《汽车空调》电子教案

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《汽车空调》教案

课题一汽车空调概述..........................................................2

课题二汽车空调认识实验.....................................................4

课题三汽车空调制冷系统......................................................5

课题四汽车空调压缩机........................................................8

课题五汽车空调的压缩机拆装课题六汽车空调冷凝器、膨胀阀、蒸发器............11

课题六汽车空调冷凝器、膨胀阀、蒸发器.......................................12

课题七汽车空调取暖与配气系统...............................................16

课题八汽车空调取暖与配气系统实验...........................................18

课题九汽车空调系统的电气控制系统...........................................19

课题十汽车空系统的电气系统检测实验.........................................26

课题十一汽车空调维修保养技术...............................................27

课题十二汽车空调冷媒加注与回收实验.........................................32

课题十三汽车空调综合故障诊断...............................................33

课题十四汽车空调故障检修实验...............................................37

1

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课题一汽车空调概述

一.汽车空调的发展史；

汽车空调技术是随着科技发展和人们生活水平的提高而开始发展与应用的，其经历了

由低到高，由单一功能到多功能共五个阶段：

①第一阶段，单一取暖（冷却水、加热器），应用于寒冷的北方地区。

②第二阶段，单一冷气，应用于亚热带、热带地区。

③冷暖一体化，初步具备了调节温度和湿度的功能（现在的空调有降温、除湿、通

风、净化空气、除霜等功能）

④自动控制应用于中高级轿车，，根据设定温度和车内、外的温度信息，自动控

制装置自动控制空调部件工作，达到调控车内温度和其他功能的目的。

⑤微机控制由微机根据汽车内外的温度实行自动控制，其具备了数字化显示、冷

暖通风三位一体、自我诊断、数据流传输（④⑤的区别）等功能，实现了空调运行和汽车运

行的相互统一，提高了制冷效果、然油经济性、舒适性。

二.汽车空调的分类

汽车空调的分类：

按动力源分：非独立式空调和独立式空调。

按组成分：制冷系统、取暖系统、配气系统、电气控制系统等四大部分组成。高级轿

车有空气净化系统。

按功能分：制冷、采暖、通风和空气净化四大部分组成。一般系统的空气的净化则由

蒸发器直接完成。

三、汽车空调的组成

1．制冷系统：

作用：对乘室内空气或外部进入乘室内的新鲜空气进行冷却或除湿，使乘室内变得

凉爽舒适

组成：由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、散热风扇、制冷管道、制冷剂等组

成。如下图

2

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图1制冷系统的结构

2．取暖系统：

作用：对乘室内空气或外部进入乘室内的新鲜空气进行加热，达到取暖、除湿目的。

组成：由加热器、水阀、水管、发动机冷却液组成，加热器的水路是与发动机散热器

的水路并联的。对于有独立采暖系统车则是采用电加热。

3．配气系统：

作用：通风系统的作用是将外部新鲜空气引进乘室内，达到通风、换气目的；

组成：由空调滤请器、进气模式风门、鼓风机、混合气模式风门、气流模式风门、导

风管等组成。

空气流经途径：空气（室外或室内）→进气模式风门→鼓风机→蒸发器或冷凝

器→混合气模式风门→气流模式风门→导风管→出风口。

4．空气净化装置

作用：空气净化装置的作用是除去乘室内空气的尘埃、臭味，使空气变得清洁。具体为

如下几点：

①调节车内温度：水加热或电加热

②调节车内湿度：冷暖一体化的系统才具备湿度的功能，通过制冷系统除去空气中的水

分，再通过取暖装置升温来降低空气的湿度。不能增加湿度

③调节车内空气流速和风向。

④净化车内空气：

⑤除霜：前后挡风玻璃除霜

组成：碳罐、空气滤清器、静电除尘净化器

4．电气控制系统:

作用：使空调系统能按照使用者的意愿进行正常工作

组成：由点火开关、A/C开关、电磁离合器、鼓风机开关及调速电阻器、各种温度传

感器、高低压开关、温度控制器、送风模式控制装置、各种继电器。

三.汽车空调装置的特点和性能指标；

1．特点：

①抗冲击能力强：环境所致

②动力源多样：可以是采用发动机动力，也可以采用专用发动机动力，还可以

采用电力。

③制冷制热能力强：汽车自身和环境所致。

④结构紧凑、质量小。

2．性能指标:

①热、湿负荷：其是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据。

②舒适性参数：

车内平均温度：夏季为25～28度；冬季为15～18度。（28～29度是感觉舒适

与否的分界点。

车内外温差：夏季为5～7度；冬季为10～12度。

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课题二汽车空调认识实验

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课题三汽车空调制冷系统

1．汽车空调的制冷方式

目前汽车空调的制冷方式为蒸气压缩式，其见图1-1。（其它空调的制冷方式见表1）。

驱动方式制冷方式应用制冷系数

太阳能，工厂余热（重型

吸收式0.5-0.7

汽车）

热驱动式

蒸气喷射式工厂低温热源0.2-0.4

朗肯循环式太阳能0.6-1

飞机（汽车正在研究利用）

电动机或空气压缩式1-2

发动机蒸气压缩式普遍2-4

潜热蓄冷

蓄冷

化学蓄冷氢能0.5-0.7

电子元件冷却、潜艇、汽

半导体制冷0.1-0.3

车冰箱

表1空调的制冷方式

2．汽车空调的制冷系统组成：

由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、散热风扇、制冷管路、制冷剂、控制电路及

安全保护装置等组成，

图1制冷系统的结构

3．制冷基本原理

5

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空调压缩机通过电磁离合器由发动机带动，将制冷剂（氟里昂12或R134A）气体从

