汽车空调系统的检修

项目七汽车空调系统的检修
任务一汽车空调制冷系统零部件的检修
任务目标
任务描述
一辆桑塔纳2000GSI型轿车行驶85000Km后，发觉打开空调制冷系统时，送风口有自然风送出，然而不制冷。

经技术人员详细检测，专门快发觉造成制冷系统不制冷的故障缘故，并排除了故障，恢复了空调制冷系统的制冷功能。

知识预备
一、空调制冷系统
汽车空调有以下四个功能：汽车空调的第一功能：调节车内空气的温度；汽车空调的第二功能：调节车内空气的湿度；汽车
空调的第三功能：提供合适的气流速度与气流方向；汽车空调的第四功能：过滤净化车内空气，保证车内空气的质量。

汽车空调系统大大改善了乘客在乘车时的舒适性和安全性。

空调制冷系统要紧由压缩机、冷凝器、储液罐、膨胀阀、蒸发器、风机及管路与操纵部件等组成。

其布置如图7-1-1所示。

图7-1-1
（一）压缩机
压缩机是制冷回路的心脏，起到输送和压缩气态制冷剂，保证制冷循环正常工作的作用。

其外形结构如图7-1-2所示。

图7-1-2 压缩机
汽车空调压缩机采纳容积型压缩机，大多是斜盘式压缩机和立式往复式压缩机，利用活塞在汽缸中作往复运动来改变压缩室的容积吸入制冷剂和增压。

1.斜盘式压缩机的结构如图7-1-3所示。

图7-1-3 斜盘式压缩机的结构
1-曲轴 2-活塞 3-钢球 4-支承盘 5-外壳 6-旋转斜盘 7-吸簧 8-外放泄阀板 9-轴封 10-离合板及毂 11-密封座 12-滑动轴承 13-带滑轮 14-离合器线圈及外壳15-前端盖 16-气缸的前半部 17-推力座圈 18-推力轴承 19-推力座圈 20-气缸后半部 21-油池 22-吸油管 23-后端盖24-油泵齿轮
斜盘式压缩机的工作原理如图7-1-4所示。

图7-1-4 斜盘式压缩机的工作原理
2．变容量压缩机
由于空调压缩机转速随发动机转速而变化，从节约能源等方面考虑，出现了变容量压缩机，能够依照蒸发器制冷负荷的变化自动调节排量。

变容量压缩机的种类有容量固定变化式和连续变化式两种。

（1）两级变容量空调压缩机
日本丰田佳美20系列轿车采纳的变容量压缩机，是在10缸旋转斜盘压缩机的基础上增加了一套可变排量机构，能使压缩机在全容量（100%）或半容量（50%）两种状态下工作。

可变排量机构要紧由柱塞、电磁阀、电磁线圈、单向阀和排出阀组成。

如图7-1-5所示，压缩机在全容量工作时，电磁线圈不通电，
电磁阀在弹簧弹力的作用下，将a孔打开，b孔关闭，高压制冷剂通过旁通回路，从a孔进入电磁阀，压向电磁阀后端。

因此，柱塞克服弹簧弹力，向左移动，排出阀挤压在阀盘上。

图7-1-5 缩机在全容量工作
1-单向阀 2-旁通回路 3-电磁线圈 4-电磁阀 5-柱塞6-排出阀 7-阀盘 8-弹簧 9-低压制冷剂 10-旋转斜盘11-活塞 12-高压制冷剂
因此，压缩机的10个汽缸都工作，现在在压缩机后部产生的高压将单向阀向上推起，来自压缩机后部的高压气体与来自压缩机前部的高压气体一起流至冷凝器。

如图 7-1-6所示，可变排量压缩机半容量工作时，电磁线圈通电，电磁阀阀心在磁场力的作用下上移，将a孔关闭，b孔
打开。

高压制冷剂不能通过旁通回路进入电磁阀，作用于电磁阀后端的压力降低，柱塞在弹簧弹力的作用下回到右侧，排出阀离开阀盘，使压缩机后部的5个汽缸停止工作。

图7-1-6 压缩机半容量工作（图注同图7-1-5）现在单向阀被前后压差吸出，关闭后部高压气体的排出通道，防止压缩机前部的高压气体回流。

当压缩机停止工作时，高压端和低压端内部压力逐渐平衡，柱塞被弹簧弹力推回右侧。

单向阀随高压端压力下降而落下，关闭在后部的高压制冷剂排出通道，排出阀和单向阀以半容量工作。

当压缩机启动时，以半容量工作，从而减小压缩机启动时的震动。

（2）连续变容量空调压缩机
大众系列轿车常见的变容量压缩机为连续变化式，其结构如图7-1-7所示。

它通过改变单向工作斜盘的倾斜度（活塞的工作行程）来改变排量，调节范围在5%～100%。

图7-1-7 大众系列轿车变容量压缩机结构斜盘的倾斜度取决于每个活塞两侧的压力差，活塞右侧的压力受压力箱内压力的阻碍，压力箱内压力由调节阀和节流管道操纵，压缩机的调节阀通过波浪管2的伸缩具有输出稳压作用。

