发布于 10-16 10:27:03
汽车空调系统按采用节流装置和系统结构的不同可分为膨胀阀制冷系统和节流管制冷系统；按驱动方式的不同可分为非独立式空调系统和独立式空调系统；按功能的不同可分为冷暖分开型空调、冷暖合一型空调和全功能型空调；按控制方式可分为手动空调、半自动空调、全自动空调三种；按压缩机的排量是否可变分类，可分为定排量空调和变排量空调。
一、按节流装置和系统结构分类
图1-29 膨胀阀式制冷循环系统
A—带电磁离合器的压缩机 B—冷凝器 C—储液干燥器 D—高压开关 E—高压检修连接器 F—膨胀阀 G—蒸发器 H—低压检修连接器 I—减振器（因不同类型的汽车而异）
汽车空调的制冷系统根据采用节流装置和系统结构的不同可分为两大类：一类是膨胀阀制冷系统；另一类是节流管制冷系统。它们的差别是，所用的节流膨胀装置的结构不同及储液干燥器的安装位置不同。在膨胀阀制冷系统中，储液干燥器安装在高压一侧的冷凝器之后、膨胀阀之前，用以保证无气体的制冷液供给节流装置。
1.膨胀阀式制冷循环系统
图1-29为膨胀阀式的制冷循环系统。该循环系统主要包括压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、蒸发器和管路等主要部件。
这种制冷循环的工作原理是压缩机将气体的制冷剂提高压力（同时温度也提高），目的是使制冷剂比较容易液化放热。高压的气体制冷剂进入冷凝器，冷凝器风扇使空气通过冷凝器的缝隙带走制冷剂放出的热量并使其液化。液化后的制冷剂进入储液干燥器，滤掉其中的杂质、水分，同时存储适量的液态的制冷剂以备制冷负荷发生变化时制冷剂不会断流，从储液干燥器出来的制冷剂流至膨胀阀，从膨胀阀中的节流孔喷出形成雾状制冷剂，雾状的制冷剂进入蒸发器。由于制冷剂的压力急剧下降，便很快蒸发汽化，吸收热量，蒸发器外部的风扇使空气不断地通过蒸发器的缝隙，使其温度下降，车内温度降低，蒸发器出来的气态制冷剂再进入压缩机后重复上述过程。这种循环系统中的膨胀阀可以根据制冷负荷的大小调节制冷剂的流量。
图1-30 膨胀管式制冷循环系统
A—带电磁离合器的压缩机 B—低压开关 C—冷凝器 D—高压检修连接器 E—膨胀管 F—蒸发器 G—低压开关 H—低压检修连接器 I—集液器
2.膨胀管式制冷循环系统
膨胀管式的制冷循环（CCOT，Cycling Clutch Orifice Tube循环离合器节流孔管）系统，从制冷的工作原理来看，与膨胀阀式的制冷循环系统无本质的差别，只不过将可调节流量的膨胀阀换成不可调节流量的膨胀管，使其结构更加简单，其制冷循环如图1-30所示。为了防止液态的制冷剂进入压缩机而造成压缩机的损坏，故这种循环系统将储液干燥器安装在蒸发器的出口，并按照它所起的作用更名为集液器，同时进行气液分离，液体留在罐内，气体进入压缩机，其他部分的工作过程与膨胀阀式的制冷循环相同。
汽车空调膨胀阀系统的特征是：只要驾驶人一开动空调，电磁离合器就总是处于啮合状态，从不断开，压缩机始终处于运行状态，靠吸气节流阀或靠绝对压力阀把蒸发器温度控制在0℃左右。汽车空调膨胀管（孔管）系统的特征是：电磁离合器时而啮合，时而断开，压缩机根据车室内外温度时而运行，时而停止，因此也称为循环离合器系统。循环离合器系统也有使用膨胀阀的，但只是作为一种节流装置而已。膨胀阀系统也称为传统空调系统。
二、按驱动方式分类
空调系统按驱动方式可分为非独立式空调和独立式空调两种。
1.独立式空调