蒸发器吸入压缩机进行压缩。高温高压的制冷剂气体经管道进入冷凝器进行冷却，并将热量

散至大气中，同时被冷凝成中温中压的液态制冷剂，进入贮液干燥过滤器，滤去其中的杂质

及水分。再经膨胀阀输送到蒸发器。液态制冷剂在蒸法器内蒸发膨胀。同时吸收车内空气的

热量，又从液态变为气态再次被压缩机吸收，如此反复循环，即可将车内空气中的热量散到

大气，使车内温度下降，达到制冷的目的。具体可分为如下四个部分：

①压缩过程：压缩机将蒸发器出口处的低温低压（约0℃、0.15MPA）的气态制冷剂

增压为高温高压（70～80℃、1.5MPA左右）的气态过热制冷剂，流入冷凝器。

②冷凝过程：过热气态制冷剂进入冷凝器散热冷凝为液态态制冷剂。冷凝过程的

后期，制冷剂成为中温（约40℃）高压的液体。

③膨胀过程：中温高压液态制冷剂通过膨胀阀后，体积变大，其压力和温度急剧

下降，变成低温（约-5℃）低压（约0.15Mpa）的液体，进入蒸发器中吸热蒸发。在制冷剂

蒸发膨胀过程中进行节流控制，供给与制冷负荷相适应的制冷剂流量，从而达到所需的制冷

温度。

④蒸发过程：从膨胀阀流出的制冷剂，通过蒸发器不断吸热气化变成低压（约

0.15Mpa）、低温（约0℃）的气态制冷剂。

4．制冷剂

在制冷系统中用于转换人热量并循环流动的物质称为制冷剂，目前汽车空调常用的有

R12、R134A。其具有如下特性：

①物理性质（冰点、沸点、临界温度、黏度、吸水性）

②化学性质（无毒、无刺激、不易燃烧、不易爆炸、腐蚀性小、不分解、与润滑油

互溶）

③热力学性质（蒸发温度低、冷凝压力低、等熵指数小、液体比热容要小、质量体积

小）

④经济性

R12与R134A的性能特点对比

性能R12R134A

分子式CF2CL2(二氯二氟甲烷)CH2F-CF3（四氟乙烷）

物理性质沸点-29.5度冰点：-158度沸点-26.5度冰点：-101.6度

无色无味，无毒。无易燃易爆，化学性无色无味，无毒。无易燃易爆，化学

能稳定，与空气混合式不爆炸，但在高性能稳定，与空气混合式不爆炸，但

温下或遇明火和红热表面时将分解放在高温下或遇明火和红热表面时将分

出有毒的刺激性气体解放出有毒的刺激性气体

化学性质

对某些橡胶有腐蚀

腐蚀有色金属如：铜和铅

与水几乎不相容无吸湿性具有一定的吸湿性

会破坏臭氧层它不会破坏臭氧层

表2R12与R134A的性能特点对比

由于R12对臭氧层有破坏，故现在被R134A取代，鉴于其物理和化学性能的不同，故两

个系统的制冷剂不能错加，因而对R12系统必须作必要的改动才能为R134A系统应用。

R12与R134A的应用系统对比

项目原因措施

制冷剂R12→R134A

冷冻机油不容于R12的机油，会导致润滑矿物油→合成油

6

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作用减少和发生液击

改用新型材料（NBR→RBR）

密封材料R134A要溶解R12系统的密封材料管道压缩机（O型圈由蓝色或棕色→绿色

或黑色），同时变得外形更大一些。

R134A的极性与水相近易被硅胶

干燥剂改用新型材料（硅胶→沸石）

一起吸收，造成吸水能力下降

维修阀螺纹接口→快速接口

安全装置保护环境R熔化螺栓→安全阀（压缩机）

R134A系统的压力比R12的高，

改进电磁离合器的性能

压缩机这样导致冷却能力下降和压缩机

改进密封材料和内部结构

的负荷增加

系统压力增加和负荷增加，需改

冷凝器加厚罐壁和散热片高度

进散热性能

系统压力增加，改变控制的压力

压力开关2.56MP→3.14MP

值

膨胀阀改变流动特性和介质R12→R134A

5．冷冻机油

1．作用：润滑、密封、冷却、降低压缩机噪声

2．特点：淡黄色，无味、无毒、吸水性强；

3．不同的R134a系统，要使用不同的润滑油（不同牌号不能混用）

