汽车空调系统概述

学习目标

1. 能够熟练说明衡量汽车空调质量的指标。

2. 能够理解与汽车空调相关的热力学知识及其在汽车空调上的应用。

3. 能够熟练说明汽车空调的发展过程并能分析汽车空调的发展趋势。

4. 能够独立分析汽车空调的特点。

5. 能够熟练说明汽车空调的作用、 组成、 分类。

6. 能够正确使用汽车空调。

任务分析

要想正确使用汽车空调， 我们就要了解有关热力学的一些基础知识以及衡量汽车空调质量好坏的标准， 并且能够熟知汽车空调的作用、 组成、 分类及控制面板的正确使用。

基础知识

一、 衡量汽车空调质量的指标

汽车空调能使车内空气环境达到对人体最适宜的状态。 人对车内空气环境的舒适感觉与车内空气的温度、 湿度、 流速及清新度等因素有关。 能否将车内的空气调节到人体感觉最舒适的程度， 是衡量汽车空调质量好坏的标准。

1. 空气温度

空气温度是衡量汽车空调质量最重要的指标。 人感觉最适宜的温度夏季为22℃～28℃，冬季为16℃～18℃。

在冬季如果温度低于14℃， 人就会感觉冷， 而且温度越低， 手脚动作越容易僵硬， 操作灵活性越差， 对行车安全会有影响； 当温度低于0℃时， 人就会被冻伤。

在夏季如果温度高于28℃， 人体就会有热的感觉， 温度越高， 头昏脑胀、 精神不集中、思维迟钝的情况就会越严重， 特别容易造成行车事故； 当温度高于40℃时， 人体健康就会受到危害。

除了温度的高低对人体舒适性的影响外， 温度的分布对人体舒适性感觉也有影响。 人体适宜的温度分布是头凉足暖， 头部的舒适温度比足底部要低1.5℃～2℃， 温差在2℃左右。

2. 空气湿度

人们通常用空气潮湿、 空气干燥来表示空气湿度高或者低。 人体适宜的相对湿度夏季为50％～60％， 冬季为40％～50％。 在此湿度范围内， 人会感觉舒畅， 皮肤光滑、 柔嫩。湿度过低， 人体皮肤会干燥， 造成干裂。 湿度过高， 人体皮肤水分蒸发不出去， 干扰人体正常新陈代谢； 湿度太高， 人们会有发闷的感觉， 对人体的健康不利。

3. 空气流速

汽车空气流动可以促进人体内外散热， 适宜的空气流速应该在0.075～0.2m/s。 空气低速流动会使人感觉舒适， 如果风速过高， 人体就会感觉不舒服。

4. 空气清新度

清新的空气应该是氧含量大， 二氧化碳、 一氧化碳及粉尘比例少。 汽车内空间较小，极易造成空气浑浊， 使人感觉不适， 且对司乘人员身体不利。 如果二氧化碳含量超过1.0％、 一氧化碳含量超过0.03％， 则会严重影响司乘人员的身体健康。

二、 热力学的基础知识

1. 温度

“温度” 是用来衡量物体的冷热程度， 是一个抽象的物理量。 从宏观上看， 当两物体处于热平衡状态时， 其某个物理性质完全一样， 那么表征这个物理性质的量就是温度。 也就是说， 处于热平衡状态的两个物体具有相同的温度。 如果两个物体温度不同， 则必然会进行热量交换， 热量会从温度高的物体传递给温度低的物体。 从微观上看， 温度是物体内部分子运动平均动能大小的度量。 物体的温度高， 说明其内部分子动能大， 分子运动的激烈程度高。

1) 温标

度量温度的标尺称为温标， 有摄氏温标 (℃)、 华氏温标 (℉)、 热力学温标 (K) 等。我国法定计量单位规定采用的温标为摄氏温标和热力学温标， 而欧美国家采用华氏温标。

