第三章 汽车空调制冷系统原理

1、.,汽车空调检测与维护,第三章 汽车空调制冷系统,.,学习目标,1熟练掌握汽车空调制冷系统的组成及工作原理； 2掌握汽车空调制冷系统各基本元件的作用、原理及结构类型； 3掌握压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器等部件的作用、类型、结构及工作原理； 4理解变排量空调压缩机的优点及工作原理。,.,3.1 制冷系统的基本组成及工作原理,汽车空调制冷系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器组成（有时简称空调四大件）；另外还有一个比较重要的组成部件就是贮液干燥过滤器。其系统组成及布置如图3-1及图3-2所示。,图3-1 汽车空调制冷系统基本组成,知识链接,.,知识链接,.,知识链接,汽车空调系统的制冷工作原理

2、如图3-3所示。,图3-3 汽车空调制冷系统工作原理示意图,.,知识链接,汽车空调系统的制冷工作过程如下：,发动机带动压缩机运转，将蒸发器送来的低温低压的制冷剂蒸汽吸入压缩机内进行压缩后，变成高温高压的气体，送给冷凝器使气态制冷剂液化并放出热量，成为中温中压的液体，冷凝器处装有风扇以提高制冷剂液化及散热效果。从冷凝器出来的液态制冷剂流经膨胀阀时，从其小孔喷出成为低压雾状制冷剂并进入蒸发器，在蒸发器内由于容积变大压力降低，制冷剂汽化，由液态变为气态，同时需要大量吸热，这时用鼓风机使车厢内的热空气流过蒸发器，经热交换后变为冷空气进入车厢，降低车内温度。从蒸发器出来的气态制冷剂又进入压缩机，重新进行

3、新一轮制冷循环。如此周而复始，不断地将车厢内的热量转移到大气中去，达到降低车厢内空气温度的目的。,.,3.2 汽车空调压缩机,3.2.1 对汽车空调压缩机的要求,对由轿车发动机驱动的制冷压缩机而言，其转速受发动机转速的影响，变化很大，而且工作条件很差。因此，对汽车空调压缩机在性能和结构上提出了一些特殊要求。,.,3.2.2 汽车空调压缩机的作用及分类,汽车空调压缩机的作用,.,3.2.2 汽车空调压缩机的作用及分类,空调压缩机的分类,表3-1 空调压缩机的分类,.,3.2.3 汽车空调压缩机的润滑和密封,压缩机在工作过程中，内部运动部件做高速运动，必须要有可靠的润滑措施保证摩擦副的正常工作，以

4、减少磨损并带走大量热量，同时还起到密封的作用。一般压缩机润滑有两种方式：一种是飞溅润滑，靠运动部件高速旋转时产生的离心力将润滑油甩到各个需润滑部位；另一种是利用压缩机后端的油泵（多是转子式内啮合齿轮泵）把油送到需要润滑的地方。油泵的内齿与压缩机主轴相连，外齿固定在后缸盖上。,对于飞溅润滑，需要在缸体或缸盖上加工出挡油板或导油槽，以保证有较好的润滑效果。而转子式油泵结构紧凑，体积小，能较好满足压缩机各个部位的润滑，如图3-4所示。,.,3.2.3 汽车空调压缩机的润滑和密封,图3-4 压缩机的润滑措施,.,3.2.3 汽车空调压缩机的润滑和密封,原来的空调压缩机都采用机械密封式轴封，如图3-5所

5、示，但其密封性较差。从1984年开始，美国开始在空调压缩机上采用唇型密封装置，这是一种径向密封形式。这种结构是靠唇口的前端和轴表面间的接触来密封冷冻机油和制冷剂的。,实验证明，此结构的泄漏量几乎为0。目前，制冷剂改用R134a后，压缩机轴封几乎全部改用多唇口径向密封式轴封。图3-6所示为双唇口径向密封结构。,.,3.2.3 汽车空调压缩机的润滑和密封,图3-5 机械密封式轴封,1静环；2，4O形密封圈；3动环；5弹簧座； 6压紧弹簧；7支架；8机体；9主轴；10卡簧,.,3.2.3 汽车空调压缩机的润滑和密封,.,3.2.4 典型汽车空调压缩机,曲轴连杆式压缩机,曲轴连杆式压缩机属传统结构，工

6、艺成熟，零件数少，可靠性高。但其效率较低，尺寸较大，转速不易提高，主要用于大客车的独立式空调系统。它主要由进气阀、排气阀、汽缸、活塞、连杆和曲轴等组成。其工作原理如图3-7所示，当活塞下行时，缸内压力下降，进气阀片被推开，吸制冷剂气体；当活塞上行时，缸内压力上升，进气阀片关闭，排气阀片被推开，缸内的制冷剂被压出，送往冷凝器。,.,3.2.4 典型汽车空调压缩机,回转斜盘式压缩机（双向活塞式）,如图3-8和3-9所示，回转斜盘式压缩机主要由左、右汽缸，双向活塞，滚珠，斜圆盘及主轴等组成。当主轴旋转时，由于斜盘的作用（斜盘与主轴制成一体），使活塞左、右往复运动，左、右两汽缸不断地完成吸气压缩排气过