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课题四汽车空调压缩机

空调压缩机是空调系统的核心部件。从目前空调压缩机的发展趋势来看，结构紧凑、耐

高温和抗震性好、高效节能以及微振低噪等特点是空调压缩机制造技术不断追求的目标。

1．功能

抽吸作用、循环泵作用、压缩作用。

2．分类和特点

1）根据工作原理的不同，空调压缩机可以分为定排量压缩机和变排量压缩机。

（1）定排量压缩机定排量压缩机的控制一般通过采集蒸发器出风口的温度信号，当温度

达到设定的温度，压缩机电磁离合器松开，压缩机停止工作。当温度升高后，电磁离合器结合，

压缩机开始工作。定排量压缩机也受空调系统压力的控制，当管路内压力过高时，压缩机停止

工作。

（2）变排量空调压缩机可以根据设定的温度自动调节压缩机内活塞行程，从而改变其排

量。空调控制系统不采集蒸发器出风口的温度信号，而是根据空调管路内压力的变化信号控制

压缩机的压缩比来自动调节出风口温度。在制冷的全过程中，压缩机始终是工作的，制冷强度

的调节完全依赖装在压缩机内部的压力调节阀来控制。当空调管路内高压端的压力过高时，压

力调节阀缩短压缩机内活塞行程以减小压缩比，这样就会降低制冷强度。当高压端压力下降到

一定程度，低压端压力上升到一定程度时，压力调节阀则增大活塞行程以提高制冷强度。

2）根据工作方式的不同，压缩机一般可以分为往复式和旋转式，常见的往复式压缩机有

曲轴连杆式和轴向活塞式，常见的旋转式压缩机有旋转叶片式和涡旋式。

（1）曲轴连杆式压缩机这种压缩机的工作过程可以分为４个，即吸气、压缩、膨胀、

排气。曲轴旋转时，通过连杆带动活塞往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面构成的工作

容积便会发生周期性变化，从而在制冷系统中起到压缩和输送制冷剂的作用。

曲轴连杆式压缩机是第１代压缩机，它应用比较广泛，制造技术成熟，结构简单，而且

对加工材料和加工工艺要求较低，造价比较低。适应性强，能适应广阔的压力范围和制冷量要

求，可维修性强。

但是曲轴连杆式压缩机也有一些明显的缺点，例如无法实现较高转速，机器大而重，不

容易实现轻量化。排气不连续，气流容易出现波动，而且工作时有较大的振动。

由于曲轴连杆式压缩机的上述特点，已经很少有小排量压缩机采用这种结构形式，曲轴

连杆式压缩机目前大多应用在客车和卡车的大排量空调系统中。

（2）轴向活塞压缩机轴向活塞式压缩机可以称为第２代压缩机，常见的有摇板式或斜板

式压缩机，这是汽车空调压缩机中的主流产品。

斜板式压缩机的主要部件是主轴和斜板。各气缸以压缩机主轴为中心圆周布置，活塞

运动方向与压缩机的主轴平行。大多数斜板式压缩机的活塞被制成双头活塞，例如轴向６缸压

缩机，则３缸在压缩机前部，另外３缸在压缩机后部。双头活塞在相对的气缸中一前一后的滑

动，一端活塞在前缸中压缩制冷剂蒸气时，另一端活塞就在后缸中吸入制冷剂蒸气。各缸均配

有高低压气阀，另有一根高压管，用于连接前后高压腔。斜板与压缩机主轴固定在一起，斜板

的边缘装合在活塞中部的槽中，活塞槽与斜板边缘通过钢球轴承支承。当主轴旋转时，斜板也

随着旋转，斜板边缘推动活塞作轴向往复运动。如果斜板转动一周，前后２个活塞各完成压缩、

排气、膨胀、吸气一个循环，相当于２个气缸工作。如果是轴向６缸压缩机，缸体截面上均匀

分布３个气缸和３个双头活塞，当主轴旋转一周，相当于６个气缸的作用。

斜板式压缩机比较容易实现小型化和轻量化，而且可以实现高转速工作。它的结构紧凑，

效率高，性能可靠，在实现了可变排量控制之后，目前广泛应用于汽车空调。

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（3）旋转叶片式压缩机旋转叶片式压缩机的气缸形状有圆形和椭圆形２种。在圆形气

