汽车空调制冷系统

学习目标

1. 能够熟练说明汽车制冷系统的作用、 组成。

2. 能够熟练说明制冷剂的类型及特性。

3. 能够独立分析汽车空调制冷原理。

4. 能够熟练说明汽车空调制冷系统各组成元件的作用、 构造， 并能分析它们的工作原理。

5. 能够熟练说明汽车空调制冷剂的加注方法及步骤。

6. 能够独立拆装汽车空调制冷系统的主要元件。

7. 能够独立对汽车空调制冷系统的故障进行诊断排除。

任务分析

在温度高的地区或者季节驾乘汽车需要对驾驶室内进行降温， 否则高温会使司乘人员不舒服，这里主要介绍汽车空调制冷系统的作用、 组成、 工作原理， 制冷元件的作用及构造原理，空调制冷系统主要元件的拆装、制冷剂的加注及空调制冷系统的故障诊断排除方法。

基础知识

一、 汽车空调制冷系统的作用

汽车空调制冷系统的作用是将车内空气的热量通过制冷剂转移到车外， 使驾驶室内的温度适宜， 让司乘人员感觉到舒服。

二、 汽车空调制冷系统的组成及工作原理

1. 汽车空调制冷系统的组成

对于不同的车， 汽车空调的制冷系统虽然有所不同， 但是基本上都是包括循环系统和控制系统。 目前各种车的制冷系统基本相同， 控制系统区别较大。 这里主要介绍循环系统的组成。

制冷系统主要由压缩机、 冷凝器、 储液干燥器、 蒸发器、 膨胀阀、 鼓风机等部分组成，如图1-28所示。

图1-28 汽车空调制冷系统的主要组成

1—压缩机；2—低压侧；3—感温包，4—蒸发器；5—冷气；6—膨胀阀；7—储液干燥器；8—冷凝器；9—迎风面；10—冷却风扇；11—空气；12—鼓风机

压缩机是空调制冷系统的心脏， 它是使制冷剂R134a在系统内循环的动力源。 它的作用是使R134a由低温低压气体压缩为高温高压气体。 没有它， 系统不仅不制冷而且还失去了运行的动力。 压缩机的动力， 大部分来自于汽车发动机。

冷凝器的作用是将压缩机排出的高温高压制冷剂蒸气进行冷却， 并使其凝结为液体，凝结时所放出的热量被排至大气中。 它经常被安装在车头， 与水箱一起， 共同享受来自前方的凉风。

储液干燥器实际上是一个储存制冷剂及吸收制冷剂水分、 杂质的装置。 一方面， 它相当于汽车的油箱， 为制冷系统泄漏而多出的空间补充制冷剂； 另一方面， 它又像空气滤清器那样， 过滤掉制冷剂中掺杂的杂质。 储液干燥器中还装有一定的硅胶物质， 起到吸收水分的作用。

蒸发器的作用与冷凝器正好相反， 它是制冷剂由液态变成气态 (即蒸发) 而吸收热量的场所。 车内湿热空气通过蒸发器时， 蒸发器内液态雾状制冷剂吸收流经蒸发器的湿热空气热量蒸发而使空气冷却， 湿气凝结成露水沿导流管排出车外， 冷干空气经鼓风机作用循环于车内， 最终体现了汽车空调制冷的作用。

膨胀阀的作用是降低进入蒸发器内的制冷剂的压力， 控制进入蒸发器内的制冷剂的流量。 压力降低， 温度同时降低， 制冷剂雾化成液态微粒， 制冷剂易于吸热而蒸发膨胀。 控制进入蒸发器内的制冷剂的流量可以防止因制冷剂流量过大而使蒸发器温度过低而结冰，也可以防止因制冷剂流量过小而使蒸发器过热， 导致空调系统制冷不足。

鼓风机的作用是控制空气流动方向的。

2. 制冷剂

如果说压缩机是空调的心脏， 那么制冷剂可以说是空调的血液， 它的性能对空调的制冷系统尤为重要。

1) 对制冷剂的要求

(1) 制冷剂能与冷冻机油互溶， 不起化学反应， 不改变润滑油的特性。

(2) 制冷剂不易燃烧、 不易爆炸， 无毒、 无刺激性， 对金属和密封件无腐蚀作用。

(3) 在蒸发器内易蒸发， 蒸发温度低， 蒸发压力应稍高于大气压力， 防止制冷系统产生负压而吸进空气， 影响制冷效果。

(4) 冷凝压力不宜太高， 否则， 对制冷设备、 管路的要求提高， 同时引起压缩机的功耗增加。

(5) 制冷剂在高温下不容易分解， 化学性能稳定。

2) 制冷剂的种类

常用的制冷剂有R12和R134a两种。

(1) R12。 制冷剂R12又称氟利昂， 是二氯二氟甲烷， 代号为R12。 该制冷剂的特点是: 具有良好的热力学、 物理化学和安全性能， 无色透明， 有芳香味， 毒性低、 不燃烧、不爆炸， 在标准大气压下， 温度在-29.8℃时开始蒸发为气体。 对天然橡胶和塑料有一定的膨润作用， R12制冷剂系统使用的密封件应釆用丁腈橡胶或氯醇橡胶。 制冷剂R12中的氯分子对大气臭氧层有很大的破坏作用， 会产生温室效应， 现在汽车空调禁止采用R12作为制冷剂。

(2) R134a。 制冷剂R134a又称无氟制冷剂 (不含氯分子， 实际应称无氯制冷剂)， 是四氟乙烷， 代号为R134a。 该制冷剂的特点是: 具有与R12相近的热力学性质， 物理化学性质稳定， 安全性好， 无色、 无味、 不燃烧、 不爆炸、 无腐蚀性， 不破坏大气臭氧层， 蒸发潜热高、 定压比热大， 具有较好的制冷能力， 制冷系数比R12略小。

R134a与矿物油不相溶， 使用R134a制冷剂不能使用矿物油做冷冻机油。 R12与R134a两种制冷剂绝对不能混用。

3. 冷冻机油

汽车空调压缩机使用的润滑油叫作冷冻机油， 是一种能在高、 低温工作情况下都能正常工作的特殊润滑油。

1) 对冷冻机油的要求

(1) 冷冻机油的凝固点要低， 在低温下应具有良好的流动性。

(2) 冷冻机油应具有一定的黏度， 受温度的影响要小。

(3) 冷冻机油与制冷剂的溶解性要好。

(4) 冷冻机油的闪点温度要高， 具有较高的热稳定性 (在高温下不氧化、 不分解、 不结胶、 不积炭)。

(5) 冷冻机油的化学性能要稳定， 与制冷剂、 密封件、 金属和其他材料不起化学反应。

2) 冷冻机油的作用

空调系统压缩机使用的冷冻机油又叫润滑油， 它是一种能在高、 低温工况下正常工作的特殊润滑油。

(1) 润滑作用。 能润滑压缩机内的轴承、 活塞、 活塞环、 连杆和曲轴等运动零部件表面， 减少运动阻力和磨损， 降低压缩机的功率消耗， 延长压缩机的使用寿命。

(2) 冷却作用。 能及时带走运动零部件表面摩擦产生的热量， 防止压缩机内温度上升过高而烧坏压缩机。

(3) 密封作用。 润滑油渗入压缩机各摩擦件的密封面中形成油封， 起到阻止制冷剂向外泄漏的作用。

(4) 降低压缩机的噪声。 润滑油不断冲洗压缩机各摩擦表面， 带走磨屑。 同时， 润滑油在各运动处形成油膜， 减小配合间隙。

4. 制冷系统的工作原理

汽车空调制冷系统循环如图1-29所示。

图1-29 汽车空调制冷系统循环

压缩机运转时， 将蒸发器内产生的低温低压制冷剂蒸汽吸入并压缩后， 在高温高压(约70℃，1471kPa) 的状况下排出。 这些气态制冷剂流入冷凝器， 并在此受到散热器和冷却风扇的作用而强制冷却到50℃左右。 这时， 制冷剂由气态变成液态。 被液化了的制冷剂， 进入干燥过滤器， 除去水分和杂质后， 流入膨胀阀。 高压的液态制冷剂从膨胀阀的小孔流出， 变为低压雾状后流入蒸发器。 雾状制冷剂在蒸发器内吸热汽化变成气态制冷剂，从而使蒸发器表面温度下降。 从送风机进来的空气不断流过蒸发器表面， 被冷却后送进车厢内， 使车厢内降温。 气态制冷剂通过蒸发器后又重新被压缩机吸入， 这样反复循环即可达到制冷的目的。