2) 温度的类型

温度可以用干湿球温度、 露点温度、 冷凝温度、 蒸发温度来表示。

(1) 干湿球温度。 干湿球温度差可以反映空气的干燥程度， 温差越大， 表示空气越干燥。 当温差为零时， 空气中所含的水蒸气处于饱和状态 (湿度为100％)。

①干球温度: 是指干球温度计测量的空气温度。

②湿球温度: 是指在干球温度计上包裹纱布， 纱布的一端放在盛有水的容器里而测得的温度。

(2) 露点温度。 露点温度指空气开始凝结成露水时的温度。

(3) 冷凝温度。 冷凝温度指空调制冷剂在一定的压力下， 由气态转变成液态的温度。

(4) 蒸发温度。 蒸发温度指空调制冷剂在压力下降情况下， 由液态变成气态的温度。

2. 湿度

湿度用来表示空气的含湿程度， 指湿空气中实际所含有水汽的质量与同温度下饱和湿空气所含有水汽质量之比值。1m3湿空气中含有水汽的质量，称为空气的绝对湿度。

3. 热量和热容

1) 热量

物质分子所做的无规则运动称为热运动， 当物质内部分子无规则运动的速度加快时，物质的温度就会升高， 这说明温度与热有密切的关系， 热出入会使温度有变化， 温度变化的大小与出入热的量成正比， 这种热的量称为热量。

热量传递的方式有传导、 对流、 辐射三种。

2) 热容

不同的物质尽管吸收或放出的热量相同， 但其温度变化有所不同。 也就是不同物质的容热能力不同。 各种物质的热容大小用比热容来表示， 单位质量物质温度升高或降低1℃所吸收或放出的热量， 称为比热容， 简称热容。 热容大的物质加热时不容易升温， 冷却时也不容易下降。

4. 显热与潜热

1) 显热

物体在吸热或者放热过程中， 只是其分子的热动能增加或减少， 即只是物体温度的升高或降低， 其物态不发生改变， 物体吸收或放出的这部分热量称为显热。

2) 潜热

物体在吸热或放热过程中， 只是其分子的热动能增加或减少， 即只是物体形态发生变化， 而其温度未能改变， 这部分热量称为潜热。

例如， 水在达到100℃以前， 加热会使温度上升， 这种能用温度计测量出的所加的热称为显热。 而在达到100℃以后， 加热不能使温度升高， 但可以使液体变成气体， 这时所加的热称为潜热。

5. 压力

压力是指垂直作用于物体表面单位面积上的力， 用P来表示。

1) 大气压力

地球表面包围着一层几千米厚的空气层， 这层厚厚的空气就是我们通常说的大气层。大气层的质量对地球表面物体的压力称为大气压力， 简称大气压。

2) 绝对压力

绝对压力是实际压力值， 把真空状态作为零值。

3) 表压力

表压力是指压力表上读出的压力值， 以标准大气压为零值。

4) 真空度

真空度是真空状态下气体的稀薄程度， 指低于大气压力的数值。 压力越低于大气压，真空度越大。

各种压力之间的关系:

表压力＝绝对压力-大气压力

真空度＝大气压力-绝对压力

6. 饱和温度与饱和压力

制冷剂液体和气体处于共存的状态时， 液体和蒸气是可以彼此转换的， 处于这种状态的制冷剂蒸气称为饱和蒸气。

1) 饱和温度

饱和蒸气的温度称为饱和温度。 温度降低时， 蒸气将变为液体， 放出液化潜热； 温度升高则相反。

2) 饱和压力

饱和蒸气的压力称为饱和压力。 压力降低时， 液体将变为蒸气， 吸收汽化潜热； 压力升高时则相反。

7. 汽化与冷凝

1) 汽化

汽化是指物体由液态变为气态的过程。

2) 冷凝

冷凝是指气态物质经过冷却使其变为液体的过程。

8. 节流

在流体通路中， 若通道突然缩小， 液体压力和温度会下降， 如果此时产生气体则总体积还要增大， 这种变化称为节流。

节流过程如图1-1所示。

图1-1 流体的节流

流体流向孔口时， 由于孔口附近的流动截面积突然变小， 流体的流动形态发生突变，流体的压力降低， 流速增大； 流体在孔口时的压力降低到最低， 而流速增到最高； 流体流过孔口后， 其截面积突然增大， 流体的压力逐渐回升， 速度逐渐减小， 最后达到稳定。 由于流体在孔口前后发生强烈的扰动和涡流， 造成压力的不可逆损失， 因此流体恢复稳定后，压力比以前小很多， 但流速基本保持不变。 由于节流的时间很短， 系统与外界的能量传递可以忽略不计， 而压力下降使部分液体汽化， 汽化吸取的热量来自液体， 所以通过节流后的流体温度会降低很多。

