一 汽车空调制冷/暖风系统、通风系统的组成与工作原理

1.汽车空调制冷/暖风系统、通风系统的作用

（1）汽车空调制冷系统的作用（图1-1-1）

汽车空调又称汽车空气调节装置，空调制冷系统的作用是降低车厢内温度，使车内保持舒适的温度环境。

汽车空调的作用：

1）把汽车车厢内的温度、湿度、空气清洁度及空气流动调整和控制在良好的状态。

2）为乘员提供舒适的乘坐环境。

3）减少旅途疲劳，为驾驶员创造良好的工作条件。

4）保证安全行车。

（2）汽车空调暖风系统的作用（图1-1-2）

汽车空调暖风系统的作用是将空气送入换热器，吸收某种热源的热量，提高空气的温度，并将热空气送入车内。

1）取暖。冬季天气寒冷，正在行驶的汽车内驾乘人员会感觉到冷。这时，汽车空调可以向车厢内提供暖风，提高空气温度。

2）除霜。冬季或初春，车厢内、外温差较大，车窗玻璃会结霜或起雾，这样会影响驾驶员的视线，不利于安全行驶，这时可以用暖风来除去玻璃上的雾和霜。

（3）汽车空调通风系统的作用（图1-1-3）

通风系统的作用是在汽车行驶时保证车厢内通风，即对车厢内不断加入新鲜空气，驱排混有尘埃、二氧化碳及来自发动机的有害气体。在寒冷的冬季，还应对新鲜空气进行调温，以保证车厢内温度适宜。

2.汽车空调制冷/暖风系统、通风系统的组成

（1）燃油汽车空调制冷系统的组成

传统燃油汽车空调制冷系统由压缩机、电磁离合器、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、贮液干燥器、制冷剂管路、冷却风扇和控制系统等组成，如图1-1-4所示。汽车空调分高压侧和低压侧，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、回气管路、压缩机输入侧。

（2）混合动力汽车空调制冷系统的组成

混合动力汽车空调制冷系统由电动压缩机、冷凝器、蒸发器、动力蓄电池制冷剂截止阀、干燥器、制冷剂管路、冷却风扇和控制系统等组成，如图1-1-5所示。

（3）燃油汽车暖风系统的组成

燃油汽车水暖式暖风系统的主要组成部件有控制开关、发动机散热器、回水管、鼓风机、暖风水箱和出水管，如图1-1-6所示。

（4）纯电动汽车暖风系统的组成

纯电动汽车水暖式暖风系统的主要组成部件有控制开关、正温度系数（PTC）加热器、PTC电动水泵、热交换器总成、回水管、鼓风机、加热器芯和出水管，如图1-1-7所示。

（5）汽车通风系统的组成

新能源汽车与传统汽车空调通风系统主要由鼓风机、风门伺服电机、风门、出风口、各出风管道和蒸发箱等组成，如图1-1-8所示。

3.汽车空调制冷/暖风系统、通风系统的工作原理

（1）汽车空调制冷系统的工作原理

1）热交换的基本概念。热交换是指热量从物体内温度较高的部分传递到温度较低的部分，或者传递到与之接触且温度较低的另一物体的过程。

如图1-1-9所示，液化是指物质由气态转变为液态的过程，此过程会对外界放热；汽化是指物质由液态转变为气态的过程，此过程需要从外界吸热。液化的典型方式是凝结；汽化的两种方式为蒸发和沸腾。

2）传统汽车制冷系统的工作原理。汽车空调和我们熟悉的家用空调制冷原理是一样的，都是利用制冷剂（汽车空调所用为R-134a）进入蒸发器的瞬间，体积急剧膨胀，制冷剂由液态转化为气态，汽化过程中吸收大量热能的原理来实现制冷的。汽车空调制冷系统就是不断地将制冷剂进行“液化—汽化—液化”的转换装置。

汽车空调制冷系统都是采用R-134a（四氟乙烷，又称HFC-134a）为制冷剂的蒸气压缩式循环系统，制冷系统工作时，制冷剂以不同的状态在这个密闭系统内循环流动，如图1-1-10所示，每一循环需进行4个基本过程：

①压缩过程。压缩机将蒸发器低压侧（温度约为0℃、气压约为0.15MPa）的低温低压气态制冷剂压缩成高温（70～80℃）、高压（约1.5MPa）的气态制冷剂，送往冷凝器冷却降温。

②冷凝过程。送往冷凝器的过热气态制冷剂，在温度高于外部温度很多时，对外散热进行热交换，制冷剂冷凝成中温、压力为1.0～1.2MPa的液态制冷剂。

③膨胀过程。冷凝后的液态制冷剂经过膨胀阀使制冷剂流过空间体积增大，其压力和温度急剧下降，变成低温（约-5℃）、低压（约为0.15MPa）的湿蒸气，以便进入蒸发器中迅速吸热蒸发。在膨胀过程同时进行流量控制，以便供给蒸发器适量的制冷剂，从而达到控制蒸发器温度的目的。