7、程，而使制冷剂（气态）压力升高。,图3-8 回转斜盘式压缩机 工作原理示意图,.,3.2.4 典型汽车空调压缩机,回转斜盘式压缩 机的优点,回转斜盘式压 缩机的缺点,.,3.2.4 典型汽车空调压缩机,摇摆斜盘式压缩机（单向活塞式，又叫摇板式）,摇摆斜盘式压缩机与回转斜盘式压缩机原理大致相同，其活塞是单作用式的，不是双向式活塞，用摇板来代替斜盘驱动活塞工作。,摇摆斜盘式压缩机的工作原理及结构如图3-10和图3-11所示。主轴1的一端固装着楔形凸轮2，因凸轮工作时会产生轴向力，故其前后端面都装有平面止推轴承3。活塞6通过连杆5与中部有伞齿的摇板4相铰接，防旋伞齿轮7与摇板中部的伞齿啮合，从而限制

8、了摇板不能做圆周方向转动，只能围绕中心钢球8做轴向往复摇摆（2E轴旋转时），从而带动活塞做往复运动。如果主轴不断旋转，压缩机就不断地完成吸气、压缩和排气等工作循环。其进、排气阀片安装在压缩机的后端盖和缸体之间，其结构与回转斜盘式基本相似。,.,3.2.4 典型汽车空调压缩机,.,3.2.4 典型汽车空调压缩机,表3-2 日本三电五缸摇板式压缩机,目前日本三电公司SD系列压缩机就采用这种结构，而且得到广泛的应用。SD系列压缩机型号、参数见表3-2。,.,3.2.4 典型汽车空调压缩机,刮片式压缩机工作原理及结构如图3-12和图3-13所示。,.,3.2.4 典型汽车空调压缩机,刮片式压缩机主要由

9、转子、定子、叶片及壳体、端盖等零件组成。定子和转子之间有一个偏心距。当转子旋转时，在离心力或叶片底部通有压力的作用下，叶片紧靠在定子内表面，并能在叶片槽内做往复运动。这样定子、转子和端盖的空间内，每两个相邻叶片间形成密封的工作容积。如果转子按图3-12（b）所示方向旋转时，图中右边的叶片逐渐往外伸，密封工作容积逐渐增大，因此右边为吸入腔；左边的叶片逐渐向里缩，密封工作腔逐渐减少，因此左边是压出腔。转子转一圈，吸、压各一次则称为单作用叶片压缩机。上面所讲的定子内腔是圆形的（即汽缸是圆形的）。如果将汽缸做成椭圆形，转子与汽缸同心安装。当转子转一周时，吸入和压出各两次，这称为双作用叶片式压缩机。,.

10、,3.2.4 典型汽车空调压缩机,滚动活塞式压缩机,此压缩机的滚动活塞套在曲轴的曲柄销上，活塞的几何中心有一个偏心距。刮片被弹簧推动顶靠在活塞表面，它将汽缸分割成吸气腔和压缩腔。当曲轴旋转时，活塞也跟着一起旋转，吸气腔则不断缩小，从排气口排出高压气体制冷剂。曲轴旋转一周，进、排气过程各进行一次。其工作原理及结构如图3-14和图3-15所示。,图3-14 滚动活塞式压缩机工作原理示意图,1汽缸；2滚动活塞；3曲轴；4吸气腔；5压缩腔； 6刮片；7弹簧；8排气阀；9吸气口,1罩壳（吸气）；2罩壳（排气）；3罩壳（阀）； 4机脚；5机体；6滚针推力轴承；7轴向止动螺钉； 8平衡重；9滚针径向轴承；1

11、0盖套；11曲轴； 12叶片弹簧；13盖套；14滚针径向轴承；15轴封； 16离合器皮带轮；17O形环；18离合器压板； 19，21卡环；20油封；22离合器线圈；23推力密封；24叶片；25汽缸；26阀限位器；27防雾装置； 28滚动活塞；29吸油孔,图3-15 滚动活塞式压缩机结构示意图,.,3.2.4 典型汽车空调压缩机,滚动活塞式压缩机的特点, 由于进出口形状简单，并且没有吸气阀，吸气压力损失小，故压缩效率高, 采用新型圆柱形排气阀，装配简单，同时可增大容积效率, 只有一个刮片，机械损失和摩擦损失小，效率高，功耗小，振动小，转速高，运转平稳, 结构紧凑，零件数少，重量轻，寿命长, 制造