在汽车空调中， 膨胀阀或者节流管就是实现节流过程， 以降低制冷剂的压力和温度，使制冷剂在蒸发器中能从周围的空气中吸入更多的热量。

9. 制冷能力与制冷负荷

1) 制冷能力

热量从高温到低温的转移是一种自然的热量传递过程， 而要将低温处的热量转移到高温处， 就需要通过 “制冷” 来实现了。 所谓制冷就是用制冷设备通过消耗其他形式的能量，将热量从低温物体转移到高温物体的过程。 制冷能力则是制冷剂将热量不断地从低温物体转移给高温物体的能力， 用单位时间内所能移动的热量来度量， 制冷能力的单位为J/h。

2) 制冷负荷

制冷负荷是指将温度和湿度保持在一定的范围内所要搬移的热量。 汽车制冷负荷包括阳光辐射热量和车内人体散发的热量。 显然， 空调制冷系统的制冷能力必须大于制冷负荷，否则就会使汽车空调达不到应有的降温效果。

三、 汽车空调的发展

1. 汽车空调的发展过程

汽车空调技术是随着汽车的日益普及以及人们对汽车的舒适性、 安全性要求的提高而发展起来的。 其发展过程可以概括为四个阶段， 即: 单一采暖、 单一冷气、 冷暖一体化、自动控制。

1) 单一采暖阶段

1925年首先在美国出现了利用汽车发动机冷却液通过加热器采暖的方法，1927年发展为由加热器、 风机和空气滤清器等组成的较为完整的供热系统。 在欧洲，1948年才开始在汽车上使用这种供热系统。 在日本的汽车上开始出现供热系统则是在1954年。 目前， 在寒冷的北欧、 亚洲的北部地区仍在使用这种单一采暖功能的空调系统。

2) 单一冷气阶段

1939年美国首先在轿车上安装机械式制冷降温空调， 这种单一冷气装置只能在夏天起降温的作用， 在1950年美国石油产地的炎热天气使这种单一降温空调汽车得以迅速发展。到了1957年， 欧洲和日本也开始在汽车上加装能制冷降温的空调。 这种单一冷气功能的空调系统日前仍然在热带、 亚热带地区使用。

3) 冷暖一体化阶段

1954年美国通用汽车公司率先在轿车上安装了冷暖一体化空调器， 汽车空调才开始具有调控车内温度和湿度的功能。 目前的冷暖一体化空调基本上都具有调温、 除湿、 通风、过滤、 除霜等功能， 并在各种汽车上得到广泛的使用。

4) 自动控制阶段

人工操纵的冷暖一体化汽车空调增加了驾驶员的工作量， 且不容易实现最佳的空气调节质量。 因此， 自从冷暖一体化汽车空调出现以后， 人们就着手研究自动控制的汽车空调。

(1) 模拟电子控制器式自动空调。1964年通用公司率先在轿车上安装了由模拟电子控制器来实现自动控制的汽车空调器， 从1972年开始， 日本和欧洲的各汽车公司也在其生产的高级轿车上装备了自动空调器。 这种自动空调系统可预先设置温度， 空调能自动地工作，将车内空气的温度控制在设定的范围之内。

(2) 微处理器控制自动空调。1973年美国和日本联合研究由微处理器控制的汽车空调系统， 并在1977年安装于汽车。 相比于模拟电子控制器控制的自动空调器， 微处理器控制的自动空调系统其控制功能提高了， 并可实现空调运行与汽车运行的相关统一， 从而进一步提高了汽车的整体性能和乘坐的舒适性。 这种以微处理器为控制核心的自动空调系统已在中高档轿车上及豪华客车上得到了广泛的应用， 并逐渐向普通汽车推广应用。

2. 我国汽车空调的发展

随着汽车业的发展， 尤其是轿车的快速增长， 人们对汽车的舒适性要求越来越高， 汽车空调作为提高汽车乘坐舒适性的一种重要系统已被广大汽车制造企业及消费者所认可，截至2013年8月， 在中国， 国产轿车空调装置率已接近100％， 在其他车型上的装置率也在逐年提高， 汽车空调装置已成为汽车中具有举足轻重的功能部件。