缸中，转子的主轴与气缸的圆心有一个偏心距，使转子紧贴在气缸内表面的吸、排气孔之间。

在椭圆形气缸中，转子的主轴和椭圆中心重合。

转子上的叶片将气缸分成几个空间，当主轴带动转子旋转一周时，这些空间的容积不

断发生变化，制冷剂蒸气在这些空间内也发生体积和温度上的变化。旋转叶式压缩机没有吸气

阀，因为叶片能完成吸入和压缩制冷剂的任务。如果有２个叶片，则主轴旋转一周有２次排气

过程。叶片越多，压缩机的排气波动就越小。

作为第３代压缩机，由于旋转叶片式压缩机的体积和重量可以做到很小，易于在狭小的

发动机舱内进行布置，加之噪声和振动小以及容积效率高等优点，在汽车空调系统中也得到了

一定的应用。但是旋转叶片式压缩机对加工精度要求很高，制造成本较高。

（4）涡旋式压缩机这种压缩机可以称为第４代压缩机。涡旋压缩机结构主要分为动

静式和双公转式２种。目前动静式应用最为普遍，它的工作部件主要由动涡轮与静涡轮组成，

动、静涡轮的结构十分相似，都是由端板和由端板上伸出的渐开线型涡旋齿组成，两者偏心配

置且相差１８０°，静涡轮静止不动，而动涡轮在专门的防转机构的约束下，由曲柄轴带动作

偏心回转平动，即无自转，只有公转。

涡旋式压缩机具有很多优点。例如压缩机体积小、重量轻，驱动动涡轮运动的偏

心轴可以高速旋转。因为没有了吸气阀和排气阀，涡旋压缩机运转可靠，而且容易实现变转速

运动和变排量技术。多个压缩腔同时工作，相邻压缩腔之间的气体压差小，气体泄漏量少，容

积效率高。涡旋式压缩机以其结构紧凑、高效节能、微振低噪以及工作可靠性等优点，在小型

制冷领域获得越来越广泛的应用，也因此成为压缩机技术发展的主要方向之一。

三摇板活塞式压缩机

1．结构（如2图）

图2摇板活塞式压缩机

①组成：电磁离合器、主轴、旋转摇板、吸排气阀片、活塞、前后端盖、气缸体等

主要部件组成。

2．工作原理

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图3摇板活塞式压缩机原理图

四变排量压缩机

在压缩机后端增加一套可变排量机构，能根据空调系统的冷气负荷或电动机的负荷，控

制压缩机的排量变化，减少能量浪费。

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课题五汽车空调的压缩机拆装

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课题六汽车空调冷凝器、膨胀阀、蒸发器

一、冷凝器

1作用：把压缩机排出的高温、高压制冷剂气体，通过冷凝器将热量散发到车外空气中，

从而使高温高压的制冷剂气体冷凝成较高温高压液体。

2结构形式：管片式、管带式、平行流式。

①管片式:较早采用，其由管和散热片组成，散热效率较低。

②管带式:其由扁平管和散热片组成，散热效率比管片式高，应用较广泛（R12系统）。

③平行流式:其由圆筒集管、铝制内肋管、波形散热片、连接管组成。散热效率比管

带式高，应用广泛。

原因：增加了散热面积、提高冷凝器内介质流量的分配的均匀度、降低了冷凝器内的压

力，从而可以减少管的厚度，以利于散热。

二、膨胀阀

（一）分类：热力膨胀阀、H型膨胀阀、膨胀节流管和组合阀。

（二）作用：是系统的节流装置，使制冷剂由液态转化为气态，并调节制冷剂流量。他

是一个闭合控制循环，由出口的温度来决定进口的流量

（三）热力膨胀阀

1．作用：是一种节流装置，调节制冷剂流量。有以下三个作用：

①节流降压：使高温高压液态制冷剂成为容易蒸发的低温低压雾状制冷剂进

入蒸发器，即形成制冷剂的高压和低压之分。

②自动调节制冷剂流量：由于制冷负荷的改变和压缩机转速的改变，要求流

量作相应的调节，以满足制冷循环要求，以保持室内温度稳定。

③控制制冷剂的流量、防止液击和异常过热发生。膨胀时以感温包作为感温

元件控制流量的大小，保证蒸发器尾部有一定的过热度，保证蒸发器容积的有效作用，避免

液态制冷剂进入压缩机而造成液击现象，同时又能控制过热度在一定范围内。

有了以上作用，就能满足空调运行的需要:空调刚开始运行时，车内温度度高，

蒸发器的温度也高，蒸发也快，制冷剂流量要求就大，当车内温度降低时，蒸发器的温度也

降低，蒸发的负荷就减少了，制冷剂流量要求也减少了。

2．热力膨胀阀的结构及工作原理

热力膨胀阀分内、外平衡式，两者的区别在于膨胀阀下膜片方的制冷剂压力的

来源不同。

①外平衡式热力膨胀阀

⑴组成：由热敏管(感温包)、压力弹簧、膜片、外平衡管、膜片室、阀

门、毛细管等组成。

⑵工作原理：P=Pe+Ps

f

P为感温包感受到蒸发器出口温度相对应的饱和压力。

f

Pe为蒸发器出口蒸发压力。

Ps为过热调整弹簧的压力。

当P=Pe+Ps时，表明车内温度处于某一工况时，膨胀阀处于某一开

f

度，并维持平衡状态。

当P>Pe+Ps时，表明车内温度在升高，蒸发器出口过热度增加，感

f

温包感受到温度上升，因而P增加，膜片室上方的压力增加，平衡状态被打破，膜片下移，

f

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推动传动杆下移使膨胀阀的开度增加，导致制冷剂的流量增加，制冷量增加，从而使蒸发器