12、精度要求高,.,3.2.4 典型汽车空调压缩机,涡旋式压缩机,图3-16 涡旋式压缩机工作原理示意图,（a）吸气结束 （b）压缩 （c）排气开始之前 1定圈；2动圈；3定圈涡旋中心；4中心排气孔； 5动圈涡旋中心；6开始压缩容积；7回旋半径； 8，9，10，11气体制冷过程；12最小压缩容积,1静涡旋盘；2机壳；3排气阀；4动涡旋盘； 5径向柔性密封机构；6平衡块；7主轴承；8曲轴； 9电磁离合器；10副轴承；11轴封；12轴承座；13球形连接器,图3-17 涡旋式压缩机结构示意图,涡旋式压缩机工作原理及结构如图3-16和图3-17所示。定子和转子的型线是相同的，两者相互错开180，整个动圈无

13、自转运动，而是绕中心做公转运动。,.,3.2.4 典型汽车空调压缩机,涡旋式压缩机,.,3.3 热交换器,蒸发器、冷凝器和加热器都是汽车空调系统的热交换器，它们的作用都是实现两种不同温度的流体之间的热量交换。蒸发器使管内的低温低压液态制冷剂通过管壁和翅片吸收周围空气中的热量，然后沸腾汽化，是制冷剂吸热过程。冷凝器使管内的高温高压气态制冷剂通过管壁和翅片放出热量，直到制冷剂冷凝成液体，是放热过程。通过冷凝器的空气则被加热升温，是吸热过程。加热则是管中的热水或废气通过管壁将热量传给车内空气，热水或废气被降温，是放热使车内空气因吸收热量而升温。,3.3.1 热交换器的作用与要求,冷凝器的作用是通过增

14、大压力（用压缩机）和降低温度（用冷却风扇等），使制冷剂很快从气态变为液态，同时向外界放出热量。而蒸发器的作用是通过降低压力（用膨胀阀），使制冷剂从液态变为气态，同时吸收车厢内空气的热量。,.,3.3.1 热交换器的作用与要求,冷凝器是用来排除制冷剂蒸汽热量的换热设备，而蒸发器则是吸收被冷却介质（空气）的热量，即产生冷量的设备。在汽车空调中，对这两种换热器的基本要求如下：,.,3.3.2 热交换器的主要材料,汽车空调冷凝器采用风冷形式，冷凝器冷凝效果的好坏不仅与其本身的散热能力有关，还和通风效果有关。前者由冷凝器本身的结构、材料、尺寸及工艺所决定，而后者则与风扇的通风能力、安放位置等有关。,热交

15、换器的材料最初以铜为主，后来发展成铜管铝片，现在除部分客车空调还采用铜管铝片的热交换器外，绝大部分的汽车空调都采用全铝化热交换器。主要原因是相比于铜和钢，铝在密度、热传导性、加工性能、耐腐蚀性和极低温性能方面有较好的表现。但铝最大的缺点是焊接困难。管子和翅片之间的连接方法主要有钎焊和机械连接两大类。,.,3.3.3 冷凝器,小轿车的冷凝器一般安装在发动机水箱的前面，也有安装在水箱两侧的。冷凝器的芯子有管片式、管带式、鳍片式和多元平行流式4种。,.,3.3.3 冷凝器,管片式冷凝器,管片式冷凝器是由铝或铜质圆管套上铝质散热片组成，片与管装后经胀管处理，以使片与管接触紧密，传热良好。其结构如图3-

16、18所示。 这种形式结构简单，加工方便，但换热效率差。,.,3.3.3 冷凝器,管带式冷凝器,管带式冷凝器是由多孔扁管与心形散热带焊接而成，加工工艺较复杂，但换热效率比管片式要好一些。其结构如图3-19所示。 冷凝器的入口在上方，出口在下方，不要装错，否则会引起制冷系统压力升高，导致冷凝器胀裂。,图3-19 管带式冷凝器结构示意图,.,3.3.3 冷凝器,鳍片式冷凝器,这种冷凝器是在特殊形状型材的散热管表面直接铣削出鳍片状散热片，故以此得名。其加工过程如图3-20所示。这种形式的冷凝器由于管、片是一体，抗振性能特别好，散热性能可提高5%，节省材料25%。但由于需要专用的铣削设备，加工困难，难以

17、推广。我国标致轿车即采用此种结构。,.,3.3.3 冷凝器,多元平行流式冷凝器,它由管带式冷凝器发展而来，也是由扁管和波浪形散热片组成，但扁管每根截断，在两端各有一根集流管，集流管中间由隔片分段，起到分流和汇流的作用。每段管子数不等，刚进入冷凝器时制冷剂呈气态，比容最大，因而管子数最多。随着制冷剂逐渐冷凝成液体，其比容逐渐减小，管子数也相应减少，这样可以使冷凝器的有效容积得到最合理的利用。实验表明：在相同的迎风面积下，多元平行流式冷凝器比蛇形管带式的换热能力提高10%30%，制冷剂流动阻力仅是蛇形管带式的20%30%。因而此结构是R134a制冷系统最适合的冷凝器形式。 多元平行流式冷凝器具体结

