汽车空调制冷系统结构组成

1.制冷压缩机

（1）作用 维持制冷剂在制冷系统中的循环，吸入来自蒸发器的低温、低压制冷剂蒸气，压缩制冷剂蒸气使其压力和温度升高，并将制冷剂蒸气送往冷凝器。

（2）压缩机的分类 分为往复活塞式压缩机和旋转式压缩机两大类。

1）往复活塞式压缩机包括曲轴连杆式、径向活塞式和轴向活塞式三种，其中轴向活塞式压缩机又有翘板式和斜板式之分。斜板式压缩机的基本结构如图8-3所示。

2）旋转式压缩机包括旋叶式、转子式、蜗杆式、涡旋式压缩机。

2.冷凝器

汽车空调制冷系统中的冷凝器是热交换设备，其作用是使从压缩机排出的高温、高压制冷剂蒸气在冷凝器中得到液化或冷凝，并把热量散发到车外空气中，从而使其凝结为高压制冷剂液体。汽车空调系统冷凝器的结构形式主要有管片式、管带式、鳍片式等几种。

（1）管片式冷凝器 它是汽车空调中早期采用的一种冷凝器，制造工艺简单，由铜质或铝质圆管套上散热片组成。片与管组装后，经胀管法处理，使散热片胀紧在散热管上。这种冷凝器散热效果较差，一般用在大中型客车的制冷装置上。

图8-3 斜板式压缩机的基本结构

（2）管带式冷凝器 它由多孔扁管弯成蛇管形，并在其中安置散热带后焊接而成。管带式冷凝器的散热效果比管片式冷凝器好一些（一般高15%左右），但工艺复杂，焊接难度大，且材料要求高，一般用在小型汽车的制冷装置上。

（3）鳍片式冷凝器 它是在扁平的多通管道表面直接锐出鳍片状散热片，然后装配成冷凝器。由于散热鳍片与管子为一个整体，因而不存在接触热阻，故散热性能好。另外，管、片之间无需复杂的焊接工艺，加工性好，节省材料，而且抗振性也特别好。所以，鳍片式冷凝器是目前较先进的汽车空调冷凝器。

使用该冷凝器的注意事项：

1）定期清洗和除去表面污泥和灰尘。

2）翅片倒伏时，可用尖嘴钳校正。

3）经常检查接口及表面是否有泄漏的油迹，及时排除。

3.蒸发器

蒸发器和冷凝器一样，也是一种热交换器，又称冷却器，是制冷循环中获得冷气的直接部件。其外形近似冷凝器，但比冷凝器窄、小、厚。它的作用是让低温、低压液态制冷剂在其管道中吸热并蒸发，使蒸发器和周围空气的温度降低，从而在鼓风机的风力通过它时，能输出更多的冷气。

蒸发器有层叠式、管片式和管带式三种结构，分别如图8-4、图8-5、图8-6所示。管片式蒸发器结构简单、加工方便，但换热效率较差。管带式蒸发器比管片式蒸发器工艺复杂，效率可提高10%左右。层叠式蒸发器加工难度最大，但其换热效率也最高，结构也最紧凑。

4.储液干燥器

储液干燥器简称储液器。采用储液器的目的是为了防止过多的液态制冷剂储存在冷凝器里，使冷凝器的传热面积减少而使散热效率降低；还可滤除制冷剂中的杂质，吸收制冷剂中的水分，防止制冷系统管路脏堵和冰塞，保护设备部件不受侵蚀，从而保证制冷系统的正常工作。

图8-4 层叠式蒸发器

图8-5 管片式蒸发器

图8-6 管带式蒸发器

它用于以膨胀阀为节流装置的系统中，安装在冷凝器和膨胀阀之间。当含有蒸气的液态制冷剂进入储液器后，储液器使液态和气态的制冷剂分离。液态制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器（吸热箱），多余制冷剂可暂时储存在储液器中。在制冷负荷变动时，及时补充和调整供给热力膨胀阀的液态制冷剂量，以保证制冷剂流动的连续性和稳定性。同时，由于水分与制冷剂结合会生成酸或结冰，因此储液器中的干燥剂可用来吸收制冷剂中的水分，防止部件腐蚀或冰块堵塞膨胀阀。滤网用于过滤制冷剂中的杂质，防止膨胀阀堵塞。