出口过热度降低，最终达到P=Pe+Ps状态。

f

当P<Pe+Ps时，表明蒸发器出口过热度降低，感温包感受到温度降

f

低，因而P降低，膜片室上方的压力降低，平衡状态被打破，膜片上移，推动传动杆下移使

f

膨胀阀的开度减少，导致制冷剂的流量减少，制冷量减少，从而使蒸发器出口过热度增加，

最终达到P=Pe+Ps状态。

f

⑶调试与安装

其调整是通过调节杆来调整弹簧的压力来完成。顺时针调紧弹簧，调

小阀门，可降低蒸发器出口压力；反之亦然。

在更换了膨胀阀之后安装时应注意：

a阀体要垂直放置

b感温包要水平安装在蒸发器出口的水平、干净的吸气管上，且

在外平衡管接口前10mm处，并且要密封到位，以保证感温介质液体始终在感温包中和正确感

温。

c当吸气管径小于25mm时，感温包应贴在吸气管的顶部；当吸气

管径大于25mm时，感温包应贴在吸气管的下侧45o处或侧面中点处。

②内平衡式热力膨胀阀

⑴组成：由热敏管(感温包)、压力弹簧、膜片、膜片室、阀门、毛细管

等组成。

⑵工作原理（同上）

③H型膨胀阀

它是一种整体型膨胀阀，其取消了外平衡管和感温包，由感温元件代替，

且处在进入压缩机的制冷剂气流中，因此感应温度不受环境影响，且不存在热力膨胀阀反应

从迟后的现象，因而其可靠性更高，被广泛应用。其结构如下图：

图4H型膨胀阀

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④膨胀节流管

⑴其是一种安装在冷凝器与蒸发器之间，有固定孔口的节流装置，因此

不能调节流量，液态制冷剂可能流出蒸发器而进入压缩机，造成液击，因此在压缩机与蒸发

器必须安装气液分离装置。

⑵其两端安装有过滤网，以防堵塞。由于结构简单，可靠性高，应用也

较广泛。

图5膨胀节流管

（四）吸气节流阀和组合阀

⑴吸气节流阀：其安装在蒸发器与压缩机之间，作用是保持蒸发器压力在一定值，防

止蒸发器表面结霜，但压缩机不停机，耗能大，现在被恒温开关取代。

⑵吸气节流阀分类：吸气节流阀（STV）、先导阀控制的绝对压力阀（POA）、蒸发器

压力调节阀(EPR)

⑶组合阀：其是在储液干燥器内部增加一个膨胀阀和一个蒸发器压力控制阀；其作用

是保证供给蒸发器适当的液态制冷剂，防止蒸发器表面结霜。

三、蒸发器

1作用：将经过节流降压后的液体制冷剂在蒸发器内沸腾汽化，吸收蒸发器表面周围空气

的热量而降温，风机再将冷风吹到车室内，达到降温的目的。

2结构形式：管片式、管带式、层叠式

①管片式:较早采用，其由管和散热片组成，散热效率较低。

②管带式:其由扁平管和散热片组成，散热效率比管片式高，应用较广泛（R12系统）。

③层叠式：其由铝板管、波形散热片、连接管组成。散热效率比管带式高，应用广泛。

四、储液器

1）储存制冷剂

2）过滤杂质

3）吸收湿气

4）观察制冷剂和冷冻机油的流动情况

五、气液分离器

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①位置：用于节流管式空调系统，安装在蒸发器出口与压缩机进口之间（低压侧）

②作用：它是个制冷剂的平衡容器，留下液态制冷剂，使其在低压区缓慢蒸发，离开

的只有气态制冷剂，起到气液分离，也是制冷剂和冷冻机油的储存罐，防止压缩机液击现象

发生，起到保护压缩机的作用。

③工作过程：

从蒸发器流出的制冷剂进入集液器，如果当中含有水分，会通过干燥器滤掉。

气态制冷剂被收集在塑料盖的顶部，再通过U型管进入压缩机，以确保制冷剂吸入的

全部为气态制冷剂。

液态制冷剂和一部分冷冻机油被收集在集液器的底部，通过下面的节流孔以蒸汽形式

进入压缩机。

外面的滤网可以滤除制冷剂中的杂质。

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课题七汽车空调取暖与配气系统

一汽车空调取暖系统

1．作用：能与蒸发器一起将空气调节到舒适的温度；向车内提供暖气，提高车内温度；

当车上玻璃结霜或结雾时，可用热风来除霜或雾。

2．分类：

①按热源分：发动机余热式和独立热源式

②按空气循环方式分:内循环、外循环、内外混合循环式

③按载热体分：水暖式和气暖式

3．发动机余热式取暖系统

①水暖式暖气系统：

利用发动机冷却循环水的余热作为热源，将其引入热交换器，由鼓风机将车厢

或外部空气吹过热交换器而使之升温。

由热交换器、热水阀、风机、水管、分配系统、风道等组成。

优缺点：简单、安全；热量小，受发动机工况影响大。

②气暖式暖气系统：

利用发动机排气管中的废气余热或冷却发动机后的热空气作为热源，通过热交

换器加热空气，把加热后的空气输送到车厢内取暖。

优缺点：简单、安全；受车速影响大，对热交换器的密封性。可靠性要求高。

4．独立燃烧室取暖系统：用于大客车

二汽车空调配气系统

1．作用：将冷气、热风、新鲜空气进行有机的调节分配，形成冷暖适宜的气流吹出。

2．常见空气混合方式：

①冷暖风独立式：车内空气经风机，通过蒸发器或加热器后吹向车内，两部分相对

独立。

②冷暖风转换式：车内空气和车外空气经风门混合后经风机送入，通过冷热转换开

关转换后，分别经蒸发器或加热器送入车内。

③半空调式：车内空气和车外空气经风门混合后经风机送入，先经过蒸发器冷却，

再经过风门调节，一部分进入加热器加热，送出热风。冷气出口不再调节，已被除湿。如加

热器不开，送出冷风；如两者均不开，送出自然风。

④全空调式：也称为空气混合式，应用较普遍。与半空调式相比较，只是最后冷热

空气多了一次混合。

注意搞清空气混合方式简图。

3．组成：

①空气进入阶段：由气源门和伺服器组成，控制室内外空气进入。

②空气混合阶段：由蒸发器、加热器、调温门组成，调节空气的温度。

③空气分配阶段：由调风门组成。调节空气到所需部位。

4．配气系统风门的常见控制机构

①拉绳操纵机构

②真空操纵机构

③电机伺服机构

5．配气系统的工作原理

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空气进入段的气源门用于控制新鲜空气和室内空气的循环比例，先经过蒸发器冷却除湿，