18、构如图3-21所示。,图3-21 多元平行流式冷凝器结构示意图,.,3.3.4 蒸发器,蒸发器是汽车制冷系统的重要部件，它与膨胀阀、鼓风机等组成蒸发箱，是整个空调系统产生制冷作用的中心。蒸发箱总成的结构如图3-22所示。由鼓风机吹来的暖气流通过散热器的散热片和管子，从膨胀阀流出的低温低压制冷剂进入蒸发器后，从暖气流中吸收大量的热量而沸腾，转变成制冷剂蒸气，从而使流过散热器时的暖气流冷却，达到车内降温目的。,当空气流过蒸发器时，其中的水分在散热器上凝结成水滴之后，水及空气中的尘污通过排放口排出车外。,.,3.3.4 蒸发器,蒸发器芯子有管片式、管带式和层叠式3种基本结构。管片式结构与冷凝器基本相

19、同，只是管片的间距小一些，蒸发器厚度方向的尺寸稍厚。管带式蒸发器的扁管比冷凝器的宽，而且是竖向弯曲，便于蒸发器表面的冷凝水排走。目前用得最广泛的是管片式和管带式，其次是层叠式。,层叠式蒸发器由多层有序排列的矩形铝制薄板和夹在这些薄板之间的蛇形散热片组成。其原理是从膨胀阀来的低压雾状制冷剂进入蒸发器底部的管内，吸收车内热量，由于热交换很迅速，所以制冷剂很快沸腾蒸发。蒸发产生的气泡向上运动，使上部箱内完全充满汽化了的蒸气。,.,3.3.4 蒸发器,层叠式蒸发器的结构如图3-23所示。,图3-23 层叠式蒸发器结构示意图,工作过程中，蒸发器表面温度较低， 空气中的湿气通过蒸发器表面时就 会在其表面凝

20、成水珠，时间稍长， 水珠很可能在两翅片间形成“水 桥”，既影响蒸发器热交换能力， 又形成腐蚀物质沉积，使铝材受到 腐蚀，产生白色粉状物。这种白粉 既影响热交换，还会被吹进车内， 污染车内环境。为解决“水桥”和“白粉”问题，即改变凝露水珠在翅片上的沉积和提高翅片表面的耐腐蚀能力，一般对蒸发器进行表面亲水处理，以提高蒸发器的换热能力和延长其使用寿命。亲水处理是让翅片表面生成具有亲水性的耐腐蚀薄膜，能使凝露水珠的高度减小，使水珠一滴到其表面就能迅速扩散，形成极薄的水膜，此即为“膜状冷凝”，从而避免形成“水桥”，减小风阻，改善热交换效果。,.,3.4 节流膨胀机构,为了使制冷剂在蒸发器内更容易吸热蒸发

21、，有必要将从冷凝器出来的高压液态制冷剂进行减压处理，从而变成低压的容易蒸发的雾状制冷剂。这任务是由节流膨胀机构承担的。常用的节流元件一般有热力膨胀阀、毛细管或节流孔管。,在制冷系统工作过程中，如果含有未蒸发完的液态制冷剂的气体进入压缩机，在压缩机中因压缩升温，其中所含的液滴迅速蒸发膨胀，使汽缸内压力骤增，活塞阻力突然加大从而造成压缩机的损坏，这种现象称为“液击”。为了防止“液击”发生，可以采用两种方法：一种是牺牲一部分蒸发器的换热容积，使蒸发器出口处的制冷剂有一定的过热度，以此来保证从蒸发器出来进入压缩机的制冷剂全部是气态。但过热度又不能太大，否则蒸发器的热交换量会降低太多。一般用热力膨胀阀来

22、解决这一矛盾；另一种方法是在蒸发器和压缩机之间设置气液分离器，这种方法可保证蒸发器的最大换热能力。,.,3.4.1 热力膨胀阀,使从冷凝器来的高温高压液态制冷剂节流降压成为易蒸发的低温低压雾状制冷剂进入蒸发器，同时分隔了制冷系统的高、低压侧。,膨胀阀以感温包作为感温反馈元件，保证蒸发器出口有合适的过热度。这样既可防止液态制冷剂进入压缩机产生液击，又可使蒸发器的容积得到有效利用。,由于制冷负荷以及压缩机转速的改变，需要及时调整制冷系统循环的制冷剂量，以保持制冷剂的正常工作及车内温度的稳定。,.,3.4.1 热力膨胀阀,热力膨胀阀的结构与工作原理,内平衡式膨胀阀,内平衡式膨胀阀的工作原理如图3-2

