汽车电气设备构造与维修课件：汽车空调系统的结构与维修

项目九汽车空调系统的结构与维修

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汽车空调基础知识一、汽车空调的作用（一）空调的定义“空调”是人们非常熟悉的名词，因为许多工作场所和家里都装有空调器(简称空调)。空调即空气调节，空气调节就是对一封闭空间内的空气温度、湿度、清新度等进行调节，使封闭空间的空气环境达到对人体最适宜的状态。（二）汽车空调的功能汽车空调是装备在汽车上的空调系统，其作用是调节车内的温度、湿度、空气清新度，用以提高车内驾乘人员的舒适性。现代汽车所配置的自动空调系统其功能较为完整，它包括了采暖、制冷、空气净化、通风与空气温度调节、自动空气调节等功能。二、衡量汽车空调质量的指标汽车空调是要使车内空气环境达到对人体最适宜的状态，人对车内空气环境的舒适感觉与车内空气的温度、湿度、风速及空气的清新度等因素有关。能否将车内的空气调节到人体感觉最舒适的程度，是衡量汽车空调质量高低的标准。（一）空气温度（二）空气湿度（三）空气流速（四）空气清新度

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汽车空调基础知识四、现代汽车空调系统的基本组成与类型（一）现代汽车空调系统的基本组成现代汽车越来越多地采用冷暖一体化的自动空凋系统，这种自动空调器由制冷系统、采暖系统、通风与空气温度调节系统、空气净化装置及电子控制系统等几部分组成。（二）汽车空调的类型不同类型、不同级别的汽车，其装备的汽车空调也会有所不同，因此，现代汽车空调有多种结构类型，现以不同的分类方法予以概括。

1、按空调压缩机驱动方式分（1）独立式空调（2）非独立式空调

2、按空调的功能分（1）单独功能型空调（2）冷暖一体型空调

3、按空调系统的调节方式分（1）手动调节空调（2）自动控制空调

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汽车空调基础知识五、汽车空调控制面板汽车空调控制面板按照自动化的程度不同，分为手动、半自动真空以及全自动3种。手动、半自动真空控制面板按键形式有所不同，但它们的功能键控制内容基本相同，切诺基、桑塔纳等车采用这种控制面板。（一）手动空调控制面板及功能（二）半自动真空式空调控制面板及功能半自动真空控制面板的控制键形式与手动式有所不同，但它们的功能键控制的内容基本相同。

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汽车空调基础知识(三)全自动空调控制面板七、汽车空调系统的总体结构认知汽车空调部件的位置如图9-7所示。

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汽车空调暖气系统结构与检修一、汽车空调暖风系统（一）汽车采暖系统的作用现代汽车空调普遍具有采暖功能。采暖系统是提供暖气的装置．但汽车采暖系统要比家用空调供暖有更多的用途。汽车采暖系统的作用可概括为三个方面。1、冬季供暖采暖装置可向车内提供暖气，以提高车内的温度，使人感到温暖舒适。2、实现冷暖一体化空调冷暖一体化空调可以全年对车内空气温度进行调节，提高了乘车的舒适性。3、风窗玻璃除霜采暖系统的热风则可以用于迅速除霜，通常是在前风窗玻璃下方(仪表板上方)安装有除霜用的暖气吹出口，通过吹出较干燥的热风迅速除去前风窗玻璃上的霜或雾。后风窗玻璃通常装有电热除霜线．通过电加热除霜，有的汽车则是在行李箱中设热交换器，让暖气通过后面吹出口对后风窗玻璃除霜。（二）汽车采暖系统的类型汽车采暖系统式将某种热源的能量通过热交换装置传递给空气，再通过送风装置把热空气送入车内实习功能。按热源不同分以下几种类型。1、水暖式2、气暖式3、独立热源式4、混合式

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汽车空调暖气系统结构与检修（三）工作原理目前除了少数风冷式发动机的轿车，绝大部分轿车都采用水暖式取暖设备，因此本项目主要讲述水暖式暖风系统。1、水暖式采暖系统的组成水暖式采暖系统的基本组成有加热器、鼓风机、热水阀、通风道等，如图9-15所示。

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汽车空调暖气系统结构与检修2、水暖式采暖系统工作原理水暖式采暖系统工作原理如图9-16所示。发动机起动后，在温度未达到正常工作温度以前，节温器关闭水泵与散热器的通道，连通水泵与发动机冷却液出口通道，使发动机冷却液处于小循环状态，由于进入发动机的冷却液温度较高，从而使发动机温度迅速升高。当发动机温度达到正常工作温度(80～90℃)时，节温器接通水泵与散热器的通道，同时关闭水泵与发动机冷却液出口通道，冷却液通过散热器形成大循环。与此同时，部分高温冷却液进入加热器，并通过热传导和热对流将热量传递给周围的空气，再由鼓风机将加热后的空气吹入车内。在加热器中已释放了热量后的中温冷却液由水泵抽回发动机，如此循环进行采暖。

