汽车空调系统实验报告

汽车空调系统实验报告

车辆2

陈树郁

201131150501

一、实验目的

1. 学习并理解汽车空调系统的组成及基本工作原理；

2. 熟悉空调系统的制冷循环路线；

3. 掌握对空调系统的操作以及控制系统的结构原理；

4. 理解压力表的结构原理以及对压力表的操作；

5. 理解制冷剂的作用并能掌握加注方法；

6. 具有诊断和排除汽车空调系统常见故障的技能。

二、空调工作基本原理

发动机驱动的压缩机将气态的制冷剂从蒸发器中抽出，并将其送入冷凝器。高压气态制冷剂经冷凝器时液化而进行热交换（释放热量），热量被车外的空气带走。然后高压液态的制冷剂经膨胀阀的节流作用而降压，低压液态制冷剂在蒸发器中气化而进行热交换（吸收热量），此时蒸发器附近被冷却了的空气通过鼓风机吹入车厢内。接着气态制冷剂又被压缩机抽走，泵入冷凝器，如此使制冷剂进行封闭的循环流动，不断地将车厢内的热量排到车外，使车厢内的气温降至适宜的温度。

三、实验设备

1. 曲柄连杆式压缩机（由曲柄，连杆，活塞，进排气阀等组成）；

2. 斜盘式压缩机（由主轴，斜盘，气缸，活塞，进排阀等组成）；

3. 冷凝器、干燥器、膨胀阀、蒸发器、压力表、制冷剂罐、真空泵、空调系统示教台。

四、实验设备简介

1. 空调压缩机

a) 压缩机的功能把蒸发器中吸收热量后产生的低温低压冷冻剂蒸气吸入后进行压缩，升高其压力和温度之后送往冷凝器，使冷冻剂在冷却循环中进行循环，由蒸发器吸收的热量在通过冷凝器时散发掉。

b) 压缩机的种类压缩机的种类分为曲轴连杆式、斜盘式摇盘式、双作用轴向斜盘式、涡旋式、旋转叶片式等；

c) 压缩机的工作原理（双作用式）

当主轴带动斜盘转动时，斜盘便驱动活塞作轴向移动，由于活塞在前后布置的气缸中同时作轴向运动，这相当于两个活塞在作双向运动。

d) 工作过程

前缸活塞向左移动时，排气阀片关闭，缸内压力下降，吸气阀片打开,低压蒸气进入气缸开始了吸气过程，一直到活塞向左移动到终点为止；与此同时后缸活塞也向左移动，但不同的是后缸活塞处于压缩过程,在这过程中蒸气不断被压缩，压力和温度不断

上升，上升到一定程度时，排气阀片打开，转到排气过程,一直到活塞移动到最左边为止。这样斜盘每转动一周,前后两个活塞分别同时完成吸气、压缩过程,这样一次循环,相当于两个工作循环。

e) 压缩机电磁离合器

压缩机电磁离合器在需要的时候可以接通或切断发动机与压缩机之间的动力传递；另外，当压缩机过载时，它还能起到一定的保护作用。

2. 冷凝器

空调冷凝器用于制冷空调系统，管内制冷液直接与管外空气强制进行热交换，以达到制冷空气的效果。

在制冷时为系统的高压设备（冷暖热泵型在制热状态时为低压设备），装在压缩机排气口和节流装置（毛细管或电子膨胀阀）之间，由空调压缩机中排出的高温高压气体，进入冷凝器，通过铜管和铝箔片散热冷却，空调器中都装有轴流式冷却风扇，采用的是风冷式，使制冷剂在冷却凝结过程中，压力不变，温度降低。由气体转化为液体。

在冷凝器内制冷剂发生变化的过程，在理论上可以看成等温变化过程。实际上它有三个作用，一是空气带走了压缩机送来的高温空调制冷剂气体的过热部分，使其成为干燥饱和蒸气；二是在饱和温度不变的情况下进行液化；三是当空气温度低于冷凝温度时，将已液化的制冷剂进一步冷却到与周围空气相同的温度，起到冷却作用目前汽车空调冷凝器有管片式、管带式以及平行流式3种。

3. 干燥器

储液干燥器串联在冷凝器与膨胀阀之间的管路上,使从冷凝器中来的高压制冷剂液体经过滤、干燥后流向膨胀阀。在制冷系统中,它起到储液、干燥和过滤液态制冷剂的作用。制冷剂和冷冻机油中含有微量水分，当这些水分通过节流装置时,由于压力和温度下降,水分便容易凝结成冰，造成系统堵塞的“冰堵”故障。干燥的最主要功用是防止水分在制冷系统中造成冰堵。

此外，制冷系统会由于制造维修时,而带入一些杂物，同时，金属的腐蚀作用也会产生一些杂质。上述杂质与制冷系统的制冷剂混合在一起,在系统中循环便很容易将系统中堵塞，影响正常工作,同时也会增加压缩机的磨损，所以干燥器的另一重要作用是过滤。

