陈云龙 张妍 马骁 王丽萍 李琦 李青燕 张恒 刘晶晶 雷新强
奇瑞汽车河南有限公司 河南 开封 475000
【摘要】 汽车空调的普及与创新，是提高汽车竞争能力的重要手段之一。近年来，随着汽车 行业的发展和人们生活水平的提高，人们对于汽车的舒适性、可靠性和安全性的要求也在不断提高，而汽车空调能大大的提高汽车的乘坐舒适性。因此，对汽车空调的研究与开发特别重要。本文主要针对汽车空调的工作原理、组成、加注及典型问题进行了阐述。
【关键词】 压缩机 冷凝器 蒸发器 膨胀阀 加注
The popularization and innovation of automobile air conditioning is one of the important ways to improve the competitiveness of automobiles. In recent years, with the development of automobile industry and the improvement of living standards, people to the requirement of automobile comfort, reliability, and security has been improved, and the car air conditioning can greatly improve the ride comfort of the vehicle. Therefore, the research and development of car air conditioning is very important. This paper focuses on the function of the automobile air conditioning, composition, principle and layout and assembling ways are expounded.
【Key words】 air condition compressor Condenser Evaporator expansion valve refuel
概述
汽车空调是汽车现代化标志之一，已成为现代汽车的标准配置。汽车空调的基本用途是在任何气候和行驶条件下，都能改善驾驶员的工作条件和创造舒适的行驶环境。随着汽车技术的不断发展，对舒适性的要求越来越高。舒适性是由人体对车内的温度、湿度、空气流速、含氧量、有害气体含量、噪音、压力、气味、灰尘、细菌等多项参数指标的感觉和反应综合决定的。现代汽车空调就是将车内空间的环境调整到对人体最适宜的状态，创造良好的劳动条件和工作环境，从而提高驾驶员的劳动生产率和行车安全；同时，保护乘员的身体健康，利于乘员旅游观光、学习或者休息。本文主要针对MPV车型空调系统进行探讨。
一、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有尘土吸入，堵塞过滤网及蒸发器。
空调系统全景图
二、空调系统的组成
MPV车型空调系统主要由前蒸发器总成、顶置蒸发器总成、空调压缩机、冷凝器、空调控制面板、空调管路等零部件组成。
蒸发器原理图
1）蒸发器：蒸发器与冷凝器一样，也是一种换热器，其作用与冷凝器相反，是将经过节流降压后的低温低压液态制冷剂在蒸发器内进行热交换，从而转变成低温低压的气态制冷剂。在这个汽化过程中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内，以达到降温的目的。空调蒸发器有不同的布置形式，按照装配方式可分为三种：前置蒸发器、顶置蒸发器蒸和侧蒸发器，前置发器布置在仪表板的中间或下方，顶置蒸发器布置在车身顶横梁上，侧蒸则布置在汽车的后部，由后部向前部送风。由于蒸发器一般都安装在车内，因此，应设法降低蒸发器及风机出口阻力，以减少风量损失和降低噪音。
膨胀阀原理图
2）膨胀阀 膨胀阀也称节流阀，是组成汽车空调制冷装置的主要部件，安装在前置蒸发器入口处，随同蒸发器一同布置，是汽车空调制冷系统的高压侧与低压侧的分界点。其功用是：把来自储液干燥器的高压液态制冷剂节流减压，调节和控制进入蒸发器中的液态制冷剂量，使之适应制冷负荷的变化，同时可防止压缩机发生液击现象和蒸发器出口蒸汽异常过热。
空压机原理图