小提示：
处于压缩行程上止点的活塞对斜盘的倾斜度阻碍较小，因为该活塞的力作用在斜盘转动支点附近。

如图7-1-8所示，压缩机大排量输出时，输出压力较高，通过节流管道作用使压力箱内压力升高。

压力箱内压力升高到某一值时，调节阀开启，使压力箱与进气低压接通，压力箱内的压力不再升高。

图7-1-8 压缩机大排量输出
现在，活塞两侧的压力差增大，活塞左侧的压力相对增加，从而使斜盘的倾斜度增大，活塞行程变长。

如图7-1-9所示，压缩机小排量输出时，输出压力较低，通过节流管道作用使压力箱内压力不断升高，但调节阀处于关闭状态。

现在，活塞右侧的压力相对增加，从而使斜盘的倾斜度减小，活塞行程变短。

图7-1-9 压缩机小排量输出
（二）冷凝器
汽车空调冷凝器的作用是把压缩机排出的高温、高压制冷剂气体，通过冷凝器将热量散发到车外空气中，从而使高温、高压的制冷剂气体冷凝成较高温度的高压液体。

汽车空调冷凝器外形结构如图7-1-10所示。

图7-1-10 冷凝器
从压缩机压出高温约80℃、高压约1.5 MPa的气态制冷剂流入冷凝器芯管中，在风扇转动或车辆行驶时空气吹过冷凝器，冷却芯管中的制冷剂变为中温约40℃、高压约1.1 MPa的液态制冷剂。

与发动机的冷却水散热器相比较，承受的压力比发动机的冷却水散热器高。

冷凝器由铜管或铝管制成芯管，并在芯管周围焊接散热片，多数车辆的冷凝器安装在发动机水箱的前方，也有的装在车顶上。

（三）膨胀阀
膨胀阀也称节流阀，是组成汽车空调制冷系统的要紧部件，安装在蒸发器入口处，是汽车空调制冷系统的高压与低压的分界点。

膨胀阀有热力膨胀阀、节流孔管等类型。

起到节流降压、调节流量、防止“液击”和防止异常过热的操纵作用。

其外形结构如图7-1-11所示。

汽车空调的节流膨胀装置要紧是热力膨胀阀，另外，还有组合式阀、电子膨胀阀等。

图7-1-11 膨胀阀
1.热力膨胀阀的作用
具体地讲，热力膨胀阀一般有3个作用。

（1）节流降压。

使从冷凝器来的高温、高压液态制冷剂节流降压成为容易蒸发的低温、低压雾状制冷剂进入蒸发器，将制冷剂分成高压侧和低压侧。

（2）自动调克制冷剂流量。

由于制冷负荷的改变以及压缩机转速的改变，要求流量作相应调节，以保持车内温度稳定。

膨胀阀能自动调节进入蒸发器的流量，以满足制冷循环要求。

（3）操纵制冷剂流量，防止液击和异常过热发生。

膨胀时以感温包作为感温元件操纵流量大小，保证蒸发器尾部有一定量的过热度，从而保证蒸发器容积的有效利用，幸免液
态制冷剂进入压缩机而造成液击现象，同时又能操纵过热度在一定范围内。

2.热力膨胀阀的结构
热力膨胀阀有内平衡和外平衡两种形式，下面以外平衡式膨胀阀为例讲明热力膨胀阀的结构。

外平衡式热力膨胀阀的结构如图7-1-12所示，它要紧由上阀体、下阀体、阀针、弹簧、薄膜、感温包、外平衡管接头等组成。

外平衡式膨胀阀的工作原理如图7-1-13所示。

图7-1-12 外平衡式热力膨胀阀的结构
1-阀针 2-下阀体 3-垫 4-调节齿轮 5-弹簧 6-上阀体7-薄膜 8-感温包 9-平衡管接头
图7-1-13 外平衡式膨胀阀的工作原理
1-蒸发器 2-感温包 3-外部均压管 4-毛细管5-膨胀阀 6-波浪膜片 7-过热调整弹簧 8-调整螺管（3）H型膨胀阀
H型膨胀阀是一种整体型膨胀阀，它取消了外平衡式膨胀阀的外平衡管和感温包，使其直接与蒸发器进出口相连。

H型膨胀阀结构如图7-1-14所示。

图7-1-14 H型膨胀阀结构
1-阀体 2-灌充管 3-动力头 4-顶杆（兼感温包）5-膜片 6-传动杆 7-球阀 8-弹簧 9-弹簧座（四）蒸发器
蒸发器的作用与冷凝器的作用相反，制冷剂起吸热作用，流经蒸发器的空气受到冷却，制冷系统工作时，高压液态制冷剂通过膨胀阀膨胀而压力降低，变成湿蒸汽进入蒸发器芯管，汲取散热片及周围空气的热量。

蒸发器有管片式、管带式和层叠式3种结构。

管片式蒸发器结构简单、加工方便，但换热效率比较差。

管带式蒸发器工艺复杂，但换热效率比管片式蒸发器高。

层叠式蒸发器由冲压成复杂形状的铝板叠在一起组成制冷剂通道，每两片通道之间夹有蛇形散热铝带，加工难度最大，换热效率也最高。

管片式蒸发器与管带式蒸发器的结构如图7-1-15所示。

层叠式蒸发器的结构如图7-1-16所示。

（a）管片型（b）管
带型
图7-1-15 管片式蒸发器与管带式蒸发器的结构。