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汽车空调制冷系统的结构与检修一、汽车空调制冷系统的制冷原理汽车空调制冷系统多种多样，但其基本结构相差不大。一般空调系统由下面几部分组成：压缩机、冷凝器、贮液过滤器、膨胀阀、蒸发器、鼓风机等部分组成，如图9-37所示为奥迪Ａ６空调制冷系统组成图。

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汽车空调制冷系统原理可以理解如下，如图9-38所示：压缩机运转时，将蒸发器内产生的低温低压制冷剂蒸气吸入并压缩后，在高温高压(约70℃，1471kPa)的状况下排出。这些气态制冷剂流入冷凝器，并在此受到散热器和冷却风扇的作用强制冷却到50℃左右。这时，制冷剂由气态变成液态。被液化了的制冷剂，进入干燥过滤器，除去水分和杂质后，流入膨胀阀。高压的液态制冷剂从膨胀阀的小孔流出，变为低压雾状后流入蒸发器。雾状制冷剂在蒸发器内吸热气化变成气态制冷剂，从而使蒸发器表面温度下降。从送风机进来的空气，不断流过蒸发器表面，被冷却后送进车厢内，使车厢内降温。气态制冷剂通过蒸发器后又重新被压缩机吸入，这样反复循环即可达到制冷的目的。活动三

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二、汽车空调制冷系统组成部件的结构奥迪轿车空调系统布置如图9-39所示。活动三

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（一）压缩机压缩机由汽车发动机或专用发动机驱动，其功能是吸入低温低压的制冷剂蒸汽，并将其压缩到所需压力后送往冷凝器。1、曲轴活塞压缩机该种压缩机通过容积变化来压缩气体，有立式和卧式二种。原理和活塞发动机一样，但压缩机是一种泵，这一点和发动机正好相反。当曲轴外力带动旋转时，活塞上下移动。活塞下移时产生真空，从蒸发器吸进制冷剂蒸汽；活塞向上移动时，压缩制冷剂蒸汽至冷凝器，其结构如图9-42所示。活动三

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2、摆盘式活塞压缩机摆盘式压缩机的最大优点是工作平稳、结构紧凑、体积小，适用于在空间狭小的车厢使用。其材料为铝合金，以减轻汽车自重。变容量摆盘式压缩机可以无级自动调节能量的输出，结构简单，相应地空调的舒适性得到提高，能耗也得到降低。摆盘式压缩机结构如图9-43所示，各气缸均以压缩机的轴线为中心，均匀分布，连杆联接活塞和摆盘，两端采用球形万向联轴器，使摆盘的摆动和活塞移动相协调而不发生干涉。摆盘中心用钢球作支承中心，并用一对固定的圆锥齿轮限制摆盘只能摇动而不能转动。主轴和楔形的传动板联接在一起。活动三

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3、斜盘式压缩机活动三

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汽车空调制冷系统的结构与检修（二）汽车空调冷凝器冷凝器的作用是把高温高压气态制冷剂的热量传给大气，使制冷剂冷凝成液体。冷凝器大多布置在车头散热水箱前面，由冷却系统风扇或冷凝器风扇或两者共同其进行冷却汽车空调系统的冷凝器（包括蒸发器）是一种由管子与铝散热片组合起来的热交换设备。其作用是将压缩机排出的高温高压制冷剂蒸气进行冷却，并使其凝结为液体，凝结时所放出的热量被排至大气中。冷凝器的材料可以是铜、钢、铝，现在以铝质居多。管子做成各种盘管状，散热片是为了增大冷凝器的散热面积，而且可支承盘管。用于汽车空调中的冷凝器，常用的有以下几种（见图9-49）：

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汽车空调制冷系统的结构与检修（三）汽车空调膨胀阀和孔管（四）膨胀节流装置膨胀节流装置较常见的有内、外平衡式膨胀阀，H型膨胀阀，固定孔径的节流孔管。1、内平衡热力膨胀阀2、外平衡热力膨胀阀3、H型膨胀阀4、孔管式节流装置

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汽车空调制冷系统的结构与检修（六）汽车空调干燥器和集液器1、储液干燥器储液干燥器一般都是密封焊死的钢质或铝质压力容器，一般不能拆装，修理工一般称为干燥罐。里面放有干燥剂、过滤网。从冷凝器来的高压液态制冷剂从上部进入罐中，经过过滤干燥后，从底部（液体制冷剂区域）由引管排出至膨胀阀。观察制冷剂流动情况的镜片正对着流出来的制冷剂。

