温高压的制冷剂气体冷凝成温度50左右、压力为1.01.2Mpa的液态制冷剂后送入贮液干燥器，在贮液干燥器中除去制冷剂中的水分和杂质，然后经高压液体管道送入膨胀阀。经膨胀阀的制冷剂变为压力0.150.3Mpa、温度为-5左右的低温低压湿蒸气并进入蒸发器。在蒸发器内由于容积增大、压力降低、制冷剂汽化，同时需要大量吸热，从而使制冷剂变为压力0.150.3Mpa、温度为05的气态，使蒸发器

8、表面及其周围空气的温度降低，当鼓风机将车外或车内空气强制吹过蒸发器表面时，空气便被蒸发器降温除湿变为冷空气送进车厢内，在蒸发器内吸热汽化后的制冷剂蒸气再次被压缩机吸入，然后重复上述过程。 图7-2-2 空调制冷系统原理1-蒸发器 2-低压管 3-压缩机 4-高压管 5-冷凝器 6-储液干燥器 7-膨胀阀 8-压力开关实践与体验：在整车上找到空调制冷系统的各部件，并搞清其联接关系。知识拓展一、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）的简称。世界各国都统一使用美国制冷工程师学会

9、（ASRE）编制的制冷剂代号系统。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；当它的浓度达到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个大气压力下为-29.8。R12与水的溶解性很小而极易溶解压缩机润滑油，它对金属和橡胶一般无腐蚀作用。众所周知，R12会对大气臭氧层起破坏作用，引起地球的温室效应，1987年国际上制定了控制破坏大气层的蒙特利尔协议，我国于1996年加入该协议，并决定从1996年起，空调上的制冷剂改用R134a。与R12相比，R134a具有不同的物理和化学性质，R134a在一个大气压力下沸

10、点为-26.18，它与R12相似，具有无色、无味、无臭、无毒，渗透性强，但它能腐蚀有些塑料，与聚烷乙二醇润滑油混合后就会腐蚀钢，在液态时能吸少量的水，而在气态时能吸收大量水份。R134a不适合R12的空调系统，如果将R134a误加注到R12空调系统，将会出现许多问题，如压缩机工作不正常和制冷剂泄漏等。因此，必须对R12空调系统作必要的改动。1、压缩机的润滑油使用方面在整个空气调节循环过程中，压缩机润滑油通过与制冷剂溶为一体参与循环，并对压缩机产生润滑作用。但是，R12配用的压缩润滑油不能溶于R134a。如果把这种油用于的R134a空调系统，将产生液击现象，从而损坏压缩机。因此R134a系统必须

11、使用专用的压缩机润滑油（俗称冷冻油），从原来的矿物质油改成合成油。2、密封材料的使用硝丁二烯（NBR）被作为R12空调系统的管道O形垫圈、压缩机边缘和软管部分的密封材料。但是，R134a能溶解NBR，造成其膨胀。为此，专门开发一种RBR的橡胶密封材料，用于R134a空调系统。另外，R134a空调系统的O形垫圈比R12空调系统的要厚一些，以增强其密封性能。3、排出和吸入软管的使用由于现用软管内层NBR对R134a的渗透性要比R12的强得多，若这类软管仍用于R134a空调系统，将会使制冷剂不足的可能性大大增加。所以，R134a系统的排出和吸入软管采用不同的材料。4、干燥剂的使用R12空调系统的干燥

12、剂是硅胶。但是，R134a的极性接近于水的极性。使得其同水一起被硅胶吸收，从而造成吸水能力大幅度下降。最终，由于水分在膨胀阀等狭小部位收缩作用，导致制冷不充分。同时，在空调循环过程中产生腐蚀作用。所以用在R134a空调系统上的干燥剂材料是沸石5、系统匹配当压缩温度在高负载下升高时，R134a系统的压力将比R12系统的压力高，这将导致制冷能力下降和压缩机负荷加重。为解决这一矛盾，R134a空调系统将采取了以下主要措施：（1）改进磁性离合器的性能。通过增加磁性离合器的传动力矩，使得R134a系统压缩机驱动能力得到提高。同时，转子的密封材料也做了更换，以改善其抗油性能。（2）改进冷凝器热辐射性能。R

13、134a空调系统使用的冷凝器中的散热片高度及管壁的厚度均作了调整，并在结构上做了改进。（3）改变压力开关压力值的控制。（4）改变膨胀阀流量特征。膨胀阀的开阀特性作为变动，使得R134a空调系统制冷能力与R12空调系统一样。（5）改变系统的管道接头，以避免不正确的灌注。特别提示：R134a制冷剂与R12制冷剂不能混用！二、压缩机润滑油（俗称冷冻油）空调系统中采用的压缩机润滑油是一种在压缩机高、低温工况下均能正常工作的特殊润滑油。它的作用主要有：一是润滑压缩机；二是润滑整个空调系统的运动部件和的密封件及垫圈，保证膨胀阀的适当开启；三是冷却作用，能及时带走运动件表面摩擦产生的热量，防止压缩机因温度过