制冷循环的工作原理具体由压缩、 放热、 节流和吸热四个过程组成。

1) 压缩过程

压缩机吸入蒸发器出口处的低温低压的制冷剂气体后， 把它压缩成高温高压的气体，然后送入冷凝器。 此过程的主要作用是压缩增压， 以便气体易于液化。 压缩过程中， 制冷剂状态不发生变化， 而温度、 压力不断升高， 形成过热气体。

2) 放热过程

高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器 (散热器) 与大气进行热交换。 由于压力及温度的降低， 制冷剂气体冷凝成液体， 并放出大量的热。 此过程的作用是排热、 冷凝。 冷凝过程的特点是制冷剂的状态发生变化， 即在压力、 温度不变的情况下， 由气态逐渐向液态转变。 冷凝后的制冷剂液体是高压高温液体。 制冷剂液体过冷， 过冷度越大， 在蒸发过程中其蒸发吸收热的能力也就越大， 制冷效果也就越好， 即产冷量相应增加。

3) 节流过程

高压高温制冷剂液体经膨胀阀节流降温降压， 以雾状 (细小液滴) 排出膨胀装置。 该过程的作用是使制冷剂降温降压， 由高温高压液体， 迅速地变成低温低压液体， 以利于吸热、 控制制冷能力以及维持制冷系统正常运行。

4) 吸热过程

经膨胀阀降温降压后的雾状制冷剂液体进入蒸发器， 因此时制冷剂沸点远低于蒸发器内温度， 故制冷剂液体在蒸发器内蒸发沸腾成气体。 在蒸发过程中吸收周围大量的热量，降低车内温度。 而后低温低压的制冷剂气体流出蒸发器， 等待压缩机再次吸入。 吸热过程的特点是制冷剂状态由液态变化到气态， 此时压力不变， 即在定压过程中进行这一状态的变化。 上述过程周而复始地进行， 便可使汽车内温度达到并维持在设定的状态。

三、 制冷系统的主要元件

1. 压缩机

1) 压缩机的作用

压缩机是制冷系统中的心脏， 由汽车发动机或者专用发动机驱动， 将低温低压的气态制冷剂变成高温高压的制冷蒸汽， 为制冷剂循环提供足够的动力。 压缩机有两个重要的功能: 一是使系统内产生低压条件； 二是使制冷剂循环， 把制冷剂蒸汽从低压压缩至高压，两种功能同时完成。

2) 汽车对压缩机结构和性能上的特殊要求

(1) 制冷能力强。

(2) 节省动力。

(3) 体积和质量要小。

(4) 在高温和震颤的情况下能正常工作。

(5) 起动运转平稳、 噪声低、 工作可靠。

3) 压缩机的类型

压缩机的类型很多， 按照获得动力的方式分为: 往复式、 旋转式。 往复式又分曲轴连杆式、 摆盘式、 旋转斜盘式。 但目前汽车上釆用曲轴连杆式压缩机和轴向斜盘式压缩机的较多， 二者均利用活塞在气缸中的往复运动来改变容积的大小进行增压。

4) 曲轴连杆式压缩机

(1) 曲轴连杆式压缩机的构造如图1-30所示。

图1-30 并列双缸曲轴连杆式压缩机构造

曲轴连杆式压缩机主要由活塞、 气缸、 进气阀、 排气阀等组成。

(2) 曲轴连杆式压缩机的工作过程如图1-31所示。

图1-31 曲轴连杆式压缩机的工作过程

(a) 压缩； (b) 排气； (c) 膨胀； (d) 吸气1—活塞；2—气缸；3—进气阀；4—排气阀

该种压缩机通过容积变化来压缩气体， 原理和活塞式发动机一样， 只是这里关键是利用压缩过程。

压缩过程: 活塞由下止点向上止点运行到中部位置过程中， 进气阀、 排气阀关闭， 制冷剂气体被压缩。

排气过程: 活塞继续向上运行， 排气阀打开， 进气阀关闭， 压缩气体排出， 活塞到达上止点， 排气阀也关闭。

膨胀过程: 活塞由上止点向下止点运行， 进气阀、 排气阀关闭， 气缸容积增加产生真空度， 达到中部位置。

吸气过程: 活塞继续下行， 进气阀打开， 排气阀关闭， 低温低压制冷剂气体被吸入气缸， 到达下止点结束。

(3) 曲轴连杆式压缩机的特点。 曲轴连杆式压缩机如同立式单缸空压机， 结构大、 制冷量大、 功耗也大， 常用于大、 中型汽车独立式空调系统。

5) 摆盘式压缩机

(1) 摆盘式压缩机的构造如图1-32所示。

图1-32 摆盘式压缩机

(a) 摆盘式压缩机示意图； (b) 摆盘式压缩机剖面图

各气缸均以压缩机的轴线为中心， 均匀分布， 连杆连接活塞和摆盘， 两端采用球形万向联轴器， 使摆盘的摆动和活塞移动相协调而不发生干涉。 摆盘中心用钢球做支承中心，并用一对固定的圆锥齿轮限制摆盘只能摇动而不能转动。 主轴和楔形的传动板连接在一起。

(2) 摆盘式压缩机的工作原理。 压缩机工作时， 主轴带动传动板一起旋转。 由于楔形传动板的转动， 迫使摆盘以钢球为中心， 进行左右摇摆移动。 摆盘和传动板之间的摩擦力，使摆盘具有转动的趋势， 这种趋势被一对圆锥齿轮所限制， 使得摆盘只能左右移动， 并带动活塞在气缸内做往复运动。

该类压缩机与曲轴连杆式一样， 均有进、 排气阀片， 工作循环也具有压缩、 排气、 膨胀、 吸气四个过程。 当活塞向右运动时， 该气缸处于膨胀、 吸气两个过程， 而摆盘另一端的活塞做反向的向左移动， 使该气缸处于压缩、 排气两个过程。 主轴每转动一周， 一个气缸便要完成上述的压缩、 排气、 膨胀、 吸气的一个循环。 一般一个摆盘配有五个活塞， 这样相应的五个气缸在主轴转动一周时， 就有五次排气过程。

(3) 摆盘变容式压缩机的结构与工作原理。 变容式压缩机的工作原理与普通摆盘压缩机相比， 变容量摆盘压缩机最大的改进是在后端盖上装了一个波纹管控制器和导向器。 波纹管放在吸气腔内， 受蒸气压控制， 通过波纹管的动作来控制排气腔和摆盘室、 吸气腔和摆盘室之间的阀门通道。 导向器根据摆盘室内压力的大小， 自动调节摆盘的倾斜角度的大小。 摆盘倾角越大， 活塞行程越长， 排出的气体亦越多； 反之， 摆盘倾角越小， 活塞行程越短， 排气量亦越少， 这样制冷量少， 耗能亦少。