4. 膨胀阀

膨胀阀也称节流阀,是组成汽车空调制冷系统的主要部件,安装在蒸发器入口处。功能是把来自贮液干燥器的高压液态制冷剂节流减压,调节和控制进入蒸发器中的液态制冷剂量,使之适应制冷负荷的变化,同时可防止压缩机发生液击现象(即未蒸发的液态制冷剂进入压缩机后被压缩,极易引起压缩机阀片的损坏)和蒸发器出口蒸气异常过热。

目前膨胀阀主要有内平衡热力膨胀阀、外平衡热力膨胀阀、H型膨胀阀、膨胀节流管（孔管）四种结构形式。

膨胀阀工作原理：它有四个接口通往空调系统，一个接干燥过滤器出口，一个接蒸发器入口。另外两个接口，一个接蒸发器出口，一个接压缩机进口。感温元件处在从蒸发器出来的制冷剂气流中。这种膨胀阀是温控式的，当冷却负荷的增加导致蒸发器向外输出的温度升高，感温包的温度也随之升高并产生膨胀作用。

通过膜片和推杆推动球阀使截面加大，制冷剂进入蒸发器的流量加大。当蒸发器内制冷剂输出温度有所下降时，感温包收缩，球阀的横截面减小，导致制冷剂进入蒸发器的流速减慢。阀门的开度大小取决于蒸发器输出端的温度。

5. 蒸发器

空调蒸发器的作用是利用液态低温制冷剂在低压下易蒸发，转变为蒸气并吸收周围空气的热量，风机再将冷风吹到车室内，达到制冷目的。

6. 制冷剂

制冷剂又称制冷工质，在南方一些地区俗称雪种。它是在制冷系统中不断循环并通过其本身的状态变化以实现制冷的工作物质。制冷剂在蒸发器内吸收被冷却介质（水或空气等）的热量而汽化，在冷凝器中将热量传递给周围空气或水而冷凝。

以前的汽车使用的制冷剂为R-12，它会破坏臭氧层，已淘汰，制冷剂不可混用。目前空调使用的制冷剂，一种是R22制冷剂，另一种是R410A新冷媒。

五、实验过程

1、制冷剂加注过程

空调系统在加注制冷剂前必须抽真空，而抽真空的目的是为了清除系统中的空气及水分，并进一步检查系统在真空情况下的密封性。

a) 抽真空步骤

①将歧管压力表中黄色(中间)软管的接头接到真空泵上，将蓝色(低压)软管

的接头接到低压管路维修阀口上，将红色(高压)软管接头接到高压管路维修阀口上;

②打开歧管压力表，打开高低压手动阀，启动真空泵；③抽真空到低压表的负压值高于l00kPa；

④关闭高低压手动阀，其低压侧表针在10分钟内不得有明显回升。若无，

则可向系统内充注制冷剂；若有，就应向系统内充入少量制冷剂进行查找、检修泄漏点，并重新抽真空。

b) 制冷剂加注步骤

将压力表黄色软管接头从真空泵上接到倒的制冷剂钢瓶接口上；

拧开压力表高压手动阀，向系统中加入液态制冷剂，直到规定量；若不能加注到规定量，可按步骤b补充。

注：加注液态制冷剂时，不可拧开低压手动阀，以防产生液击；不能启动空调，以防制冷剂倒灌入钢瓶中产生危险。

c) 加注气态制冷剂

①将压力表中黄色软管接头从真空泵上接到正立的制冷剂钢瓶接口上；②拧开钢瓶阀门，拧松压力表黄色软管螺母，直到有制冷剂气体外泄约2-3 秒钟，然后拧紧螺母；③拧开压力表低压手动阀，向系统中加入气态制冷剂，当系统压力高于2.5kg/cm2时，关闭低压阀；④启动发动机，同时启动空调且置最大制冷工况档；⑤再打开低压手动阀，让制冷剂吸入系统，直到规定量。需注意的是补充制冷剂，可用压力表和视液镜观查法来确定制冷剂是否足量。

2、空调泄露点的查找

a) 直接查找有油污的地方，若过于隐蔽也可把洗洁精水涂抹在管道上，有气泡冒出的地方即为泄露点；

b) 用试灯法检测，若火苗呈绿色则灯接近处即为泄露点；

c) 电子检测法检测，将探头伸到可疑泄露处，若有冷媒泄露则在显示屏上有显示，在检测过程中要注意调节灵敏度；

d) 荧光法检测泄漏量很小的泄露点。

六、实验心得

1. 通过实验对空调的组成零部件有了更深层的了解；

2. 在实验不断思考的过程中，对空调的工作原理、检测与维护的知识得到进一

步的提升；增强了自身的学习能力；

3. 冷媒发生的变化：

a) 压缩机：低温低压气态制冷剂压缩成高温高压制冷剂

b) 冷凝器：将高压制冷剂蒸汽冷凝成中温高压液体（注：从冷凝器中出来的为液态冷媒，流经干燥瓶吸收了多余的水分）

c) 蒸发器：低温低压的液态制冷剂蒸发成低温低压的制冷剂蒸汽

4. 通过学习解决了之前在4S店实习中遇到汽车空调蒸发器至压缩机空气入口

之间的低压管路结霜的问题，结合课堂上的知识，我认为应该有以下几个原因：

a) 管道堵塞 b) 鼓风机不运转 c) 干燥瓶不起做用 d) 温度传感器失效