汽车空调构造与工作原理

现代汽车全功能空调系统由制冷系统、供暖系统、通风系统、空气净化装置及控制系统等几部分组成。

1）通风系统。通风系统用于将车外的新鲜空气引进车内，达到通风换气的目的。

2）采暖系统。采暖系统用于对车内空气或车外进入车内的新鲜空气进行加热、除湿，使车内温暖舒适。

3）制冷系统。制冷系统用于对车内空气或车外进入车内的新鲜空气进行降温、除湿，使车内凉爽舒适。

4）空气净化装置。空气净化装置用于去除车内空气中的尘埃、异味，使车内空气变得清洁，目前只用于高级轿车上。

5）控制系统。控制系统将制冷、采暖、通风、空气净化有机地组合，形成冷暖适宜的气流，并能对车内环境进行全季节、全方位、多功能的最佳控制和调节。

将上述装置全部或部分组合在一起，按照一定的布置形式安装在汽车上，便组成了汽车空调系统。

1.汽车空调通风系统

汽车空调通风系统的主要功能是换气，即打开通风口，利用汽车迎面空气动压通风或利用空调系统中鼓风机进行强制通风换气。通风对于防止车窗玻璃起雾也很有益处。为维持舒适条件所需要的最小限度的换气量称为必需换气量，为此应设置即使在汽车车窗紧闭的情况下，仍能从车外引入新鲜空气的通风装置（每人约需25～36m³/h）。

（1）动压通风方式　动压通风（自然通风）方式是利用汽车行驶时车外空气对汽车产生的风压，通过进风口和排风口，实现通风换气，如图9-9所示。

（2）强制通风方式　采用动压通风方式进行换气时，车辆在静止和在低速行驶时，通风量过小，故一些车辆采用强制通风方式。强制通风是采用电动鼓风机强制车外新鲜空气进入车厢内的一种通风方式。在汽车行驶时，强制通风经常与动压通风一起配合使用。轿车均采用动压通风与强制通风相结合的方式，其通风装置与采暖装置、制冷装置等结合在一起而形成完整的空调系统，导入的外气既可经调节也可不经调节而进入车内。

图9-9　进风口与排风口的位置

2.汽车空调采暖系统

采暖系统是一种将空气送入热交换器（又称为加热器），同时吸入某种热源的热量，以提高空气温度的装置。按使用热源的不同可分为以下三种：

（1）发动机冷却液采暖系统　冷却液控制阀（也称热水阀）对通过热交换器的冷却液流量进行调节，而热交换器则将冷却液的热量传给空气，被加热的空气在电动鼓风机的作用下吹入车内。

（2）发动机废气采暖系统　发动机废气采暖系统是利用装在排气管道上的特殊热交换器，实现高温废气与低温空气的热交换，把产生的暖风送入车厢，供采暖与风窗玻璃除霜之用。(www.xing528.com)

（3）独立热源式采暖系统　独立热源式采暖系统是专门利用汽油、煤油、柴油等作燃料，使其在燃烧装置中燃烧产生热量，利用空气与燃烧装置进行热交换，使空气升温。

3.汽车空调制冷系统

（1）汽车空调制冷剂　汽车空调是利用蒸气压缩制冷装置来制冷的，是借助制冷剂的物态变化，由制冷剂循环流动实现制冷的。

蒸气压缩制冷系统使用的制冷剂绝大部分都是氟利昂，国际上用英文字母R来表示（取英文制冷剂Refrigerant的第一个字母）。

（2）汽车空调制冷系统的基本组成　汽车空调制冷系统按照组成结构不同一般分为两类：一类是膨胀阀制冷系统；另一类是节流管制冷系统。制冷系统包括的主要部件有压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀（节流管）和蒸发器等，具体结构组成如图9-10所示。各部件之间采用铜管（或铝管）和高压橡胶管连接成一个密封系统。它们之间的差别是节流（膨胀）装置和储液干燥器的安装位置不同。

图9-10　汽车空调制冷系统组成

1—压缩机　2—储液干燥器　3—节流管　4—蒸发器　5—鼓风机　6—冷凝器 7—高压管路　8—低压管路　9—冷凝风扇　10—膨胀阀

（3）汽车空调制冷系统的工作原理　在制冷系统的密封回路中，制冷剂以不同的状态在制冷系统内循环流动，每个循环有四个基本过程。以膨胀阀式的制冷系统为例，其具体工作原理如图9-11所示。

1）压缩过程。压缩机工作时将蒸发器出口处的低温低压（3Bar，5℃，1Bar=10⁵Pa）的气态制冷剂吸入气缸内，把它压缩成高温高压（20Bar，110℃）的气体排出，泵入冷凝器。注意：对于压缩机来说，吸入气态的制冷剂是至关重要的，因为液态制冷剂不可压缩可能破坏系统（与发动机进水而被破坏的情况是相似的）。

2）放热过程。冷凝器将高温高压（20Bar，110℃）气态过热制冷剂的大部分热量通过冷凝风扇向外散发，变成高温高压（19Bar，60℃）的液态，然后流入储液干燥器。

3）节流过程。温度和压力较高的液态制冷剂（19Bar，60℃）通过膨胀装置后体积变大，压力和温度急剧下降，以低压低温（4Bar，16℃）的雾状（细小液体）排出膨胀装置，进入蒸发器。

4）吸热过程。雾状制冷剂进入蒸发器后，沸腾汽化变为低温低压（3Bar，3℃）气体。在汽化过程中吸收周围大量热量，达到制冷目的。低温低压气态制冷剂又被压缩机吸走，开始下一个循环。

图9-11　汽车空调制冷的工作原理

1—压缩机　2—冷凝器　3—储液干燥器　4—压力安全阀 5—膨胀阀　6—蒸发器　7—鼓风机