14、高而损坏。压缩机润滑油是清澈的浅黄色且无味的液体，它是强吸湿物质，它会吸收湿气，而湿气会对空调系统有很大的破坏作用，所以使用时要马上拧紧盖子。R134a的润滑油为合成油，常用聚烃乙二醇；R12的润滑油为矿物油，两种油在不同的空调系统中不能混用。目前，国产的压缩机油有13、18、25、30四种牌号；进口压缩机油中SUNISO系列有3GS、4GS、5GS等。压缩机油R134a空调系统中使用的代号有PAG（聚烃乙二醇）及ESTER（聚酯类润滑油）等。1、PAG（聚烃乙二醇）它是一种人工合成油，有两种基本型，虽已进入实用阶段但存在如下问题：（1）具有高吸湿能力，易使制冷系统的节流元件（毛细管或膨胀阀）

15、发生冰堵，因此要加大空调系统中干燥剂的吸湿能力。（2）高温下，它与R134a的溶解性降低，甚至不可溶，因此要特别注意改善系统的冷凝条件，勿使其温度或压力过高。（3）润滑性比矿物油稍差。特别提示：聚烃乙二醇的吸湿能力比矿物油的吸湿能力高10倍2、ESTER（聚酯类润滑油）ESTER是一种全成多元醇脂，由多元醇酯基油和添加剂配制而成。它与R134a互溶性好，与R12也互溶，不会现出现低温沉积现象。其吸水性比矿物油强，但水分与油是牢固结合的，在膨胀阀中不会结冰。原系统内残留的矿物油等物质对其性能影响不明显。由于在聚酯油中加发添加剂，故其耐磨性良好。它与聚丁晴橡胶、氯丁橡胶等弹性材料相容性性较好，与绝

16、缘材料也有较好的相容性。特别提示：R134a的润滑油与R12的润滑油不能混用！二 汽车空调制冷系统的主要部件1压缩机空调系统的压缩机安装在发动机前端，由发动机曲轴V形带轮驱动，其功用是驱动制冷剂流动，将低温、低压气态制冷剂压缩成高温、高压气态的制冷剂。汽车空调压缩机采用容积型压缩机，大多采用斜盘式、摇板式和曲轴连杆式压缩机等。它们都是利用活塞在气缸中作往复运动来改变压缩室的容光焕发积吸入制冷剂和增压。 图7-2-3 斜盘式压缩机缩机（1）斜盘式压缩机缩机 如图7-2-3所示,斜盘式压缩机主轴有一斜置的驱动盘，当主轴旋转时，斜盘亦随之旋转，驱动活塞在缸体内作往复运动，当它使某个活塞向左运动时，其

17、相对应的活塞就向右运动，由于是双向运动，倘若是3个活塞，则起到六缸的作用。这种压缩机结构紧凑，转动扭矩小，运动的平稳性较高，并且效率高，性能可靠，最适合小型高速车辆使用。电磁式离合器安装在压缩机的前端，由曲轴皮带轮通过皮带来驱动。它由吸盘、皮带盘和线圈等组成，其结构如图7-2-4所示。其工作原理如图7-2-5所示，当电磁绕组断电时，压板与皮带轮端面有一定的间隙。由于主轴与压板相连，所以，当发动机转动时，皮带轮空转。而当电磁绕组接通时，利用电磁吸力将压板与皮带轮紧紧吸合在一起，从而使压缩机的活塞被驱动，即压缩机开始工作。图7-2-4 电磁式离合器结构图1-附件（螺母、键、垫片、挡圈、挡圈导线压板

18、） 2-吸盘组件和皮带轮 3-轴承 4-线圈 图7-2-5 电磁离合器7-2-5 电磁离合器原理图 a) b)图7-2-6 摇板式压缩机a) 结构图 b)原理图1-主轴 2-油封总成 3-滑动轴承 4-端面滚动轴承 5-前缸盖 6-斜形板7、11-圆锥齿轮 8-缸体 9-钢球 10-摇板滚动轴承 12-连杆 13-活塞14-阀板杆 15-吸气腔 16-压盖 17-阀板 18-排气阀片 19-排气腔 20-压紧弹簧21-摇板 22-压盖缸垫（2）摇板式压缩机 摇板式压缩机的结构如图7-2-6所示。活塞和摇板用连杆相连，各气缸以压缩机轴线为中心，均匀分布，摇板中心用钢球作支承以实现轴向定位。圆锥齿

19、轮限制摇板只能摇动不能转动。工作时，主轴带动与其固定连接的传动板一起旋转，由于传动板是楔形的迫使摇板左右移动，但受圆锥齿轮限制，不能旋转，只能象跷板一样移动。跷板任何一边向后移动向对的另一边就向前移动，带动活塞完成膨胀、吸气、压缩、排气四个过程。（3）曲轴连杆式压缩机 目前，曲轴连杆式式压缩机大多用在大型的公共汽车、旅游车上，轿车上很少采用。实践与体验：在拆装压缩机时，仔细区分摇板式压缩机与斜盘式压缩机缩机的结构差异。2、冷凝器空调系统的冷凝器，一般安装在发动机散热器前面，其功用是将压缩机排出的高温、高压气态制冷剂冷凝成高温（5055）、高压（11001400kPa）液态制冷剂。冷凝器的热交换