当发动机转速降低时， 蒸发器出来的蒸气压较高， 使波纹管压缩。 当压力大于0.35MPa时， 控制阀开启低压通道， 关闭高压通道， 这时摆盘室的蒸气进入低压腔， 使摆盘室内气压变小， 活塞压缩时， 两端的压差变大， 导向器自动地调节以增大摆盘倾角来平衡活塞上增大的力矩， 活塞行程变长， 排气量增多， 蒸发器压力亦增高， 这样活塞两端的压差使压缩机满负荷输出压缩蒸气， 制冷量最大。

当发动机做高转速时， 吸气腔的压力降低。 当下降至0.3MPa时， 控制阀打开高压通道， 关闭低压通道， 高压蒸气进入摆盘室， 使活塞压缩时两端的压差变小， 导向器自动调节减小摆盘倾角， 这样活塞行程缩短， 排气量减小， 耗能减小。

由于变容量摆盘式可以在吸气压力0.30～0.35MPa连续无级调节其输气量， 从而实现了压缩机的制冷量、 功耗及空调在不同工况下的合理匹配， 极大限度地改善了汽车空调的舒适性， 并降低了能耗。

(4) 摆盘式压缩机的特点。 摆盘式压缩机的最大优点是工作平稳、 结构紧凑、 体积小，适用于在空间狭小的车厢使用。 其材料为铝合金， 以减轻汽车自重。 变容量摆盘式压缩机可以无级自动调节能量的输出， 结构简单， 相应地空调的舒适性得到提高， 能耗也得到降低。

6) 斜盘式压缩机

斜盘式压缩机是一种轴向往复活塞式压缩机。 目前， 它是汽车空调压缩机中使用最为广泛的一种。 如奥迪100轿车、 捷达轿车、 桑塔纳轿车以及富康轿车皆采用斜盘式压缩机，作为汽车空调的制冷压缩机。 斜盘式和摆盘式压缩机同属于轴向往复活塞式压缩机。

轴向斜盘式压缩机常用于小型汽车非独立式空调系统。

(1) 斜盘式压缩机的结构 (图1-33)。 以桑塔纳轿车空调制冷系统采用的单向斜盘式压缩机为例。

图1-33 斜盘式压缩机的结构

1—传动带轮；2—电磁线圈；3—轴承；4—压缩机驱动轴；5—阀片；6—阀片限程板；7—接头；8—活塞；9—气缸；10—油塞；11—斜盘；12—压缩机壳体

一般由电磁离合器、 压缩机驱动轴、 斜盘、 活塞、 气缸和阀片等组成， 在压缩机内部设有5个气缸， 均匀分布在压缩机壳体内部周围。

(2) 斜盘式压缩机的工作原理。 发动机工作， 如接通空调制冷系统的开关， 电磁离合器接合， 发动机曲轴通过V带轮驱动压缩机斜盘运动， 斜盘驱动活塞做轴向往复运动， 使气缸容积变化实现吸气和压气过程。 在吸气过程中， 将蒸发器中的低温 (273K)、 低压(150kPa) 气态制冷剂吸入气缸； 在压气过程中， 将吸入气缸的制冷剂蒸气压缩成高温(333～339K)、 高压 (1100～1400kPa) 气态制冷剂输入到冷凝器中去。

斜盘式压缩机实现容量变化的形式很多， 但原理均相差不多， 归根结底都是采用电磁三通阀来调节气缸内余隙容积大小， 使排气量发生变化， 从而达到调节制冷量大小的目的。

如图1-34所示， 斜盘式压缩机每缸均配置一个余隙容积变化阀， 使用一个电磁阀控制。也有用多个电磁阀控制六个缸的排气量的。 正常负荷工作时， 电磁阀与排气腔工作管接通，高压气体将余隙容积变化阀向右推， 直至将阀口堵住， 此时压缩机为100％的负载， 即以正常排气量工作。

当需要降低压缩机的排气量时， 电磁阀与回气管和工作管相通。 当吸气时， 余隙首先将原来左端的高压气体通过工作管、 回气管送到吸气气缸。 在活塞压缩时， 气体推动余隙左移， 留下一个空间， 如图1-34所示。 当压缩完毕时， 余隙阀内的气体保留下来。 当活塞右移时， 余隙阀内的高压气体首先膨胀， 这样就减少了气缸的吸气量和排气量， 相应功耗也就减少。 至于每缸排气量的减少量， 一般按设计余隙容积减小75％来设计， 相应功耗可减小50％。

由上所述可以看出， 斜盘式压缩机的容量是有级变化， 这就远不及摆盘式压缩机输气的质量好。 与此同时， 采用单电磁阀控制多个气缸的方式也不合理， 这会引起排气的波动太大， 相应地引起制冷量的急剧变化。 所以， 最好采用多电磁阀来控制多个气缸， 这样可根据车内或车外温度来决定变容的缸数。 但这样控制， 结构就变得复杂起来。 所以， 从变容的结构、 能耗、 空调舒适性来说， 摆盘式的整体性能比其他往复式压缩机好得多。

图1-34 斜盘式压缩机变容工作原理

(a) 全负荷工作； (b) 部分负荷工作

(3) 斜盘式压缩机的特点。 由于斜盘式压缩机无连杆结构， 所以工作可靠、 结构也很紧凑、 体积小、 质量轻、 排气脉冲比曲轴连杆式小， 由于它是轴向卧式结构， 所以能方便地直接安装在发动机机体上， 而不需要另配机架， 这些都是斜盘式压缩机的优点。 但是它装配要求高， 因为滑靴和钢球、 活塞架之间的装配是很精密的， 必须采用选配。 而安装时，前后缸盖、 前后阀板、 主轴、 活塞等都是用六条螺栓紧固组装， 这样不容易保证装配精度；另一方面， 由于调整零配件较多， 工作量大， 技术要求高， 这些都对工厂的加工装配提出了很高要求， 所以一般工厂很难办到。 这是斜盘压缩机的不足之处。 针对上述问题， 近年来对斜盘式压缩机有了很多改进， 如将前后缸体改为整体式缸体， 使制造工艺和装配工艺都得到一定程度的简化。

2. 电磁离合器

1) 电磁离合器的作用

电磁离合器的作用是接通或切断发动机输入压缩机的动力。

2) 电磁离合器的构造

电磁离合器一般由V带轮、 电磁线圈、 衔铁和轴承等组成， 其结构如图1-35所示。

图1-35 电磁离合器的构造

(a) 电磁离合器分离状态； (b) 电磁离合器结合状态1—V带轮；2—压缩机驱动轴；3—电磁线圈；4—衔铁；5—轴承；6—磁场；7—压缩机壳体

3) 电磁离合器的工作过程

当电磁线圈未通电时， 衔铁与V带轮分离， 压缩机的传动带轮在压缩机驱动轴上空转，压缩机不工作； 当电磁线圈通电时， 电磁线圈产生电磁吸力， 使衔铁与V带轮紧密结合在一起， 发动机曲轴上的动力经V带轮、 衔铁、 压缩机驱动轴驱动压缩机工作。 电磁线圈电路的接通和切断由控制电路根据车室内的温度进行自动调节控制。

3. 冷凝器

1) 冷凝器的作用

冷凝器的作用是将压缩机输送来的高温 (333～339K)、 高压 (1100～1400kPa) 气态制冷剂在冷凝器内冷却， 将热量传递给车室外部环境中； 同时， 将高温高压制冷剂蒸气冷凝为相对低温低压液态制冷剂， 送往储液干燥器。

2) 冷凝器类型及构造

冷凝器的材料可以是铜、 钢、 铝， 现代以铝居多。 管子做成各种盘管状， 散热片是为了增大冷凝器的散热面积， 而且可支撑盘管。 安装在发动机冷却液散热器的前方 (或车顶上)， 汽车空调的冷凝器常见的有管片式、 管带式、 平流式三种 (图1-36)。