④蒸发过程。液态制冷剂通过膨胀阀，流经蒸发器，不断吸热汽化转变成低温（约为0℃）、低压（约为0.15MPa）的气态制冷剂，吸收乘员舱内空气的热量。从蒸发器流出的气态制冷剂又被吸入压缩机，增压后泵入冷凝器冷凝，进行制冷循环。

制冷循环就是利用有限的制冷剂在封闭的制冷系统中，周而复始地将制冷剂压缩、冷凝、膨胀、蒸发，在蒸发器中吸热汽化，对乘员舱内空气进行制冷降温。

3）新能源汽车制冷系统的工作原理。如图1-1-11所示，压缩机受高压电驱动，当压缩机工作时，压缩机吸入从蒸发器出来的低温低压的气态制冷剂，经压缩，制冷剂的温度和压力升高，并被送入冷凝器。在冷凝器内，高温高压的气态制冷剂把热量传递给经过冷凝器的车外空气而液化，变成液体。液态制冷剂流经膨胀阀时，温度和压力降低，并进入蒸发器。在蒸发器内，低温低压的液态制冷剂吸收经过蒸发器的车内空气的热量而蒸发，变成气体。气体又被压缩机吸入进行下一轮循环。这样，通过制冷剂在系统内的循环，不断吸收车内空气的热量并排到车外空气中，使车内空气的温度逐渐下降。

（2）汽车暖风系统的工作原理

1）传统汽车暖风系统的工作原理。汽车空调的制热一般是利用发动机散热器提供的热量来实现的，不需要起动车载空调系统。在蒸发箱的旁边有一个铜质的小暖风水箱，又称为热交换器，直接通过水管连接发动机散热器，鼓风机吸进来的冷风通过热交换器的表面后，吸收了热量变成暖风进入乘员舱，如图1-1-12所示。

2）新能源汽车暖风系统的工作原理。如图1-1-13所示，当自动空调系统处于加热模式时，加热器在高压电的作用下对冷却液进行加热，高温冷却液被加热器水泵抽入加热芯体。同时，冷暖温度控制电机旋转至采暖位置，气流在鼓风机的作用下流过加热芯体，产生热量传递。外部空气在进入乘员舱前，与加热后的空气混合，变为舒适的暖风。

（3）汽车通风系统的工作原理

通风控制系统上的各种位置可使模式阀门通过风道混合空气，或引入冷风、热风和外部空气通过空调系统，气流由风道系统和出风口将空气输送到乘员舱。

在“AUTO”（自动）模式中会自动选择相应的模式状态，使用“MODE”（模式）按钮可更改车辆的送风模式。如果当前显示一个送风模式，则按“MODE”（模式）按钮可选择下一个送风模式。

如图1-1-14所示，空气流向按下列模式进行改变：

1）吹面——通过仪表板出风口送风。

2）双向——通过仪表板出风口、吹脚出风口送风。

3）吹脚——通过吹脚出风口送风。

4）混合——通过吹脚、前风窗出风口送风。

5）除霜——通过前风窗出风口送风。

4.冷冻机油

（1）作用

汽车空调冷冻机油主要起润滑、密封、降温以及能量调节4个作用。

1）润滑。冷冻机油在压缩机运转中起润滑作用，以减小压缩机运行摩擦和磨损程度，从而延长压缩机的使用寿命。

2）密封。冷冻机油在压缩机中起密封作用，使压缩机内活塞与气缸面之间、各轴承之间达到密封的状态，以防止制冷剂泄漏。

3）降温。冷冻机油在压缩机各运动部件间润滑时，可带走工作过程中所产生的热量，使各运动部件保持较低的温度，从而提高压缩机的效率和使用的可靠性。

4）能量调节。对于带有能量调节机构的制冷压缩机，可利用冷冻机油的油压作为能量调节机械的动力。

（2）注意事项

必须使用压缩机厂家规定类型和牌号的冷冻机油，不同类型和牌号的机油绝不能混用，否则将损坏压缩机。机油极易吸水，应尽量减少机油与空气接触的时间。

禁止使用水、腐蚀性溶剂或易燃、易爆溶剂清洗空调系统，建议使用R-141b、庚烷等清洗剂。

严格按规定的加注量加注，注意机油是阻碍换热的，过量加注将严重降低空调效果；一般情况下无需加注机油，机油已由压缩机厂家充注。

加注前应先检查管路中机油品质，如发现严重发黑或碳颗粒析出现象，应彻底清洗整个空调系统，并更换全部机油。

机油应在抽真空前从压缩机排气口加注。

冷冻机油，应符合制冷系统的规定：

1）R-134a系统：聚烃基乙二醇（PAG）、聚酯类油（POE）、多羟基化合物（ND11，用于混合动力电驱动压缩机）。

2）R-12（二氟二氯甲烷，又称CFC-12）系统：矿物基类油。 NcKStubA96YK1xVUYeHYzvsKK4G/L3mIUP2pPqaPHgN6wqGo41H6Fvm4RVtce6CC