再经过风门调节，一部分进入加热器加热，送出热风。冷气出口不再调节，出来的冷热气混

合后，按功能需要各自出风口，完成空气分配。

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课题八汽车空调取暖与配气系统实验

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课题九汽车空调系统的电气控制系统

为了使空调系统能按照使用者的意愿进行正常工作，还需要一些控制装置对其加以控

制。控制汽车空调制冷温度的方法有两种：

一种是控制蒸发器表面温度：靠控制压缩机电磁离合器的通断来实现，常用恒温开

关（温度控制器）、压力开关。控制精度不高但节能，应用相当广泛。

另一种是控制蒸发器压力:耗能

一常用控制装置

1温度控制器：

①作用：感测蒸发器表面温度，将温度信号转换为点信号去控制压缩机离合器结合与

断开，起到调节车内温度、防止蒸发器表面结霜的作用。

②类型：电子式和机械式

机械式：由感温系统（毛细管和波纹管组成）、调温机构、触点开闭机构组成。

电子式：是一个负温度系数热敏电阻

③机械式温度控制器工作原理：通过调温旋钮设定温度后，当蒸发器表面温度高于设

定值时，触点闭合，接通压缩机离合器电路，压缩机工作；随着蒸发器表面温度下降，毛细

管内的工质压力下降，波纹管收缩，当温度低于设定值时，触点分离，压缩机停转。如此周

而复始，达到温度调节的作用。

④电子式温度控制器工作原理：热敏电阻与温度控制器相连（常常电路中还连有可调

电阻用于设定温度，有的在温控器上），蒸发器表面温度温度导致热敏电阻的阻值发生变化，

转化为电压信号，经温度控制器放大后控制电路的通断，压缩机工作或停机，如此周而复始，

达到温度调节的作用。

2怠速控制装置

怠速稳定装置有两种：怠速切断器和怠速提升装置。前者在汽车处于怠速或小负荷时

空调便不能开启，破坏了舒适性要求，现代汽车基本不在采用。下面主要介绍怠速提升装置。

①作用：在怠速运行或低速运行时，保证空调和汽车的正常运行。

②类型：常用的有如下三类

⑴节气门直接驱动式：用于化油器车型，由真空转换阀、真空马达、机械驱动机

构组成。

⑵旁通空气道式：用于无怠速马达或旋转阀滑的电控发动机，若用节气门直接驱

动式，易改变节气门位置信号，引起工况变化，影响发动机的性能。其由一个电磁阀和气道

组成。

⑶发动机怠速马达式：用于有怠速马达或旋转阀滑的电控发动机及发动机集中控

制系统。

3空调放大器：用于集中采集各种信号后对压缩机和怠速提升装置进行控制，用于普通

轿车上，现在向电脑控制方向发展。

4压力开关

①作用：压力控制和系统保护。其感测系统压力，一旦系统压力异常的高或低，压力

开关就打开或闭合，系统自动切断压缩机电路或控制冷却风扇加强散热，达到降压降温的目

的。

②类型：高压开关、低压开关、双重压力开关、三重压力开关、压力传感器。

⑴高压开关：其用于在系统压力过高时，切断离合器电路或接通散热风扇电路，

以加强散热，降压降温。

⑵低压开关：防止系统压力过低时，系统工作。

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⑶双重压力开关：就是高低压开关组合在一起。

⑷三重压力开关：比双重压力开关多一个中压开关，用于控制风扇。

⑸压力传感器：感测系统压力，用于控制压缩机和风扇。

③过热过压保护装置

⑴过热限制器：由过热开关和熔断器组成，装在压缩机后盖上。当压缩机过热时，

过热开关闭合，烧断熔断器而断开压缩机电路。

⑵高压释放阀：系统压力过高时，释放制冷剂到大气。

⑶易熔塞：系统压力过高时，易熔合金熔化，释放制冷剂到大气。

⑷减压安全阀：在R134A系统，用以代替高压释放阀或易熔塞，防止环境污染，

其开启时，将一部分高压制冷剂释放回低压侧，达到降压目的。

④发动机的功率保护装置：发动机高温，加速超车、大负荷等状况时让空调停止工作。

二电路分析

以桑塔纳轿车空调控制电路为例。图6所示，主要由电源电路、鼓风机控制电路、电磁

离合器控制电路和冷凝器风扇控制电路四大部分组成。

3030

1515

xx

3131

S1S23S14

J59

J32E30

12

abc

E9

F19

t0123

1234

F18E33F38

p

ttt

3086N23

J26

R

8785pF73

V7V2

MM

N16N25N63N48

图9桑塔纳轿车空调的电路控制原理

J59减荷继电器S1、S14、S23熔断器J32主继电器E9鼓风机开关E33蒸发器测温包F38环境温度开关

E30主开关（A/C）F18冷凝器冷却风扇温控开关F23高压开关（bar）J26冷凝器冷却风扇继电器N23鼓风机调速电

阻F73低压开关（bar）V7冷凝器冷却风扇电机V2蒸发器鼓风机N16怠速提升电磁阀N25电磁离合器N63新鲜空

气翻板电磁阀K48空调指示灯

（一）电源电路

1.组成：蓄电池、点火开关、减荷继电器J59及熔断器S1、S14、S23和主继电器

J32

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2.原理：当点火开关断开或处于启动档时J59不得电，X号线（称卸载线）无电，

