汽车空调制冷系统原理结构及部件检修.pdf

第3章汽车空调制冷系统原理、结构及部件检修

第一节汽车空调制冷系统工作原理
教学内容:
汽车空调制冷系统工作原理
1.汽车空调制冷系统的组成
2.汽车空调制冷系统工作原理
3.制冷系统的分类
教学重点:
制冷系统的组成和工作原理。
教学难点：
制冷系统的工作原理。
教学目标：
要掌握制冷系统的组成及各部件的作用。
了解制冷系统的分类，深刻理解循环离合器控制系统、蒸发器压
力控制系统的工作原理。
教学过程：
一：复习
冷凝与蒸发
制冷剂
二：知识内容
（一）：汽车空调制冷系统的组成
制冷系统由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、膨胀阀、蒸发器、鼓风机、
风扇、管道、制冷剂等组成。

上图为空调制冷系统循环部分的组成
1—压缩机2—冷凝器3—低压开关4—储液干燥罐5—高压开关
6—蒸发器7—热控开关8—膨胀阀

上图制冷系统的结构

（二）：汽车空调制冷系统工作原理
从上图清晰的看出各部件的作用和制冷剂的循环状态。
工作原理
压缩机运转时，将蒸发器内产生的低压低温蒸气吸入气缸，经过压缩后，
使蒸气的压力和温度(约70℃~80℃,1500kPa)增高后排入冷凝器。
在冷凝器中，高温高压的制冷剂气体与外面的空气进行热交换，放出热量
使制冷剂冷凝成高压液体(约50℃~60℃，1500kPa)，然后流入干燥储液器，并
经过过滤干燥后流出。经过膨胀阀的节流作用，制冷剂以低压的气液混合状态

进人蒸发器。在蒸发器里，低压制冷剂液体沸腾汽化，吸取车厢内空气的热量，
然后又进人压缩机进行下一轮循环。这样，制冷剂便在封闭的系统内经过压缩、
冷凝、节流和蒸发四个过程.完成了一个制冷循环。
在制冷系统中，压缩机起着压缩和输送制冷剂气体的作用，它是整个系统
的心脏。膨胀阀起节流降压作用，同时调节进入蒸发器制冷剂液体的流量，它
是系统高低压的分界线。蒸发器是输出冷气的设备，制冷剂在其中吸收被冷却
空气的热量，使空气降温。冷凝器是放出热量的设备，蒸发器中吸收的热量、
压缩机消耗功能所转化的热量，一起从冷凝器上散发出去，让冷却空气带走。
压缩机所消耗的功起到了补偿作用，只有消耗了外界的功，制冷剂才能把从车
内较低温度的空气中吸取的热量不断地传递到车外较高温度的空气中去，从而
达到制冷的目的。
（三）：制冷系统的分类
汽车空调制冷系统基本分两类：循环离合器控制系统和蒸发器压力控制系
统。前者是由压力或温度开关控制压缩机的开、停；后者是使压缩机连续运转。
1．循环离合器控制系统
（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，称为循环离合器孔管CCOT系统。该系统常用
恒温开关控制，如图3.3所示。蒸发器温度上升（7℃时），恒温开关触点闭合
从而接通压缩机电磁离合器至蓄电池电路，压缩机运转，开始制冷。当蒸发器
温度下降到一定值时（毛细管温度下降至0℃时），恒温开关触点断开，切断压
缩机电路，压缩机停转，停止制冷，如此循环往复。
（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。北京切诺基、桑塔纳等汽车空调就是采用图3.7
所示系统，选用的是H型膨胀阀，而不是图3.6所示的这种内平衡热力膨胀阀。
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，只要选定空调工作，该系统就连
续运行。由于恒温器控制的离合器循环制冷系统，是通过压缩机的间断工作来
达到防止蒸发器结冰的目的，结果是使汽车空调的温度波动比较大，影响了其
舒适性。另外，压缩机的频繁起动，亦影响发动机工况的稳定，还易造成离合
器的损坏。采用吸气节流阀的方式来控制蒸发器压力的制冷系统，便能克服上
述缺点。
因蒸发温度和压力有着一一对应的关系，若控制在0℃时对应的制冷剂的
饱和蒸气压力不再降低，便可以防止蒸发器表面结冰。而此时压缩机仍在运行，
所以蒸发器内的制冷剂还在蒸发，不过其制冷量只需维持其表面不结冰的能力
而已。这样，输送出的冷量仍然能保持车内的温度和湿度处于一个相对平衡状
态，汽车空调的舒适性亦得到提高。

上述制冷系统称为蒸发器压力控制的制冷系统，是汽车空调中最早采用的，
且一直在中高级轿车上使用，所以，一般又称蒸发器压力控制的制冷系统为传
统空调系统。蒸发器压力控制因配置的不同又分为多种制冷系统。但POA阀和
罐中阀应用较多。
（1）先导阀调节的吸气节流阀和外平衡膨胀阀控制的制冷系统(POA系统)：
储液干燥器安装在高压侧，POA阀安装在低压侧，如图3.8所示。
工作过程
制冷剂经压缩、冷凝后，在外平衡膨胀阀的膨胀、节流和控制下，进入蒸
发器蒸发吸热。蒸发器出来的蒸气，经过POA阀的压力控制后进