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汽车空调制冷系统的结构与检修2、积累器（气液分离器）气液分离器是里面装有干燥剂且把气液制冷剂分离开的容器。是与孔管节流方式配套的装置，装在蒸发器出口与压缩机进气管之间，结构原理见图9-56。三、汽车空调制冷系统维修工具的正确使用汽车空调在修理中，离不开检漏、抽真空、充注制冷剂和加注冷冻润滑油等基本操作。常用的检测工具有歧管压力表、制冷剂注入阀、气门阀、检漏设备、真空泵及其他专用修理工具。（一）歧管压力表

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汽车空调制冷系统的结构与检修（二）制冷剂注入阀为便于充注，市场上出现有罐装制冷剂，但它必须有一只注入阀配套才能开罐使用。注入阀的结构见图9-59。它主要由手柄、接头、板状螺母和阀针组成。（三）真空泵真空泵的功用就是对制冷系统抽真空，排除系统内的空气、水分。抽真空并不能把水抽出系统，而是使系统产生真空从而降低水的沸腾点，使水在较低压力下沸腾，以蒸汽的形式从系统中抽出，如图9-60所示。

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汽车空调制冷系统的结构与检修（四）检漏设备电子卤素检漏仪常用电子卤素检漏仪表有车握式和箱式两种。在使用中，要注意的是，由于制冷剂不同，有些电子检漏仪只能检测单一型号的制冷剂泄漏，而不能检测其他品种的制冷剂，所以，在使用前要先阅读相关使用说明书电子卤素检漏仪的外形及结构如图9-62所示。

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汽车空调制冷系统的结构与检修四、汽车空调制冷系统制冷剂加注（一）制冷剂的排放车空调系统在进行拆卸部件、系统检修等许多维修项目之前，都必须首先放出系统中的制冷剂。制冷剂的排放有两种方法：一是传统排空法，把制冷剂放到大气中，这种方法简单易行，但对R-12这类制冷剂直接放到大气中去会造成环境污染；二是回收排空法，此法较好，但要有回收装置。1、传统排空法（见图9-64）（1）把歧管压力表组连接到系统的高、低压检修阀上。（2）启动发动机并使转速维持在1000～1200r／min，并运行10—15min。（3）风扇开至高速运转，将系统中所有的控制开关都放到最冷位置使系统达到稳定状态。（4）把发动机转速调到正常怠速状态。（5）关闭空调的控制开关，关闭发动机。（6）打开歧管压力表组上的高、低压阀，让制冷剂从中间软管流入回收装置中。（7）歧管压力表组的高、低压力表指示为零，说明系统内制冷剂已排空。

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汽车空调制冷系统的结构与检修2、回收排空法用表阀系统将汽车空调制冷系统中的制冷剂引入回收到储液瓶。其中，高压阀连接压缩机排气管，低压阀连接压缩机吸气管。表阀的中间接口连接φ6Omm×lOOmm的钢瓶。钢瓶的底部有一个截止阀，用来放卸制冷剂带出的润滑油(冷冻机油)。降压时，先慢慢拧开低压手动阀，让制冷剂徐徐流出而尽量不带出润滑油。当压力下降到345kPa时，再慢慢拧开高压手动阀，让制冷剂经降压、除酸、干燥、过滤等工序处理后，重新压缩、冷凝、液化，装入储液瓶中。在此过程中，对生成的酸性物质的清除，常采用中和法或膜处理方法，使酸性物质自动分离；对混入制冷剂中的水分清除采用分子筛吸附，使制冷剂的含水量降低到可重新使用的标准(含水量0.001％)；对不溶杂质(如铁屑、油污、灰尘等)，可采用空调用的过滤装置加以清除。（二）空调制冷系统的抽真空抽真空的目的是排除制冷系统内残留的空气和水分，同时也可进一步检查系统的密闭性，为向系统内充注制冷剂做好准备。实际上抽真空并不能直接把水分抽出制冷系统，而是压力降低后水的沸点也降低了，水汽化成水蒸气抽出系统外。抽真空管路连接如图9-65所示。

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汽车空调制冷系统的结构与检修1、将压力表组上的高、低压管连接到制冷系统管路上，并打开高、低压手动阀，中间软管接在真空泵进口上。2、拆除真空泵排气口护盖。3、起动真空泵。4、打开高、低压手动阀，观察压力表，表针应向抽真空方向偏摆。5、真空泵运转了10min之后，低表读数应大于79.8kPa。6、当系统真空度接近100kPa时，关闭高、低压手动阀及真空泵，放置5～l0min，如果压力上升且压力值大于3.4kPa，说明系统有泄漏，应检查排除泄漏后，再进行抽真空工序。7、如果低压表指针保持不动，继续进行抽真空30min以上。抽真空结束时，先关闭高、低压手动阀，再关闭真空阀，其目的防止空气进入制冷系统。这样，就可以向系统中加注冷冻机油或充注制冷剂。

