课题二 汽车空调制冷系统的结构及原理

图2-2-8 手动空调控制面板
2．半自动空调
半自动式一般用拉钮控制，设有温度 选择键和功能选择键，其控制面板如图 22-9 所示。 半自动空调的操纵机构一般为气动式。
图2-2-9 半自动空调控制面板
3．全自动空调
全自动空调一般用按键控制，其操 纵机构一般为电动式，也有少数用电控 气动式。 其控制面板如图2-2-10所示。
图2-1-6 用压力开关控制的CCOT系统 1—压缩机离合器；2—冷凝器；3—孔管；4—回流管；5—蒸发器； 6—储液器；7—压力开关；8—接蓄电池；9—干燥剂
（2）循环离合器膨胀系统。循环离合器膨 胀阀系统的膨胀阀只能控制过热，不能保 证蒸发器不结冰。因此，要将恒温开关安 装在蒸发器上或风箱内，用以控制压缩机 的启动和停止，如图2-1-7所示。
【基础知识】
一、压缩机的作用及分类
压缩机的性能指标主要有：排气量、 制冷量、输入功率、净重和容积效率。
1．汽车空调压缩机的作用
压缩机的作用如表2-3-1所示。 压缩机的工作使制冷剂在系统内不 断循环，达到制冷的目的。
表2-3-1 压缩机的作用
作 用 图 示 备 注
在压缩机的入口处形成低压区， 抽吸作用 使来自蒸发器低压状态的制冷
当曲轴被外力带动旋转时，活塞上 下移动。 活塞下移时产生真空，从蒸发器吸 进制冷剂蒸气；活塞向上移动时，压缩 制冷剂蒸气至冷凝器，其结构如图2-3-4 所示。
图2-3-4 曲柄连杆式压缩机结构图
并联双缸压缩机有A—206、A—209、 A—210三种型号，每转排量分别为98.4ml、 147.6ml、164ml，制冷量和消耗功率如表 2-3-2所示。
2．风道式空调
这种方式是将气流用风机送到塑料 风道，再由风道送到车顶或座位下的出 风口吹出。
四、按功能分类
1．冷暖分开型
制冷与供暖完全分开，各自独立控制， 结构分开布置。
2．冷暖合一型
在制冷系统的基础上增装加热器及暖风 出口，但制冷与采暖不能同时工作，其结构 形式如图2-2-6所示。
图2-2-6 冷暖合一型空调
图2-1-8 装用STV的蒸发器压力控制系统
1—压缩机；2—冷凝器；3—储液干燥器；4—热力膨胀阀；5—视液窗； 6—回流管；7—蒸发器；8—加液阀；9—吸气节流阀； 10—排气压力表接口；11—发动机真空歧管；12—STV压力检测接口； 13—外平衡管；14—毛细管；15—感温包
（2）VIR系统。该系统用阀罐（VIR）控 制蒸发器温度，就是把膨胀阀和POA阀都 集中安装在储液干燥器的上部，三者构成 一个部件（阀罐），如图2-1-9所示。 图2-1-9中，4根外接软管4、6、9、10 分别传送高压液态、低压液态、气态制冷 剂。
图2-1-2 制冷系统组成及布置
三、制冷原理
汽车空调制冷系统的工作原理如图 2-1-3所示，制冷系统工作过程如图2-1-4 所示。
图2-1-3 制冷系统工作原理
图2-1-4 制冷系统工作过程
四、制冷系统的分类
汽车空调系统基本分两类：循环离合器系 统和蒸发器压力控制系统。
1．循环离合器系统
（1）循环离合器孔管系统（CCOT）。该系统 用一根固定式节流管代替热力膨胀阀对制冷剂 进行节流减压降温作用，称为循环离合器孔管 CCOT（Cycling Clutch Orifice Tube）系统。 该系统常用恒温开关控制，如图 2-1-5 所示。
剂被吸入压缩机内
压缩作用
压缩机工作，把低温低压的气 体压缩成高温高压的气体
2．汽车空调压缩机的分类
目前，正式应用在汽车空调上的压 缩机不少于30种，根据缸数不同可分为 1缸、2缸、3缸、4缸、6缸或10缸；根据 设计结构不同有往复式、旋转式、涡旋 式3种，如图2-3-2所示。 不同的车型采用的压缩机型号有所 不同。