图1-36 冷凝器

(a) 管片式； (b) 管带式； (c) 平流式

(1) 管片式 (管翅式) 冷凝器。 管片式冷凝器的制作工艺简单， 它是在圆铜管上装上0.2mm铝片组合而成， 是较早采用的一种冷凝器形式， 目前一般用在大、 中型客车的冷气装置上。 管片式冷凝器由安装在一系列薄散热器片上的制冷剂螺旋管组成。 在发动机室有限的空间内， 这种设计结构可以提供最大的散热面积。 冷凝器接收来自压缩机的高温高压制冷剂蒸气， 蒸气制冷剂从冷凝器顶部流入并流过螺旋管。 按热的自然趋势从热制冷剂顶部流入螺旋管， 热制冷剂蒸气中的热量经散热器片向大气中散发热量。 当制冷剂蒸气冷却并经过冷凝器向下流动时， 就会达到发送冷凝的温度， 气态制冷剂变成液态的制冷剂。 在冷凝点时， 制冷剂释放出更多的热量。 冷凝器底部的制冷剂是低温的高压液体。 在以平均热负荷运行的汽车空调系统中， 冷凝器螺旋管上部的2/3为热的制冷剂蒸气， 而下部1/3部分为液态制冷剂。 这种高压液态制冷剂从冷凝器排出前往蒸发器。

(2) 管带式冷凝器。 这种冷凝器目前普遍使用在小型汽车上。 它采用一整根扁形管，弯成蛇形状。 管内用隔筋隔成若干个孔道， 管外用0.2mm铝片焊在上下两管外皮处， 铝片折成皱纹状以增大散热面积。 这种冷凝器结构紧凑 (单管多孔)、 质量轻 (全部铝质)、 可靠性高 (不用多处弯头焊接)， 传热效率比管片式提高15％～20％， 但其管内制冷剂流动阻力要高于管片式。

(3) 平流式冷凝器。 平流式冷凝器由圆筒集管、 铝制内肋管、 波形散热器翘片以及连接管组成， 这种冷凝器是为汽车空调使用新型制冷剂R134a而开发投放市场的。 制冷剂由输入端接头进入圆柱主管中， 再分别同时流入多个扁管， 并平行地流至对面的主管， 再集中经过跨接管流至冷凝器输出端接头。 平流式冷凝器与管片式冷凝器最大的区别是管带式冷凝器只有一条扁管自始至终地呈现蛇形弯曲， 只能在这一条通道中流动而进行热交换；而平流式冷凝器则是在两条集流管间用多条扁管相连， 制冷剂可以在同一时间经过多条扁管流通而进行热交换。 平流式冷凝器具有制冷剂侧的压力损失小、 导热系数高、 制冷剂充注量少等特点， 更适合具有R134a性质的制冷剂在汽车空调中的使用。 桑塔纳2000时代超人轿车空调系统就是使用的平流式冷凝器。

4. 储液干燥器

1) 储液干燥器的作用

储液干燥器的作用就是去除制冷系统内的水分、 过滤杂质和储存多余的液态制冷剂，以防止制冷系统管路产生冰堵和杂堵。

2) 储液干燥器的安装位置

储液干燥器一般安装在冷凝器与膨胀阀之间， 用高压管路相连接。

3) 储液干燥器的构造

储液干燥器一般都是密封焊死的钢质或者铝质压力容器， 一般不能拆装， 修理工一般称为干燥罐。 里面放有干燥剂和过滤网。 一般由玻璃监视窗、 吸取管、 粗过滤器、 干燥剂、过滤器及壳体等组成， 其结构如图1-37所示。 从冷凝器来的高压液态制冷剂从上部进入罐中， 经过干燥过滤后， 从底部由引管引出至膨胀阀。 观察制冷剂流动情况的镜片正对着流出来的制冷剂。 在储液干燥器顶部还有易熔塞， 易熔塞是一种安全保护装置。 当储液干燥器内部压力达到30MPa， 温度达到373～378K时， 铜铝合金的易熔塞熔化， 排泄制冷系统中的高温、 高压制冷剂， 避免制冷系统的机件损坏。

5. 积累器 (气液分离器)

1) 积累器的作用

气液分离器是里面装有干燥剂且把气液制冷剂分离开的容器。

2) 积累器的构造

积累器是与孔管节流方式配套的装置， 装在蒸发器出口与压缩机进气管之间， 结构原理见图1-38。

图1-37 储液干燥器结构原理

1—玻璃观察孔；2—引出管；3、5—过滤网；4—干燥剂；6—壳体

图1-38 积累器结构原理

3) 积累器的工作过程

系统工作时， 制冷剂进入容器中， 液态的沉入容器底部， 气态的从顶部被吸回压缩机中。 容器底部有小孔允许少量液态制冷剂与润滑油进入压缩机， 因量小故不会产生液击，润滑油则满足了压缩机的润滑冷却需要。 此容器做得较大， 因为要容纳较多的气态制冷剂。它要与孔管配套使用， 故此系统无膨胀阀， 且已具有过滤干燥功能， 亦不必有储液干燥器。

当压缩机停止工作后， 孔管不能关死， 孔管两端高低压力平衡迅速， 压缩机重新起动时负荷小， 起动容易， 这是此种系统节能的主要原因， 但易有液击产生。 而气液分离罐将液态制冷剂储存起来， 阻止其回到压缩机内， 从而防止了液击。 出于对节能的考虑， 许多高级轿车都采用这种系统， 打开这类车的机盖， 一眼便可看到安在回气管上的这个大黑罐。见到这个大黑罐便知道此车空调系统是孔管节流系统。

6. 膨胀节流装置

汽车空调系统用的节流装置有膨胀阀和节流孔管， 它们的功能是: 当高压高温液态制冷剂经过这类小孔径装置后， 其流量受到节制而减少。 减少流量的制冷剂进入有较大空间的蒸发器后， 压力降低， 制冷剂雾化成液态微粒， 温度随压力同时降低。 压力的降低使得制冷剂蒸发膨胀， 同时要吸收大量热量。 车厢内的空气热量经过蒸发器时被蒸发的制冷剂吸收， 从而使车厢降温。

1) 膨胀阀

(1) 膨胀阀作用。 节流降压， 将从储液干燥器来的高温高压液态制冷剂提高流速、 降低压力， 使低温、 低压雾状制冷剂进入蒸发器。

自动调节制冷剂流量， 由于车室内的热负荷变化以及压缩机的转速改变， 要求流量做相应的调节， 以保持车室内温度的稳定， 热力膨胀阀能自动调节进入蒸发器内的制冷剂流量， 以满足制冷系统循环的要求。

控制制冷剂流量， 防止液击和异常过热现象发生。 以热力膨胀阀的感温包作为感温组件， 安装在蒸发器尾部， 去控制制冷剂流量的大小， 保证蒸发器尾部有一定量的过热度，避免液态制冷剂进入压缩机而造成液击现象。

(2) 内平衡热力膨胀阀。图1-39 (a) 所示是内平衡热力膨胀阀。遥控温包，内装惰性液体或制冷剂液体，固定在回气管路上。当蒸发器出口温度较高时，温包内液体温度随之上升，从而压力也增高。高压作用在膜片上侧， 当数值上大于蒸发器进入压力和过热弹簧压力总和时，针阀离开阀座，阀门开启，制冷剂流入蒸发器。 针阀开启后，较多的制冷剂进入蒸发器，蒸发器内压力上升，回气温度降低，膜片下侧压力增加， 上侧压力降低， 阀门关闭。 由于膜片上、下侧压力经常处于不平衡状态，所以阀门不断地做开启、闭合的循环。