20、能力应当是蒸发箱的热交换能力与压缩机作功之和。冷凝器的散热面积通常比蒸发器大一倍，其散热面积越大，冷却效果越好。为了保证更好的冷却效果，提高制冷能力，常在冷凝器前装有电控辅助风扇, 风扇有高速和低速两个档位。在安装冷凝器时，应汪意从压缩机排出的制冷剂必须由冷凝器的上端入口进入，其出口必须在下方，否则会会引起制冷系统压力升高，从而有可能使冷凝器胀裂。汽车空调冷凝器常见有管片式、管带式、平流式三种结构。如图7-2-7所示，（1）管片式冷凝器，是较早采用的一种冷凝器型式，它用胀管法将铝翅片胀紧在圆铜管上，铜管的端部用U型弯头焊接起来，这种冷凝器清理焊接氧化皮较麻烦，而且散热效率较低。（2）管带式冷凝

21、器它采用一根扁形管，弯成蛇形状，管内用隔筋隔成若干孔道，管外用0.2mm铝片焊在上下两管外皮处，铝片折成皱纹状以增大散热面积。桑塔纳2000系列轿车由于使用HFC134a制冷剂后，系统压力升高，为提高冷凝效果，已将桑塔纳LX型轿车上采用的管片式冷凝器，改为传热效果更好的全铝管带式平流冷凝器。（3）平流式冷凝器由输入端接头进入圆柱主管中，再分别同时流入多个扁管中，并平行地流至对面的主管，再集中经过跨接管流至冷凝器输出端接头。a）b)c）图7-2-7冷凝器a）管片式 b)管带式 c）平流式3蒸发器 空调系统的蒸发器一般安装在副驾驶员一侧杂物箱下方。其功用是将来自膨胀阀的低温低压湿气状制冷剂在其管道

22、中蒸发，汽化成为气态制冷剂，吸收大量热量，使蒸发箱及周围空气温度降低，同时对空气起除湿作用。蒸发器的结构主要由制冷剂流通管道和散热片组成。常见有管片式、管带式和层叠式（或称板翅式）三种。前两种蒸发器的结构、材料基本与冷凝器相同，层叠式蒸发器由两片冲成复杂形状的铝板叠在一起组成制冷通道，每两片通道之间焊接蛇形散热带，将一个个单层叠置焊接后，再焊上集流箱构制而成。它具有结构紧凑，热效率高的优点。但其焊接工艺难度大，通道易堵。现运用较广。 4储液干燥器 储液干燥器安装在冷凝器和膨胀阀之间。它一般由外壳、过滤器、干燥剂、玻璃观察窗、引出管等组成，如图7-2-8所示。 储液干燥器的功用是储存制冷剂、吸收

23、制冷剂中的水分及过滤制冷剂中的杂质。当含有蒸气的液态制冷剂进入储液干燥器后，使液态和气态制冷剂分离。液态制冷剂通过膨胀阀进入蒸发箱，多余的制冷剂可暂时储存在储液罐中。干燥剂用于吸收制冷剂中的水分，由于水分与制冷剂结合会生成酸或结冰，因此干燥器可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，防上膨胀阀堵塞。 在储液干燥器上设有观察窗，可用它来判断系统内某些故障。当气温在21以上，起动发动机后，再以怠速运转，将空调控制开关拨至最冷（Max）位置，鼓风机开到最高档，注意观察液窗上有无气泡。如果仅有短暂的气泡出现，而后消失，说明空调系统工作正常； 如果气泡一直存在，可能是制冷剂不足或其他故

24、障，应及时检修。图7-2-8 储液干燥器结构1-窥视玻璃 2-过滤器 3-干燥剂 4-引出管 5-组合开关特别提示：安装储液干燥器时，它的进口（打有标记“IN”）应与冷凝器出口相连接。贮液干燥器要直立安装，倾斜度不要大于15，否则，液态与气态制冷剂将不能完全分离。在空调系统的安装和维修过程中，干燥器必须最后一个安装到系统中，防止空气进入干燥器。6膨胀阀 膨胀阀的主要功能是：（1）节流降压，把高温、高压的液态制冷剂节流降压，转化为低压、低温的湿蒸气，送入蒸发器；（2）自动调节制冷剂流量，由于于制冷负荷和压缩机转速的改变，要求流量相应调节，以保持车室内温度稳定；（3）控制向蒸发器的供液量，防止液击