空调无法工作；当点火开关接通（点火档）时J59得电，卸载线X通电，空调主继电器J32

中的2号继电器得电并吸合触点c，通过鼓风机开关E9给鼓风机V2供电。熔断丝S1、S23

接30号火线分别向冷凝器冷却风扇V7和鼓风机V2提供电源。

（二）鼓风机控制电路

1.回路组成：30号火线、熔断丝S23、主继电器J32中的2号继电器触点c（或1

号继电器触点b）、鼓风机开关E9（4个档位）、鼓风机调速电阻N23（串接3个电阻）、鼓

风机V2，搭铁。

2.控制原理：鼓风机在开关E9的控制下,通过串接不同的电阻可在不同的状态下运

行，如：当开关E9置“0”档时，串接3个电阻（最大），通过鼓风机电流最小，转速最慢，

称微风；当开关E9置“3”档时，3个电阻全部被短路，鼓风机全压快速运行，称强风。

（三）电磁离合器控制电路（制冷回路）

1.回路组成

新鲜空气翻

板电磁阀N63F73低N25电磁

压开关离合器

E33蒸发器

卸载主开关指示灯

E30K48测温包N16怠速提

升电磁阀

环境温度

开关F38蒸发器鼓风机

…

J32主继电器控制电路

1号主继电器

冷凝器冷却风

扇控制电路…

图7电磁离合器控制回路组成

2.控制原理

（1）指示灯K48和新鲜空气翻板电磁阀N63随着空调主开关E30的闭合而长期工作。所

谓新鲜空气翻板电磁阀是用来接通新鲜空气通道使鼓风机强制通过蒸发器的空气通道进风，

否则将无法获得冷气。

（2）当环境温度高于规定值时，温控开关F38断开，压缩机不工作、怠速降低。

（3）当蒸发器温度低于规定值时，蒸发器测温包E33断开，压缩机不工作、怠速降低。

（4）当制冷剂严重亏损高压侧压力低于0.2MPa时，低压开关F73断开，压缩机不工作。

（5）受环境温度开关F38控制的另一回路是主继电器J32中的1号继电器，两对常开触点

同时闭合：一对用于控制鼓风机V2，以防在制冷时开关E9未接通而造成因没有空气流通使

蒸发器表面温度过低而结冰；另一对控制冷凝器冷却风扇（见冷凝器风扇控制电路）。

（四）冷凝器风扇控制电路

1.回路组成

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制冷回路

J32主继电器高压开关

1号主继电器

F23继电器

J26

30号线电冷凝

F18冷凝器冷却

熔丝S1阻器冷

风扇温控开关

R却风

新鲜空气翻板电扇

磁阀N63

图8冷凝器风扇控制回路组成

2.控制原理

（1）当空调主开关E30和环境温度开关F38闭合时，继电器J32中的1号继电器吸

合：当制冷系统高压侧压力低于1.5MPa时，高压开关F23断开，电流经电阻R到达冷凝器

冷却风扇电机V7，冷凝器冷却风扇慢速运行；当制冷系统高压侧压力高于1.5MPa时，高

压开关F23闭合，电阻R被短接，冷凝器冷却风扇高速运行以加强冷凝器和发动机的冷却

强度。

（2）当冷凝器温度高于一定值时，温控开关F18闭合，冷却风扇慢速运行（当E30

或F38断开时，即空调不运行时）。

（3）当冷凝器温度过高时，温控开关F19闭合，确保冷却风扇高速运行（当E30或

F38断开时，即空调不运行时）。

三、汽车自动空调系统的电气控制

能根据外部条件变化（车外温度、太阳辐射、乘员数量、发动机温度、发动机工况），

自动修正参数，自动控制风机转速和制冷量，保持车内温度恒定。目前有两种控制方式:电控

气动系统和微机控制系统，下面就介绍微机控制系统的全自动空调。

1.功能：

1）空调控制：包括温度自动控制、风量控制、运行方式的自动控制、换气量控制等，满

足空调舒适性的要求。

2）节能控制：即压缩机运转工况的控制、换气量的最佳控制以及随温度变化的换气切换、

增大转入经济运行、根据车内外温度自动切断压缩机电源等控制。

3）故障诊断储存：系统发生故障、ECU将故障部位用代码的形式储存起来。

4）故障、安全报警：包括制冷剂不足、制冷压力高低压报警、离合器打滑报警、各种控

制器件的故障判断报警。

5)显示：包括设定温度、控制温度、控制方式、运行方式等。

2.组成：

电子控制系统、配气系统、面板控制三部分组成

1)电子控制系统：由传感器、ECU、执行器组成

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①传感器信号：

◆驾驶员面板设定的温度和功能选择信号。

◆车内温度传感器、车外环境温度传感器、阳光辐射温度传感器、等传感器信号。

◆空气混合门的位置反馈信号。

②执行器信号：

◆向驱动各种风门的伺服电机输送的信号。

◆控制风机转速的电压信号

◆控制压缩机开停的信号。

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③ECU

2）面板控制（阐述个键的功用）

3）配气系统(略)

