1、空調(diào)基本原理空調(diào)概論、物理概念、制冷基本原理、循環(huán)回路空調(diào)概論空調(diào)概論汽車空調(diào)的作用是提高乘座的舒適性和駕駛的安全性。由WHO（世界健康組織）進(jìn)行的研究表明：當(dāng)人處于壓力之下，她的注意力和反應(yīng)能力都將受到影響。（熱會給人帶來壓力）對駕駛員來說最佳的溫度是2022，這相當(dāng)于左圖中的氣候負(fù)載A：“舒適范圍”。強(qiáng)烈的陽過可以使車內(nèi)的溫度比外界溫度升高15以上，特別是在頭部區(qū)域。這是熱所帶來的最危險的地方，人體的溫度升高，心跳也加快。會出現(xiàn)嚴(yán)重的排汗情況，大腦不能得到足夠的氧氣。參考“氣候負(fù)載圖B”氣候負(fù)載圖范圍C對人體壓力更大研究表明，溫度從25增加到35，人的感覺知覺和反應(yīng)能力下降20%，相當(dāng)于血

2、液中的酒精含量為0.5毫升?？照{(diào)空調(diào)人們發(fā)明了空調(diào)-這一能夠保持溫度在人們感到舒適的水平，并能進(jìn)化空氣，出去空氣中潮濕的設(shè)備?？梢詼p少或消除這種隊人的壓力。運行良好的空調(diào)系統(tǒng)可以以下幾方面的數(shù)據(jù)來衡量：-溫度 -濕度-空氣的流動性 -換氣性能-空氣質(zhì)量 -舒適度我們所指空調(diào)室具有制熱和制冷系統(tǒng)。 制冷功能是吸收進(jìn)入車內(nèi)的空氣中所含的熱量和水分。 車內(nèi)的熱量主要由以下幾個熱源點產(chǎn)生： -外部的空氣 -陽光 -路面 -乘員 -發(fā)動機(jī)物理學(xué)基本概念物理學(xué)基本概念冷凝冷凝物質(zhì)有液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)是一種可逆現(xiàn)象，如果吸收氣態(tài)物質(zhì)中的熱量，氣態(tài)物質(zhì)就會轉(zhuǎn)變成液態(tài)。一種物質(zhì)從氣態(tài)轉(zhuǎn)化到液態(tài)時，釋放出熱量。熱量總

3、是從較熱的物質(zhì)向較冷的物質(zhì)流動。下圖：A點和B點之間，在100恒溫下，水蒸汽向空氣中放出熱量氣態(tài)變成液態(tài)。從B點到C點，物質(zhì)從100“冷卻”到80（液態(tài)），發(fā)生這一變化的設(shè)備稱為冷凝器。蒸發(fā)蒸發(fā)制冷劑要能夠蒸發(fā)就必須吸收一定的熱量。下面示圖說明這一變化過程：a）瓶子中，制冷劑在7bar的壓力下處于液體狀態(tài) b）打開開關(guān)R c）制冷劑在1bar的壓力（大氣壓力）下以-29.8（R12) 、-26.7（134a）的溫度流進(jìn)蛇形管，制冷劑吸收周圍空氣的熱量，周圍的空氣溫度便從+27冷卻至+10，制冷劑從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)。發(fā)生這一變化設(shè)備稱為蒸發(fā)箱。制冷劑制冷劑汽車空調(diào)中使用的低沸點的制冷劑是一種氣體。

4、作為氣體，它是不可見的；作為蒸汽或液態(tài)，它是無色的。制冷劑不能相互混合，只能使用系統(tǒng)規(guī)定使用的制冷劑制冷劑R12-二氟二氯甲烷 化學(xué)分子式CCl2 F 2 ，且是一種氟化碳?xì)浠衔铮–FC）對環(huán)境有害。制冷劑R134a-四氟乙烷化學(xué)分子式CH2F-CF3烷碳氟化合物（FC）對環(huán)境無害。在現(xiàn)代的汽車空調(diào)上，只能使用R134a制冷劑。-R134a與R12不同，是一種不含有氯原子的氟化物。當(dāng)氯原子釋放時，它會破壞地球大氣層中的臭氧層。-R134a和R12的蒸汽壓力曲線是非常相近的。且制冷能力相同。兩種制冷劑不可以混淆使用，否則會損壞氣密封圈。-不要在開啟的情況存放（高度吸濕）存放時，要密閉容器，防止

