汽车空调的基本结构和工作原理

任务一　汽车空调的基本结构和工作原理

任务目标

1．认识制冷系统基本组成;

2．理解制冷的工作原理，会描述制冷的循环过程;

3．熟悉汽车空调电路，掌握一定的空调维修技术，具有一定的维修操作能力;

4．学会汽车普通空调的技术状态检测。

必备知识

1．概述

轿车空调大多利用汽车发动机的动力，应用制冷技术制冷，并利用发动机冷却液作为热源，通过冷暖气混合及风机鼓风，使汽车空调成为冷暖一体化空调器，具备降温、除湿、通风、过滤、除霜及车内、外空气交换的功能。

1)制冷系统

空调制冷是通过制冷剂液化放热、汽化吸热的交换过程把车内热量释放到车外。实现这一目标的装置就是空调器的制冷循环系统。制冷循环系统的工作原理如图5－1所示。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，每一循环有四个基本过程。

(1)压缩过程

压缩机将蒸发器低压侧温度约为0℃、气压约0．15MPa的低温低压气态制冷剂增压成高温约70℃～80℃、压力约1．5MPa的气态制冷剂。高压高温的过热制冷剂气体被送往冷凝器冷却降温。

(2)冷凝过程

过热气态制冷剂进入冷凝器，散热冷凝为液态制冷剂，使制冷剂的状态发生变化。冷凝过程的后期，制冷剂呈中温约40℃，气压约1．0～1．2MPa的过冷液体。

(3)膨胀过程

冷凝后的液态制冷剂经过膨胀阀后空间变大，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。在膨胀过程中同时进行节流控制，自动调节制冷剂的供应量，从而达到控制制冷量的目的。

(4)蒸发过程

流经蒸发器的制冷剂不断吸收车厢内的热量而汽化，转变成低温约为0℃、低压约为0．15MPa的气态制冷剂。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。

制冷循环就是利用制冷剂在封闭的制冷系统中，反复地将制冷剂压缩、冷凝、膨胀、蒸发，不断在蒸发器中吸热汽化，在鼓风机的作用下对车内空气进行制冷降温。

如果压缩机停止工作，系统内的制冷剂不再循环，压缩机前后管路内的制冷剂压力相等，温度也相等，制冷工作中止。

1—压缩机　2—低压侧　3—感温包　4—蒸发器　5—冷气　6—膨胀阀　7—储液干燥器　8—冷凝器　9—迎面风　10—发动机冷却风扇　11—热空气　12—鼓风机

图5－1　制冷系统示意图

2)供暖系统

供暖系统是为汽车冬季取暖和风窗玻璃除霜而设置的。轿车供暖系统一般采用水暖式供热。供暖系统的热源就是发动机的冷却液。供暖系统主要由热交换器、鼓风机、导风管、暖风操纵机构总成等组成。

热交换器与发动机的连接关系如图5－2所示。当发动机工作时，冷却液温度逐渐升高，打开热水阀，通过水泵的作用，使冷却液在发动机的水套与暖风热交换器之间流动。从发动机流出的冷却液经过进水管进入热交换器，空气在鼓风机作用下通过热交换器，经过热交换后将热空气送入车内进行取暖和风窗玻璃除霜。通过热交换器的冷却液经回水管被发动机水泵抽回，从而完成一次循环。送风温度则靠风扇速度调节开关和输出空气温度调节开关来调节。

1—发动机　2—热水阀　3—热交换器　4—鼓风机

图5－2　供暖系统工作示意图

3)空调的控制与操纵机构

汽车空调改进较多的是通气系统、温度调配系统和控制操作方式。

(1)通气系统

车内空调运转一段时间后，空气会变得污浊、加之烟、汗等味道使CO增加，令人不适，影响健康。通气通风的作用是向车内提供温度适宜的干净空气。

进气装置设在车前部，进风处装有进气阀门和内循环阀门，用来控制新鲜空气的流量。当空调刚启动，车内温度高，空气较新鲜，此时关闭进气阀门，空气通过鼓风机的作用经蒸发器降温，只在车内循环。当车内空气迅速降低后，才适当打开外来空气进气阀，车内空气与外来的新鲜空气经蒸发器降温循环。