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汽车空调制冷系统的结构与检修（三）制冷剂充注在制冷系统经过抽真空并确认没有泄漏后，可开始对系统充注制冷剂。充注方法主要有两种：一种是从高压端充注；另一种是从低压端充注。1、高压端充注高压端充注是指从压缩机排气阀（高压阀）的旁通孔（多用通道）充注，充入的是制冷剂液体。其特点是安全、快速，适用于制冷系统的第一次充注，即经检漏、抽真空后的系统充注。但用该方法时必须注意，充注时不可开启压缩机（发动机停转），且制冷剂罐要求倒立，如图9-66所示。（1）当系统抽真空后，关闭歧管压力计上的高、低压手动阀。（2）将中间软管的一端与制冷剂罐注入阀的接头连接起来，打开制冷剂罐开启阀，再拧开歧管压力计软管一端的螺母，让气体溢出几分钟，把空气赶走，然后再拧紧螺母。（3）打开高压侧手动阀至全开位置，将制冷剂罐倒立，以便从高压侧充注液态制冷剂。（4）从高压侧注入规定量的液态制冷剂。关闭制冷剂罐注入阀及歧管压力计上的手动高压阀，然后将仪表卸下。特别要注意，从高压侧向系统充注制冷剂时，发动机处于不起动状态（压缩机停转），更不可拧开歧管压力计上的手动低压阀，以防上产生液压冲击。

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汽车空调制冷系统的结构与检修2、低压端充注低压端充注是指从压缩机吸气阀（低压阀）的旁通孔（多用通道）充注，充入的是制冷剂气体，其特点是充注速度慢，可在系统补充制冷剂的情况下使用。（1）按图9-67所示，将歧管压力计与压缩机和制冷剂罐连接好。（2）打开制冷剂罐，拧松中间注入软管在歧管压力计上的螺母，直到听见有制冷剂蒸气流动的声音，然后拧紧螺母。目的是排出注入软管中的空气。（3）打开手动低压阀，让制冷剂进入制冷系统。当系统的压力值达到0.4MPa时，关闭手动低压阀。（4）起动发动机，将空调开关接通，并将风机开关和温控开关都调至最大。（5）再打开歧管压力计上的手动阀，让制冷剂继续进入制冷系统，直至充注量达到规定值。（6）在向系统中充注规定量制冷剂之后，从视液玻璃窗处观察，确认系统内无气泡、无过量制冷剂。随后将发动机转速调至2000r/min，冷风机风量开到最高挡，若气温在30～35℃，系统内低压侧压力应为0.147～0.192MPa，高压侧压力应为1.37～1.67MPa。（7）充注完毕后，关闭歧管压力计上的手动低压阀，关闭装在制冷剂罐上的注入阀，使发动机停止运转，将歧管压力计从压缩机上卸下，卸下时动作要迅速，以免过多制冷剂排出。

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汽车空调制冷系统的结构与检修3、制冷剂充注量制冷剂充注量是否合适可从几方面观察：（1）压力表观察：如R12制冷剂系统，发动机转速为2000r／min，风机转速为最高挡，气温为30～35℃时，系统内低压侧压力应为0.15～0.19MPa，高压侧压力应为1.37～1.67MPa。R134a制冷剂系统压力稍低。（2）.贮液干燥器上视液窗观察：系统工作时视液窗内清亮、无气泡，可观察到有液体流动。（3）参照厂方提供的手册加注。4、注意事项（1）由于目前汽车空调制冷系统所用制冷剂有R12和R134a两种，因此，加注前首先要查明系统所用制冷剂类型。（2）加注制冷剂前注意排空连接软管内的空气，特别是用小瓶罐加注时，每次换罐后都要对连接软管内空气进行排空。（3）加注后，拆卸软管时应注意防止软管内残留的制冷剂损伤眼睛及皮肤。（四）冷冻机油添加1、压缩机冷冻机油油量的检查压缩机冷冻机油油量的检查方法一般有两种：（1）观察视镜(2)观察油尺未装视镜玻璃的压缩机，可用量油尺检查其油量。这种压缩机有的只有一个油塞，油塞下面有的装有油尺，有的没有油尺，需要另外用专用油尺插入检查。观察油面的位置是否在规定的上下限之间。

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汽车空调制冷系统的结构与检修2、添加冷冻机油添加冷冻机油一般可在系统抽真空之前进行，添加方法有：（1）直接加入法将冷冻机油装入干净的量瓶里，从压缩机的旋塞口直接倒入即可，这种方法适合于更换蒸发器、冷凝器和贮液干燥器时采用。（2）真空吸入法①首先将系统抽真空到100kPa。②准备一带刻度的量杯并装入稍多于所添加量的冷冻机油。③关闭高压手动阀及辅助阀门，将高压软管一