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3.控制原理

根据温度平衡方程式进行的：K=A+B+C+D，完成温度控制、鼓风机装速控制、进气控制、

出气控制、压缩机控制、自诊断。

K—设定的调温电阻的阻值

A—室内温度的电阻

C—出风口温度电阻

D—阳光辐射、环境、节能修正量的温度的电阻

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课题十汽车空系统的电气系统检测实验

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课题十一汽车空调维护与保养

空调能给驾驶员和乘客带来舒适的环境，但是，使用不当，维护不及时，会影响空调的

使用性能和寿命，有时还会影响发动机的正常工作。因此，正确使用和维护空调是十分重要

的

一、空调的正确使用

1.仔细阅读空调使用说明书，掌握正确的操作方法。使用中不要随意拆卸制冷系统各管

路接头，以防止制冷剂泄漏及空气、水分渗入制冷系统中。当空调发生故障时，不得自己随

意动手，应找专业维修人员检修，以免造成更大的损坏。

2.夏季使用前，应对空调进行全面的检查和保养：清除冷凝器、蒸发器表面的灰尘；检查

风窗玻璃前方的空气入口栅，清除杂物；检查各电源线；修复密封性不良的车门、车窗。待

确认各控制开关、元件正常后，方可开机使用

3.高温季节，应将车辆停放在阴凉处，以免造成制冷负荷过大，车内温度较高，不宜一

启动发动机就打开空调。应先打开所有车窗，让汽车行驶3-5分钟，待车内的热气排尽后，

再关好车窗，打开空调；在天气炎热的夏天。

4.夏季结束停止使用空调时，应对空调进行必要的检查：制冷剂是否有泄漏，离合器皮

带轮的轴承是否完好，压缩机冷冻机油的质与量是否还符合要求。

5.汽车爬长坡行驶时，要尽量少用或不用空调，因为这时发动机的负荷较大，使用空调

会导致发动机过热。

6.在尘土飞扬的道路上行驶时，应将空气入口控制杆调整到RECIRC（再循环），这时，

只有车内的空气的循环。

7．冬季不使用空调时，应定期让空调运行几分钟，让部件处于正常状态。

二、空调的正确检查：一般方法→“看、听、摸、查”。

1.“查”：各电线接头是否松脱，紧固件是否有裂纹和松散，三角皮带的张紧度是否符

合要求，各管路接头处有无油污，软管有无破损，冷凝器的贮液罐表面是否清洁。

2.“听”：从声响来判断压缩机的运行状况。

3．“看”：看玻璃观察孔内制冷剂的状态。若视液镜很明净，表示系统有足够的制

冷剂；若出现气泡，则表示系统进入了空气；若见到乳白色雾状物，说明干燥过滤剂已从贮

液干燥过滤器中逸出，随制冷剂一起在系统中循环。（见书131页）

4．“摸”：开启空调开关15～20min后,正常情况下高压端管路呈55～60℃,而低压

端管路呈低温状态。

①压缩机出口阀、冷凝器、储液干燥器：手感热而不烫手则为正常。若手感烫

手，首先检查冷凝器的冷却是否良好，风扇的风量是否过小；若高压端手感热量不够，则为

制冷剂过小；若没有温度，则为制冷剂漏光。

②储液器：若出现霜冷或水露，说明干燥器破碎堵信制冷剂流动管路，且此时

其前端高压区热度是很烫手。

③膨胀阀：制冷剂进口连接处是热的，但出口连接处应是凉的、有水露。若发

现膨胀阀处有霜冷现象则说明膨胀阀的阀口已经堵塞，必须马上处理。

④低压管：手感冰凉、有水露，但不应该有霜冷。

⑤双手触摸压缩机的进气口和排气口，手感温度有明显的差别

三、空调的正确维护：

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1常用工具：歧管压力表组件、检漏仪、制冷剂注入阀、真空泵、回收系统、空调系统

清洗机。

①歧管压力表组件：R-12系统检修软管的标准色是：蓝色用于低压侧；红色用于高

压侧，黄色（或白色）用于中间软管。这样可减少歧管与空调系统连接时发生的失误。用于

R-134a系统检修的软管颜色标识基本与R-12相似，蓝色带黑镶条或黑色带蓝镶条软管用于

低压侧，红色带黑镶条或黑色带红镶条软管用于高压侧，黄色或绿色带黑镶条或黑色带绿或

黄镶条为中间软管。

注意：用于R-134a系统的软管不能用于R-12系统!

②检漏仪：检测空调系统泄漏的方法有很多，简单的如用肥皂液，复杂的如用电

子检漏仪、卤素检漏仪、荧光检漏仪等。

③回收系统：

(1)回收是将制冷剂从系统排出并存放到一个特殊的外部容器里，无须进一步加

工，在一定条件下，这种制冷剂可从排出口返回到系统中。

(2)再生是将制冷剂从系统排出并重新加工。即干燥、过滤和分离。

(3)重灌是将制冷剂从系统排出经再生后重新充注，此过程可在现场进行，无须

分析试验。

2基本工艺

①.何谓排放、抽空和充注？

排放：也称回收，就是从系统中排出制冷剂。这是维修、更换压缩机之外的所有制冷

部件时必须首先完成的。

抽空：排放并检修完毕后，应将系统内抽成真空，以清除空气中的水分。

充注：是抽空之后的连续工作，即将制冷剂充灌到系统内部

②.如何制定一个简单的充注制冷剂工艺卡？

排放→抽空（约15分钟）→停止抽空（放置约15分钟）→真空检漏（观察压力表读数是否

有变化）→充灌（充气态制冷剂压力约98kPa）→充灌检漏→再抽空（放置约15分钟）→再

充注（定量）→再检漏

注意：在未充注制冷剂的情况下不可运转压缩机

③操作

Ⅰ.安装软管和压力表组件

对空调系统进行检测或排放、抽空和充注等第一步就是安装软管和压力表组件。不同的检

修阀有不同的安装方法。

A与三通手动检修阀连接

1）用手缓慢拆除检修阀的保护帽；