车内空气气压略比车外高，保持正压，以防止外面的空气不经空调器进入车内。

车内污浊空气一般从后门棱上的空气出口栅格或后保险杠两侧内隐藏的空气栅格排出。

(2)温度调配系统

冷暖一体化汽车空调，其配气和温度调配系统如图5－3所示。风门在A位置，外来新鲜空气进入量最大;B位置则空气不能进入，只是车内循环;若在A、B位置之间，则可按需要调配进入新鲜空气。

空气(包括外来、内部空气)在风扇1输送下，经过蒸发器5到达调温门6，调温门在A位置，冷空气不经过加热器14，空气温度低，可以迅速降低车内温度。调温门在B位置，冷暖空气混合。调温门在C位置，全部冷空气进入加热器14，使出风口吹出热风，但空气经过了蒸发器，已被除湿而干燥了。

经过温度调节后的空气可以通过除霜门7、中风门10和下风门13输送到车内，这些风门均可以根据乘员需要进行人工或自动控制。此外，风量可通过改变鼓风机转速来调节。

1—鼓风机风扇　2—车内循环空气口　3—车外新鲜空气　4—进气门　5—蒸发器　6—调温门　7—除霜门　8—中风门9，　11—两侧风EI10—中风口　12—下风口　13—下风门　14—加热器　15—温箱壳　16—上风口

图5－3　汽车空调温度调节和配气图

(3)控制操作方式

配气与调温需要改变进风门、调温门及各风口位置，手控空调是通过空调控制板上的按键调节的，移动按键就拉动了控制阀门的拉索(钢索)，拉索可以打开或关闭各阀门。车型不同，控制方式也有差别，但需用手直接调节配气、温度和风速。

全自动空调器用微电脑控制送风量及温度调配，电脑通过对传感器和预选信号的处理、计算和比较，输出不同的电信号来控制执行机构工作，使调温门的位置不断变化以调控车内温度，并使鼓风机风扇的转速随着空调参数的改变而改变，即不仅能按乘员需要送出温度、湿度适宜的风，而且可以根据设定参数调节风速和风量。全自动空调的具体功能如下:

①空调控制。温度、风量、运转方式的自动控制，换气量的控制等。

②节能控制。即压缩机运转工况、换气量的最佳控制以及随温度变化的换气切换;转入经济运行;根据车室内、外温度，自动切断压缩机电源等控制。

③故障报警。

④显示。能显示给定的温度、控制温度、控制方式、运转方式的状况等。

⑤故障自诊断储存及显示故障码。空调系统发生故障，电脑能以故障部位代码的形式储存起来。维修时，可以利用车上显示屏或用专门的解码器显示故障码。

自动空调的操作:只需驾乘人员设定温度，再按下自动按钮，空调系统即自动运行;另外还设有一套手控按钮，随意通过按钮控制风速、出风位置、进风控制、温度控制等，手控也是通过电脑控制执行器的。

2．空调系统的基本组成

1)空调压缩机

(1)压缩机的作用和类型

压缩机是汽车空调制冷系统的“心脏”。其作用是吸入来自蒸发器的低温、低压制冷剂蒸气，使其压力和温度升高并输入冷凝器，维持制冷剂在制冷系统中的循环。因此，压缩机是制冷系统中低压和高压、低温和高温的分界线。

空调压缩机根据用途、结构、运动方式可以分为多种类型。用于汽车的空调压缩机，根据运动方式可以分为两大类、六种结构形式，如表5－1所示:

表5－1　压缩机的组成

(2)维修阀

压缩机的进、排气口各装有一只维修阀，其作用是沟通或切断压缩机与系统的回路，以方便维修压缩机。压缩机维修阀的结构如图5－4所示，维修阀有三个位置，将阀杆完全旋入，为压缩机与系统隔离位置;将阀杆完全旋出，为压缩机正常工作位置;将阀杆调到中间位置，在压力表接口上装压力表，用以排放、抽出、充加制冷剂时，检查制冷系统的压力。