5、受潮。在打開后要立即緊閉。不要使用舊的制冷劑因為其化學(xué)特性，不能與機(jī)油和變速箱機(jī)油一起處置。R134aR134a蒸汽曲線圖蒸汽曲線圖R134a的物理數(shù)據(jù)：沸點 -26.5 冰點 -101.6 臨界溫度 100.6 臨界壓力 4.056 Mpa特性：-高度溶解于制冷劑-良好的潤滑特性-不含酸-吸濕作用（吸水）-不能與其他機(jī)油混合 如右圖所示：根據(jù)制冷劑回路的壓力和溫度情況，制冷劑可以是氣體也可以是液體。R134aR134a制冷劑在空調(diào)器中的狀態(tài)制冷劑在空調(diào)器中的狀態(tài)R134a以上圖除了蒸汽壓力曲線以外，該循環(huán)顯示出制冷劑在能力平衡的原則下回到原始狀態(tài)的壓力和溫度的變化。該圖是引用一個車載空調(diào)系統(tǒng)

6、中制冷劑R134a的狀態(tài)圖，根據(jù)車型和制冷能力要求的不同，數(shù)值也有可能不同。在空調(diào)設(shè)計中，能量是最關(guān)鍵的因素；它說明要達(dá)到所需要的制冷劑效果，需要多少能量（蒸發(fā)器、冷凝器）。臨界溫度 (1)定義或解釋 物質(zhì)處于臨界狀態(tài)時的溫度。 物質(zhì)以液態(tài)形式出現(xiàn)的最高溫度。(2)說明 每種物質(zhì)都有一個特定的溫度，在這個溫度以上，無論怎樣增大壓強(qiáng)，氣態(tài)物質(zhì)不會液化，這個溫度就是臨界溫度。通常把在臨界溫度以上的氣態(tài)物質(zhì)叫做氣體，把在臨界溫度以下的氣態(tài)物質(zhì)叫做汽。 臨界溫度物質(zhì)處于臨界狀態(tài)時的溫度，稱為“臨界溫度”。例如，水蒸汽的臨界溫度為374，遠(yuǎn)比常溫度要高，因此，平常水蒸汽極易冷卻成水。制冷劑和臭氧層制冷劑

7、和臭氧層臭氧層能夠吸收大量的陽光輻射，進(jìn)而可以保護(hù)地球表面不受紫外線的輻射。紫外線將臭氧層（O3）分解為一個氧分子（O2）和一個氧原子（O）。氧原子和氧分子通過其他的反應(yīng)再組合成臭氧。該過程在臭氧層中產(chǎn)生，該臭氧層位于高度20到50千米之間的平流層中。紫外線能夠釋放CFC中的一個氯原子并與臭氧進(jìn)行反應(yīng)。在該反應(yīng)中，臭氧被分解且只剩下一個氧分子（O2）和氧化氯（ClO）。氧化氯又再次和氧反應(yīng)釋放出氯，該循環(huán)能夠重復(fù)直到100000次。但是，自由的氧分子（O2）卻不能吸收紫外線輻射。溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)到達(dá)地面的陽光被以紅外輻射的形式反射，但是，微量氣體-最重要的是CO2-將這些反射到對流層中。這導(dǎo)致

8、地球的大氣層被加熱-這是我們所稱之為的“全球變暖”。CFC對微量氣體的集中有巨大的作用。1公斤的 R12能夠產(chǎn)生400噸CO2的溫室效應(yīng)。R134a對全球變暖只有很少的影響。它對臭氧的減少幾乎沒有作用。制冷劑油制冷劑油 在空調(diào)系統(tǒng)中需要一種不含有諸如硫磺，蠟以及水分等雜質(zhì)的專用的機(jī)油-制冷劑油，用以潤滑運動部件。 制冷劑油必須與制冷劑本身相兼容，因為在制冷劑回路中制冷劑和制冷劑油是混合的。另外，制冷劑油不得對系統(tǒng)中的密封件有負(fù)面影響。 不能使用其他潤滑油，因為這樣會導(dǎo)致鍍銅、產(chǎn)生積碳、 形成殘渣、導(dǎo)致早期磨損以及移動部件的不可修復(fù)的損傷。 在R134a制冷劑回路中使用一種專用的合成機(jī)油，這種機(jī)