独立式空调最明显的特点是空调驱动动力源与汽车的主发动机分开，用另外一台发动机（副发动机）带动，构成独立的空调系统。这种空调的工作运转平稳，不受汽车主发动机载荷的影响，空气调节量大，但成本高、体积大。它多数是用在大型客车上，空调压缩机一般是采用较大功率的定排量压缩机，采用分体式配气方式，如图1-31所示。
图1-31 独立式空调
制冷时，车内外空气混合后流向蒸发器，蒸发器内制冷剂吸收热量使车内降温，在压缩机作用下，制冷剂被排到车外冷凝器散热后又流回蒸发器，制冷剂在制冷系统中由液态变为气态（吸热），又从气态变为液态（放热），从而使车内降温，如此循环。
取暖时，热水从主发动机流向加热器，对车内外混合气加热，加热后的气体被蒸发器降温后又被加热器升温，达到车内的送风状态。若不需送冷风，制冷系统关闭或电磁离合器不吸合，车内外混合气经加热器加热向车内送暖风。
优点：制冷工况较稳定，不受车速影响。
缺点：重量、成本都增加，安装位置增大，有时由于主、辅机类型不同（如主机是柴油机，辅机是汽油机），需要单独提供燃料箱。
2.非独立式空调
乘用车由于其自身空间限制，常常采用非独立式空调，即空调压缩机由汽车发动机带动，如图1-32所示。因此，汽车空调系统的制冷性能受汽车发动机工况的影响较大，工作稳定性较差，尤其是低速时制冷量不足，为此发动机均提高了空调制冷时的怠速。为了避免影响汽车发动机怠速稳定性和汽车加速性能，其压缩机均采用电磁离合器，这样遇到紧急情况时会自动分离。其空调装置配置的冷凝器大部分都装在发动机之前，且为冷凝器增设了电风扇，使冷凝器的冷却不受汽车行驶速度的影响。
图1-32 非独立式汽车空调系统示意图
1—压缩机 2—蒸发器 3—冷凝器 4—储液干燥器 5—主发动机 6—风机 7—加热器
压缩机使制冷剂在制冷系统中循环流动，制冷剂通过蒸发器时汽化吸收车内空气热量，使车内温度降低，流过冷凝器时冷却放热，将热量散到车外。
学习提示：
优点：与汽车合用一个动力源，结构简单并降低了设备成本和车的重量，也减少了空间的占用以及发动机维护工作量。
缺点：制冷工况受汽车行驶速度的影响大，发动机转速越高，压缩机转速越高，消耗功率越大，影响汽车的加速运行，当汽车低速或怠速运行时，由于空调可能会造成发动机过热而熄火，也影响汽车爬坡。
三、按功能分类
1.冷暖分开型
制冷和采暖系统各自分开，由两个完全独立的冷风机和暖风机所组成，各有各的送风机，控制系统也是完全分开的。制冷时完全是吸入车内空气，采暖时既可吸入车内空气，也可吸入车外新风，如图1-33所示。这种结构占用空间较多，主要用在早期的汽车空调中。
图1-33 冷暖分开型汽车空调
2.冷暖—体型
冷暖—体型是指在制冷系统的基础上增装加热器及暖风出口，但制冷与供暖不能同时工作。冷暖一体型空调（图1-34）汇集了单一功能型空调的优点。它的出现避免了驾驶人因冬季寒冷，而出现手脚不灵活的现象，提高了行车的安全性。夏季，为驾驶人提供一个舒适凉爽的工作环境，减轻驾驶人的疲劳度。
其缺点是要驾驶人手动控制其出风量和冷暖转化模式（也就是日常所说的手动空调），增加了驾驶人行车时的操作。
3.全功能型
全功能型空调是在冷暖一体型空调的基础上改良而来的，集制冷、供暖、除霜、去湿、通风及净化等功能于一体，如图1-35所示。其制冷和取暖完全用一套温度控制系统，可同时工作，实现除湿、取暖和新风制冷，从冷到热进行连续温度调节。它又可分为空气混合型和再加热型两种。
图1-34 冷暖一体型空调
图1-35 全功能型空调
四、按控制方式分类
汽车空调按控制方式可分为手动空调、半自动空调、全自动空调三种。
1.手动空调