25、和异常过热现象。空调系统采用的膨胀阀常见有内、外平衡式膨胀阀、H型膨胀阀和膨胀节流管四种。（1）内平衡式膨胀阀内平衡式膨胀阀如图7-2-9所示，它主要由感温包、毛细管、膜片、弹簧、滤网、阀芯及阀体等组成。其工作原理是，阀芯受膜片控制上下驱动，使制冷剂通过的孔大小变化，来调节制冷剂的流量。当冷气系统刚工作时，感温包贴在蒸发器出口端，由于制冷剂流量偏少，此处过热气体所占蒸发器出口端的通道加长，温度偏高，感温包内的气体受膨胀，向膜片施压，克服弹簧弹力和蒸发器的气压，使阀芯开度增大，从而增加了制冷剂流量，加大吸热量；当蒸发器出口处温度降低时，感温包中的制冷剂收缩，膨胀阀膜片上方的压力减小，膜片上移，阀

26、芯开度减小，则喷入蒸发器的制冷剂减少，使制冷量减小；当压缩机停止工作，膨胀阀膜片上方的压力与蒸发器入口处压力相等，膨胀阀弹簧作用使球阀关闭，防止制冷剂倒流压缩机。图7-2-9 内平衡式热力膨胀阀（2）外平衡式膨胀阀外平衡式膨胀阀的工作原理与内平衡式膨胀阀基本相同，如图7-2-10所示。只是向上施于膜片的压力是由一外平衡管从蒸发器出口处引入的，这样就弥补了由蒸发器入口至出口端内部压力损失的影响可加大阀芯调节范围和准确度，缩小过热气体所占通道空间，从而提高蒸发器的制冷量。 图7-2-10 外平衡式热力膨胀阀（3）H型膨胀阀桑塔纳2000系列轿车采用H型膨胀阀，如图7-2-11所示，主要由阀体、感温

27、元件、调节杆、弹簧、球阀等组成。由于它的感温元件直接安装在阀体内，不受环境及感温包的移、接接触不实等影响，因而调节灵敏度和制冷效率更高。图7-2-11 H型膨胀阀1-感温元件 2-调节杆 3-球阀 4-弹簧 5-阀体 4）膨胀节流管膨胀节流管结构如图7-2-12所示。它用一根节流用的细铜管装在一根多孔工程塑料管内，两端均有滤网，出口端接蒸发器，入口端接冷凝器。液体制冷剂经滤网从进口进入节流管从其小孔喷出，由于体积增大压力降低，使其进入蒸发器很快汽化。膨胀节流管没用运动件，且结构简单，制造成本低，工作可靠性高，同时节省能耗（因为气液分离器，压缩机在纯气态制冷剂下起动容易，可节能1530%），压缩

28、机使用寿命长。如大众、丰田、通用、福特等汽车公司普遍采用。图7-2-12 膨胀节流管结构由于于制冷剂经过此装置时只能节流，而不能对制冷剂的流量进行调节，故当蒸发器的温度降到一定值后，可由恒温器来对离合器进行通断的控制，从而调节制冷剂的流量。也有用防霜压力开关对离合器通断进行控制，如图7-2-13所示。这种孔管静态节流与离合器通断控制相结合的形式称为孔管节流系统。图7-2-13 压力开关控制的孔管节流系统7、气液分离器 气液分离器是内装干燥器且把气液制冷剂分离开的容器。它是与膨胀节流方式配套的装置，安装在蒸发器出口与压缩机进气管之间，其结构原理如图7-2-14所示。当空调系统工作时，制冷剂进入气

29、液分离器，液体沉入容器底部，气体从顶部被吸至压缩机中。气液分离器底部有小孔允许少量的制冷剂和滑润油进入压缩机。因为要容纳较多的气态制冷剂，所以该容器较大。当压缩机停止工作后，膨胀节流管不能关死，管的两端高低压力平衡迅速，压缩机重新起动时负荷较小，起动容易，有一定的节能作用，但容易产生液击。而气液分离器将液态制冷剂储存起来，阻止其回到压缩机内，从而防止液击。目前不少轿车上用了这种装置。图7-2-14 气液7-2-14 气液分离器 a) 原理图 b) 结构图8、压力开关 空调系统中设有一个或几个压力开关，分高压开关、低压开关和高低压开关三种。 低压开关有两种，一种设在高压回路中主要目的是为了保护压

30、缩机不在缺少制冷剂的情况下工作，以免压缩机因缺润滑油而损坏，同时也起到低温情况下制冷系统工作而造成蒸发器结冰。另一种低力开关是设在低压回路中，感受吸气压力，用来控制高压旁通阀的除霜作用或者控制压缩机的运转。低压开关的接通压力为300kPa左右。当制冷系统压力高于300kPa左右时，低压开关接通，空调系统投入工作，当系统压力低于200kPa左右时，低压开关断开，使空调系统停止工作。 高压开关是用来防止系统在异常高压情况下工作，保护系统不受损坏。它有两种形式，一种是自动切断电磁离合器的电路使压缩面停转，当高压一侧的压力高于2.12.5MP时，触点断开；另一种是接通冷却风扇高速档电路，自动提高风扇转