9、油只能用于該制冷劑，不能與其他的制冷劑混合。 由于各種車型的設(shè)計不同，制冷劑加注的數(shù)量略有變化 在制冷劑回路中機(jī)油數(shù)量的分布大致如下分布圖：制冷劑循環(huán)回路制冷劑循環(huán)回路 冷卻過程和技術(shù)條件 要使一個物體冷卻，必須使其失去熱量，為了達(dá)到這個目的，在汽車使用中壓縮的空調(diào)系統(tǒng)。制冷劑回路是一個密閉的回路，其中制冷劑不停地從液體到氣態(tài)，從氣態(tài)再到液態(tài)地轉(zhuǎn)化。制冷劑是： -在氣態(tài)時被壓縮 -通過熱散發(fā)而冷凝 -通過降壓和吸收熱量而蒸發(fā)。 并沒有產(chǎn)生冷空氣，熱量被汽車內(nèi)的氣流所帶走。1.蒸發(fā)箱 2.壓縮機(jī) 3.冷凝器 4.干燥器 5.膨脹閥制冷劑在壓縮機(jī)狀態(tài)制冷劑在壓縮機(jī)狀態(tài) 壓縮機(jī)： 在低壓下產(chǎn)生冷的、

10、氣態(tài)的制冷劑。 制冷劑在壓縮機(jī)中被壓縮，使其變熱；制冷劑被泵到回路的高壓側(cè)。 此階段制冷劑是氣態(tài)，具有高的壓力和高的溫度。 以下圖所示：制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)狀態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)狀態(tài) 被壓縮的制冷劑繼續(xù)流動到一個窄處，此時可以是一個限制器（節(jié)流閥或膨脹閥）制冷劑一旦達(dá)到該窄開口，因為壓力的下降它就噴入到蒸發(fā)器中（低壓端） 噴入的液體制冷劑膨脹并蒸發(fā)，用于膨脹閥所需要的熱量是從周圍的溫暖的新鮮空氣中獲得。這些空氣在流過蒸發(fā)器散熱器片后便被冷卻下來，車內(nèi)的溫度就被降低到舒適的程度。 在此階段制冷劑是蒸汽狀態(tài)，處于低壓和低溫狀態(tài)。 以下圖所示：制冷劑從蒸發(fā)箱到壓縮機(jī)狀態(tài)制冷劑從蒸發(fā)箱到壓縮機(jī)狀態(tài) 現(xiàn)在制冷

11、劑又處于氣態(tài)，制冷能量來自蒸發(fā)箱。 制冷劑再次被壓縮機(jī)抽入并再一次通過整個循環(huán)。 因此，整個循環(huán)是封閉的。 在此階段中，制冷劑又處于氣態(tài)低壓低溫狀態(tài)。 以下圖所示：制冷劑在冷凝器中狀態(tài)制冷劑在冷凝器中狀態(tài) 制冷劑沿短的路徑達(dá)到冷凝器 冷凝器中被壓縮的灼熱的氣體中的熱量被（車頭進(jìn)風(fēng)和由新鮮空氣鼓風(fēng)機(jī)吹來的）流動空氣帶走。 制冷劑被冷凝并且在達(dá)到融點（與壓力有關(guān)）時回到液態(tài)。 在該狀態(tài)，制冷劑處于液態(tài)，高壓中溫 以下圖所示：空調(diào)系統(tǒng)的組成空調(diào)系統(tǒng)的組成空調(diào)系統(tǒng)主要有： 壓縮機(jī)、 冷凝器、 干燥器、 壓力開關(guān)、 膨脹閥、 蒸發(fā)器、鼓風(fēng)機(jī)等部件組成帶膨脹閥的制冷劑回路帶膨脹閥的制冷劑回路 制冷劑回路在

12、發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時被激活。因此，壓縮機(jī)需要一個電磁離合器。（現(xiàn)車輛裝有帶N280調(diào)節(jié)閥的壓縮機(jī)） 工作壓力： HD=高壓 LD=低壓 以下為空調(diào)系統(tǒng)簡圖空調(diào)高壓回路示意圖空調(diào)高壓回路示意圖在制冷劑回路中壓力和溫度： 1MPa=10bar壓縮比：壓力約1.4MPa（14bar） 冷凝：壓力約1.4MPa（14巴） 溫度約65 溫度下降10空調(diào)低壓回路示意圖空調(diào)低壓回路示意圖 膨脹：從約14.4MPa到0.12MPa（1.2巴） 溫度約55到-7 蒸發(fā)：壓力約0.12MPa（1.2巴） 溫度約-7 在回路中的壓力和溫度是因工作狀態(tài)而變化的。規(guī)定數(shù)值僅僅作為一個參考，在外界溫度為20，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為1500