1—与制冷系统的接口　2—压力表接口　3—阀杆　4—与压缩机接口

图5－4　压缩机维修阀的结构

1—电磁线圈　2—皮带轮　3—轴承外圈　4—轴承内圈　5—压缩机轴　6—衔铁

图5－5　电磁离合器的结构

(3)电磁离合器的结构

压缩机是由发动机通过皮带直接带动旋转，为了能够控制压缩机停止和转动，在压缩机皮带轮内安装有电磁离合器，电磁离合器主要由电磁线圈、衔铁、轴承、皮带轮、压缩机轴等组成，其结构如图5－5所示。衔铁与压缩机主轴连在一起，当电磁线圈通电时，产生磁场吸引衔铁移动并与皮带轮相连，从而使皮带轮带动压缩机主轴旋转。若电磁线圈与皮带轮、衔铁与皮带轮之间间隙过大;压缩机扭矩过大;电源电压不正常;都会造成电磁离合器工作不正常或造成电磁线圈烧坏。

2)冷凝器

冷凝器安装在发动机散热器的前面，其构造与散热器相似，但体积小，而且能承受较大的压力。由压缩机输送来的高压高温制冷气体，通过冷凝器时，由于外界空气的冷却使气态制冷剂转变成保持高压的液态。由于空气侧的换热系数很低，极大地影响着整个冷凝器的散热。为此采用一组电动风扇(与发动机的散热器共用)和利用车辆的迎面风进行强制冷却。冷凝器的结构如图5－6所示。某些冷凝器还带有制冷消声器。

1—冷凝器　2—制冷消声器

图5－6　管带式冷凝器的结构

由于冷凝器是以空气作为冷却介质，因而容易有尘埃杂质附在其上，导致气流不能通过冷凝器，降低冷凝效率，所以要定期清除。

3)储液干燥器

(1)储液干燥器的功用

①用以储存制冷剂;

②过滤制冷剂;

③吸收制冷剂中的潮气。

(2)储液干燥器的结构

储液干燥器的结构如图5－7所示。它由储液罐、两个过滤心、干燥剂、吸出管、视液镜等组成。

1—第一过滤芯　2—第二过滤芯　3—回流管　4—压力开关　5—调压阀　6—视液镜A7—视液镜B8—流向膨胀阀　9—冷凝后的制冷剂进口

图5－7　储液干燥器的结构

储液干燥器上开有两个视液镜，供监测空调系统用。视液镜A为湿度指示仪，供检查湿度用。即通过视液镜A看干燥剂的颜色来判断储液干燥器的水分含量是否饱和:显示蓝色为正常状态，显示红色为湿度呈饱和状态;如呈红色，则应缓慢地排尽系统中的制冷剂，更换干燥器，然后加注制冷剂。视液镜B是检查制冷剂的流量，通过它可对系统中制冷剂流量的多少进行检查。即看气泡的多少及有无来判断制冷剂流量的多少。

另外，在储液干燥器上安装有压力开关，它根据制冷系统压力的变化，实现对制冷系统中压缩机、电动风扇的电路控制。拆下压力开关后制冷系统一般仍能保持密封。

4)膨胀阀

(1)膨胀阀的功用

膨胀阀的主要功用为:把高温、高压的液态制冷剂经节流降压，转化为低压低温的雾状物，送入蒸发器，使其能在蒸发器中很容易汽化。另外，它可以确保进入蒸发器的制冷剂流量适当，起调节流量作用。此流量是根据环境温度变化，通过感温元件自动控制膨胀阀的开启度来实现的。

(2)膨胀阀的结构

如图5－8所示为H形膨胀阀的结构，它具有感温灵敏、结构紧凑、牢固可靠、使用和安装方便等特点。

1—弹簧　2—球阀座　3—顶杆　4—膜片　5—感温元件

图5－8　膨胀阀剖面图

膨胀阀由感温元件、膜片、顶杆、球阀座、弹簧等组成。在阀的两侧各有两个管子接口，中间为阀和顶杆，阀体通道呈H形，顶杆加工成带有中空的腔室，使之与膜腔相通，顶杆与膜片密封铆死，空腔就成为内藏式的感温包，直接感受蒸发器的出口温度。并通过球阀控制向蒸发器的供液量，从而达到自动调控制冷量的目的。

