汽车空调系统的工作原理 常见故障的维修方法

每当炎炎夏日到来，空调变成为汽车上使用频率较高的部件之一。而随着使用年限的不断增加，不少车主便会发现空调系统偶尔出现一些这样或那样的小毛病，例如缺氟等。其实，造成这种情况的原因很大程度上是由于我们平时对自己爱车的呵护不够到位。接下来，我们就为您详细介绍汽车空调系统使用及维护保养过程中需注意的一些问题。

一、工作原理及使用注意事项

虽然不同车辆的空调结构都有所区别，但其工作原理基本相同。简单来说就是用制冷方式，将车内温度降低，以达到驾乘者感到舒适的环境温度。一般情况下，热量总是从高温区流向低温区，而空调的目的则是将车内空气中的热量转移到较高温度的大气中去，从而使车内一直保持较低的温度。这是一种热流的逆向循环，因此需要借助于制冷机构来完成。

汽车上的制冷剂主要采用压缩式制冷剂，它利用液态制冷剂吸热的原理从而达到降温目的。如上图所示，制冷系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四大总成构成。从压缩机出来的高温、高压制冷剂通过高压软管进入冷凝器，由于车外温度低于进入冷凝器的制冷剂温度，借助散热风扇的作用，冷凝器中制冷剂的大部分热量被车外空气带走，将高温、高压气体被冷凝成高温、高压的液体。

当冷凝的高温、高压液体流过节流膨胀阀时，由于受到节流作用，体积突然变大而降压，变成低温、低压的雾状（液体）进入蒸发器，在一定压下汽化。而制冷剂在管内汽化时的温度要低于蒸发器管外的车内循环气体，因而自动吸收管外空气中的热量，使流经蒸发器的空气温度降低，最终达到制冷降温的效果。而汽化的制冷剂被压缩机抽吸压缩，变成高温、高压的气体，又通过高压软管送向冷凝器，这样便完成了制冷系统的整个热力循环过程。

接下来，我们说说如何正确使用空调。在绝大多数消费者眼里，启用空调系统似乎没有任何技术含量，但殊不知其实我们很容易将一些细节部分忽视掉。例如开启操作顺序，很多人为了图方便经常将A/C也就是制冷按钮始终处于开启状态，而当车辆停下熄火时也没有先将风速开关关闭，其实这样做从操作理论上来讲并不十分规范。

如果你不想在启动后被突如其来的风声所干扰，那么就请在灭车之前先将制冷按键复位，然后再将风速完全关闭。开启时的顺序正好相反，要先把风速按钮开启，然后再将A/C按钮启动，根据车内温度结合自己所需再把温度调节至合适挡位。当然，现在已经有不少车配有自动空调系统，对操作者来说就更方便了，只需将模式调整至自动状态，再将温度值设定好便可“与世隔绝”，任凭车外多么骄阳似火。

另外，一些细心的消费者可能会发现，当开启空调或散热风扇刚刚开转的一瞬间，怠速表上的指针会发生很细微的抖动。其实这种现象很正常，您完全不必担心车辆是否出了什么问题，因为空调压缩机和散热风扇的运转时所需的动力全部来自发动机，这就将发动机的动力输出造成瞬间分流，所以便出现了怠速暂时不稳的现象。但这种情况并不是在所有车型上都会发生，比如装有较大排量引擎的汽车，其压缩机和电子风扇所需的额定功率与发动机功率值相比显得很渺小，因而当他们启动时并不会对引擎动力输出造成明显影响，所以转速表上的指针也不会有上下摇摆的现象。

二、日常使用时一般故常排查

下面，我们再来看看日常使用过程中怎样对自己爱车的空调系统进行检测。相对专业修理厂，作为一般使用者的我们由于手头工具和时间都比较有限，因而只能通过一些常规的方法来进行查看。接下来，我们就为您介绍几种简便但行之有效的空调系统故障排查方法。

