夏天到了，天氣越來越炎熱了，大家開車上路基本上都會開啟空調。同時夏季也是汽車空調故障的高發期，最常見的就是空調不制冷、制冷量不足、空調異味等，給我們的日常用車帶來不小的困擾。那麼汽車空調系統為什麼能制冷呢？它的結構和工作原理又是怎樣的呢？常見的故障又該如何解決呢？下面我們來探讨一下這些問題。

所謂的汽車空調系統，是指能夠對車廂内空氣的溫度、濕度、氣流速度、空氣潔淨度等進行調節的裝置，目的是為車内乘員創造清新舒适的乘車環境。它的作用并不單單是制冷，還包括制熱（暖風）、對車内空氣換氣與淨化、控制車内空氣的濕度等，理想的汽車空調系統可以把車内溫度控制在20～28℃之間、相對濕度控制在50～70％之間，這是人體感覺最舒适的溫度和濕度範圍。因此汽車空調系統在結構上包括制冷裝置、加熱裝置、空氣調節裝置和控制裝置四部分。現在的汽車廣泛采用的是冷暖一體式空調系統，其布置型式是将蒸發器、暖風散熱器、離心式鼓風機、操縱機構等組裝在一起，稱為空調器總成。

我們通常所說的“汽車空調”一般都是單指汽車空調系統中的制冷裝置，它也是汽車空調系統中結構和原理最複雜、同時也是故障率最高的裝置。它主要由空調壓縮機、冷凝器、蒸發器、儲液幹燥過濾器（汽液分離器）、膨脹閥（節流閥）、電子控制系統、風量分配系統、制冷劑、冷凍潤滑油、空調管路等部分組成，下面分别來說說它們的結構和工作原理。

1、空調壓縮機：空調壓縮機是汽車空調系統的動力源，它的作用是維持制冷劑在制冷系統中以一定的壓力循環流動，它吸入來自蒸發器的低溫、低壓制冷劑蒸汽，将其壓縮後使其壓力和溫度升高，并将其送往冷凝器散熱降溫降壓。

汽車空調系統使用的空調壓縮機一般都是軸向柱塞泵，可以分為定量泵和變量泵兩種類型，它們的主要區别就是驅動柱塞的斜盤角度是否可變：定量泵的斜盤角度是固定的，每一個循環壓縮的制冷劑量都是一樣的，隻要它啟動，消耗的功率就是固定不變的；變量泵的斜盤角度是可以随着空調系統的負荷變化而變化：空調系統負荷大，斜盤傾斜角度大，每一循環壓縮的制冷劑量也多，空調制冷量也大，消耗的功率也多；反之，空調系統負荷小，斜盤傾斜角度小，每一循環壓縮的制冷劑量也少，空調制冷量也小，消耗的功率也少。

空調壓縮機的驅動一般都是由發動機通過皮帶驅動。在壓縮機的頭部有一個電磁離合器，當它通電後，離合器吸合，将壓縮機驅動軸與皮帶輪結合在一起，帶動壓縮機中的斜盤轉動，使柱塞往複運動吸入和壓縮制冷劑，使其在系統中循環流動。定排量的空調壓縮機工作時間歇式的，由電磁離合器來控制它的工作時間；而變排量的空調壓縮機工作時連續式的，隻要空調系統開啟，它的電磁離合器始終是吸合的，通過改變排量來調整空調系統的負荷。相對來說，變排量空調壓縮機工作平順性更好，負荷可以連續調整，節能效果也更好，所以在比較高級的車型使用的自動空調系統中一般都使用變排量壓縮機。

2、冷凝器：冷凝器的作用是把空調壓縮機排出的高溫、高壓的氣态制冷劑，通過冷凝器将熱量散發到車外的空氣中，從而使高溫、高壓的氣态制冷劑冷凝成較高溫度的高壓液體。它一般安裝在發動機水箱前部，與發動機冷卻水箱共用冷卻風扇，在結構上有管片式、管帶式和平行流式三種。