(3)膨胀阀的工作过程

来自冷凝器的高温高压液态制冷剂通过膨胀阀节流降压流入蒸发器，其流量是靠弹簧支撑定位的球阀来控制的。敏感元件承受蒸发器出口的温度，它将热量传给密封在膜片上方的制冷剂，制冷剂受热膨胀下压膜片，推动顶杆，球体克服弹簧压力，打开阀门。温度越高，阀门开度越大，使去向蒸发器的制冷剂流量增加。随着较多制冷剂流过蒸器，在离开蒸发器时，其温度也降低，敏感元件收缩，膜片上压力减小，使阀门开度减小。从而自动调节进入蒸发的流量。弹簧预紧力可以调整，当弹簧预紧力最小时，阀门关闭时的过热值最小;当弹簧预紧力最大时，阀门关闭时的过热值最大。在一般情况下，膨胀阀已由生产厂家调整到4℃～5℃过热值，这已能满足多数用户的要求，如无绝对必要，不要进行调整。

5)蒸发器

图5－9　蒸发器的结构

如图5－9所示，蒸发器的结构与冷凝器类似。不同的是隔筋通孔比冷凝器要多，管形为椭圆，具有散热面积大、散热性能好、热变形小等优点。蒸发器一般安装在与暖风机壳体相连接的蒸发器壳体内。鼓风机提供足够的空气循环，以强制的方式迫使空气流动，将蒸发器外表面的冷空气吹向车内，这样可大大提高传热效果。另外，蒸发器上安装有蒸发器温度传感器。

由于制冷剂吸收的热量，有一部分用来冷凝空气中的水蒸气起到除湿作用，因此在湿度高的天气，空调系统的降温作用不大，但因湿度降低，驾驶员和乘客出汗易蒸发，故仍会感到舒适。

6)制冷剂

为满足环境保护法规的要求，已经广泛采用R134a制冷剂代替R12(氟利昂)制冷剂。R134a除了具有不破坏臭氧层的显著优点外，还具有如下特点:

(1)无色、无臭、无刺激性;

(2)无毒性，无燃烧性和无爆炸性，具备实际使用的安全性;

(3)在使用的温度范围内化学稳定性好，不会分解;

(4)对金属材料无腐蚀性;

(5)与合成油的相溶性好;

(6)液化、蒸发性好。

R134a在大气压力下的沸腾点为－26．9℃，在98KPa的压力下沸腾点为－10．6℃(如图5－10所示)。在常温常压的情况下，如果将其释放，R134a便会立即吸收热量开始沸腾并转化为气体，对R134a加压后，它也很容易转化为液体。

图5－10　R134a在不同压力下的沸点

(7)传热性能优于R12，在相同质量流量下水平管中的R134a蒸发和冷凝传热系数比R12高出约25%。R134a的特性如图5－11所示。该曲线上方为气态，下方为液态，如果要使R134a从气态转变为液态，可以降低温度，也可以提高压力;反之亦然。

注意:R12和R134a两种制冷剂不可以互换使用。

图5－11　R134a蒸汽－压力曲线

7)冷冻润滑油

在空调制冷系统中，相对运动的部件需要润滑。由于制冷系统中的工作条件比较特殊，所以需要专门的润滑油——冷冻润滑油。冷冻润滑油除了起到润滑作用以外，还可以起到冷却、密封和降低机械噪声的作用。在制冷系统中的润滑油还有一个特殊的要求，就是要与制冷剂相容，并且随着制冷剂一起循环。因此，在冷冻润滑油的选用上，一定要注意正确选用冷冻润滑油的型号，切不可乱用，否则将产生严重后果。

任务实施

1．考核标准

汽车空调维修基本技能考核评分表

2．相关设备

配置空调系统的整车一辆(或空调台架一台)、真空泵、歧管压力表、电子检漏仪、制冷剂注入阀、罐装制冷剂R134a、检修阀扳手及他专用工具。

3．注意事项

1)处理制冷剂时应注意的安全问题(如图5－12所示)

(1)操作时必须戴防护眼镜，避免液体的制冷剂进入眼睛或溅到皮肤上;

