汽车空调工作原理是什么？它为什么能制冷？

夏天到了，天气越来越热。大家开车上路基本都会开空调。同时，夏季也是car 空法规故障的高发期。最常见的有空调节不制冷、制冷能力不足、空调节异味等。，给我们日常用车带来很多麻烦。那么为什么汽车空调制系统可以降温呢？它的结构和工作原理是什么？常见故障怎么解决？下面我们来讨论一下这些问题。

所谓汽车空调制系统，是指能够调节车内空空气的温度、湿度、气流速度和洁净度，从而为车内乘员创造清新舒适的乘坐环境的装置。它的作用不仅仅是制冷，还有制热(暖风)、通风和净化车内空空气，控制车内空空气的湿度。一个理想的汽车空空调系统可以将车内温度控制在20 ~ 28℃之间，相对湿度控制在50 ~ 70%之间。所以汽车空调制系统在结构上包括制冷装置、制热装置、空空调装置和控制装置四个部分。现在的汽车普遍采用集成式冷暖空调制系统，其布局是将蒸发器、暖风散热器、离心鼓风机、控制机构等组装在一起。，称为空调制器组件。

我们通常所说的“汽车空调制”一般是指汽车空调制系统中的制冷装置。也是汽车空调制系统中结构和原理最复杂、故障率最高的器件。主要由空可调压缩机、冷凝器、蒸发器、储液干燥过滤器(汽液分离器)、膨胀阀(节流阀)、电控系统、风量分配系统、制冷剂、冷冻润滑油、空可调管路等组成。这是它们的结构和工作原理。

1.空可调压缩机:空可调压缩机是汽车空可调系统的动力源，其作用是使制冷剂在制冷系统中保持一定的压力循环。它从蒸发器中吸出低温低压的制冷剂蒸气，将其压缩，使其压力和温度升高，送入冷凝器冷却降压。

汽车空可调系统中使用的空可调压缩机一般为轴向柱塞泵，分为固定泵和变量泵两种。它们的主要区别在于驱动柱塞的斜盘角度是否可变:固定泵的斜盘角度是固定的，每个循环中压缩的制冷剂的量是相同的。只要启动，消耗的功率是固定的；变量泵斜盘的角度可以随空调制系统的负载而变化:空调制系统负载大，斜盘倾角大，压缩每一个循环的制冷剂多，在空调制中制冷量大，消耗功率大；反之空调制系统负荷小，斜盘倾角小，每个循环压缩的制冷剂量也小，空调制的制冷量也小，消耗的功率也小。

空压缩机通常由发动机通过皮带驱动。压缩机头部有一个电磁离合器。通电时，离合器接合，将压缩机的驱动轴与皮带轮结合，带动压缩机内的斜盘转动，使柱塞往复运动吸入并压缩制冷剂，使其在系统内循环。如果固定排量空的压缩机调整工作时间休息，其工作时间由电磁离合器控制；但是，可变排量空压缩机连续工作。只要空调制系统开启，它的电磁离合器就一直处于接合状态，通过改变排量可以调节空调制系统的负载。相对来说，变排量空可调压缩机的乘坐舒适性更好，负载连续可调，节能效果更好，所以在更高级的车型使用的自动空可调系统中，一般都采用变排量压缩机。

2.冷凝器:冷凝器的作用是将空压缩机排出的高温高压气态制冷剂的热量散发到车外的空气体中，使高温高压气态制冷剂冷凝成温度更高的高压液体。一般安装在发动机水箱前部，与发动机冷却水箱共用冷却风扇。结构上有管式、管带式和平流式三种。

3.蒸发器:蒸发器的作用是使液体制冷剂在蒸发器中经过节流减压后沸腾汽化，吸收蒸发器表面周围空气体的热量，使其降温。然后，风扇向车厢内吹入冷空气，达到降温的目的。安装蒸发器的驾驶室工作台一般有三种结构形式:管式、管带式和层叠式。

冷凝器和蒸发器统称为汽车空调制系统的热交换器。蒸发器负责替换车内的热量，冷凝器负责将热量散发到车外。它们的性能直接影响汽车空的制冷性能。对它们的要求是散热快，散热量大，效率高，占用空空间小，所以保持它们的表面清洁尤为重要。很多car 空调制发冷都是因为这两个器件表面脏，散热不好造成的。因此，及时清理冷凝器和水箱外的杂质是保证空调制系统正常运行的重要保证。

4.膨胀阀(节流阀):目前汽车空调制制冷系统有两种，称为膨胀阀式和节流管式(也称节流阀式)。它们的主要区别是节流膨胀机构的不同。膨胀阀，也称为热力膨胀阀，安装在蒸发器的前面。它的主要作用是节流，使高温高压液态制冷剂经过膨胀阀节流后体积变大，制冷剂的压力和温度急剧下降。二是自动调节制冷剂的流量，使进入蒸发器的制冷剂刚好在蒸发器中蒸发。根据控制原理的不同，可分为内部平衡型和外部平衡型。

节流阀的功能类似于膨胀阀。它还利用节流作用，使高温高压的液态制冷剂经过节流后体积变大，制冷剂在吸收大量热量的同时压力和温度急剧下降，从而达到制冷的目的。它和膨胀阀的区别在于它不能根据工况的变化来调节制冷剂的流量。其优点是结构简单、成本低、可靠性高、节能环保。所以很多美系和日系车型都采用了这种节流方式。但这样就必须在蒸发器和压缩机之间设置气液分离器，将未蒸发的液态制冷剂分离出来，防止液体冲击空压缩机，保证压缩机的安全运行。