23、4所示，膨胀阀膜片承受3个力的作用，它们分别是感温包内制冷剂气体对膜片的压力pf、蒸发器进口处制冷剂的压力pe（通过内平衡孔连通）、弹簧的弹力ps。,.,3.4.1 热力膨胀阀,工作原理,当pfpeps时，膜片不动，阀处于某一开度，制冷剂保持一定流量。,当pfpeps，即若制冷装置负载增大（例如车厢内温度升高），制冷剂提前全部蒸发，L1加长，过热度增大，蒸发器出口处气态制冷剂的温度升高，使感温包内压力pf上升，使pfpeps，这时膜片通过推杆将阀针朝下推，使阀的开度增大，进入蒸发器的制冷剂流量加大，制冷量亦增大。,当pfpeps时，则与上一步相反。,.,3.4.1 热力膨胀阀,外平衡式膨胀阀,

24、制冷剂在蒸发器内部管道流过时，由于有流动阻力存在，在蒸发器出口处会产生压力下降，其内部管道越长则压力下降就越大。对内平衡式来讲，为了打开阀门，就要有更大的过热度，而要增大过热度，就必须减少制冷剂的流量，这样就使系统制冷量减小。故内平衡式只适用于制冷量要求较小、蒸发器压力损失小的车型。而外平衡式膨胀阀能够充分发挥蒸发器的容积效率，在轿车空调上使用较多。一般而言，汽车空调中蒸发温度多定在0 左右。,在内平衡式的基础上，堵住内平衡孔，在膜片下方至蒸发器出口处加一外平衡管，即变成了外平衡式膨胀阀。其工作原理如图3-25所示。此时pe变成了pe（蒸发器出口处的压力）。显然pepe，即要达到同样的阀开度，

25、外平衡式所需的过热度小一些，故蒸发器的容积效率可以提高。,图3-25 外平衡式膨胀阀工作原理示意图,.,3.4.1 热力膨胀阀,H型膨胀阀,H型膨胀阀的工作原理及膜片受力图如图3-26和图3-27所示。其承受的力分别为感温盒内液体对膜片的压力pf、蒸发器出口处的压力pe、弹簧弹力ps。,图3-27 H型膨胀阀膜片受力图,当pfpeps时，膜片不动，阀保持一定开度。 当车厢温度上升时，pf也上升，导致pfpeps，通过推杆使球下移，阀的开度增大，制冷剂流量增大，制冷量加大。 当车厢温度过低时，与上述过程则刚好相反。如此调节，使制冷量与制冷负载相匹配。,.,3.4.1 热力膨胀阀,膨胀阀的选配和安

26、装,为空调制冷系统选配或更换膨胀阀时，膨胀阀的容量一定要与蒸发器相匹配。若容量选择过大，使阀经常在小开度下频繁开、闭工作，会影响车内温度稳定，并降低阀的寿命。若容量选择过小，则流量太小，不能很好满足车内制冷量的要求。一般情况下，膨胀阀的容量应比蒸发器大20%30%。,膨胀阀在安装时，应注意以下几点：, 外平衡管应安装在感温包后面管段1015 mm处。, 感温包应安装在蒸发器出口管的上表面，包扎牢靠，并注意和外界隔热。, 膨胀阀应直立安装，不允许倒置。,.,3.4.1 热力膨胀阀,膨胀阀的选配和安装,对于外调式膨胀阀，必须在制冷系统运转时由专业人员进行调整。图3-28所示为H型膨胀阀安装位置示意

27、图。,.,3.4.2 节流膨胀管（节流孔管）,汽车空调系统在绝大多数情况下工作稳定，并不要求制冷剂流量频繁改变，因此，有些汽车空调的节流膨胀机构采用了结构非常简单的节流膨胀管。由于节流孔管不能调节制冷剂流量，因此只能靠恒温器控制压缩机的工作与停转来调节制冷量；且为了防止造成压缩机的“液击”，需在蒸发器与压缩机间装一个气液分离器，以实现制冷剂的气、液分离。,节流膨胀管结构如图3-29所示。一根节流用的细铜管装在一根工程塑料管内，两端均有滤网，出口端接蒸发器，进口端接冷凝器。液体制冷剂经滤网从进口进入节流管，从其小孔喷出，由于体积增大压力降低，使其进入蒸发器中很快汽化。,节流膨胀管没有运动件，且结

28、构简单，制造成本低，工作可靠性高，同时节省能耗（由于有气液分离器，压缩机在纯气态制冷剂下启动，使启动容易，节能15%30%），压缩机的使用寿命延长。,.,3.4.3 组合阀罐,组合阀罐是在储液干燥器的内部增加一个膨胀阀和一个蒸发压力调节阀，它具有节流降压、储液、干燥及控制制冷剂流量等多种作用，因此是一种较理想的装置。组合阀罐被形象称为“罐中阀”（Valve In Receiver，VIR）系统，它是1978年由美国通用公司发明的，目前只应用于中、高档轿车空调系统。,汽车空调系统工作时，若从蒸发器出来的制冷剂温度升高，则平衡膜盒内的液体膨胀，膜片向下运动，顶杆下移使球阀开度增大，从冷凝器流到蒸发