31、速，以降低冷凝器的温度和压力，当制冷系统的压力高于1.5Mpa左右时,高压开关接通，当系统压力低于1.2MkPa左右时，高压开关断开，。高低压开关的结构基本相同，只是动、静触点位置不同而已。9、温控开关温控开关是汽车空调系统中温度控制的一种开关元件，感受的温度有蒸发器表面温度、冷却水温度和大气温度等。常见有蒸发器温控开关、水温开关、环境温度开关等。当蒸发器表面温度低于一定值，或发动水温高于一定值，或环境温度低于一定值时，都会使压缩机停止工作。单元三、汽车空调采暖系统空调采暖系统的主要作用是：在寒冷的季节给车内提供暖气；在车内、外因温差较大结起霜或雾时，来去除车窗玻璃上的霜雾；还可与蒸发器来的冷

32、气相混合，调节车内的温度和湿度，满足乘员的舒适要求。根据获取热源的方法不同，汽车采暖装置可分为独立式采暖装置和非独立式采暖装置两种类型。一、非独立式采暖系统非独立式采暖系统一般是用发动机工作时冷却水的余热（8095的热水）为车内提供暖气，因此也称为水暖式暖气装置。结构简单、成本低、不耗能、操作维修方便等优点，虽采暖量较小（小于29308kJ/h时），但对小型客车和轿车来说足以满足车内供暖的需要，故广泛用于小型客车和轿车上。缺点是采暖量受汽车发动机运转工况的影响较大。 图7-3-1所示为水暖式采暖装置的采暖原理，发动机水套内的冷却水经热水管道和热水阀3进入采暖的的热交换器（暖气心）5而使其温度升

33、高，当空气吹过热交换器时，空气便被加热变为暖气送入车内。在冷却水通往热交换器的管路上有一热水阀，它可以关闭或控制水量的大小，用来调节供热量。采暖装置的风量也可调节。水暖式采暖装置由于没用独立的热源，采暖冷却水的流量受水泵工作状况的限制，同时与发动机的热状态有直接关系。图7-3-1 水暖式采暖装置的采暖原理1-冷却水箱 2-节温器 3-热水阀 4-冷空气 5-采暖的的热交换器6-暖气 7-发动机二、独立式采暖系统独立式采暖系统用柴油、汽油或煤油等燃料在一个专门燃烧器内燃烧所产生的热量为车内提供暖气。其特点是供暖充分，不受汽车运行状态的影响，但结构复杂，耗能多，故主要用于需要较大供暖量的大、中型客

34、车上，及国外的中、高轿车上。独立式采暖系统目前主要有两种，一种是直接对空气进行加热；另一种是加热冷却水。知识拓展如图7-3-2所示为德国DBW2003型电弧火焰水加热器。它不仅可以作为车内取暖用，而且可以对发动机进行预热，便于冬季发动机起动和暖机。该系统装有遥控装置，在寒冷的冬天，驾驶员可在办公室或家里遥控加热器提前工作，对车厢预热，这样不但可以提前改善乘员的舒适环境，也便于发动机起动，从而提高出行速度。当发动机工作稳定后，该系统又将升温后的冷却水引向车内的加热器用于取暖。如果在发动机水温低于80时，加热器内的水优先供发动机预热用；当发动机水温高于80时，系统又会将发动机冷却水引入加热器用以车

35、内取暖；当发动机水温达到95时，系统便自动切断加热器内的点火器电源，并停止供油，达到节约燃烧的目的。此时，加热器中的水泵将继续工作，保证加热器的零件不因过热而损坏及保持车内暖气的供应。图7-3-2 德国DBW2003型电弧火焰水加热器1、电机 2、风箱 3、电磁阀 4、点火器 5、喷油器 6、燃烧室 7、热交换器 8、过热保存护器 9、出水管 10、进水管 11、油泵 12、光敏二极管单元四、汽车空调送风系统目前汽车空调的送风系统一般由三部分组成，如图7-4-1所示。第一部分是空气进口段，主要由鼓风机和用来控制新鲜空气和室内循环空气的风门及伺服电机(马达)构成；第二部分是空气混合段，主要由加热

36、器和蒸发器构成，用来提供所需温度的空气；第三部分为空气分配段，使空气吹向面部，脚部和档风玻璃等上。图7-4-1 汽车空调的送风系统空调的送风系统的工作过程是：新鲜空气+车内循环空气进入风机空气进入蒸发器冷却由空气混合风门调节进入加热器的空气量空气混合室进入各风口空气进口段的风门主要控制新鲜空气和室内循环空气的比例，当夏天室外空气温度较高、冬天室外温度较低的情况下，尽量多用室内空气，使压缩机运行时间减少。当汽车长期运行时，车内空气品质下降，这时应定期开大风门多采用室外新鲜空气。加热器旁的空气混合风门主要用来调节通过加热器的空气量，从而确定向车内吹出的空气温度。当通向加热器的通路被关闭时，获得最大