图1-39 膨胀阀

(a) 内平衡热力膨胀阀； (b) 外平衡热力膨胀阀

(3) 外平衡热力膨胀阀。图1-39 (b) 所示为外平衡热力膨胀阀。外平衡膨胀阀的结构和部件与内平衡膨胀阀相似，只是向上施于膜片的压力是由一外平衡管从蒸发器出口处引入的，这样就弥补了由蒸发器入口至出口端内部压力损失的影响， 可加大阀心调节范围和准确度，缩小过热气体所占通道空间，从而提高蒸发器的制冷量。 这种外平衡膨胀阀适用于制冷量较大、蒸发器通道较长、压力损失大的制冷系统， 如大中型客车、 旅行轿车等， 内平衡膨胀阀则多用于经济型轿车、货车、后装车等。 膨胀阀的调节螺丝分为外调式和内调式两种。 内调式的已在出厂时调整好，不应随意调整。外调式则需有经验的维修人员来调定。

(4) H型膨胀阀。 H型膨胀阀因其内部构造如字母H而得名， 如图1-40所示。 这种膨胀阀安装在蒸发器进气管与回气管之间， 使温度传感器直接置于蒸发器出口处制冷剂中， 反应快捷， 不受环境及感温包位移或者接触不实的影响。 有的制造商将恒温器、 高低压开关与H型膨胀阀装在一起， 更显得结构紧凑。 国产北京吉普 (切诺基)、 奔驰230E型汽车、 广州标致、 桑塔纳2000GSI型轿车都采用了H型膨胀阀。

图1-40 H型膨胀阀

2) 节流孔管

节流装置的另一种形式是节流孔管， 也称细管， 用于孔管系统上。 它没有感温包、 平衡管， 而是有一个小孔节流元件和一个网状的过滤器。 它一般用在隔热性能好且车内负荷变化不大的轿车上。

节流孔管装置是一种阻尼元件， 外观为一管形件。 制冷剂由进口经过滤器过滤， 再经节流孔降低高压制冷剂液体压力， 最后经过滤器流入蒸发器。 图1-41所示为节流孔管装置。它的结构简单， 可靠性好， 价格便宜， 应用广泛， 美国、 日本的许多高级轿车都开始采用这种节流方式， 但由于制冷剂经过此装置时只能节流而不能对制冷剂的流量进行调节， 故当蒸发器的温度降到一定值后， 可由恒温器来对离合器进行通断的控制， 从而调节制冷剂的流通。 也有用防霜压力开关对离合器通断进行控制的， 这种孔管静态节流与离合器通断控制相结合的形式称为孔管节流系统 (CCOT系统)。

图1-41 节流孔管装置

这种被称为CCOT的制冷系统既节能又可靠， 被通用、 福特、 丰田、 大众等汽车公司普遍采用。

7. 蒸发器

1) 蒸发器的作用

蒸发器是使液态雾状制冷剂在其空间蒸发冷却。 车内湿热空气通过蒸发器时碰到冰冷管心和散热片， 空气骤冷， 湿气凝结成露水沿导流管排出车外。 冷干空气经风机作用循环于车内， 蒸发器空气进口处装有过滤器， 可净化车内空气， 使车厢内空气舒适宜人， 最终体现了汽车空调的作用。

2) 蒸发器类型及构造

汽车空调系统使用的蒸发器亦有管片式、 管带式。 其结构、 材料与冷凝器相同， 只是外观不同， 其表面积约为冷凝器的50％。 比前两种蒸发器换热效率更高的是板翅式蒸发器，亦称层叠式， 由两片冲成复杂形状的铝板叠在一起组成制冷剂通道， 每两片通道之间焊接上蛇形散热带， 将一个个单层叠置焊接再焊上集流箱， 即构成了板翅式蒸发器。 它的特点是， 在较小的体积内可有较大的导热表面积， 结构紧凑， 热效率高。 但其焊接工艺难度大，通道狭窄， 容易堵塞。 经过不断改进在使用R134a制冷剂的汽车空调中已被广泛采用。

实施与考核

一、 技能学习

1. 汽车空调制冷系统的检修注意事项

(1) 在打开制冷系统时， 必须戴手套及防护眼镜， 以免制冷剂冻伤皮肤。 一旦皮肤上溅到制冷剂， 要立即用大量冷水清洗， 千万不可用手搓。

(2) 制冷剂的排放应远离工作场所， 并保持工作场所通风良好， 以免造成窒息危险，制冷剂要进行合理的回收， 制冷剂不要靠近火焰， 以免产生对人体有害的物质。

(3) 制冷系统打开后， 一定要及时加盖或包扎密封， 防止空气的潮气或杂质进入。

(4) 更换制冷部件后， 要先为系统补充冷冻机油并且不同品牌的冷冻机油不能混用，然后再加注制冷剂。

(5) 拧紧或拧松螺纹接头时， 必须同时使用两把扳手。

(6) 为防止电路短路， 应拆下与蓄电池负极相连的电线。

(7) 安装空调时注意不要夹住电线， 电线连接必须可靠、 固定牢靠， 并且不应与尖锐物体接触， 电线要远离热源50mm以上， 离开燃油管100mm以上。

(8) 为防止电路短路， 维修前应拆下蓄电池负极的连接线。

(9) 导线连接应可靠、 牢固。

(10) 导线穿越隔板时， 应用橡胶套嵌入孔内， 以防止导线磨损。

(11) 导线不能靠近运动部件或高温部件。

(12) 维修后必须用塑胶带或紧固件固定在汽车电线束中。

(13) 导线必须与燃油管隔开。

(14) 导线不得与尖锐物体接触。

(15) 弯曲金属管时不得加热， 以免产生氧化皮。

(16) 更换系统部件及管路时， 拆卸的接头处应及时加盖或包扎密封， 防止空气中的水分或杂物进入。

(17) 管子可用氮气或无水酒精清洁， 并充分加以干燥， 不可用压缩空气。

(18) 部件与管路连接时， 可滴几滴冷冻机油。

(19) 接头连接时， 应用两把扳手紧固， 以防损伤管路与接头。

2. 汽车空调制冷系统常规检查的内容

(1) 检查制冷剂是否有泄漏。

(2) 检查制冷量是否正常。

(3) 检查电路是否接通， 各控制元件是否正常工作。

(4) 检查冷凝器是否有明显污垢、 杂物， 是否通畅。

(5) 检查压缩机传动带张力是否正常。

(6) 检查软管及连接处是否牢固。

(7) 检查系统运行时是否有异响和气味。

3. 汽车空调制冷系统常规检查的方法

检查方法主要有: 用手感觉各部分温度是否正常， 用肉眼检查表面情况及泄漏部位，用耳听和鼻嗅检查有否异常响声和气味， 通过储液干燥器上的窥视玻璃判断系统工作状况。

1) 用手检查温度

在正常情况下， 低压管路呈低温状态， 高压管路呈高温状态。 从压缩机出口到冷凝器、储液干燥器、 膨胀阀进口处是制冷系统的高压区， 这些部件应该先暖后烫 (注意手摸时要小心被烫伤)， 如有特别热的部位 (如冷凝器表面)， 则说明此部位有问题， 散热不好。 如有特别凉的部位 (如膨胀阀入口处)， 也说明此部位有问题， 可能有堵塞。 储液器进出口之间若有明显温差， 则说明此处有堵塞或者制冷剂量不正常。 从膨胀阀出口到蒸发器以及压缩机进口处是低压区， 这些部位表面应该由凉到冷， 但膨胀阀处不能发生霜冻现象。

2) 用肉眼检查泄漏情况

制冷剂的泄漏有可能出现在所有连接部位、 冷凝器表面及蒸发器表面被损坏处、 膨胀阀进出口连接处、 压缩机轴封、 前后盖密封垫等处。 上述部位一旦出现油渍， 一般说明此处有制冷剂泄漏， 但压缩机前轴封处漏油可能是轴承漏油， 应尽快采取措施修理。