13、到2000轉(zhuǎn)/分之間，約20分鐘后達(dá)到額定的數(shù)值。 在20和發(fā)動機(jī)靜止時，在制冷劑回路中，有0.47MPa（4.7巴）的壓力。 出于安全考慮，一般不能打開制冷劑回路。如果要對車輛進(jìn)行維修必須打開制冷劑回路，在維修之前必須將制冷劑先抽出。帶節(jié)流閥的制冷劑回路帶節(jié)流閥的制冷劑回路 制冷劑回路在發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時被激活。因此，壓縮機(jī)需要一個電磁離合器。（現(xiàn)車輛裝有帶N280調(diào)節(jié)閥的壓縮機(jī)） 工作壓力： HD=高壓 LD=低壓 以下為空調(diào)系統(tǒng)簡圖制冷劑高壓回路示意圖制冷劑高壓回路示意圖在制冷劑回路中的壓力和溫度 1MPa=10巴壓縮比：最大壓力約2MPa（20巴） 最高溫度約為70冷凝：最大壓力約2MPa（

14、20巴） 最高溫度約為10制冷劑低壓回路示意圖制冷劑低壓回路示意圖膨脹：從2MPa（20巴） 0.15（1.5巴） 溫度：從60-4蒸發(fā)： 最大壓力0.15（1.5巴） 溫度：-4 與帶膨脹閥的制冷劑回路比較，液體制冷劑通過一個節(jié)流閥噴射到蒸發(fā)器中的。 在用節(jié)流閥調(diào)節(jié)的空調(diào)其中，低壓端安裝了一個收集容器代替了原來在高壓端的液體容器。 所欲其它的部件與帶有膨脹閥的制冷劑回路是完全相同的。 溫度和壓力是取決于制冷劑回路的當(dāng)時工作狀態(tài)，且根據(jù)外界溫度經(jīng)過一段時間會達(dá)到額定的數(shù)值。壓縮機(jī)壓縮機(jī)汽車空調(diào)中使用的壓縮機(jī)是用機(jī)油潤滑的排量式壓縮機(jī)，它只有在空調(diào)系統(tǒng)接通時才工作并由一個電磁離合器控制（新型壓縮

15、機(jī)是帶可調(diào)閥N280）壓縮機(jī)是提高制冷劑的壓力，同時使制冷劑的溫度升高。如果壓力不升高，則空調(diào)器中的制冷劑就不會膨脹，也就不會隨之冷卻。潤滑壓縮機(jī)是一種專用的制冷劑機(jī)油，約一半的機(jī)油留在壓縮機(jī)內(nèi)，另一半隨制冷劑在回路中循環(huán)。與壓縮機(jī)相連的有一個壓力切斷閥，以防止系統(tǒng)壓力過高。 壓縮機(jī)從蒸發(fā)器重抽入，在低壓下形成冷的氣態(tài)的制冷劑。 對壓縮機(jī)來說，制冷劑是氣態(tài)的這一點很重要，因為液態(tài)的制冷劑不能被壓縮并會損壞壓縮機(jī)（液體不可壓縮） 壓縮機(jī)將制冷劑壓縮并將其傳送到冷凝器中-制冷劑回路的高壓端。因此壓縮機(jī)是空調(diào)制冷劑回路的低壓和高壓分界。冷凝器冷凝器 冷凝器由一管路組成，它緊密地固定在散熱片上。散熱器

16、片形成巨大的冷卻表面能夠用于熱交換。在空調(diào)器連接后，冷凝器被冷卻風(fēng)扇冷卻，以保證制冷的循環(huán)。冷凝器總是安裝在冷卻器的前端。這可以提高冷凝器的效率。 熱量在冷凝器中是通過空氣來冷卻的，空氣被汽車前部進(jìn)風(fēng)和散熱鳳扇所冷卻根據(jù)要求可能需要附加的風(fēng)扇，風(fēng)扇一般在空調(diào)系統(tǒng)接通后就啟動。但是在安裝了壓力傳感器G65時情況就不同了，這時風(fēng)扇的啟動將會延時至達(dá)到一定的壓力后再啟動。 冷凝器中的雜質(zhì)會降低空氣流動并影響冷凝器的效率和發(fā)動機(jī)的冷卻。 冷凝器將從壓縮機(jī)出來的溫度約為5070的熱的氣態(tài)的制冷劑被噴射入冷凝器。 冷凝器的管路和散熱片吸收熱量，冷的外界空氣流過冷凝器，在此過程中，吸收熱量并冷卻制冷劑。 當(dāng)