37、的冷却空气；当加热器旁通路关闭时，获得最暖的空气；当空气混合风门处于中间位置时，冷风与暖风混合，得到中间温度的空气。汽车空调送风形式很多，目前最常用的是空气混合室式和全热式，以上主要以空气混合室为例进行介绍。空调送风口的在车上的一般布置如图7-4-2所示。各通风口挡打开情况决定了经过空调的空气分配到车内的情况。当通风口风挡、中央及后通风口挡打开时向中央、旁侧及后通风口吹出空调风；当脚风挡打开时，则向前、后席脚下吹出空调风；除霜风档打开时，则向挡风玻璃吹出空调风。这些风档不是孤立工作的，如风中央通风口风档、后通风口风挡、通风口风挡位置都是联动的。 图7-4-2 空调送风口的在车上的一般布置单元五

38、、汽车空调的控制电路一、桑塔纳2000型轿车空调系统的控制电路桑塔纳2000型轿车空调电路，如图7-5-1所示。电路主要由电源电路、电磁离合器控制电路、鼓风机控制电路和冷凝器冷却风扇控制电路等组成。电源电路由蓄电池A、点火开关D、减荷继电器J59以及熔断丝S1、S14、S23和空调主继电器J32组成。当点火开关D断开（off档）或起动档（ST档）时，减荷继电器不通电，触点断开而使空调系统的供电线路“X”号线无电，空调无法起动运行。当点火开关D接通（即处于ON档）时，减荷继电器通电，触点闭合，“X”号线通电，这时主继电器J32中的2号继电器经熔断丝S14通电使其触点闭合，接通了鼓风机电机V2的供

39、电回路，鼓风机便可由鼓风机开关E9控制下运转，进行强制通风换气或送出暖气，它不受空调A/C开关E30的限制。鼓风机开关E9在不同的档位时，鼓风机电机V2的供电回路串入的调速电阻个数也不同，从而可得到不同的送风速度。鼓风机电机V2的供电回路为：蓄电池“+”极熔断丝S23主继电器J32中的2号继电器触点鼓风机开关E9鼓风机调速电阻N23鼓风机电机V2搭铁蓄电池“-”极。图7-5-1 桑塔纳2000型轿车汽车空调系统的控制电路 S1、S14、S23-熔断丝 J32-空调主继电器 E9-鼓风机开关 F33-蒸发器温控器 F38-环境温度开关 A/C-空调开关 F18-冷凝器冷却风扇温控开关 F23-高

40、压开关 J26-冷凝器冷却风扇继电器 N23-鼓风器调速电阻 F73-低压开关 V7-冷凝器冷却风扇电机 V2-鼓风机电机 N16-怠速提升电磁阀N25-电磁离合器 N63-新鲜电机翻转电磁阀 K48-空调开关指示灯夏季需要获得冷气时必须接通空调A/C开关E30，电流从蓄电池“+”极减荷继电器J59的触点熔断丝S14到空调A/C开关，一路经空调A/C指示灯K48构成回路，当指示灯K48亮，表示空调A/C开关接通；另一路通向环境温度开关F38。经环境温度开关F38后分三路：第一路经新鲜空气翻板电磁阀N63构成回路，使该阀动作以接通新鲜空气翻板真空促动器的真空通路而使鼓风机强制通过蒸发器总成的空气

41、通道进风，否则将无法获得冷气。第二路经蒸发器温控器F33，由F33控制电磁离合器N25和怠速提升电磁阀N16供电，只有当蒸发器温度高于规定温度时，蒸发器温控开关F33触点接通，电磁离合器电路接通吸合，压缩机才能运转制冷，同时怠速提升电磁阀N16动作而使发动机以较高转速运转，保证有足够的动力驱动压缩机的工作，其中，低压开关F73串联在蒸发器温控器E33和电磁离合器N25之间的电路上，当制冷系统严重缺乏制冷剂而使系统高压侧压力低于0.2MPa时，低压开关F73触点断开，压缩机将无法运转。第三路电流则进入主继电器J32中的1号继电器后形成回路，使其两对触点吸合，其中一对触点用于控制冷凝器冷却风扇继电

42、器J26，另一对触点则用于控制鼓风机电机V2。高压开关F23串联在继电器J26和主继电器J32中1号继电器的前一对触点之间，当制冷系统高压侧压力低于1.5MPa时，高压开关F23触点断开，电阻R串联在冷凝器冷却风扇电机V7的供电回路中，冷却风扇V7低速运转。当制冷系统高压管路的压力高于1.5MPa时，高压开关F23触点接通，使得继电器J26通电触点吸合，电阻R被短接，这时冷却风扇V7高速运转以加强冷凝器和发动机的冷却强度。主继电器J32中1号继电器还控制鼓风机的一对触点，当空调A/C开关一接通即闭合，这时如鼓风机开关E9没有接通鼓风机电路，鼓风机V2也将由该对触点获得电流而低速旋转，以防止接通