经过40余年的发展， 尤其是近10年的快速发展， 我国汽车空调产品的技术水平得到很大幅度提高， 但其技术含量仍低于国际先进水平。 我国汽车空调生产厂家20世纪80年代引进的两器生产线基本上是管带式的， 而目前国际上所采用的层叠式蒸发器和平行流式冷凝器与管带式相比， 同体积时可分别增加10％和5％～15％的换热效率。 因此， 国内汽车空调面临着产品升级换代的问题。 汽车空调生产也需要向专业化、 规模化集中， 提高生产效率。

我国汽车业的高速发展， 也带动了国内汽车空调市场需求持续大幅增长。 我国作为世界上主要的压缩机生产基地， 近几年来， 受益于国民经济和汽车产业的快速发展， 我国的汽车空调行业也取得了较快的发展。

到目前为止， 我国已基本上形成了门类齐全， 大、 中、 小配套的汽车空调生产体系，具备了年产轿车空调500万～600万套， 中、 重型汽车空调40万套， 大客车空调20万套的生产能力， 不仅能完全满足我国汽车工业生产发展的需要， 部分企业已具备了进入国际市场的能力。

尽管中国汽车空调市场潜力巨大， 但也面临严峻的挑战， 全球原料价格上涨给行业带来巨大成本压力。 在产品方面， 货车及一些专用车的空调生产较少， 市场需求还不能满足。在技术方面， 节能环保的发展趋势给行业提出新的挑战。

3. 汽车空调的发展趋势

随着汽车工业的蓬勃发展， 未来消费者将更多地注重汽车的安全性、 稳定性、 舒适性、娱乐性、 辅助性和节能减排性， 一些更符合节能、 环保要求的新型汽车空调产品将更受欢迎。 在技术发展趋势方面， 汽车空调将会向环保空调、 绿色空调， 小型节能化、 舒适自动化方向发展。 随着汽车设计技术的不断提高， 汽车空调将继续向以下几个方面发展:

1) 全自动智能化

早期的汽车空调系统都是手动控制。 近年来， 随着电子计算机的普及并逐步应用到汽车空调系统， 空调系统的控制效果日趋完善， 空调设备的性能也越来越高。 这种空调系统的计算机能根据车内、 外环境温度和人工设定要求， 自动控制压缩机开停、 热水阀开度、风机转速、 辅助发动机转速及各种风门的开闭位置， 进行全天候的空气调节， 集制冷、 采暖、 通风于一体， 在人为设定的最佳温度、 湿度及风量的情况下， 该系统可根据车室内人员数量及其他情况的变化进行多挡位、 多模式的微调， 从而达到设定的最佳值， 使车内始终保持舒适的人工气候环境； 同时还可进行故障自动诊断和数字显示以节省能源， 缩短检修和准备时间。

2) 提高舒适性

除乘用车空调外， 现在不少汽车空调还是冷暖系统相互独立。 今后全天候型的空调系统将在各类汽车空调上得到普及。 该系统具有换气、 采暖、 除湿、 制冷等所有功能， 夏天由发动机驱动制冷系统， 冬天由加热器制热采暖， 其他季节， 如梅雨季节则采用制冷与采暖混合吹出的温和风进行除湿， 使车内换气情况达到最佳状态。

3) 新型空调结构

目前市场上已经开始推出双向空调， 即采用热泵式系统。 该空调系统的工作原理如同家用空调器一样， 夏季制冷， 冬季逆向工作采暖。 但由于热泵式系统冬季供暖效率较低，因此往往需要加设一个水暖加热器， 并由控制系统自动控制热泵系统的工作。 当水温高时，发动机冷却水进入热水加热器， 当水温低时， 自动起动压缩机工作， 制冷剂逆向流动， 蒸发器起散热器的作用。

4) 高效节能、 小型轻量化

要进一步降低空调装置的质量和外形尺寸， 必须提高各组成装置的结构紧凑性和效率。为此各科研部门正致力于改进各部件的结构， 完善各部件的制造工艺， 进一步降低压缩机的动力消耗， 节约能源。