图8-7 储液干燥器的结构图

1—玻璃视液镜 2—引出口 3、5—过滤器 4—干燥器

储液干燥器的结构如图8-7所示，它主要由外壳、视液镜、安全熔塞和管接头等组成。制冷剂在储液器中的流动情况如图中箭头所示。在储液器上部出口端装有一个玻璃视液镜，用于观察制冷剂在工作时的流动状态，由此可判断制冷剂量是否合适。对直立式储液器而言，安装时，一定要垂直，倾斜度不得超过15°。在安装新的储液干燥器之前，不得过早将其进出管口的包装打开，以免湿空气侵入储液器和系统内部，使之失去除湿的作用。安装前一定要先弄清楚储液器的进、出口端，在储液器的进出口端一般都打有记号，如进口端用英文字母IN，出口端用OUT表示，或直接打上箭头以表示进、出口端。

储液器出口端旁边装有一只安全熔塞，又称易熔螺塞，它是制冷系统的一种安全保护装置。其中心有一轴向通孔，孔内装填有焊锡之类的易熔材料，这些易熔材料的熔点一般为85～95℃。当冷凝器因通风不良或冷气负荷过大而冷却不够时，冷凝器和储液器内的制冷剂温度和压力将会异常升高。当压力达到3MPa左右时，温度超过易熔材料的熔点，此时，安全熔塞中心孔内的易熔材料便会熔化，使制冷剂通过安全熔塞的中心孔逸出散发到大气中去，从而可避免系统的其他部件因压力过高而被胀坏。

5.膨胀阀

膨胀阀又称节流阀，它是一种感压和感温阀，是汽车空调制冷系统中的一个主要部件。目前膨胀阀主要有内平衡热力膨胀阀（图8-8）、外平衡热力膨胀阀、H形膨胀阀、膨胀节流管（孔管）四种结构形式。

图8-8 内平衡热力膨胀阀

1—感温包 2—毛细管 3—膜片 4—过热弹簧 5—推杆 6—至蒸发器的孔口 7—针阀 8—接口 9—自储液器

（1）内平衡热力膨胀阀 内平衡热力膨胀阀对来自储液干燥器的高压液态制冷剂节流降压，即将液态高压制冷剂从其孔口6中喷出，急剧膨胀，变成低压雾状体，以便吸热汽化。此外，它还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，同时防止压缩机发生液击现象和蒸发器出口蒸气异常过热。它利用装在蒸发器出口处的感温包来感知制冷剂蒸气的过热度，由此来调节膨胀阀开度的大小，从而控制进入蒸发器的液态制冷剂流量。感温包和蒸发器出口管接触，蒸发器出口温度降低时，感温包1、毛细管2和膜片3腔内的液体体积收缩，压力降低，阀口闭合，限制制冷剂进入蒸发器。相反孔口开启，制冷剂流入蒸发器。(www.xing528.com)

随着针阀开启，较多的制冷剂进入蒸发器，蒸发器内压力上升，回气温度降低，膜片下侧压力增加，阀门关闭。由于膜片上、下侧压力处于不平衡状态，因此孔口不断地开启和闭合，使制冷装置与负载相匹配。

感温包和蒸发器必须紧密接触，不能和大气相通。如果接触不良，感温包就不能正确地感应蒸发器出口的温度，如果密封不严，感应的温度是大气温度，所以，要用一种特殊的空调胶带，捆扎和密封感温包。

图8-9 外平衡热力膨胀阀

1—膜片 2—感温包压力 3—毛细管 4—推杆 5—蒸发器出口压力 6—阀座 7—过热调整弹簧 8—感温包 9—弹簧压力 10—阀体 11—针阀

（2）外平衡热力膨胀阀 如图8-9所示，外平衡和内平衡热力膨胀阀的结构大同小异，内平衡式膨胀阀膜片下方的压力是蒸发器进口压力，而外平衡式膨胀阀膜片下方的压力是蒸发器出口的压力。由于蒸发器内部会产生压力损失，蒸发器出口压力要小于进口压力。要达到同样的阀门开度，外平衡式膨胀阀需要的过热度小，蒸发器容积效率可以提高。大客车空调系统要选用外平衡热力膨胀阀。

图8-10 H形膨胀阀

1—感温元件 2—至压缩机 3—自储液干燥器 4—弹簧 5—弹簧座 6—测量孔 7—到蒸发器 8—自蒸发器

（3）H形膨胀阀 H形膨胀阀因其内部通道形同H形而得名，其结构如图8-10所示。它取消了外平衡热力膨胀阀的外平衡管和感温包，直接与蒸发器进出口相连。它有四个接口通往空调系统，其中两个接口和普通膨胀阀一样，一个接储液干燥器出口，一个接蒸发器入口；另外两个接口，一个接蒸发器出口，一个接压缩机进口。感温元件处在进入压缩机的制冷剂气流中。H形膨胀阀具有结构紧凑、使用可靠、维修简单等优点，符合汽车空调的要求。