29、器的制冷剂流量变大（见图3-30（b）；反之，当从蒸发器出来的制冷剂温度下降时，球阀开度减小，制冷剂流量变小，以此来控制进入蒸发器的制冷剂流量。,.,3.4.3 组合阀罐,.,3.5 制冷系统其他辅助部件,3.5.1 储液干燥器,储液干燥器的作用,储存多余液体,吸收系统中的水分,过滤制冷剂中的杂质,观察制冷剂的流动情况,.,3.5.1 储液干燥器,储存多余液体,可储存制冷系统的部分制冷剂，以满足制冷负荷变化时的流量变化要求，同时可以补充系统的微量渗漏。储液罐的容量约为系统制冷剂体积的三分之一。罐体有钢制和铝制两种。,吸收系统中的水分,如果制冷系统中有水分存在，会带来以下问题：, 由于在膨胀阀出

30、口处制冷剂压力和温度都要下降很多，若系统中有水汽存在，则水汽会在膨胀阀处结冰，造成“冰阻”现象，影响制冷系统的正常工作。, 水分还会与制冷剂、冷冻油等发生反应（主要是冷冻油），其生成物对金属有强烈的腐蚀作用，会使其脱落杂质。, 水分使铁产生锈蚀且使润滑油呈泥状，使压缩机运转阻力增大，磨损加剧。,系统中水分来源主要如下：, 制冷剂或冷冻油中含有微量水分。, 抽真空不彻底或在维修时侵入空气。水分的吸收是靠干燥剂来完成的，常用SiO2（硅胶）及分子筛。,.,3.5.1 储液干燥器,过滤制冷剂中的杂质,杂质易堵塞系统中的孔，增大压缩机磨损，同时会引起制冷剂不能正常流动。,观察制冷剂的流动情况,系统中杂

31、质的主要来源如下：, 维修时带入杂质。, 水分侵入与制冷剂及冻油混合后腐蚀金属产生杂质。,在制冷系统工作过程中，可以通过储液干燥器上的观察玻璃观察制冷剂的流动情况，从而判断制冷系统的工作状况。 另外，储液干燥器也可以完成气液分离的作用。,.,3.5.1 储液干燥器,储液干燥过滤器的结构,储液干燥过滤器的结构简图如图3-31所示。从冷凝器来的液态制冷剂自进入干燥器内，经滤网和干燥剂除去杂质和水分后进入中心管，最后从出口流向膨胀阀。,图3-31 储液干燥过滤器的结构简图,1干燥器体；2干燥器盖； 3视液玻璃镜；4易熔塞； 5过滤器；6干燥剂； 7引出管,.,3.5.1 储液干燥器,储液干燥过滤器的

32、结构,常见的干燥剂主要有硅胶和分子筛两种类型。 SiO2（硅胶）在干燥状态下呈蓝绿色，吸水后呈粉红色，用过后的硅胶可在烘箱内进行脱水再生处理（但颜色不能复原，且不能用明火烤）。 Ca5A分子筛又称为5A分子筛或钙分子筛，它是一种白色球状或条状的吸附剂，它对含水分低、流速大的液体和气体均有极强的干燥能力。除吸附水分外，还可吸附NH3，H2S，CO2，CO，SO2及一些有机气体。它的使用寿命较长，可再生处理后重新使用，但价格稍贵。,它是一种保护装置，装在储液器头部，用螺塞拧入。 螺塞中间是低熔点合金，当制冷剂温度升高到95105 时，易熔塞熔化，制冷剂逸出，避免系统内温度与压力过高而出现零部件损坏

33、。,.,3.5.1 储液干燥器,储液干燥器的安装,储液干燥器在安装时，应注意以下问题：, 注意进、出口标识：“IN”与“OUT”或“”不能接反，否则起不到相应的作用。, 储液干燥器要安装在通风良好、远离热源的地方，通常安装在汽车面罩和水箱之间。, 储液干燥器要直立安装斜度不要大于15。, 工作中若发现储液干燥器进、出口温差很大，说明其内部有堵塞现象。, 在空调系统的维修中，储液干燥器必须最后一个接入系统中，以防止空气进入干燥器。,?,.,3.5.2 气液分离器,当膨胀阀使用节流膨胀管时，由于其管孔大小不能改变，故流入蒸发器的制冷剂流量不能被控制，压缩机高速运转时进入蒸发器的制冷剂过多，使制冷剂

34、不能全部汽化，液态制冷剂便进入压缩机，造成压缩机的“液击”损坏。因此，使用节流膨胀管的系统中都在低压侧装有气液分离器（又称为吸气储液器、积累器或集液器），如图3-32所示，它除使气液分离外，还起干燥和过滤作用，故不必在高压侧安装储液干燥器。,汽车空调系统工作时，制冷剂从蒸发器出来后，从气液分离器的上部进入，液态制冷剂连同冷冻油沉入底部，气态制冷剂则向上聚积并从上部出气管口进入出气管，被吸入压缩机。出气管最低转弯处有一装着特殊过滤材料的小孔，使少许冷冻油能经小孔渗入出气管中，与气态制冷剂一同进入压缩机，而液态制冷剂则不能通过。 气液分离器中还装有干燥剂和滤网，起吸收水分和过滤杂质的作用。,.,3