5.储液干燥过滤器(汽液分离器):一般储液干燥过滤器与冷凝器组装在一起，用于临时储存冷凝器中的液化制冷剂并进行干燥过滤，以保持制冷剂的干燥和清洁，防止系统中的杂质和污物堵塞滤网和膨胀阀，划伤压缩机的缸壁、柱塞和轴承，防止制冷剂中的水结冰堵塞膨胀阀。膨胀阀制冷系统采用普通储液干燥过滤器。节流制冷系统一般采用汽液分离器。其作用类似于储液干燥过滤器，也有过滤干燥制冷剂的作用。主要区别是储液干燥过滤器一般安装在冷凝器的后部，而汽液分离器一般安装在空压缩机的前面，吸收制冷剂中的液态制冷剂，防止液体对空压缩机的冲击。

6.电子控制系统:为了使汽车空调节系统正常工作，维持车厢内适当的温度和湿度，系统中需要一系列的控制元件和调节执行机构，主要包括温度控制器、高低压开关、过热保护开关、空调节放大器、空调节继电器、车内外温度传感器和阻尼器。目前汽车上的空调节控制系统已经从手动空调节逐渐发展到自动空调节，微机自动控制得到广泛应用。

根据电控系统的复杂程度，汽车空调制系统大致可以分为手动空调制和自动空调制。手动空调节只能手动粗略调节冷/热风的温度和风量，无法在车内设置空调节的具体温度。自动空调节可以根据驾驶员设定的温度和运行模式及时调节送风温度和速度，控制单元根据环境温度、设定温度、蒸发箱出口温度、行驶条件等信息以及各种传感器输入的信号，使车内空空气环境保持在最佳状态。另外，自动空调节有自检装置，可以自动发现空调节系统中的隐患，并以故障码的形式报告给驾驶员。

7.风量分配系统:风量分配系统又称汽车空空调系统的空空调装置，主要包括鼓风机转速调节、空空气内外循环方式调节、空空气温湿度调节、出风口方式调节等。空空调装置的主要部件有鼓风机、内外循环控制阀、温度控制阀、风道控制阀、空空调滤芯等。有线缆式和电机驱动式两种控制方式(现在广泛使用的是电机驱动式)，与空空调控制面板上的开关一一对应来控制空。

8.制冷剂:制冷剂又称制冷剂工质，是制冷系统中完成制冷循环的工质。制冷剂在蒸发器中吸收待冷却物体的热量后，蒸发成低压蒸汽，并被压缩机压缩成高压蒸汽。在冷凝器中，热量传递给冷却介质(如空气体或水)并冷凝成液体。然后，它被节流和减压，然后返回蒸发器进行连续制冷。因此，制冷剂是制冷设备完成能量交换的重要载体，制冷剂的特性对汽车空调制系统的性能起着非常重要的作用。目前汽车上普遍使用R134a空，是一种环保型制冷剂。它的降温效果不如R12(氟利昂)，但不会破坏臭氧层。

9.冷冻润滑油:空压缩机使用的润滑油称为冷冻润滑油或冷冻机油。是一种能在高低温条件下正常工作的特殊润滑油。它的主要作用是润滑压缩机的轴承、活塞等零部件的表面，以减少运行阻力和磨损，降低功率损失，延长零部件的使用寿命。二是具有冷却功能，几乎带走运动表面摩擦产生的热量，防止压缩机因温度过高而损坏；第三，可以渗透到各个摩擦面形成油封，可以防止制冷剂泄漏；第四，降低压缩机运行噪音，不断清洗摩擦面，带走杂物，减少摩擦部件的磨损。

10.空调节管路:空调节管路的作用是将空调节系统中的各部分柔性连接起来，形成一个封闭的系统，能承受一定的振动和冲击。要求具有良好的密封性能和一定的抗压能力，与制冷剂和冷冻润滑油相容，不会因化学反应而腐蚀泄漏。

以上是汽车空调制系统中的主要部件，那么这些部件是如何结合在一起，运行制冷的呢？

这些元件形成一个封闭的系统，系统中充满制冷剂，制冷剂在空压缩机的作用下循环，在发动机舱的冷凝器中由气体液化为液体，放出热量；在车内，它从液体蒸发成气体，吸收热量，从而降低车内温度。上述过程反复进行，使车内温度逐渐降低，直至达到设定温度，然后空压缩机停止工作，制冷剂停止流动，空调制系统停止制冷；当车内温度升高时，会再次组合空压缩机以恢复制冷。重复这个过程，使车内温度保持在设定范围内。这是汽车空调制系统的基本制冷原理。

在这个系统中，以膨胀阀为界，膨胀阀(压缩机-冷凝器-储液干燥过滤器-膨胀阀)前的制冷剂处于高温高压状态，称为高压侧，相应的管路称为高压管；之后膨胀阀(膨胀阀-蒸发器-压缩机)的制冷剂处于低温低压状态，称为低压侧，对应的管路称为低压管。在车上，我们可以用手测试这些管路的温度，从而判断空调制系统是否正常工作。

汽车空调制系统最常见的故障是不制冷或制冷不良，主要故障原因是制冷剂不足。一般长时间运行的车辆会因系统泄漏导致制冷剂不足，或者因管路损坏导致制冷剂泄漏，而控制系统或压缩机故障的情况很少。还有一个普遍的现象就是汽车低速不能制冷空，高速制冷正常。这种情况一般是冷凝器不干净造成的，只要清洁冷凝器的外表面即可。