手动空调的风机转速、出风口温度及送风方式等功能是由驾驶人操纵和调节的。车内通风的温度控制是通过仪表板上空气控制杆、温度控制杆、进气杆和风扇开关等来操纵通风管道上的各种活门来实现的。大多数经济型轿车都采用旋钮式的手动空调，如普通桑塔纳、富康、捷达、别克等轿车一般都采用半机械半电子式的空调系统，图1-36所示为宝马新3系手动空调控制面板。
2.半自动空调
半自动空调系统与手动空调系统的差别不大，其主要不同是半自动空调系统采用程序装置、伺服电动机或控制模块等操纵机构。半自动空调可以设定温度值，电脑自动保持恒温，但是风速是手动调节的。半自动空调一般装配在中档轿车上，如大众波罗、速腾等，如图1-37所示为2012款速腾车半自动空调控制面板。
图1-36 宝马新3系手动空调控制面板
1—空气分配 2—车内空气循环模式 3—风量 4—冷却功能 5—温度 6—后窗加热装置
图1-37 2012款速腾轿车半自动空调控制面板
1—温度调节旋钮 2—鼓风机风量调节旋钮 3—气流分配调节旋钮
3.全自动空调
全自动空调是利用传感器随时检测车内外温度的变化，并把检测到的信号送给空调的电子控制单元（ECU）。ECU则按预先编制的程序对信号进行处理，并通过执行元件，不断地对风机转速、出风温度、送风方式及压缩机工作状况等进行调节，从而使车内温度、空气湿度及流动状况始终保持在驾驶人设定的水平上。全自动空调系统具有自诊断功能，可以及早发现故障隐患。全自动空调一般装配在中高档车上面，如广州本田雅阁、一汽奥迪系列、通用别克系列、丰田凯美瑞、福美来、毕加索等自动档豪华版轿车就装配自动空调，图1-38所示为丰田轿车自动空调控制面板。
图1-38 丰田轿车自动空调控制面板
五、按压缩机的排量是否可变分类
按压缩机的排量是否可变分类，空调系统可分为定排量空调和变排量空调。
1.定排量空调系统
定排量空调系统也称循环离合器系统。该系统当蒸发器温度下降到一定水平时需截断离合器电路，使压缩机停转即停止制冷。当蒸发器温度上升到一定值时再接通离合器，让压缩机运转，开始制冷，如此往复循环。也就是说，定排量空调系统是通过离合器的循环工作来调节温度的。定排量空调系统中因为压缩机的排量是固定的，所以在制冷系统中加了许多保护装置，尤其是减压安全阀和易熔塞。
定排量空调系统有两种温度控制方法，即使用恒温控制器或者压力控制器进行控制。恒温控制器是用温控开关使压缩机离合器在预定的温度水平开、关。压力控制器是用对系统压力敏感的压力开关在预定的压力水平使压缩机离合器开、关。
2.变排量空调系统
变排量空调系统，也称非循环离合器系统。该系统采用的是可变排量压缩机，它依靠可变排量（VD）压缩机的自身调节来控制温度。当系统的环境温度（蒸发器温度）高时，压缩机增加活塞冲程来增加制冷剂量，以达到增加吸热和降温的作用。反之，当蒸发器温度低时，压缩机则减小活塞冲程从而减少通过蒸发器的制冷剂量，由于制冷剂量少，吸收的热量也少，使蒸发器的温度得到回升。离合器的唯一目的就是当不需要空调时脱离压缩机，当需要空调时连上压缩机。
变排量压缩机虽然按其控制排量的方式有机械式变排量压缩机和电子式变排量压缩机之分，但是变排量空调压缩机对制冷系统没有特殊要求，即用什么制冷剂和节流装置都可以。变排量空调压缩机由于能够在每次工作循环过程中根据吸入制冷剂和压缩后从排气阀排出制冷剂的压力变化（由汽车转速、运行状况、日照条件和环境温度等决定）而自行优化调节压缩气体的容积——即排出制冷剂的排量，所以，它可实现取消压缩机间歇式的工作方式，避免对发动机的冲击，并保持温度与压力的稳定性，提高压缩机使用寿命。因此，它能达到节能、降噪、防止蒸发器与低压管结霜以及实现车厢环境最优化控制的目的。目前新生产的乘用车汽车空调系统中大多采用了变排量压缩机。