可通过玻璃观察孔和低压管路检查冷凝剂使用情况

首先，检查制冷剂是否足够也就是我们平常经常说的“缺氟”。可通过位于发动机舱内储液干燥器上的玻璃观察孔，来查看制冷剂的使用状况，如果在空调启动后该观察孔内有大量气泡产生，则说明制冷剂已不足。另外还有一种更简单的方法，就是通过用手触摸低压管（标有“L”的金属管道），如果摸上去感觉很凉并出现结露的现象，则可基本判定这部分系统运转正常。而如果在空调系统启动一段时间后，摸起来感觉和环境温度相差无几，则很有可能是缺氟了。

在检查以上两项的同时，我们还可通过目测的办法来查看制冷剂是否有泄漏现象。由于压缩机内的机油和制冷剂是混合一起在整个空调系统中传送的，所以当制冷剂发生泄漏时，势必会将部分机油一同带出，在泄漏处留下油迹。所以我们只需检查各软管和接头处是否流有油迹，便可判定制冷剂有无泄漏，如发现油迹则应尽快进行处理。

接下来，我们再来了解一下压缩机的动力传动部分。上图所显示的便是空调压缩机的电磁离合器，它是由压盘、皮带轮和电磁线圈组成的。当接通电源时（按下车内A/C按钮），电磁离合器线圈中便有电流流过，磁化铁芯产生吸力，将衍铁吸附在皮带盘端面，经弹簧片结合盘驱动压缩机轴旋转，从而使整个空调系统运转起来。当我们关闭空调系统时，电源被切断，电磁离合器线圈中的电流消失，铁芯吸力也随即失去，衍铁在弹簧片作用下回位，压缩机停止工作，此时的压缩机皮带轮只是受发动机驱动而空转。所以，当我们在将空调启动后，发现压缩机的电磁离合器并没有正常工作（未旋转），则证明该部件已发生故障，这也是车辆空调系统不能正常运转的主要原因之一，所以当发现该故障时我们应及时对该部分进行检修。

压缩机皮带作为空调传动系统的一部分，同样需要我们进行定期检查其松紧程度和使用状态，若发现与皮带相接触的一面发亮，则说明皮带很可能已经发生打滑。另外，可通过手指用力对其内侧进行压按，如果能有12-15mm的弯曲度则为正常，如果皮带发亮并且弯曲程度超出了规定数值，则同样不能达到理想的制冷效果，应及时对该部件进行更换。

最后，我们再来看看同样容易被忽视的冷凝器。冷凝器的位置一般在汽车最前端，它利用汽车行驶时迎面吹来的空气使管路中的制冷剂降温。该部件的作用机理是从压缩机出来的高温、高压液态制冷剂通过冷凝器后变成中温、中压状态。制冷剂经过冷凝器本身就是很有效的降温过程，如果冷凝器失效则有可能导致管路压力失衡，空调系统出现故障。冷凝器的结构类似于暖气片，设计成这种结构就是为了增大接触面积让空调制冷剂在尽量小的位置实现最大的热交换。

所以定期清洁冷凝器对于空调制冷整体效果也是非常有必要的，我们可通过目测观察冷凝器正面有无弯曲的翘片或异物，如有可用钳子将翘片扳直，或用硬毛刷来将异物清除掉。另外，如果在冷凝器上发现有油迹，则很有可能已经发生泄漏，不过在一般行驶过程中只要不撞车，冷凝器基本上不会出现严重故障。

三、加氟时都应注意那些问题

如果制冷剂已经发生缺失，那么为了不让自己在酷热难忍的夏日在车里做“桑拿”，给空调系统加氟当然是必不可少的。下面，我们就来分析一下在添加制冷剂的过程中，有哪些是我们力所能及的可以用来监督操作人员的地方。