3、蒸發器：蒸發器的作用是将經過節流降壓後的液态制冷劑在蒸發器内沸騰汽化，吸收蒸發器表面的周圍空氣的熱量而降溫，風機再将冷風吹到車廂内，達到降溫的目的。蒸發器一般安裝的駕駛室工作台内部，在結構上有管片式、管帶式和層疊式三種。

冷凝器和蒸發器統稱為汽車空調系統的熱交換器，蒸發器負責把車内的熱量置換出來，冷凝器負責把這些熱量散發到車外去。它們的性能好壞直接影響汽車空調的制冷性能，對它們的要求是散熱速度快、散熱量大、效率高、占據的空間小，因此保持它們表面的清潔是特别重要的。有很多車空調制冷不良就是由于這兩個裝置表面髒污、散熱不良造成的，因此及時清理冷凝器和水箱外的雜質是保證空調系統正常工作的重要保證。

4、膨脹閥（節流閥）：現在汽車空調制冷系統有兩種型式，分别稱為膨脹閥式和孔管式（又叫節流閥式），它們的主要區别就是節流膨脹機構的不同。膨脹閥又稱為熱力膨脹閥，它安裝在蒸發器的前方，它的主要作用一是節流，使高溫高壓的液态制冷劑通過膨脹閥節流後體積變大，制冷劑的壓力和溫度急劇下降；二是自動調節制冷劑的流量，使進入蒸發器的制冷劑在蒸發器内正好蒸發完成。根據控制原理的不同，可以分為内平衡式和外平衡式兩種。

節流閥的作用與膨脹閥類似，也是利用節流作用使高溫高壓的液态制冷劑節流後體積變大，制冷劑的壓力和溫度急劇下降的同時吸收大量的熱量，從而達到降溫的目的。它與膨脹閥的區别是不能根據工況的變化調節制冷劑的流量，它的優點是結構簡單，成本低，可靠性高，節能環保，因此很多美系和日系的車型都采用了這種節流方式。但是這種方式必須在蒸發器和壓縮機之間設置氣液分離器，使未蒸發完的液态制冷劑分離出來，防止對空調壓縮機造成液體沖擊，從而保證壓縮機的安全運行。

5、儲液幹燥過濾器（汽液分離器）：儲液幹燥過濾器一般和冷凝器組裝在一起，用來臨時存儲冷凝器液化的制冷劑并進行幹燥和過濾處理，使制冷劑保持幹燥、潔淨，防止系統中的雜質、髒物等堵塞過濾網和膨脹閥、劃傷空調壓縮機氣缸壁、柱塞和軸承，防止制冷劑中的水分凍結堵塞膨脹閥。一般儲液幹燥過濾器用于膨脹閥式制冷系統中。而汽液分離器一般用于節流閥式制冷系統中，它的作用與儲液幹燥過濾器類似，也具有過濾與幹燥制冷劑的作用，區别主要是儲液幹燥過濾器一般安裝在冷凝器的後方，而汽液分離器一般安裝在空調壓縮機的前方，吸收制冷劑中的液體制冷劑，防止對空調壓縮機造成液體沖擊。

6、電子控制系統：為了使汽車空調系統能夠正常工作，維持車廂内合适的溫度和濕度，在系統中需要有一系列的控制元件和調節執行裝置，主要有溫度控制器、高低壓開關、過熱保護開關、空調放大器、空調繼電器、車内外溫度傳感器、風門伺服電機等等。現在汽車上的空調控制系統已經逐漸由手動空調發展為自動空調，普遍采用微電腦自動控制。

根據電子控制系統的複雜程度，汽車空調系統大緻可以分為手動空調和自動空調兩種。手動空調隻能手動對冷/熱風的溫度和風量進行粗略的分級調節，不能設定車内空調的具體溫度。而自動空調可以根據駕駛員設定的溫度和運行模式，控制單元根據環境溫度，設置溫度，蒸發箱出口溫度和駕駛條件等信息以及各種傳感器輸入的信号，對送風溫度和送風速度及時地進行調整，使車内的空氣環境保持最佳狀态。另外自動空調還有自檢裝置，可以自動發現空調系統中的故障隐患并以故障碼的方式報告給駕駛員。