43、空调A/C开关后忘记接通鼓风机开关而造成因没有空气流过蒸发器使蒸发器表面温度过低而结冰或冻坏蒸发器。因此，在接通空调A/C开关之前，应首先接通鼓风机开关。减荷继电器J59的作用是当点火开关在起动档（ST档）时，中断空调系统等附属电器的工作，以保证发动机起动时有足够的电流；当起动结束后将自动接通X号线电路。实践与体验：在桑塔纳2000型轿车上弄清空调控制电路的实际线路联接及其元件位置。二、凌志400轿车全自动空调系统的控制电路凌志400轿车全自动空调系统的控制电路原理图，如图7-5-2所示。司机或乘客可用此控制系统中的车内温度设定开关去设定所要控制的温度。汽车空调ECU接收如车内温度、太阳辐射强

44、度、车外温度和发动机冷却水温度等信号，计算出经过热交换器后送入车内应该达到的出风温度。空调ECU还控制混合空气气流和冷却水阀的开启和关闭，根据车厢内空气质量，通过调节进气风挡位置，控制送入车内新鲜空气量。图7-5-2 凌志400轿车全自动空调系统的控制电路原理图（一）通风系统各风挡的控制凌志LS-400空调系统风档控制如图7-5-3所示。空气混合伺服电机（马达）操纵空气混合风档开度；脚风挡、除霜器风挡及通风口风挡则由方式伺服电机操纵；冷气最足风挡则由冷气最足伺服电机控制；进气风挡则由进气伺服电机控制开度。图7-5-3 空调系统风档控制图7-5-4 进气风档控制的工作原理1、进气风挡控制进气伺服

45、电机接收到空调控制器ECU信号后，旋转输出扭矩，经减速齿轮减速后，可使进气风挡的控制臂作最大约90的摆动，控制臂与控制环相连接，使进气风挡在车内空气（内气）与车外空气（外气）之间进行连续动作并在任意位置停止。进气风挡控制的工作原理如图7-5-4所示。当风档处于空气内循环位置时，伺服电机的可动触点位于图所示剖面线位置。当空调ECU输出向空气外循环转换信号时，T2、T3导通，T1、T4截止，从电源VT3固定点B可移动点固定点A伺服电机T2接地，此时，伺服电机正向旋转，风挡移向空气外循位置。与此同时，检测风挡位置的可变电位器向ECU反馈风挡的相应位置；当空调ECU输出向空气内循环转换信号时，T1、T

46、4导通，T2、T3截止，电流反向流动，伺服电机反向旋转，风挡向空气内循环位置移动，电位器也移至相应位置。进气工况在“Def“（除霜）及”Foot/Def“脚/除霜”时，优先控制外气位置。图7-5-5 方式伺服电机控制原理2、方式选择挡板控制空调系统的通风风挡（包括中央和后通风口风挡）、脚风挡、除霜风挡等均由方式控制杆带动，以一定关系进行连动，随着方式伺服电机的旋转进行开闭动作，造成面部（Face）、胸部（Bi-Level）、脚部（ Foot）、脚/除霜（Foot/Def）、除霜器（Def）气流运动。方式伺服电机控制原理如图7-5-5所示。 a、b两个可动触点具有相同位置关系。现说明当风挡位置在

47、“Def”位置向“Face ”位置移动的工作情况，可动触点如图虚线位。当空调ECU发出向“Face ”位置移动信号（即空调ECU的“Face ”引出脚输出低电平），则固定触点B为低电位。输入B在为低电位时，输入A与固定触点A接通而处于高电位，于是逻辑电路中输出B为低电位，而输出A为高电位，TR2和TR3导通，其电路是：电源TR2伺服电机TR3接地，伺服电机转动，带动挡板“Face ”位置移动，当到达“Face ”位置时，电流断开，伺服电机停转。3、冷气最足风挡控制如图7-5-6所示冷气最足风挡伺服电机控制原理。当通风工况处于“Face ”时，根据必要吹出温度TAO值，冷气最足风档可选择全开、中

48、间、全关三个位置，以加速冷却。冷气最足风挡这所以在“Face ”通风工况时作用，是因为根据“头冷足暖的设计思想。此外，当温度设定为最低（18）时，该风挡处于全开位置。图7-5-6 冷气最足风挡伺服电机控制原理4、空气混合风挡的控制空调ECU发出“全开”、“中间”或“全关”信号至空气混合风档控制电路，与进气伺服电机控制原理相同，空气混合伺服电机旋转输出扭矩，带动控制杆摆动，从而使固定于控制杆上的空气混合风档开、闭。（二）温度控制温度控制原理如图7-5-7所示。输出温度的控制是以室温传感器、环境温度传感器、水温传感器、蒸发器温度传感器和太阳能传感器的输入信号为基础进行的。图7-5-7 温度控制原理

49、1、传感器（1）室温传感器 用于检测车箱内空气温度。为了测出车箱内空气的平均温度，该传感器外壳内设有一微型风机，该风机从车厢内吸入空气，空气流过温度传感器后，传感器即输出温度高、低信号到空调ECU。（2）环境温度传感器 用于检测车外空气温度。该传感器封装在一个塑料壳体内。采用这种结构设计可测定车外空气的平均温度而不会受到温度突变的过度影响。（3）水温传感器 该传感器设在冷却水流经取暖器入口处，将发动机冷却水温度信号传至空调ECU。（4）蒸发器温度传感器 该传感器设在空气流经蒸发器的出口处，检测冷却后的空气温度。（5）太阳能传感器 该传感器安装在汽车仪表板上方的车顶部，并暴露在太阳光的照射之下。

