发布于 10-16 10:27:13
一、空调制冷基本原理
汽车空调制冷系统的基本功能是调节车内温度，高档轿车空调系统还具有调节车内的湿度的功能。
制冷是指空调系统获得冷气而制造和维持必要的冷源的过程，冷源是指温度低于环境温度的物体或场所。
人们在游完泳时，会有冷的感觉，在手臂上涂抹酒精也有凉爽的感觉，这都是因为液体的蒸发带走了热量，如图1-45所示。
图1-45 蒸发带走热量
图1-46 制冷装置
这也就给我们一个启发，利用液体的蒸发可以吸收周围环境的热量。为此，我们制作一个图1-46所示的装置，将一个带有开关的容器装在一个绝热良好的盒子内，容器中装有常温下容易挥发的液体，将开关打开时，容器内的易挥发液体便开始蒸发，同时吸收绝热盒子内的热量，吸收了热量的液体转化为气体，从开关排出。盒内的温度便会低于盒外的温度。如果容器内的易挥发液体能得到不断的补充，冷却的效果便会持续下去。
从制冷装置的运作情况看，制冷过程中热量的转移是靠液体的状态变化实现的，我们将这种液体称为制冷剂。
二、制冷循环
为了使前述制冷装置的制冷过程持续下去，就必须不断地向容器中补充制冷剂，从开关放出的制冷剂也应回收加以反复利用。为此，有必要制作一套装置使制冷剂能够在装置中循环，不断地将热量带走。根据前述物质的沸点与压力的关系，降低压力可以使物质的沸点降低，使其更加容易蒸发而吸收热量；提高压力可以使物质的沸点升高，使其更加容易转化为液体而放出热量。为此，将前述装置从开关放出的气体制冷剂回收回来，使其进入一台压缩机，提高压强，再通过一个称为冷凝器的装置，经强制冷却放出热量变为液体，并将这种液体制冷剂暂时存放在一个储液罐中以备再次使用，如图1-47所示。
高压的液体通过一个小孔，可以使其迅速膨胀而压强降低，在这种情况下，液体由于压力的降低而非常容易汽化而吸热。因此，将储液罐中的制冷剂通过一个小孔（膨胀阀）放出，让其进入一个称为蒸发器的容器。由于制冷剂的压强下降，所以很快便会蒸发，吸收蒸发器周围的热量，使蒸发器周围得到冷却，如图1-48所示。
将上述两个过程组合起来，就可以形成一个制冷循环，储液罐中高压的液态制冷剂从膨胀阀喷出，压力下降，体积迅速膨胀，转化为气体，吸收周围的热量，使周围的温度下降，气态的制冷剂再经压缩机加压形成高压气态的制冷剂，高压气态制冷剂进入冷凝器冷却，从气态转变为液态，同时放出热量，液态制冷剂再进入储液罐，以备再次使用，这就是一个完整的制冷循环。从制冷循环可以看出，所谓制冷就是通过制冷剂的状态变化将一个地方（蒸发器周围）的热量带到另一个地方（冷凝器周围）。制冷循环中的各种装置都是围绕这种热量的转移而设置的。
图1-47 通过压缩使制冷剂转化为液体并放出热量
图1-48 通过膨胀阀液体制冷剂转化为气体吸收热量
三、汽车空调制冷系统的功能与组成
图1-49 汽车空调制冷系统的组成
1.基本功能
调节车内温度是汽车空调制冷系统的基本功能。汽车空调制冷系统的第2个功能是调节车内的湿度。
2.组成
制冷系统的主要部件有压缩机、冷凝器、储液干燥器（集液器）、膨胀阀（膨胀管）、蒸发器、导管与软管、压力开关等，如图1-49所示。各主要部件的名称、功用及实物图片对照见表1-8
表1-8 汽车空调制冷系统主要部件的名称、功用及实物图片对照表
（续）
四、汽车空调制冷系统的制冷循环过程
压缩机等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。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，每一循环有四个基本过程。其工作原理如图1-50所示。
制冷循环就是利用有限的制冷剂在封闭的制冷系统中，反复地将制冷剂压缩、冷凝、膨胀、蒸发，不断在蒸发器中吸热汽化，使蒸发器始终保持很低的温度而用于车内空气的降温除湿。在制冷循环系统中，压缩机是动力源。汽车空调系统制冷剂循环流程如图1-51所示。
在汽车空调系统中，压缩机由发动机曲轴上的驱动带驱动旋转，并将蒸发器中因吸收车内热量而汽化的低温低压气态制冷剂R134a，经低压软管和低压阀吸入压缩机。低温低压气态制冷剂经压缩机压缩后，变成高温（约65℃）、高压（约1300kPa）的气态制冷剂，经高压阀和高压软管送入发动机散热器前面的冷凝器。制冷剂在冷凝器中由车外空气冷却成为高温（约55℃）、高压（约1300kPa）的液态制冷剂，并从冷凝器底部流向储液干燥器。经储液干燥器过滤、脱水后，由高压软管送入热力膨胀阀。经热力膨胀阀节流降压后，变成低温（约-5℃）、低压（约150kPa）的液态制冷剂进入蒸发器，并在蒸发器内大量吸收蒸发器管壁及周围空气的热量而蒸发汽化，使蒸发器表面及其周围的车内热空气温度降低（由此产生冷源）。当鼓风机将车内热空气或车外热空气强制吹过蒸发器表面时，热空气便被蒸发器冷却而变成冷气送回车内空间，从而达到降低车内温度的目的。液态制冷剂在蒸发器内吸热汽化为低温（约为0℃）、低压（约150kPa）的气态制冷剂，并经低压软管由压缩机再次吸入，从而完成制冷循环。
图1-50 汽车空调制冷系统的工作原理
图1-51 制冷系统制冷剂循环流程
学习提示：
制冷循环是由压缩、冷凝、膨胀和蒸发四个过程组成。
（1）压缩过程 压缩机从蒸发器吸入低温低压气态制冷剂，并将其压缩成高温（约65℃）、高压（约1300kPa）气态制冷剂送往冷凝器冷却降温。
（2）冷凝过程 高温高压气态制冷剂由发动机散热器前面的冷凝器散热，将其冷凝成高温（约55℃）、高压（约1300kPa）液态制冷剂。
（3）膨胀过程 冷凝后的高温、高压液态制冷剂经热力膨胀阀节流降压后，将其转变成低温（约-5℃）、低压（约150kPa）的液态制冷剂送入蒸发器。
（4）蒸发过程 低温低压液态制冷剂流经蒸发器时，不断吸收车内空气的热量而汽化成低温（约为0℃）、低压（约150kPa）气态制冷剂。从蒸发器流出的气态制冷剂又被压缩机吸入而进入下一次制冷循环。
当制冷系统工作正常时，低压管路呈低温状态，高压管路呈高温状态。从膨胀阀出口经蒸发箱至压缩机入口为低压区；从压缩机出口经冷凝器、储液干燥器至膨胀阀为高压区。检查低压区时，由膨胀阀出口经蒸发箱至压缩机入口应该是由凉变冷，但无霜冻。检查高压区时，由压缩机出口经冷凝器、储液干燥器至膨胀阀入口应该是由暖变热（检查时，注意手与被检查部位之间应保持一定的距离，避免烫伤）。如压缩机入口与出口之间无明显的温差，说明制冷剂泄漏或无制冷剂。如储液干燥器特别凉或其入口与出口之间温差明显，说明储液干燥器堵塞。