这种膨胀阀安装在蒸发器的进出管之间，感应温度不受环境影响，也无需通过毛细管而造成时间滞后，调节灵敏度较高。由于无感温包、毛细管和外平衡管，不会因汽车颠簸使充注系统断裂导致制冷剂外漏以及感温包包扎松动而影响膨胀阀的正常工作。

（4）膨胀节流管（孔管） 膨胀节流管是用于许多轿车制冷系统的一种固定孔口的节流装置，又称孔管、固定孔管。膨胀节流管直接安装在冷凝器出口和蒸发器进口之间，用于将液态制冷剂节流降压。由于不能调节流量，液体制冷剂很可能流出蒸发器而进入压缩机，造成压缩机液击。所以装有膨胀节流管的系统，必须同时在蒸发器出口和压缩机进口之间，安装一个集液器，实行气液分离，避免压缩机发生液击。

膨胀节流管系统目前使用的温度控制方法有：循环离合器膨胀节流管系统（CCOT）、可变容积膨胀节流管系统（VDOT）、固定膨胀节流管离合器系统等。

图8-11 膨胀节流管的结构

1—出口滤网 2—孔口 3—密封圈 4、5—进口滤网

膨胀节流管的结构如图8-11所示。它是一根细铜管，装在一根塑料套管内。在塑料套管外环形槽内，装有密封圈。有的还有两个外环形槽，每槽各装一个密封圈。把塑料套管连同膨胀节流管都插入蒸发器进口管中，密封圈就是密封塑料套管外径和蒸发器进口管内径间的配合间隙用的。膨胀节流管两端都装有滤网，以防止系统堵塞。安装使用后，系统内的污染物集聚在密封圈后面，会堵塞孔管及其滤网。膨胀节流管不能维修，坏了只能更换。

由于膨胀节流管没有运动部件，结构简单、可靠性高，同时节省能耗，很多高级轿车都采用这种方式。其缺点是制冷剂流量不能根据工况变化进行调节。

6.集液器

集液器是膨胀节流管空调系统的重要部件。用膨胀节流管代替膨胀阀时，汽车空调制冷系统要在低压侧安装集液器。集液器是一种特殊形式的储液干燥器，其结构如图8-12所示。

在一定条件下，膨胀节流管会将较多的液态制冷剂节流入蒸发器用以蒸发，而留在蒸发器中的多余制冷剂则会进入压缩机造成损害。为防止这一问题，应使所有留在蒸发器中的液态、蒸气制冷剂和冷冻油都进入集液器。集液器的作用是使制冷剂蒸气进入压缩机，留下液态制冷剂和冷冻油。在集液器出口处有一毛细孔，通常称其为过油孔，它的作用是仅允许少量液态制冷剂和冷冻油在特定时间随制冷剂蒸气返回压缩机，它也允许少量制冷剂进入。

集液器还装有化学干燥剂，可吸附、吸收并滞留因不当操作而进入系统的湿气。干燥剂不能维修，若有迹象表明需更换干燥剂时，集液器必须整体更换。

7.风机

汽车空调制冷系统使用的风机按气体流向与风机主轴的相互关系，可分为离心式风机和轴流式风机两种。

图8-12 集液器

1—气体 2—液体 3—至压缩机 4—U形管 5—干燥剂 6—接蒸发器

（1）离心式风机 离心式风机的空气流向与风机主轴成直角，它的特点是风压高、风量小、噪声也小。蒸发器采用这种风机，因为风压高可将冷空气吹到车室内每个乘员身上，使乘员有冷风感，噪声小使乘员不至于感到不适而过早疲劳。

离心式风机主要由电动机、风机轴（与电动机同轴）、风机叶片、风机壳体等组成，如图8-13所示。风机叶片有直叶片、前弯片、后弯片等形状，随叶轮叶片形状不同，所产生的风量和风压也不同。

（2）轴流式风机 轴流式风机的空气流向与风机主轴平行，它的特点是风量大、风压小、耗电省、噪声大。冷凝器采用这种风机，因为风量大可将冷凝器四周的热空气全部吹走；风压小不影响冷凝器正常工作；另外，冷凝器安装在车室外面，风机噪声大也不影响车内。

轴流式风机主要由电动机、风机轴、风机叶片、键等组成，如图8-14所示。叶片固定在骨架上，常做成3、4、5片不等，叶片骨架穿在风机轴上，由键带动旋转。

图8-13 离心式风机

1—叶片 2—弯片 3—电枢轴 4—电动机

图8-14 轴流式风机

1—叶片 2—键 3—电动机 4—风机轴