3) 通过储液干燥器窥视玻璃判断工况

从窥视玻璃判断工况要在发动机运转、 空调工作时进行。 若从窥视玻璃中看到的工质情况是:

(1) 清晰、 无气泡， 但出风口是冷的， 说明制冷量适当， 制冷系统正常； 出风口不冷，说明制冷剂漏光了； 出风口不够冷， 而且关掉压缩机1min后仍有气泡慢慢流动， 或在关压缩机的一瞬间就清晰无气泡、 无流动， 说明制冷剂太多。

(2) 偶尔出现气泡， 若有膨胀阀结霜现象， 说明系统中有水分； 若无膨胀阀结霜现象，可能是制冷剂缺少， 或有空气。

(3) 有气泡、 泡沫不断流过， 说明制冷剂不足。 如果气泡很多， 可能有空气。

(4) 有长串油纹， 偶尔带有成块机油条纹， 出风口不冷， 说明几乎没有制冷剂。 有泡沫较混浊， 说明冷冻油太多， 或干燥剂散了。

4. 汽车空调制冷系统的检漏方法

汽车空调系统工作条件比较恶劣， 其制冷系统一直随汽车工作在振动的工况之下， 极易造成压缩机、 冷凝器、 储液干燥器、 蒸发器的连接管路管道损坏和接头松动， 使制冷剂发生泄漏， 因此必须对制冷系统的泄漏进行检查。

汽车空调制冷系统常用的检漏方法有: 卤素灯检漏、 电子检漏仪检漏、 皂泡检漏、 染料检漏、 真空检漏和外观检漏等。

1) 卤素灯检漏

首先要调整好卤素灯， 步骤如下:

(1) 打开节气门， 点燃气体， 调节火焰， 高度应在反应板之上12.7mm左右为宜。

(2) 此火焰高度应烧至铜反应板变成樱红色为止。

(3) 降低火焰高度， 使其在反应板之上6.35mm或和反应板持平。

其次应根据火焰颜色， 判定泄漏程序； 如有制冷剂出现， 反应板之上的火焰颜色应发生变化。 方法是:

(1) 淡蓝色， 表明无制冷剂泄漏。

(2) 火焰的边缘出现淡黄， 表明轻微泄漏。

(3) 黄色， 表明有少量泄漏。

(4) 红紫或蓝色， 表明制冷剂大量泄漏。

(5) 紫色， 表明制冷剂严重泄漏， 其泄漏量过大时， 可使火焰熄灭。

最后是查找漏点， 方法是:

(1) 移动导漏软管， 使其开口依次放在系统各个接头下部， 还要检查密封和控制器。

(2) 断开和系统连接的真空软管， 检查真空软管接口处有无制冷剂蒸汽出现。 如发现漏点， 应予以修理。

2) 电子检漏仪检漏

检查时， 应当遵照电子检漏仪制造厂家的有关规定。 一般按下列步骤进行:

(1) 转动控制器或敏感性旋钮至断开 (OFF) 或接通 (ON) 位置。

(2) 电子检漏仪接入规定电压的电源， 接通开关， 如果不是电池供电， 应有5min的升温期。

(3) 升温期结束后， 放置探头于参考漏点处， 调整控制器和敏感性旋钮至检漏仪有所反应为止， 移动探头， 反应应当停止； 如果继续反应， 则是敏感性调整得过高； 如果停止反应， 则是调整合适。

(4) 移动寻漏软管， 依次放在各接头下侧， 还要检查全部密封件和控制装置。

(5) 断开和系统连接的真空软管， 检查真空软管接头处有无制冷剂蒸汽。

(6) 如发生漏点， 检漏仪就会出现像放置在参考漏点处的反应状况。

(7) 探头和制冷剂的接触时间不应过长， 也不要把制冷剂气流或严重泄漏的地方对准探头， 否则会损坏探测仪的敏感元件。

3) 皂泡检漏

要想确定细微漏点， 皂泡是个比较有效的方法。 有些漏点局部凹陷， 试漏灯或电子检测器难进入， 要想确定泄漏的准确位置， 应采用皂泡检漏。

首先， 调好肥皂溶液， 用皂粉 (块) 加水即可。 溶液的浓度要黏稠到用刷子一抹就可形成气泡的程度。 其次， 将全部接头或可疑区段抹上皂液。 最后观察皂泡的出现情况， 皂泡形成处就是漏点所在。

4) 染料检漏

确定冷漏点或压力漏点， 把黄色或红色的颜料溶液引入空调系统， 是个理想的方法。染料能指出漏点的准确位置， 因为漏点周围有红色和黄色两种染料积存， 并且不会影响系统的正常运行。

观察软管和接头是否有染料溶液泄漏迹象， 如发现漏点， 按要求进行修理， 染料可以保留在系统内， 对系统无害。

5) 真空检漏

应用真空泵进行， 真空度应达到0.1MPa， 保持24h内真空度没有显著升高即可。

6) 外观检漏

制冷剂泄漏部位往往会渗出冷冻润滑油， 若发现在某处有油污渗出， 可进一步用清洁的白纸擦拭或用手直接触摸检查。 如仍有油冒出， 则可能有渗漏。

5. 汽车空调制冷系统制冷剂排放

1) 传统排空法 (图1-42)

图1-42 传统排空法

(1) 把歧管压力表组连接到系统的高、 低压检修阀上。

(2) 起动发动机并使转速维持在1000～1200r/min， 并运行10～15min。

(3) 风扇开至高速运转， 将系统中所有的控制开关都放到最冷位置使系统达到稳定状态。

(4) 把发动机转速调到正常怠速状态。

(5) 关闭空调的控制开关， 关闭发动机。

(6) 打开歧管压力表组上的高、 低压阀， 让制冷剂从中间软管流入回收装置中。

(7) 歧管压力表组的高、 低压力表指示为零， 说明系统内制冷剂已排空。

中间软管开口端应裹上抹布， 如有润滑油排出， 必然显示在抹布上。 如果系统内排出的润滑油较多， 应将软管的开口端放置在带刻度的容器内， 以便确定需补充润滑油的数量。

2) 回收排空法

用表阀系统将汽车空调制冷系统中的制冷剂引入回收到储液瓶。 其中， 高压阀连接压缩机排气管， 低压阀连接压缩机吸气管。 表阀的中间接口连接60mm×100mm的钢瓶。 钢瓶的底部有一个截止阀， 用来放卸制冷剂带出的润滑油。 降压时， 先慢慢拧开低压手动阀，让制冷剂慢慢流出而尽量不带出润滑油。 当压力下降到345kPa时， 再慢慢拧开高压手动阀， 让制冷剂经降压、 除酸、 干燥、 过滤等工序处理后， 重新压缩、 冷凝、 液化， 装入储液瓶。

在此过程中， 对生成的酸性物质的清除， 常采用中和法或膜处理方法， 使酸性物质自动分离， 对混入制冷剂中的水分清除采用分子筛吸附， 使制冷剂的含水量降低到可重新使用的标准 (含水量0.001％)。 对不溶杂质 (如铁屑、 油污、 灰尘等)， 可采用空调用的过滤装置加以清除。

回收时要注意回收场地应通风良好， 不要使排出的制冷剂靠近明火， 以免产生有毒气体； 制冷剂排出而冷冻的润滑油并非全部排出， 因此需要测定排出的油量， 以便补充。

6. 汽车空调制冷系统制冷剂加注

在充注制冷剂之前必须抽真空， 清除制冷系统中的空气。 若系统中有空气， 会降低热交换率， 使水蒸气在膨胀中凝结， 腐蚀制冷系统的金属部件； 还要检测系统是否有泄露，如果有泄露要处理后再加注。