5) 压缩机的发展和应用

未来几年内， 六缸和七缸斜盘式无级可变排量压缩机仍然是压缩机的主导产品， 特别是外控式无级可变排量斜盘式压缩机， 由于没有电磁离合器使压缩机整机质量大为减轻，在市场上很受欢迎。 旋叶式压缩机由于成本比较低而将继续占据着微型车市场。 涡旋式压缩机早在19世纪初就已开发出来， 但直到1988年才得到实际应用，1993年三电公司正式开发出适用于汽车空调的涡旋式压缩机。 涡旋式压缩机虽然有着广阔的前景， 但由于生产技术要求高， 故一直制约着其在汽车上的发展和使用。 当加工、 材料等疑难问题逐步得到解决后， 它的高技术、 节能、 零部件少等优点必将吸引制造商和使用者， 涡旋式压缩机将在汽车上得到更广泛的应用。

电动汽车、 燃料电池汽车等新型动力汽车的发展呼唤新型的压缩机， 该类型汽车空调采用电驱动压缩机是必然的出路。 对于混合动力汽车， 一般也希望采用电动压缩机， 以保证在任何动力驱动时制冷空调都能正常工作。 采用常规开启式压缩机的混合动力汽车只能在发动机驱动时带动制冷空调， 若转换成电驱动模式， 则一般停止空调， 需要空调时临时再驱动发动机， 或配备一个小的汽油机供电动模式时使用空调。

美国哈里森、 日本三电和电装等公司都相继开发了电动压缩机。 全封闭电动压缩机因省去了带驱动系统， 因此安装位置不受任何限制。 近年来直流无刷电动机及其调速技术的飞速发展， 为开发使用小型轻便的全封闭电动压缩机奠定了基础， 电动汽车的兴起又为发展电动压缩机提供了新的契机。

6) 跨临界汽车空调系统将日趋成熟

环境保护问题越来越受到重视， 当全球大张旗鼓地用R134a取代R12的技术转换工作时， 也在积极寻找新的制冷剂， 开发新的汽车空调系统。

7) 汽车空调市场将进一步细分

目前， 国内货车及一些专用汽车的空调普及率还不高， 而这类汽车往往工作条件艰苦，驾驶员更需要一个舒适的工作环境。 但是为这类汽车提供配套的汽车空调的生产企业比较少。 随着汽车空调用户在这方面意识的逐渐加强， 他们对这类汽车空调的要求也将逐步提高， 汽车空调生产企业也会发现这一市场， 汽车空调市场将进一步细分， 为这类汽车提供符合其车型的汽车空调产品将是未来一段时间内的发展方向。

四、 汽车空调系统的特点

1. 隔热比较困难

由于汽车直接在太阳下或风雪中运行， 因此隔热比较困难。

2. 易造成驾驶室内空气污染及热负荷增加

汽车在行驶时有大量的风沙、 废气从汽车的各个缝隙钻入车室内， 会造成车室内的空气污染， 同时增加车室内的热负荷。

3. 汽车速度变化范围大时影响空调的工作

汽车的行驶速度变化较大， 难以保证稳定的空调工况。

4. 汽车空调的工作环境比较差

汽车空调系统的各部件在汽车上的安装位置， 给汽车空调的工作、 检修或维护等带来不便。 因此， 汽车空调的工作环境比较差。

五、 汽车空调的作用

随着空调从单一功能向多功能的发展， 现代汽车空调的作用也越来越符合人们的要求，现代汽车空调的作用是人为的对车内空气的温度、 湿度、 流速和洁净程度进行全部或者部分的调节， 并将其控制在合适的范围内， 从而为司乘人员提供一个舒适环境的系统， 即汽车空调具有制冷、 采暖、 通风、 空气净化、 除霜除雾、 空气温度调节及自动控制等功能。

1. 制冷

制冷功能通过制冷系统对车内空气或车外进入车内的新鲜空气进行冷却、 除湿， 使车内达到 “凉爽” 的舒适程度。

2. 采暖

采暖功能由采暖系统对车内空气或车外进入车内的新鲜空气进行加热、 除湿， 使车内达到 “温暖” 的舒适程度。

3. 通风

通风系统将车外的新鲜空气引进车内， 以达到通风、 换气的目的。

4. 空气净化

空气净化功能通过空气净化装置除去进入车内空气中的尘埃、 异味， 使车内空气变得清洁， 目前普通汽车上所用的空调系统通常不具备空气净化功能， 或只是简单的除尘过滤，空气净化功能较为完备的空调系统在一些高级轿车或豪华大客车上有较多的应用。