(2)如果液体制冷剂进入眼睛或碰到皮肤，不要揉擦，应立即用大量的冷水冲洗，并立即到医院进行专业处理。

(3)不要将制冷剂的罐底对着人，有些制冷剂罐底有紧急放气装置;

(4)不要在密闭的空间或靠近明火处处理制冷剂;

(5)不要将制冷剂罐直接放在温度高于40℃的热水中;

2)在更换零件或管路时要注意的问题(如图5－12所示)

(1)用制冷剂回收装置回收制冷剂，以便再次使用;

(2)在未连接的空调管路或零件上插上塞子，以免潮气、灰尘进入系统;

(3)对于新的冷凝器、储液干燥器等零件不要拨了塞子放置;

(4)在拔出新压缩机塞子之前要从排放阀放出氮气，否则在拔塞子时，压缩机油将随氮气一起喷出;

(5)不要用火焰加热进行弯管和管路拉伸。

3)在拧紧连接零件时应注意的问题(如图5－13所示)

(1)滴几滴压缩机油到O形密封圈上可使紧固容易和防止漏气;

(2)使用两个开口扳手紧固螺母，防止管路扭曲;

(3)按规定的力矩拧紧螺母或螺栓。

图5－12　处理制冷剂和更换零件时应注意的问题

图5－13　在空调系统开启补充制冷剂时应注意的问题

4)在空调制冷系统开启补充制冷剂时应注意的问题(如图5－13所示)

(1)如果制冷剂不足，有可能引起压缩机润滑不足，造成压缩机损坏，应有低压保护措施。

(2)空调系统在运转时，只容许开启低压阀补充制冷剂。如开启高压阀将引起制冷剂倒流入制冷剂容器，使制冷剂容器破裂，造成危险。

(3)如果将制冷剂容器倒置，制冷剂将以液态进入空调管路，造成压缩机液击，损坏压缩机，所以制冷剂必须以气态充入。

(4)制冷剂不要充入过量，否则将造成制冷不良、发动机经济性变差，发动机过热等故障。

4．实施步骤

1)空调系统的检查

(1)直观检查(如图5－14所示)

图5－14　直观检查

①检查压缩机驱动皮带是否过松，如果皮带过松应按标准调整;

②检查空调出风口的出风量，如果出风量不足，检查进风滤清器;如有杂物清除之;

③听压缩机附近是否有非正常的响声，如果有，检查压缩机的安装情况;

④听压缩机内部是否有杂音，这种杂音通常都是由压缩机内部零件损坏所引起;

⑤检查冷凝器散热片上是否有脏物覆盖，如果有将脏物清除之;

⑥检查制冷循环系统的各连接处是否有油渍，如果有油渍，说明该处有泄漏，应紧固该连接处或更换该处的零件;

⑦将鼓风机开至低、中、高档，听鼓风机处是否有杂音，检查鼓风机是否运转正常，如果有杂音或运转不正常，应更换鼓风机(鼓风机进入异物或安装有问题也会引起杂音或运转不正常，所以在更换之前要仔细检查)。

(2)检查制冷剂的数量

检查制冷剂的数量有两种方法:一种是通过系统中安装的视液镜检查;另一种是通过检测系统压力检查。

①通过视液镜检查制冷剂的数量

检查条件:发动机转速为1500r/min;

鼓风机速度控制开关处于高位;

空调开关为“开”位;

温度选择器为最凉;

完全打开所有车门(如图5－15所示)。

图5－15　检查条件

检查制冷剂的数量(如图5－16所示):

正常:几乎没有气泡，说明制冷剂量正常;

不足:有连续的气泡，说明制冷剂量不足;

空或过量:看不到气泡，说明制冷剂储藏罐是空的或制冷剂过量。

②通过检查系统的压力来检查制冷剂的数量

连接歧管压力表:将岐管压力表的高低压开关全部关闭(如图5－17所示);

图5－16　检查制冷剂数量

图5－17　关闭歧管压力表高低压开关

把加注软管的一端和歧管气压计相连，另一端和车辆侧的维修阀门相连(如图5－18所示);

蓝色软管→低压侧;红色软管→高压侧。注意:连接时，用手而不要用任何工具紧固加注软管;

如果加注软管的连接密封件损坏，应更换;