50、其目的用于测量进入车内，使车内温度发生变化的太阳辐射能量。空调ECU据此对车内温度进行补偿。它一般用光电二极管制成，因为它不受车内温度的影响，并对太阳光的响应能力非常灵敏。以上5种传感器除太阳能温度传器采用光二极管外，其余均采用热敏电阻，因为热敏电阻非常适合常温温度检测。2、温度控制车箱内温度控制指标，即必要吹出温度TAO由下列计算得到：TAO=a Tset-cTAM-dTs-bTR+eTset：设定温度（希望温度）（）TAM：车外温度（）TR：车内温度（）Ts：太阳能幅射能量（kcal/m2min）a.b.c.d.e：由实验求得常数空调出风口温度的控制主要通过改变空气混合风档开度，即通过改变

51、冷热空气混合比进行的。空调ECU由TAO值计算出每一时刻空气混合风档开度，由于部分从取暖器来的热空气直接影响出风口温度，因此，空调ECU必须根据水温传感器信号修正混合风档开度。最后，空调ECU通过控制电路控制空气混合伺服电机，改变空气混合风挡的开度。空调出风口温度利用进气风挡进行辅助控制。当需要急剧冷却时，进气风挡位于空气内循环位置，进气参与循环，减少通风阻力。由于风量增加，冷却能力大为增加，反之，当TAO值大，进气风挡位于空气外循环，风量减少，冷却能力降低；中间区域时，“内气”和“外气”混合使用。（三）风量控制为了获得理想的车厢内温度，就必需要将经过空调处理的空气不断的吹向车厢内每个角落。为

52、此，需要必要的风量。风量是送风机输送的。风量并不量越大越好，风量越大，送风机送风速度越高，风机噪声也越大。因此，必要时提供必需的尽量少的风量是最理想的。风量控制大致有以下三种方法。1、TAO值风量控制如果车厢内温度与设定温度相差较大，TAO也较大，此时空调ECU通过升高功率管基极电位，增大送风机电流，从而提高送风机转速，增大空气流量。2、冷风关闭控制寒冷时发动机启动后冷却水温极低。这时，冷风吹出，使人感到不快。所以在发动机水温低于40以前，关闭风机；水温高于40以后，随着水温升高，风机速度线性递增至最大。3、温风关闭控制发动机起动后，即使压缩机不旋转，但冷凝器不能在很短的时间内作充分冷却，特别

53、是炎热天发动机刚起动，空调出风口突然吹出热风，使人很不舒服。所以在风机的控制中，当发动机起动后，一段时间内，关闭风机，待冷凝器工作正常一段时间后（即风机低速运行5s）后，风机才能高速旋转。（四）通风控制一般说来，冷风吹在脸部及上半身，温风吹在下半身及脚部，是比较舒服的。空调出风口温度就是按照这个原则选择风挡开度达到的。（五）压缩机控制通过控制电磁离合器的通/断动作来控制空调压缩机的运行。当通过蒸发器的空气中含有水分，由于蒸发器表面温度低（3左右），因而蒸发器表面易结霜，这样将显著降低热交换率，使压缩机浪费动力。用蒸发器温度传感器测定蒸发器出口处空气温度，当该温度小于3时，关闭压缩机的电磁离合器

54、，使压缩机停止驱动，停止制冷剂工作，防止结霜。在空调操作面板上有“ECON”（经济工况）显示开关，当“ECON”运行时，压缩机电磁离合器断开温度提高到10，这样可减速少压缩机工作时间，以节省动力。单元六、汽车空调的使用与维修一、汽车空调系统的使用以桑塔纳2000型轿车为例1、汽车空调系统的操作方法。桑塔纳2000型轿车空调系统的控制面板如图7-6-1所示。气流分布控制开关控制空气的分布，当气流分布控制开关4向左拨动时，表示出风口5打开；气流分布控制开关5向右拨动时，表示出风口1、2打开；气流分布控制开关4、5向中间靠拢时，表示出风口1、2、5均关闭，空调系统出风口位置如图7-6-2所示。图7-6-1 桑塔纳2000型轿车空调系统的控制面板1、中央出风口 2、空调控制开关（A/C） 3、鼓风机控制开关 4、5-气流分布控制开关 6-温度选择开关 温度选择开关向右拨动时，表示温度升高；温度选择开关向左拨动时，表示温度降低。鼓风机控制开关有五个档位，当开关旋钮转到“0”档位时，如空调控制开关2接通，鼓风机也将会缓慢转动。空调控制开关（A/C）接通时，其上的指示灯将发亮，指示空调系统开始工作，未经加热的新鲜空气和空调系统调节后的冷气均可从各个出风口送出，1、2、4号和5号出风口还可供暖气