目前路上跑的大部分乘用车，其所使用的制冷剂型号均为R134a

相信驾龄比较长的消费者还记得R12这款制冷剂，那么它与R134a之间到底有哪些区别，为什么现在几乎所有车辆都已经淘汰了R12这种制冷剂呢？下面，我们就来具体了解一下这两种制冷剂。汽车空调压缩机所使用的制冷剂国际上用英文字母“R”来表示（取英文制冷剂Refrigerant的第一字母）。R后面如果是两位数，则是甲烷衍生的氟里昂，例如R12。如果R后面是三位数的，则表示为乙烷、丙烷、丁烷系列的氟里昂衍生物，例如R134。

几年前一直使用的R12制冷剂具有无色、无刺激性臭味；一般情况下不具有毒性，对人体无直接危害；不燃烧、无爆炸危险；热稳定性好，常温下不分解的特性。但当与明火接触、温度高于400 ℃时便会产生对人体有剧烈作用的毒气和光气。另外，它还是一种易于制造、原料来源丰富、价格相对低廉且可以回收重复使用的制冷剂，但由于它对大气臭氧层有一定破坏作用，因此已逐渐被现在所使用的R134a替代。

从1996年起，汽车空调的制冷剂便开始使用更环保、更安全、性能更稳定的R134a，由于制冷剂R134a与R12在物理特性上不同，两种制冷剂循环系统相关的功能部件及压缩机油各有其特点。因此，绝对禁止两种制冷剂交换使用，即使用很少的量也会引起制冷剂沉淀和损坏压缩机。车主一般可通过观察贴于汽车空调系统上的警告标识来区别，配置R134a空调系统的警告标识通常为“R134a USE ONLY。

下面，我们再来说说加氟过程。如果一般消费者看到上图里些红红蓝蓝的管子、加氟瓶和压力表组会有想法？“算了，这么复杂的工程还是交给专业维修技师去做吧。”没错，在这里我们并不想过多赘述加氟过程中那些繁杂的注意事项，以及各种数据参数，而是向您介绍几点需要注意的地方：1、加氟之前应先通过目测来大体检查整个空调系统是否有泄漏点，具体方法在本文前半部分已经提到。2、如果目测并未发现有漏点的话，则应通过抽真空的方式来做更进一步检测，抽真空的整个过程一般都会在10分钟以上。所以如果您在加氟时技师一上来就直接拿着氟罐开干，笔者建议您最好还是马上换地吧。3、如果最终检测完毕后并未发现有泄漏的地方，此时便可开始放心的加氟了，如果发现有泄漏点则应先对出现故障的部件进行处理。

编辑总结：如果你听到身边某位朋友说自己的爱车开了二三十万公里无大修，请不要用怀疑的目光望着他，只要我们平时对车辆进行定期维护再加上合理使用的话，这种“奇迹”同样会在您身上发生。虽然“三分开、七分养”这句话说起来很容易，但做起来却很难，要想让爱车在关键时刻不至于掉链子，就请不要再需要的时候才想起它，平时对其细致、周到的呵护非常重要。

汽车空调的工作原理

汽车空调和其它制冷空调的制冷原理是一样的，利用制冷剂R-134a从液态变成气态时吸收大量热能的原理制冷。汽车空调的压缩机通过汽车发动机经皮带传输动力（非独立式空调），压缩机吸入低温低压的制冷剂气体，运转压缩成为高温高压的气体，经过冷凝器散热管降温冷却变成高压中温的液体，再经过贮液干燥器除湿与缓冲，然后以较稳定的压力和流量流向膨胀阀，经节流和降压最后流向蒸发器，致冷剂一遇低压环境即蒸发，吸收大量热能。车厢内的空气不断流经蒸发器，车厢内温度也就因此降低。液态致冷剂流经蒸发器后再次变成低压气体，又重新被吸入压缩机进行下一次的循环工作。在整个系统中，膨胀阀是控制致冷剂进入蒸发器的机关，致冷剂进入蒸发器太多就不易蒸发而太少冷气又会不够，因此膨胀阀是调节中枢。而压缩机是系统的心脏，系统循环的动力源泉。