1) 所需要的工具

(1) 真空泵， 其容量必须超过18L/min (2.6Pa)。

(2) 检修压力表组、 高压表及低压复合表， 也称为歧管压力计， 是汽车空调检修操作中的主要工具。 在抽真空、 加注制冷剂和检查制冷循环压力情况时都要使用到， 其结构如图1-43所示， 主要由高压表 (计)、 低压表 (计)、 阀体、 单向阀、 高低压侧手动阀、 连接软管等组成。

(3) 检漏仪， 是用以检查空调制冷系统有无泄漏部位的主要工具。

(4) 若充注的制冷剂为小罐， 则还需备有制冷剂注入阀 (图1-44)。 若为大瓶制冷剂，则必须备有制冷剂计量工具。

图1-43 歧管压力计

图1-44 注入阀

2) 抽真空

(1) 分别将高压表接入储液罐的维修阀， 低压表接入自蒸发器至压缩机低压管路上的维修阀， 中间注入软管安装于真空泵接口， 如图1-45所示。

(2) 起动真空泵， 打开歧管表高低压手动阀。

(3) 系统抽真空， 使低压表所示的真空度达100kPa， 抽真空时间为5～10min。

(4) 关闭真空泵手动阀， 真空泵继续运转， 打开制冷剂罐， 让少量R134a制冷剂进入系统 (压力为0～49kPa)， 关闭罐阀。

(5) 放置5min， 观察压力表， 若指针继续上升， 说明真空下降， 系统有泄漏之处， 应使用检漏仪进行泄漏检查， 并修理堵漏。

(6) 继续抽真空20～25min， 并重复第 (5) 项， 如压力指针保持不动， 说明无泄漏，可进行下一步工作。

(7) 关闭高、 低压压力表的手动阀， 停止抽真空， 从真空泵的接口拆下中间注入软管，准备注入制冷剂。

3) 制冷剂的加注

在制冷系统经过抽真空并确认没有泄漏 (查漏方法前面已经介绍) 后， 可开始对系统充注制冷剂。 充注方法主要有两种: 高压端充注、 低压端充注。

(1) 高压端充注。 高压端充注是指从压缩机排气阀 (高压阀) 的旁通孔 (多用通道)充注， 充入的是制冷剂液体。 其特点是安全、 快速， 适用于制冷系统的第一次充注， 即经检漏、 抽真空后的系统充注。 但用该方法时必须注意， 充注时不可开启压缩机 (发动机停转)， 且制冷剂罐要求倒立， 如图1-45所示。

①当系统抽真空后， 关闭歧管压力计上的高、 低压手动阀；

②将中间软管的一端与制冷剂罐注入阀的接头连接起来， 打开制冷剂罐开启阀， 再拧开歧管压力计软管一端的螺母， 让气体溢出几分钟， 把空气赶走， 然后再拧紧螺母；

③打开高压侧手动阀至全开位置， 将制冷剂罐倒立， 以便从高压侧充注液态制冷剂；

④从高压侧注入规定量的液态制冷剂， 关闭制冷剂罐注入阀及歧管压力计上的手动高压阀， 然后将仪表卸下。 特别要注意， 从高压侧向系统充注制冷剂时， 发动机处于不起动状态 (压缩机停转)， 更不可拧开歧管压力计上的手动低压阀， 以防止产生液压冲击。

(2) 低压端充注。 低压端充注是指从压缩机吸气阀 (低压阀) 的旁通孔 (多用通道)充注， 充入的是制冷剂气体， 其特点是充注速度慢， 可在系统补充制冷剂的情况下使用。通过歧管压力计上的手动低压阀， 可向制冷系统的低压侧充注气态制冷剂。

①按图1-46所示， 将歧管压力计与压缩机和制冷剂罐连接好；

图1-45 高压端充注

图1-46 低压端充注

②打开制冷剂罐， 拧松中间注入软管在歧管压力计上的螺母， 直到听见有制冷剂蒸汽流动的声音， 然后拧紧螺母。 目的是排出注入软管中的空气；

③打开手动低压阀， 让制冷剂进入制冷系统。 当系统的压力值达到0.4MPa时， 关闭手动低压阀；

④起动发动机， 将空调开关接通， 并将风机开关和温控开关都调至最大；

⑤再打开歧管压力计上的手动阀， 让制冷剂继续进入制冷系统， 直至充注量达到规定值；

⑥在向系统中充注规定量制冷剂之后， 从视液玻璃窗处观察， 确认系统内无气泡、 无过量制冷剂， 随后将发动机转速调至2000 r/min， 冷风机风量开到最高挡。 若气温在30℃～35℃，系统内低压侧压力应为0.147～0.192MPa，高压侧压力应为1.37～1.67MPa；

⑦充注完毕后，关闭歧管压力计上的手动低压阀， 关闭装在制冷剂罐上的注入阀， 使发动机停止运转，将歧管压力计从压缩机上卸下，卸下时动作要迅速，以免使过多制冷剂排出。

(3) 制冷剂充注量。 制冷剂充注量是否合适可从以下几方面观察:

①用压力表观察: 如R12制冷剂系统， 发动机转速为2000r/min， 风机转速为最高挡，气温为30℃～35℃时， 系统内低压侧压力应为0.15～0.19MPa， 高压侧压力应为1.37～1.67MPa。 R134a制冷剂系统压力稍低。

②用储液干燥器上视液窗观察: 系统工作时视液窗内清亮、 无气泡， 可观察到有液体流动。

③参照厂方提供的手册加注。

(4) 注意事项。

①加注前首先要查明系统所用制冷剂类型， 不同的制冷剂不可以混用；

②加注制冷剂前注意排空连接软管内的空气， 特别是用小瓶罐加注时， 每次换罐后都要对连接软管内空气进行排空；

③加注后， 拆卸软管时应注意防止软管内残留的制冷剂损伤眼睛及皮肤。

7. 冷冻机油添加

1) 压缩机冷冻机油油量的检查

压缩机冷冻机油油量的检查方法一般有两种:

(1) 观察视镜。 通过压缩机上安装的视镜玻璃， 可观察冷冻机油量。 如果压缩机冷冻机油面达到观察高度的80％位置， 一般认为是合适的； 如果油面在这个界限之下， 则应添加冷冻机油； 如果在这个位置之上， 则应放出多余的冷冻机油。

(2) 观察油尺。 未装视镜玻璃的压缩机， 可用量油尺检查其油量。 这种压缩机有的只有一个油塞， 油塞下面有的装有油尺， 有的没有油尺， 需要另外用专用油尺插入检查， 观察油面的位置是否在规定的上下限之间。

2) 添加冷冻机油

添加冷冻机油一般可在系统抽真空之前进行，添加方法有直接加入法和真空吸入法两种。

(1) 直接加入法。 将冷冻机油装入干净的量瓶里， 从压缩机的旋塞口直接倒入即可，这种方法适合于更换蒸发器、 冷凝器和储液干燥器时采用。

(2) 真空吸入法。

①首先将系统抽真空到100kPa；

②准备一带刻度的量杯并装入稍多于所添加量的冷冻机油；

③关闭高压手动阀及辅助阀门， 将高压软管一端从歧管压力表组上卸下， 并插入量杯中， 如图1-47所示；

图1-47 冷冻机油的加注

④打开辅助阀门， 油从量杯内被吸入系统；

⑤当油面到达规定刻度时， 立即关闭辅助阀门；

⑥将软管与歧管压力表组连接， 打开高压手动阀， 起动真空泵， 先对高压软管抽真空，然后打开辅助阀门对系统抽真空。

3) 冷冻机油添加量

(1) 系统新加油量。 新装汽车空调系统中， 只有压缩机内装有冷冻润滑油， 油量一般为280～350g。 不同型号的压缩机内充油量也不同， 具体可查看供应商手册。