3）空调压缩机：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。
冷凝器原理图
冷凝器总成图
4）冷凝器：汽车空调制冷系统中的冷凝器是一种由管子与散热片组合起来的热交换器。其作用是将压缩机排出的高温、高压制冷剂蒸气进行冷却，使其凝结为高压制冷剂液体。汽车空调系统冷凝器均采用风冷式结构，其冷凝原理是：让外界空气强制通过冷凝器的散热片，将高温的制冷剂蒸气的热量带走，使之成为液态制冷剂。制冷剂蒸气所放出的热量，被周围空气带走，排到大气中。汽车空调系统冷凝器的结构形式主要有管片式、管带式和鳝片式三种。冷凝器应有良好的冷凝条件，包括良好的通风条件、合理的导风措施、合理的间隙尺寸（冷凝器与散热器、冷凝器与风扇等）以及是否需要增加冷却风扇等，因此冷凝器一般安装在车辆的前部，风扇将风吹过散热装置，以利于排除热量。
5）空调控制面板：空调控制面板用于启动或停止空调、改变温度设置、开启或关闭通风挡板、进行内部循环和外部新鲜空气之间的切换、提高或降低风量等。空调控制面板一般安装在靠近仪表板中心，以便于驾驶员及乘客操作。
空调管路接头
6）空调管路：空调管路保证了冷却系统中各组件间的连接。连接管的直径是不同的： 蒸发器与压缩机间的连接管直径最大；压缩机与冷凝管间的连接管直径居中；冷凝器、膨胀阀阀间的连接管直径最小。压缩机的“吸入和压出”管都是软管，以便减少发动机和压缩机产生的震动。硬管都是铝制的。空调管路主要布置在室内（连接顶蒸及底盘管路）、前舱（连接膨胀阀及底盘管路）、底盘（底盘管路及其他管路连接）。
三、空调系统的加注
空调液加注原理图
空调液加注过程：设备进行粗抽/细抽真空（负压）---真空检漏（保压）---二次真空（负压）---液体加注（正压）---加注完成；其中粗抽/细抽真空（负压）及二次真空（负压）、液体加注（正压）均为从空调高压管与空调低压管最终至冷凝器、顶蒸同时工作，从而保证加注效果。
空调液加注操作步骤：首先将空调液加注机电源总开关旋到“ON”档，按下控电接通按钮，设备显示加注界面，将设备加注模式调整为自动模式；接着使用扫描枪扫描随车配置表VIN码，等待设备自动选择车型（车型选择灯亮起说明扫码选择成功）（图1）,把空调液加注机加注头分别与前舱空调管高、低压管加注口垂直插接牢靠(听到“咔”的一声表明插接牢靠)（图2），按下加注枪头上的绿色按钮开始加注（单蒸配置、双蒸配置加注量不一样，注意区分）（图3），加注完毕设备声光报警绿灯闪烁后，按加注头松开按钮，垂直拔下加注头并将加注枪头放回枪架上（加注过程如有异常：需在随车记录卡及问题台账上准确记录，并对故障车辆原因进行排查返工，禁止手工强制加注）。
图1 图2 图3
四、典型案例
1、空调不制冷
原因：生产过程中，管路连接不到位（图1）；手工强制加注空调液（小泄漏未能检测到
）；零部件不合格（管路防护堵件丢失 、冷凝器破损 、蒸发器芯体泄露 ）（图2、3）；
解决方法：对操作人员进行作业规范培训并在后道工序设立复检；建立空调系统泄漏点统计台账，针对真空泄漏车辆先排除故障，再进行正常加注， 优化空调液加注机加注程序（屏蔽手动加注功能），杜绝手动加注；控制空调系统管路零件质量（保证空调管路来件时堵件齐全，O型圈无破损、丢失现象） ；对冷凝器、顶蒸、蒸发器芯体密封性进行检测，确保冷凝器、顶蒸、蒸发器芯体无破损、泄漏。
图1 图2 图3
2、空调液真空检漏不合格
原因： 对加注机真空度进行标定，发现设备真空度与标定表有偏差（图1）； 对空调系统安装过程及零部件进行排查，发现管路 防护不良（长期闲置，无堵件），空调管路内有灰尘及水汽，导致真空检漏不合格（图2）
解决方法：对空调液加注机进行系统保养（真空泵油更换，各管路连接重新拆装清洗并使用螺纹锁固胶固定），每日对加注机真空度进行标定（图3）； 对长期不使用零件进行封存；
图1 图2 图3
五、结术语
随着我国汽车工业的高速发展，作为汽车技术现代化标志之一的汽车空调技术在我国蓬勃发展。汽车空调大大改善了乘坐环境，提高了成员的舒适性。本文主要针对汽车空调的工作原理、组成、加注及典型案例的知识做了介绍。
参考文献
[1] 关志伟.汽车空调[M].北京：人民交通出版社；
[2] 凌永成，李淑英.北京：北京大学出版社；
作者简介 陈云龙（1988.09），河南开封人，本科，主要从事新品项目启动管理工作。chenyunlong@mychery.com