35、.5.3 油分离器,汽车空调系统工作时，有一小部分冷冻润滑油因受高温的影响而汽化，随制冷剂一起进入冷凝器和蒸发器中，在其管壁上形成一层附着油膜，使其热交换能力下降，降低制冷效率。特别是对冷冻油量较大的回转式压缩机（如螺杆式），这种影响就更为严重。因此，有些汽车空调系统在压缩机与冷凝器之间装有油分离器，其作用是将从压缩机出来的夹杂在制冷剂中的冷冻润滑油重新排回压缩机中去。,油分离器如图3-33所示，主要由进气管、滤网、手动回油阀、浮球阀组及筒体等组成。当从压缩机排出的高压制冷剂气体进入油分离器时，由于体积增大、流动方向改变及滤网阻力等原因，流速突然降低，气态制冷剂中夹杂的冷冻油便沉积到油气分离器

36、的底部。当聚集的油量达到一定程度时，浮球浮起，阀门被打开，聚集的油便被压回到压缩机的曲轴箱里去。油位下降后浮球下降，阀门复又关闭。,.,3.6 变排量空调压缩机,在定排量压缩机采用热力膨胀阀的制冷系统中，采用反馈作用控制膨胀阀的开度，以维持蒸发器出口的热度恒定，防止压缩机产生液击。当制冷负荷发生改变时，膨胀阀的开度相应发生周期性的波动，这样会使出风温度波动。再加上离合器又间断吸合以防止蒸发器结霜，进一步加剧空调工况的波动，并增加噪声，产生冲击，影响乘坐的舒适性。,为了改善上述情况，防止出风温度波动过大，减少低负荷和高速运行时压缩机的功耗，从而减少对汽车运行的影响，因此开发出了变排量压缩机。变排

37、量压缩机可以根据发动机转速、车内的温度及制冷负荷，相应自动地调节压缩机的制冷气量（排量），达到压缩机的能量输出与车内热负荷的完美匹配，进一步提高汽车的舒适性和降低发动机的动力消耗。,改变压缩机排量的方法有控制工作汽缸数、控制工作行程、旁通卸载法和吸气节流法等。,.,3.6.1 摇摆斜盘式变排量压缩机,摇摆斜盘式比回转斜盘式压缩机在结构上容易实现排量的改变。经过多年研究，DELPHI公司于1979年研制成功并于1985年正式批量生产新型V-5型可变排量摇摆斜盘式压缩机。接着日本杰克塞尔公司也开发出一种排量可变的五缸斜盘式压缩机。日本三电公司于1989年公布了七缸可变排量压缩机的构造和原理。,V-

38、5型可变排量压缩机的结构如图3-34所示。,.,3.6.1 摇摆斜盘式变排量压缩机,V-5型压缩机,前面说过，一般汽车空调系统的能量调节是通过膨胀阀或节流管与电磁离合器的周期性吸合、断开，使压缩机运转或停转来实现的。这种循环离合系统工作平稳性较差，温度波动较大。V-5型压缩机与此不同，它是根据制冷负荷的变化，连续平滑地改变压缩机排量，从而实现系统能量的调节。在这种方法中，压缩机排量变化很平稳，减少了排气压力的波动和噪声，并且在高速时可以节省能耗。,从图3-34中可以看出，V-5型可变排量压缩机与普通五缸摇板式压缩机相似，不同之处在于摇板并不与主轴固定，而是通过传动柄铰接在主轴上。通过改变摇板倾

39、斜角度来改变活塞行程，最终达到改变压缩机输出排量的目的。其排量一般在10（最小）156（最大）mL之间变化。因此，此种压缩机变排量的方法属于活塞工作行程控制。,.,3.6.1 摇摆斜盘式变排量压缩机,V-5型压缩机,V-5型压缩机的具体结构如下：主轴、活塞及连杆的安装与普通五缸摇板式压缩机相同，摇板上带有球窝连接座，通过一个带有导向销的传动柄组成的旋转接头，把传动板安装在主轴上。导向销安装在传动柄的弧形槽内，传动柄成为V-5型压缩机主轴与传动板之间的机械控制装置。当主轴旋转时，带动传动板转动，传动板再驱动摇板运动。运动形式和动力传递过程和普通摇板式压缩机相同。摇板的防旋转机构不再是一对防旋齿轮

40、，而是摇板导向销，相应地在摇板上有一个特殊的球形销孔以使导向销穿过。这样既可起到防止摇板旋转的作用，同时摇板又可以相对主轴摆动。,.,3.6.1 摇摆斜盘式变排量压缩机,V-5型压缩机,V-5型压缩机实现变排量的关键就在于摇板和传动板与主轴的倾斜夹角可以在一定范围内改变，从而改变活塞的行程和压缩机的排量。这是因为传动柄上的弧形槽允许传动板绕着主轴做相对摆动，同时也就带着摇板改变了与主轴的夹角，并稳定在某一夹角。一般在设计上保证，即使制冷负荷为0，压缩机的最小排量也并不为0。,.,3.6.1 摇摆斜盘式变排量压缩机,V-5型压缩机,排量的改变是靠摇板箱压力的改变来实现的。摇板箱压力降低，作用在活