17、制冷劑被冷卻，它被冷凝到一定的溫度和壓力下成為液體。在壓縮機(jī)的底部，制冷劑以液體的形式流向冷卻器。 根據(jù)其工作方式，冷凝器也被認(rèn)為“液化器”。液體容器和干燥器液體容器和干燥器 在帶有膨脹閥的制冷劑回路中，液體容器的功能是作為制冷劑膨脹容器和儲液罐。（裝在冷凝器與蒸發(fā)箱之間） 因為工作條件諸如蒸發(fā)和冷凝器的熱負(fù)載，以及壓縮機(jī)運轉(zhuǎn)的不同，不同數(shù)量的制冷劑被壓入到回路中。 因此在管路中集成了液體容器，以補(bǔ)償這一波動。 干燥器能夠消除在安裝時進(jìn)入到制冷劑回路中的化學(xué)潮氣。干燥器根據(jù)不同的型號能吸收612克的水分，且所吸收的水的數(shù)量與溫度有關(guān)。溫度下降，所吸收水分的數(shù)量增加；因壓縮機(jī)磨損而掉下的微粒，安

18、裝時帶來的灰塵及其類似的東西也被積存下來。裝有膨脹閥的干燥罐裝有膨脹閥的干燥罐 從冷凝器而來的液體制冷劑進(jìn)入到容器的一側(cè)，制冷劑在容器中被收集，然后通過干燥器不間斷地上升到膨脹閥-不帶有任何氣泡。 一旦空調(diào)系統(tǒng)被打開，液體容器必須被更換。在安裝前，液體容器必須盡可能保持關(guān)閉，以防止將外界空氣中的潮氣吸入到干燥器中。 下圖所示：收集容器收集容器 在帶有節(jié)流閥的空調(diào)器的低壓部分有一個收集容器，它是作為一個制冷劑和制冷劑油的平衡容器和儲液罐，并保護(hù)壓縮機(jī)。在收集容器安裝在發(fā)動機(jī)倉比較熱的地方（在蒸發(fā)器后）不是所有。 蒸發(fā)器中的氣體制冷劑進(jìn)入到容器中，如果在制冷劑有潮濕的跡象，則被送到集成的干燥器中。

19、 制冷劑積聚在塑料蓋的上部，以確保壓縮機(jī)通過U型管吸入時，制冷劑是氣態(tài)。確保壓縮機(jī)不受損害。 液態(tài)制冷劑被收集到容器的底部，過濾器防止不清潔的制冷劑流經(jīng)制冷劑孔。膨脹閥膨脹閥 在膨脹閥處，制冷劑在蒸發(fā)器中膨脹及冷卻。它形成制冷劑回路的高壓和低壓分界。 膨脹被根據(jù)在蒸發(fā)器出口的制冷劑蒸汽的溫度來調(diào)節(jié)流向蒸發(fā)器的制冷劑，在蒸發(fā)器中，只有維持穩(wěn)定“制冷氣候”所必須的制冷劑被蒸發(fā)。 以下圖示：膨脹閥閉環(huán)控制膨脹閥閉環(huán)控制 制冷劑的流動是有膨脹閥根據(jù)溫度進(jìn)行控制的 -當(dāng)從蒸發(fā)器中流出的制冷劑的溫度升高時，在節(jié)溫器中的制冷劑的體積膨脹；并且通過球閥流向蒸發(fā)器的制冷劑的流量增加。 -當(dāng)從蒸發(fā)器中流出的制冷劑的溫度降低時，在節(jié)溫器中的制冷劑的體積縮小；并且通過球閥流向蒸發(fā)器的制冷劑的流量減小。 熱敏膨脹閥中有三個力在工作： 1.傳感器管道中的壓力作為開啟力（PF)作用于膜片上，它與非常熱的制冷劑的溫度有關(guān)。 2.蒸發(fā)器壓力（Psa）它以相反的方向作用于膜片。 3.由調(diào)節(jié)彈簧產(chǎn)生的壓力（PFe）與蒸發(fā)器壓力具有相同的方向。膨脹閥剖面圖膨脹閥剖面圖 膨脹閥已經(jīng)被調(diào)節(jié)，它的位置不一定被改變。 不要彎曲傳感器管道，因為其中存滿了特殊的氣體。節(jié)流閥節(jié)流閥節(jié)流閥是在制冷劑回路中