7、風量分配系統：風量分配系統又稱為汽車空調系統的空氣調節裝置，主要包括鼓風機轉速調節、空氣的内外循環模式調節、空氣的溫濕度調節、出風模式的調節等等，空氣調節裝置主要部件有鼓風機、内外循環控制閥門、溫度調節閥、風道調節閥、空調濾芯等，控制方式有拉線式和電機驅動式兩種（現在采用電機驅動式的較多），它們與空調控制面闆上的開關一一對應，控制空氣的流動方向和出風量等。

8、制冷劑：制冷劑又稱做制冷工質，它是制冷系統中完成制冷循環的工作介質。制冷劑在蒸發器内吸取被冷卻對象的熱量蒸發成低壓蒸氣後，被壓縮機壓縮為高壓蒸氣，在冷凝器内将熱量傳遞給冷卻介質（如空氣或水）而被冷凝成液體，然後被節流降壓後重新回到蒸發器，進行連續制冷。所以制冷劑是制冷裝置完成能量交換的重要載體，制冷劑的特性對汽車空調系統的性能起着非常重要的作用。現在汽車空調中常用的制冷劑是R134a，它是一種環保型的制冷劑，制冷效果不如R12（氟利昂），但是不會破壞臭氧層。

9、冷凍潤滑油：空調壓縮機所使用的潤滑油被稱為冷凍潤滑油或冷凍機油，它是一種在高低溫工況下都鞥正常工作的特殊潤滑油，它的主要作用一是潤滑空調壓縮機軸承、活塞等零部件表面，以減少運轉阻力和磨損，降低功率損耗，延長零部件的使用壽命；二是具有冷卻的作用，幾乎是帶走運動表面摩擦産生的熱量，防止壓縮機溫度過高損壞；三是可以滲入到各摩擦表面形成油封，起到阻止制冷劑洩漏的作用；四是降低壓縮機運轉噪音，不斷沖洗摩擦表面，帶走磨屑，減少摩擦件的磨損。

10、空調管路：空調管路的作用是把空調系統中的各零部件柔性的連接在一起，使其組成一個密閉的系統，并能承受一定的振動和沖擊。要求它有良好的密封性能和一定的抗壓能力，并且與制冷劑和冷凍潤滑油相兼容，不會發生化學反應而腐蝕或洩露。

以上就是汽車空調系統中主要的元器件，那麼這些元件是如何組合在一起并且運行制冷的呢？

上述這些元件組成了一個封閉的系統，在其中充滿了制冷劑，制冷劑在空調壓縮機的作用下循環流動，在發動機艙的冷凝器内由氣态液化為液态，放出熱量；而在車内由液态蒸發為氣态，吸收熱量，從而降低車内的溫度。上述過程周而複始的進行，使車内的溫度逐漸降低，直到達到設定的溫度後，空調壓縮機停止工作，制冷劑不再流動，空調系統停止制冷；當車内溫度升高後，空調壓縮機又重新結合，恢複制冷。這個過程反複進行，把車内溫度維持在設定的範圍内。這就是汽車空調系統的基本制冷原理。

在這個系統中，以膨脹閥為界，膨脹閥之前（壓縮機－冷凝器－儲液幹燥過濾器－膨脹閥）的制冷劑呈高溫高壓狀态，稱為高壓側，相應的管道稱為高壓管；膨脹閥之後（膨脹閥－蒸發器－壓縮機）的制冷劑呈低溫低壓狀态，稱為低壓側，相應的管道稱為低壓管。我們在車上可以用手來試探這些管路的溫度，從而判斷空調系統工作是否正常。

汽車空調系統最常見的故障就是不制冷或制冷不良，最主要的故障原因是制冷劑不足。一般運行時間較長的車輛，都會由于系統洩漏而導緻制冷劑不足，或者由于管路破損導緻制冷劑洩漏，而控制系統或壓縮機故障比較少見。還有一種較常見的現象是汽車低速空調不涼而高速制冷正常，這種情況一般都是冷凝器髒污導緻的，隻要清洗冷凝器外表面就可以了。

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