(2) 补充油量。 维修当中， 如果更换了系统部件或管路， 由于这些部件中残存有冷冻机油， 因此， 更换的同时应当向系统内补充冷冻油； 如果更换压缩机， 新压缩机内原有油量应减去上述部件残存油量上限之和。

4) 冷冻机油添加注意事项

(1) 添加冷冻机油时应注意不同的制冷剂添加的冷冻机油不同， 不要混淆。

(2) 添加时应保证容器的洁净， 防止水分或杂物混入油中。

8. 制冷系统的拆卸

1) 电路管路的拆卸

(1) 拆除与蓄电池负极的连接导线。

(2) 拆下电磁离合器电源线和搭铁线。

(3) 回收制冷剂， 将高、 低压管从压缩机进、 排气口卸下， 并及时用盖子或堵头将口封堵。

2) 压缩机的拆卸 (图1-48)

(1) 松开带轮， 取下驱动带。

(2) 松开压缩机连接螺钉， 将压缩机从托架上取下。

(3) 将压缩机内冷冻机油倒入量筒， 检查油是否清洁、 变色， 并记下量筒刻度。

图1-48 压缩机的拆卸

3) 电磁离合器的拆卸

(1) 将爪具上两个销钉插入离合器前板的两个螺钉孔中， 卡住前板 (离合器轮毂)，同时用套筒扳手将锁止螺母拧出， 如图1-49所示。

(2) 将拔取器中心螺栓与压缩机轴对准， 并将拔取器上的3个螺钉均匀地拧入离合器前板螺孔内， 顺时针拧动中心螺栓， 直到前板 (轮毂) 被取下， 如图1-50所示。

(3) 用卡簧钳拆下内卡簧， 如图1-51所示。

图1-49 拧出锁止螺母

图1-50 取下轮毂

(4) 用起子和榔头轻轻敲出花键。

(5) 将轴保护套放于压缩机轴顶端， 用三爪起拔器拆卸下带轮和轴承组件。 拆卸时应确保三爪均匀扣紧带轮后部， 以防损坏其他部件， 如图1-52所示。

图1-51 拆卸内卡簧

图1-52 拆卸带轮组件

(6) 用卡簧钳卸下线圈卡簧。 用起子将线圈安装螺钉拧下， 卸下线圈。

此时可对电磁离合器进行检修。 检修内容包括: 检查离合器从动盘 (前压力板) 是否变形， 摩擦表面是否有因过热和打滑引起的刮痕， 如有上述情况， 应更换带轮总成； 如果摩擦表面有油垢或脏污， 应清洗干净； 带轮轴承是否松旷， 转动是否平稳无杂声， 如有损坏应及时更换； 检查线圈阻值及绝缘性能， 阻值应为3.7Ω±0.2Ω (20℃时)。

电磁离合器的安装步骤与拆卸时相反， 安装时应当注意带轮与轴承应使用专用工具安装， 压力不可过大； 离合器轮毂安装时不可用榔头敲击方法安装； 锁紧螺母的拧紧力矩为13.6～19.0N·m； 轮毂与带轮之间的间隙一般为0.3～0.6 mm， 如不合适， 应进行调节， 如图1-53所示。

4) 轴封拆装

轴封的结构有多种形式， 现介绍一种常见轴封结构， 如图1-54所示。 其拆装步骤如下:

图1-53 检查轮毂与带轮间隙

图1-54 轴封结构

1—轴封组件；2—轴封座；3—O形圈；4—卡环；5—防尘罩

(1) 先将离合器总成拆下， 具体方法见 “电磁离合器的拆卸”。

(2) 用起子将防尘罩撬下。

(3) 用内卡簧钳卸掉轴封座上的卡簧。

(4) 用轴封座的专用工具将轴封座旋起， 取出轴封座， 轴封座专用工具如图1-55所示。

(5) 用O形圈拆卸工具将O形圈拆下， 注意防止划伤槽表面。

(6) 用轴封组件专用工具拆卸轴封组件， 轴封组件专用工具如图1-56所示。

图1-55 轴封的拆装工具

(a) 对正； (b) 旋紧

图1-56 轴封组件拆装工具

此时， 可检查更换轴封损坏部件， 清洁密封腔中的异物。

轴封的安装步骤与拆卸时相反， 安装时应当注意: 安装轴封组件、 轴封座及O形圈时，应在其上涂抹与系统内相同类型和牌号的冷冻机油； 卡簧不要装反， 平面侧应与轴封座接触； 不要敲击卡簧， 否则会损坏用陶瓷制成的轴封座。

5) 压缩机内部机件拆装

(1) 可不排出压缩机内冷冻机油， 但必须排出压缩机内的存油， 并用量筒记录油量。

(2) 用内六角扳手按如图1-57所示顺序松开端盖所有螺栓， 然后取下。

(3) 用木榔头轻轻敲叩压缩机端盖凸缘， 使其与压缩机体分开， 注意切勿敲击压缩机轴承一端。

(4) 将前、 后端盖取下， 将阀片取下， 如图1-58所示， 就可容易地抽出气缸、 活塞组件。

图1-57 拆卸压缩机盖

图1-58 拆卸活塞等零件

(5) 如图1-59所示， 用榔头及木枋将前、 后气缸分开。

(6) 取出活塞及活塞钢球等零件， 如图1-60所示。 注意， 应对每个活塞和气缸做识别标记。

图1-59 拆卸气缸

图1-60 取出活塞钢球

此时可检查阀片是否有断裂， 气缸是否有明显的刮损痕迹； 活塞环是否有磨损、 断裂；单向推动滚针轴承是否松旷或损坏， 如有上述情况应更换。 同时， 对各零部件认真清洗和检查。

压缩机的安装步骤与上述相反。 安装时应当注意: 装配前应将所有零部件清洗干净，摩擦部位均应涂上冷冻机油； 所有的结合面应清洁， 连接时应涂抹冷冻机油； 重新安装时，所有拆开部分的密封垫 (圈) 都需换上新的， 并用冷冻机油涂抹； 缸盖螺栓应均匀、 对称拧紧， 保证结合处无泄漏； 安装过程中应做检漏试验。

9. 汽车空调制冷系统常见故障及诊断排除

汽车空调制冷系统常见的故障一般表现为不制冷、 制冷量不足、 制冷断续、 制冷系统失控、 制冷系统噪声大、 制冷系统主要部件发生故障和电气系统发生故障等。 这里主要分析前两个。

1) 空调制冷系统不制冷

空调制冷系统不制冷的现象是空调系统运行， 但没有冷气产生， 出风口无冷风。 产生该现象的原因、 故障诊断及排除方法见表1-1。

表1-1 汽车空调不制冷的故障诊断

2) 空调制冷系统制冷量不足

空调制冷系统制冷量不足的现象是空调系统运行， 但不到规定的制冷量， 车室内感到制冷量不足。 产生该现象的原因、 故障诊断及排除方法见表1-2。

表1-2 空调制冷量不足的故障诊断

续表

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制冷系统的拆装和故障诊断排除。 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

学生根据汽车空调制冷系统拆装及故障排除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. 汽车空调制冷系统的作用如何?

2. 汽车空调制冷系统由哪些部分组成? 各起何作用?

3. 汽车空调制冷系统的工作原理如何? 包括哪四个过程?

4. 目前汽车空调常用的制冷剂是什么? 有哪些性能?

5. 汽车空调制冷剂加入方法有哪些? 加注的步骤分别如何?

6. 汽车空调制冷系统的冷冻机油的作用如何?

7. 汽车空调压缩机有哪些类型? 曲轴连杆式压缩机的工作过程如何?

8. 汽车空调电磁离合器的作用如何? 有哪些装置组成? 工作过程如何?

9. 汽车空调检修应注意哪些事项?

10. 汽车空调制冷系统常用哪些方法检漏?

11. 汽车空调制冷系统的常见故障有哪些? 如何进行诊断排除?