课题二 汽车空调制冷系统的结构及原理
任务一 汽车空调制冷系统的组 成及原理
学习目标 了解空调制冷系统的工作过程及原理。 认识制冷系统中的各元件的结构及原理。
【设疑和引入】 制冷系统是空调重要的组成部分， 你是否有观察过家用空调的组成部分和 各部分的结构特点？
【基础知识】
一、制冷系统的作用
图2-3-2 压缩机的分类
二、往复式活塞压缩机构造及工作原理
往复式是指活塞做来回的往复运动，它 的驱动方法一般有3种：曲轴驱动、摆盘式 驱动和斜盘驱动。
图2-3-3 往复式活塞压缩机
1．曲轴连杆式压缩机
曲轴式又称曲轴连杆式，该种压缩 机通过容积变化来压缩气体，有立式和 卧式两种。 其工作原理和活塞发动机一样，但 压缩机是一种泵，这一点和发动机正好 相反。
图2-2-4 分体式空调
3．分散式空调
它是将压缩机、冷凝器、蒸发器等 各部件分散安装于车上部位，用管道相 互连接。 这种布置形式用于非独立式空调系 统，如图2-2-5所示。
图2-2-5 分散式空调
三、按送风方式分类
1．直吹式空调
这种方式的气流直接从空调器送风 面板吹出，也叫仪表板式空调，其结构 简单，送风阻力小，但车内送风均匀性 差。
缺点：要驾驶员手动控制其出风量 和冷暖转化模式（也就是我们日常所说 的手动空调），这给驾驶员行车带来了 操作不便的缺点。
3．全功能型
这种形式的汽车空调集制冷、供暖、 除霜、去湿、通风、净化等功能于一体， 由于其功能完善、提高了乘员的舒适性。 因此越来越多的汽车空调采用了这种 形式，全功能汽车空调系统的布置如图22-7所示。
任务三 汽车空调压缩机
学习目标 熟悉压缩机的作用及类型。 了解汽车空调压缩机的结构及工作原理。 能对常见车型的压缩机进行拆装及检修。 熟悉电磁离合器的结构及原理。 能对电磁离合器进行检修。
【设疑和引入】 将汽车发动机和变速器之间的动力 连接或切断的元件是什么？是离合器。 在汽车空调系统中也有离合器，称 电磁离合器，它用于控制连接或切断发 动机和汽车空调压缩机之间的动力。
图2-1-5 安装恒温开关控制的CCOT系统
1—压缩机离合器；2—冷凝器；3—恒温开关（当毛细管温度下降 至0℃时断开、而温度上升至7℃时闭合）； 4—孔管；5—回流管；6—蒸发器；7—接蓄电池；8—储液器； 9—干燥剂；10—压缩机高压侧压力开关
CCOT系统也可以用压力开关控制。 压力开关安装在储液器上，如图2-1-6 所示。
制冷系统是空调重要的组成部分，制冷 剂在封闭的系统中循环流动。 其调节车内空气的原理如图2-1-1所示。
图2-1-1 汽车空调调节车内空气的原理
二、制冷系统的组成
汽车空调制冷系统主要由压缩机、 冷凝器、膨胀阀及蒸发器组成（简称空 调四大件），另外还有一个比较重要的 组成部件，就是储液干燥器。 其系统组成及布置如图2-1-2所示。
图2-2-3 整体式空调
2．分体式空调（以车顶置式为例）
蒸发器与冷凝器组合成一体，与压 缩机分开。 压缩机由主机或辅机带动。 由辅机带动的，则压缩机与辅机组 合在一起，有专用机架，机架上还有发 动机水箱、辅助发电机等。
放在汽车车顶上方，称车外顶置式空调 器，如图2-2-4（a）所示；一类放在汽车后 侧的，称后置式空调器，如图2-2-4（b）所 示；还有一类是与压缩机组对称放在车架侧 面，称为底置分体式空调器，如图2-2-4（c） 所示。
图2-2-7 全功能型汽车空调
全功能性又可分为空气混合型和再 加热型两种，因此，对全功能式的功能 可归纳如下。
（1）空气内循环或进新风的冷气。 （2）空气内循环或进新风的暖气。 （3）各种工况下的除湿。 （4）从冷到暖连续改变的温度控制。