5. 除霜除雾

采暖系统的热风可以用于迅速除霜。 冷风或者暖风也可以迅速除去挡风玻璃上的雾气，以免影响驾驶员的视线， 保证行车安全。

6. 空气温度调节

空气温度调节功能是将冷风、 热风、 新鲜空气有机地混合， 形成适宜的气流供给车内。

7. 自动控制

现代汽车自动空调系统通过空调的电子控制系统可自动实现制冷、 采暖和换气的有机组合， 向车内提供冷暖适宜、 风量与风向适当的空气， 即具有自动对车内环境进行全季节、全方位、 多功能的最佳控制功能。

六、 汽车空调系统的组成

汽车空调的组成主要有制冷系统、 采暖系统、 通风系统、 空气温度调节系统、 空气净化系统、 操纵系统、 电子控制系统等。

1. 制冷系统

对车内的空气或者由外部进入车内的新鲜空气进行冷却， 使车内空气变得凉爽舒适的系统。 制冷系统也具有除湿功能。

制冷系统是汽车空调的冷源， 蒸汽压缩式制冷装置通过压缩机的压缩和抽吸作用， 使制冷剂在管路中循环， 在低压端即蒸发器内汽化吸热， 以降低蒸发器周围空气的温度， 并将冷空气送入车内； 在高压端即冷凝器处液化散热， 并将吸收了热量的热空气散发到车外大气中。 如此， 制冷系统工作时通过制冷剂气态与液态相互转换， 进行着吸热和放热循环过程， 将车内的热量 “搬” 到了车外， 从而降低了车内空气的温度。

2. 采暖系统

采暖系统是汽车空调的热源， 利用汽车发动机冷却液、 废气的余热或利用燃烧器燃烧产生热量， 通过加热器加热进入车内的空气， 以提高车内的温度。

3. 通风系统

通风系统通过鼓风机、 进风口风门和风道， 将车外的新鲜空气引入车内， 达到通风、换气之目的。

4. 空气温度调节系统

空气温度调节系统则是通过相应的控制开关和风门控制进风量， 并将冷风、 热风、 新鲜空气有机地混合， 形成温度适宜、 风量适当的气流送入车内。

5. 空气净化系统

空气净化系统通过某种方式将车内空气中的尘埃、 异味及其他有害气体清除掉， 以使车内空气变得清新。 配备空气净化系统的汽车空调在高级轿车和豪华大客车上应用较多。

6. 操纵系统

空调操纵系统是对制冷系统与加热系统进行控制， 调节车室内的空气温度、 风量、 流向， 确保空调系统的正常工作。

7. 电子控制系统

空调电子控制系统由传感器、 控制器及执行机构组成， 用于自动调节车内空气的温度、湿度、 流量和流向， 使车内形成冷暖适宜的气流， 实现车内环境在各个季节、 全方位多功能的最佳调节。

七、 汽车空调的分类

不同类型、 不同级别的汽车， 其装备的汽车空调也会有所不同， 因此， 现代汽车空调有多种结构类型。

1. 按空调压缩机驱动方式分类

1) 独立式汽车空调

独立式汽车空调由专用空调发动机来驱动制冷压缩机。 独立式汽车空调系统的制冷量大， 工作稳定， 但成本高， 体积及质量大。 独立式汽车空调多用于制冷量较大的大、 中型客车上。

2) 非独立式汽车空调

非独立式汽车空调由汽车发动机直接驱动制冷压缩机。 这种汽车空调结构紧凑， 其缺点是制冷性能受汽车发动机工作的影响， 工作稳定性较差。 非独立式汽车空调多用于小型客车和轿车上。

2. 按空调的功能分类

1) 单独功能型汽车空调

单独功能型汽车空调可以有制冷和采暖两种功能， 但是该种类型空调是将制冷系统、采暖系统、 强制通风系统各自安装， 单独操作， 互不干涉， 多用于大型客车和载货汽车上。

2) 冷暖一体型汽车空调

冷暖一体型汽车空调的制冷、 采暖和通风共用一台鼓风机及一个风道， 冷风、 暖风和通风在同一控制板上进行控制。 冷暖一体型汽车空调结构紧凑， 操作方便， 多用于轿车上。