由于汽车空调是移动式车载的空调装置，它与固定式空调系统相比，动转条件更恶劣，随汽车行驶的颤振，空调系统的制冷剂比固定式更容易泄漏，空调系统的维修与保养也比固定式频繁，空调装置中风路系统在吸入新风时常常会将尘土吸入，堵塞过滤网及蒸发器。

汽车空调系统分类（按动力源分）

1． 独立式空调：有专门的动力源（第二台发动机）驱动压缩机的运行，一般用于大中巴汽车上，这是由于大中巴的内部空间位置较大而且对空调运行效果要求更高。独立式空调由于需要两台发动机，燃油消耗高，同时造成较高的成本，并且其维修及维护十分困难，所以局限于大中巴汽车上使用。

非独立式空调：直接利用汽车发动机来运转的空调系统，非独立式空调由主发动机带动压缩机运转，并由电磁离合器进行控制。接通电源时，离合器断开，压缩机停机，从而调节冷气的供给，达到控制车厢内温度的目的。其优点是结构简单、便于安装布置、噪音小。由于需要消耗主发动机 10%-15%的动力，直接影响汽车的加速性能和爬坡能力。同时其制冷量受汽车行驶速度影响，如果汽车停止运行，其空调系统也停止运行。尽管如此，非独立式空调由于其较低的成本（相对独立式空调），可靠的质量，成为市场的主导产品。目前，绝大部分轿车、面包车、小巴都使用这种空调。目前非独立式空调。

汽车空调的组成

汽车空调一般主要由压缩机(compressor)、电控离合器、冷凝器（condenser）、蒸发器（evaporator）、膨胀阀 (expansion valve)、贮液干燥器（receiver drier）、管道（hoses）、冷凝风扇、真空电磁阀(vacuum solenoid)、怠速器和控制系统等组成。汽车空调分高压管路和低压管路。高压侧包括压缩机输出侧、高压管路、冷凝器、贮液干燥器和液体管路；低压侧包括蒸发器、积累器、回气管路、压缩机输入侧和压缩机机油池。

压缩机：空调制冷系统的心脏，它是一种使制冷剂在系统内循环的动力源。它的作用是使制冷剂完成从气态到液态的转变过程，达到制冷剂散热凝露的目的。同时在整个空调系统，压缩机还是管路内介质运转的压力源，没有它，系统不仅不制冷而且还失去了运行的动力。压缩机的旋转轴是通过磁性离合器及皮带与发动机曲轴相连取得动力的，这是因为当装在蒸发器出风口的传感器感知出风的温度不够低时，它就会通过电路使压缩机的磁性离合器闭合，这样压缩机随发动机运转，实现制冷。而当出风温度低于设定的温度，它则控制磁性离合器切离，这样压缩机不工作。如果这一控制失灵，那么压缩机将不断工作，使蒸发器结冰造成管道压力超标，最终破坏系统甚至造成损坏。

冷凝器和蒸发器：都是在一排弯绕的管道上布满散热用的金属薄片，以此实现外界空气与管道内物质的热交换的装置。冷凝器的冷凝指的是其管道内的制冷剂散热从气态凝成液态，经常被安装在车头，与水箱一起，共同享受来自前方的习习凉风，冷凝器是哪里凉快哪里去，以便其散热冷凝。蒸发器与冷凝器正好相反，它是制冷剂由液态变成气态（即蒸发）吸收热量的场所

贮液干燥器：贮存制冷剂及吸收制冷剂水分、杂质的装置。一方面，它相当于汽车的油箱，为泄露制冷剂多出的空间补充制冷剂。另一方面，它又像空气滤清器那样，过滤掉制冷剂中掺杂的杂质。贮液干燥器中还装有一定的硅胶物质，起到吸收水分的作用。

管道：由于要注入一定压力的制冷剂，所以必须采用金属管道。特别是从压缩机到冷凝器到制冷剂瓶到膨胀阀这段，由于属系统的高压段，所以比其它管道有更高的耐高压要求。