五、按控制方式分类
1．手动空调
用拉钮或旋钮控制，一般设有开关 键、调温键、调风键等。 其操纵机构一般为拉索式，也有少 数为气动式（真空）。 手动式控制面板如图2-2-8所示。
3．电力驱动空调
电力驱动空调用于特种车辆，如雷达指 挥车、营房车等。 主要是在停车时空调处于工作状态，利 用地面电源，此时压缩机由电动机驱动，但 同时仍需增加直流电源（汽车空调的电气元 件是按直流电方式工作的）。
二、按布置形式分类
1．整体式空调
它是将副发动机、压缩机、冷凝器、 蒸发器等通过皮带和管道连成一个整体， 安装在一个专门机架上，构成一个独立总 成，其动力源为副发动机，最终由送风管 将冷风送入车内。 这种形式主要用于独立式空调系统的 布置，如图2-2-3所示。
图2-1-9 装用VIR的蒸发器压力控制系统
1—压缩机；2—高压高温排气；3—冷凝器；4—液态制冷剂；5—VIR阀罐； 6—液态制冷剂管路；7—蒸发器；8—吸气管路；9—回流管；10—低压低温回气管
任务型。
【设疑和引入】 装有车用空调的汽车上，为什么有 的汽车上有一台发动机，有的却有两台 发动机？ 有的空调既可以制冷又可以取暖， 而有的空调却只能制冷呢？
图2-1-7 用膨胀阀的循环离合器系统
1—压缩机；2—恒温开关；3—毛细管； 4—膨胀阀；5—储液干燥器；6—视液窗； 7—冷凝器；8—蒸发器
2．蒸发器压力控制系统
蒸发器压力控制系统也称传统温控 系统，只要选定空调功能，该系统就连 续运行。
（1）STV和POA系统。用吸气节流阀 （STV）或先导阀操作的绝对压力阀 （POA）控制蒸发器温度，防止其结冰。 用膨胀阀作为节流降压装置，储液干燥 器安装在高压侧，STV或POA阀安装在 低压侧，如图2-1-8所示。
图2-2-10 全自动空调控制面板
六、空调系统的布置原则
表2-2-1 空调系统在车辆上的布置原则
空调系统在轿车上布置原则 1．压缩机支架。要能保证主机与离合器皮带轮的两个皮 带槽在同一平面 要能便于调节皮带张紧力、更换皮带及拆装压缩机；支 架要有足够的强度和刚性；支架与发动机有相同震动频率 2．空调器与发动机有良好匹配，保证不会因开空调而造 成发动机熄火、水箱开锅等现象。必要时应配置相应的怠 速控制系统和超车脱离装置 3．冷凝器应有良好冷却条件，包括良好的通风条件、合 理的导风措施、合适的间隙尺寸（冷凝器与水箱、冷凝器 与风扇等）、是否需要增加冷却风扇等 4．送风歧管要考虑尽量减少气流阻力，内表面要光滑 5．要考虑电平衡，必要时加大发电机功率和蓄电池容量 6．由于使用空调增加了发动机负荷，也增加了水箱热负 荷，必要时要强化发动机冷却能力 7．根据车型等级考虑空调控制方式（是半自动、自动还 是电脑智能控制） 8．考虑车内空气偱环方式是内偱环还是内外混合偱环 空调系统在客车上布置原则 1．动力来源。从汽车发动机功率、经济性等方面考 虑是采用主机带动还是辅机带动 2．蒸发器布置。从车型大小、车内高度、裙部空间 及经济性等方面考虑采用通用型分体式，还是整体型； 是内置式还是外置式；是一个还是分成两个等 3．冷凝器布置。从通风散热条件、允许的空间位置 等方面考虑。若布置在侧面裙部位置，则应考虑可否 在车身上开通风窗口；若布置在底面，则应有防止碎 石击伤的防护网罩，若布置在水箱前面，则应考虑加 设冷却风扇 4．送风管路。要尽量减小送风阻力，合理组织气流 分配；转弯处应有圆弧过渡，分流处应加设导流板和 分流板；内表面应光滑；管道截面要有足够尺寸；车 内风管表面应有防结露措施、车外风管应有良好的隔 热保湿措施 5．机组布置要考虑整车质量平衡、用电平衡 6．机组布置还应考虑便于维修保养 7．压缩机支架的考虑与轿车相同