3. 按空调系统的调节方式分类

1) 手动调节空调

由驾驶员通过控制板上的功能键完成对空调的温度、 通风机构、 风向、 风速的调节。

2) 自动控制空调

由电子控制器根据各相关传感器的电信号， 自动对空调的温度、 风量及风向等进行调节， 可实现对车内空气环境的全季节、 全方位、 多功能的最佳调节和控制。 自动控制空调又分模拟控制和微机控制两种形式， 现代汽车越来越多地采用微机控制的自动空调系统。

八、 汽车空调控制面板

在汽车空调系统中， 温度的控制和风量的混合配送是由控制面板完成的。 由于汽车空调的自动化程度不同， 控制面板有手动、 半自动真空和全自动三种。

1. 手动空调控制面板及功能

图1-2所示为滑块式手动空调控制面板。 该控制面板上设置了出风模式选择开关、 空气循环模式选择开关、 鼓风机风速控制开关及温度调节开关4个滑块式开关， 分别用来控制出风口风门的位置、 进风口风门的位置、 鼓风机电动机转速和冷暖空气混合风门的位置，实现送风模式、 进风空气循环模式、 出风风量及送风温度的调节。

旋钮式手动空调控制面板如图1-3所示。 该控制面板除了按键空调开关外， 三个旋钮的作用分别为:

图1-2 滑块式手动空调控制面板

图1-3 旋钮式手动空调控制面板

1) 送风模式/空气循环选择开关

该开关为复合开关， 分别控制出风口风门和进风口风门， 可实现除霜/送风模式、 空气循环方式等的调节。

2) 温度控制开关

该开关用来控制冷暖空气混合风门的位置， 以实现送风温度的调节。

3) 风扇转速开关

该开关用于调节鼓风机的转速， 通过控制进风量实现温度、 湿度的调节。

2. 半自动真空空调控制面板及功能

汽车空调半自动操控系统可根据驾驶员的设定自动工作， 将空调温度控制在设定的值。半自动空调仍然需要由驾驶员做空调的设定操作， 但提高了空调的舒适性， 而成本增加不多， 因此自20世纪70年代开始， 在一些中、 高档轿车上得到了应用。

图1-4所示为典型的半自动空调控制面板。 该控制面板上只有温度选择键和空调功能选择键， 其功能如下:

图1-4 半自动空调控制面板

(1) 温度选择键供驾驶员选择所需的温度。 只要选定某个温度， 汽车空调的自动控制系统就会自动工作， 将温度稳定在设定温度。

(2) 功能选择键供驾驶员选择不同的空调系统功能， 通常设有以下7个位置:

①OFF (停止) 位: 功能选择键处于此位置时， 不接通点火开关， 空调系统不工作。如果接通点火开关， 压缩机不工作， 但如果车内温度高于26.7℃， 空调鼓风机会自动以低速运转吹入微风； 车内温度低于26.7℃， 但如果发动机的温度高于82℃时， 空调鼓风机也会自动运转吹入自然风。

②Lo (低速) 位: 功能选择键在此位置时， 风扇低速运转。 当发动机的温度高于82℃， 且车内温度低于设定值时， 空气经蒸发器后再经加热器， 送出暖风； 如果车内温度高于设定的温度， 空气经蒸发器冷却后不通过或部分通过加热器， 并使冷空气从中部吹出，热空气从下风口吹出， 以形成头冷脚暖的温度分布。

③AUTO (自动) 位: 功能选择键在此位置时， 空调系统的工作情况与在Lo位置时基本相同， 只是鼓风机不限于低速运转， 而是根据车内的温度自动选择转速。 当车内温度比设定值高出较多时， 控制系统自动控制鼓风机高速运转， 以使车内温度迅速下降； 如果车内温度与设定值相近， 则鼓风机会自动低速运转。

④Hi (高速) 位: 功能选择键在此位置时， 空调系统的工作情况与在Lo、 AUTO位置时基本相同， 但鼓风机只能高速运转。 在此位置时， 热水阀关闭， 从各出风口吹出的均为净风， 当车内温度降至设定值时， 鼓风机的转速也会自动降低。