41、塞上的反作用力就使摇板更加倾斜，从而增加了活塞行程，即增加了压缩机排量；反之亦然。调节摇板箱压力的功能是靠压缩机后端的波纹管控制阀来实现的。波纹管控制阀有一个压力感应，波纹管暴露在吸气侧压力下，可以作用到针阀及钢球上，钢球暴露在高压侧压力下。此外，波纹管还控制着一个细小的通气孔，此通气孔与吸气侧压力相同。,.,3.6.1 摇摆斜盘式变排量压缩机,V-5型压缩机,当吸气侧压力超过设定值时，表明制冷负荷大，需要增加制冷剂流量。此时大的吸气压力是波纹管收缩，针阀下落，钢球在弹簧及高压侧压力作用下落座，将排气腔到摇板箱的气体通道封死，阻止高压侧气体进入摇板箱。同时，吸气腔到摇板箱的通道打开，部分摇板箱

42、气体进入吸气侧，从而降低了摇板箱压力，作用在活塞一侧的汽缸上的反作用力使摇板移向增加排量的位置。,反之，当吸气侧压力降到设定值以下时，波纹管膨胀，克服弹簧及高压侧压力，把钢球顶离阀座。这样，高压气体就能经过控制阀进入摇板箱，而摇板箱的气体不能进入吸气侧。结果是摇板箱压力增加，作用在活塞背面的压力增加，使摇板的倾斜角度减小，从而使压缩机排量减小。,.,3.6.1 摇摆斜盘式变排量压缩机,其他类型压缩机,日本三电公司开发出七缸摇板式可变排量压缩机，取名为SD7V10，后又相继开发7V12，7V16等规格，其结构如图3-35所示。,SD7V10与上述摇板式可变排量压缩机在结构上的主要区别是采用不同的

43、摇板防旋转机构和摇板箱压力控制机构。此种压缩机是利用滑块和导轨来防止摇板旋转的，结构更简单。而摇板箱压力控制机构采用质量流动补偿控制阀（MFCV），它仅能调节从摇板箱到吸气腔的气体量。,.,3.6.1 摇摆斜盘式变排量压缩机,其他类型压缩机,另外，日本电装公司在1996年底新开发出紧凑型摇板式可变排量压缩机，代号为7SB16。美国通用公司于1997年在此基础上开发出了CVC系列变排量压缩机。这两种压缩机结构基本相同，只在导向销部分结构略有区别。7SB16具体结构如图3-36所示。,由图3-36中可以看出，此种压缩机采用空心活塞，使重量减轻，运动惯性减小，因而转速可达9 000 r/min。摇板

44、防旋转机构采用滑履斜盘结构，简化了结构。而且采用双导向销支撑摇板的移动，使摩擦力减小，排量变化范围增大。控制阀上座拥有4个力，分别是吸气压力ps、排气压力pd、摇板箱压力pc和作用在控制阀膜片上的弹簧力pa。,图3-36 7SB16可变排量压缩机结构示意图,.,3.6.2 变排量涡旋式压缩机,日本三电公司开发出的变排量涡旋式压缩机，是利用装在后盖附近的旁通阀使部分高压气体与低压腔连通，以减少低热负荷时的制冷量或高速时的排量，从而减小压缩机的功耗。其结构如图3-37所示。,3-37,.,工作原理,1、在压缩机的离合器与发动机脱开时，活塞式控制阀6在弹簧3的弹簧力作用下处于右侧极限位置，回流气体调

45、节孔9处于全开状态。压缩机开始运转时，从涡旋体外圆周吸入的气体还没有被压缩之前，一部分气体就沿着涡旋体底板上开设的回流气体出口1流出，经中间压力腔10上的回流气体调节孔9又回流至吸气侧（如图中箭头所示），压缩机处于卸压状态。 2、在压缩机正常工作时，排气腔中的高压气体经过滤网12，节流孔11进入活塞式控制阀的右侧，控制阀在高压气体的作用下克服弹簧3的弹簧力，向左移动至极限位置，回流气体调节孔9被完全堵死，吸入气体没有回流。,.,工作原理,专注涡旋技术,3、随着空调系统负荷工况的变化，压缩机的吸气压力下降，当低于波纹管7内设定压力时，波纹管会伸长，并顶开导向球阀8，控制阀右侧的高压气体通过球阀漏入吸气侧，右侧压力降低，使控制阀又在弹簧力作用下右移，回流气体调节孔9开启，吸入气体产生回流，中间压力腔10中的气体也通过9流入吸气侧。根据控制