⑤VENT位: 功能选择键在此位置时， 为自然通风， 此时加热器不通热水， 制冷系统也不工作， 鼓风机将车外的新鲜空气吹入车内。 当车内温度高， 鼓风机高速运转， 车内温度低时， 鼓风机则低速运转。

⑥BILEVEL (双向) 位: 功能选择键在此位置时， 鼓风机可以在任意转速下运转， 自动控制系统可根据设定的温度和车内的温度情况， 自动控制中风口吹出冷风， 从上、 下风口吹出暖风， 用以暖脚和除霜。

⑦DEF (除霜) 位: 功能选择键在此位置时， 鼓风机高速运转， 此时大部分暖风从上风口吹出用于除霜， 小部分从下风口吹出。

3. 全自动空调控制面板及功能

自动空调自动监控并调节温度、 鼓风机速度和空气分配， 自动模式提供了最适宜的系统控制， 并且不需要手动干预， 手动模式允许忽略单个功能的自动运行， 以适应个人偏好。

全自动空调也可以通过控制面板上的温度设定按键来设定空调的温度， 系统会自动将空调温度稳定在设定的值。 按下自动按钮时， 控制系统根据车内外的温度及其他相应情况，自动选择运行模式、 控制运行参数， 将空调保持在最佳状态。 典型的全自动空调控制面板如图1-5所示。

图1-5 全自动空调控制面板

实施与考核

一、 技能学习

1. 汽车空调系统的总体结构认知

根据实训场地提供的汽车， 熟悉汽车空调各组成部件的作用、 安装位置。

2. 能够正确操控汽车空调控制面板

对于不同车型， 汽车空调控制面板形式不完全相同， 但是基本大同小异， 现以某一车型自动空调控制面板为例进行说明， 汽车空调控制面板如图1-6所示。

图1-6 汽车空调控制面板

(1) 起动发动机， 预热至正常工作温度， 使发动机怠速运转。

(2) 按AUTO键， 汽车空调进入工作状态， 发动机运转速度提高， 出风口风量大。

(3) 天气炎热时， 冷风从中央出风口吹出； 天气寒冷时， 大部分暖风从下出风口吹出，少部分暖风吹到挡风玻璃上进行除霜。

(4) 如果温度发生改变， 调节系统会通过改变鼓风机转速和调节温度门进行调节， 一旦温度达到设定的温度， 汽车空调鼓风机以最低的转速运转。

(5) 按左侧上下键， 可提高或降低鼓风机的转速。

(6) 按右侧上下键， 可改变设定的温度。 按一下上键， 温度可升高1℃， 超过29℃，显示 “Hi”； 按一下下键， 温度下降1℃， 低于18℃， 显示 “Lo”。 “Hi” 和 “Lo” 分别对应于全自动空调的最大采暖与最大制冷能力。

(7) 关闭空调则再按AUTO键即可。

3. 体验汽车空调调节效果

起动发动机， 预热至正常工作温度， 使发动机怠速运转。 按下AUTO键， 开启汽车空调。

(1) 感受面板中央出风口的凉风， 驾驶室温度下降， 湿度降低， 舒适度上升。 驾驶室一旦达到设定温度， 空调鼓风机以最低转速运转。

(2) 按内外循环按钮， 改变内外循环， 感受车外空气从进风口进入车内， 体验空气质量的变化。

(3) 按调风按钮， 改变出风量， 体验风量的变化。

(4) 按调温按钮， 改变驾驶室的设定温度， 体验温度和出风量的变化。

二、 任务实施与考核

1. 学生完成工作单的填写

每4个学生组合为一组， 各组分别对汽车空调元件进行认知， 并能正确使用汽车空调。在充分掌握上述知识与技能的前提下， 完成工作单 (在配套的教学资源包中下载)。

2. 教师完成考核表的填写

学生根据汽车空调的认知及汽车空调的正确使用的实训项目填写工作单的记录。 教师根据完成的情况完成考核表 (在配套的教学资源包中下载)。

思考与练习

1. 衡量汽车空调质量的指标有哪些?

2. 汽车空调的发展经历了哪些阶段?

3. 我国汽车空调的发展现状如何?

4. 汽车空调的发展趋势如何?

5. 汽车空调有哪些特点?

6. 汽车空调有哪些系统组成?

7. 汽车空调如何进行分类?

8. 汽车空调控制面板有哪些类型?