由于低压侧和高压侧的连接尺寸不同;连接软管时不要装反。

软管和车侧的维修阀门连接时，把快速接头接到维修阀门上并滑动，直到听到“咔嗒”声;和多功能表连接时，不要弄弯管道。

检查制冷系统的压力:启动发动机，在空调运行时检查歧管气压计所显示的压力读数如图5－19所示。

图5－18　连接歧管压力表

图5－19　制冷系统的正常压力

低压侧:0．15～0．25MPa(1．5～2．5kgf/cm²)

高压侧:1．37～1．57MPa(14～16kgf/cm²)

提示:多功能表所示压力随着外部空气温度而有轻微的变化。

知识链接

1．歧管压力表

歧管压力表是专门检查空调系统压力的专用工具，有高压表、低压表、高压开关、低压开关及相应软管，通过打开/关闭开关来开/关加注软管的通道，如图5－20所示。需要注意的是，用于R134a系统的压力表不能用于R12制冷系统。

图5－20　歧管压力表的结构及开关通路

2．空调检漏计

目前空调检漏通常采用电子检漏计，如图5－21所示，用闪光灯和蜂鸣器检查制冷剂的泄漏，越靠近泄漏区域，闪光和蜂鸣的间隔越短，提高灵敏度将能检测到轻微的泄漏。

图5－21　电子检漏计

检查时要在发动机停机状态进行。由于制冷剂较空气略重，因此检漏计的探头应在管路连接部位的下方检测，并轻微振动管路，如图5－22所示。

图5－22　检漏方法

(3)检查制冷剂的泄漏

如图5－23所示，用检漏计检测主要可能的泄漏部位。

图5－23　主要可能泄漏的部位

(4)空调制冷功能的检查

空调制冷功能的检查:车型不同，检查的方法也有所差异，下面以丰田轿车为例来介绍检查的方法(不同车型的检查方法可以参照该种车型的修理手册):

①将车放在荫凉处;

②预热发动机到正常温度，将车门全开，气流选择为面部出风，进风选择为内循环，鼓风机速度选择最大，温度选择最冷，在发动机转速为1500r/min的情况下开启A/C开关，5～6min后测试进风口的湿度和温度及出风口的温度(如图5－24所示)。

③用进风口处的干、湿球温度按图5－25(a)中的图表查出相对湿度，再算出进风口和出风口的温度差，检查是否在图5－25(b)中的可接受范围内，如果在其范围内，则说明制冷性能良好。

图5－24　测量进风口的温度和湿度及出风口的温度

图5－25　用于湿球温度检查湿度和判断空调性能

2)制冷剂的加注

下面介绍重新加注制冷剂的步骤。

(1)按前述安装歧管压力表，将绿色软管的一端接压力表的中部，另一端接真空泵，如图5－26所示;

(2)打开歧管气压表高压侧和低压侧两侧的阀门，开启真空泵抽空，抽真空至歧管气压表低压侧显示为750mmHg或更高，保持750mmHg(或更高的显示压力，抽真空10min)，如图5－27所示;

图5－26　连接压力表和真空泵

图5－27　系统抽真空

(3)关闭歧管气压表高压侧和低压侧两侧的阀门，关闭真空泵，(如图5－28所示);

注意:如果关闭真空泵时两侧的阀门(高压侧和低压侧)都开着，则空气会进入空调系统。

(4)检查系统密封性:真空泵停止后，高压和低压两侧的阀门关闭5min，歧管气压表的读数应保持不变(如图5－29所示);

提示:如果显示压力增加，则有空气进入空调系统，检查O形圈和空调系统的连接状况。

注意:如果抽真空不足，空调管道内的水分会冻结，这将阻碍制冷剂的流动并导致空调系统内表生锈。

图5－28　关闭真空泵

图5－29　检查系统密封性

(5)安装制冷剂罐(如图5－30所示)

图5－30　连接阀门和制冷剂罐

①连接阀门和制冷剂罐检查加注罐连接部件的盘根，逆时针转动手柄升起针阀，逆时针转动阀盘并将其升起。

注意:要在针阀升起前安装加注罐，否则针阀会插进加注罐，从而导致制冷剂泄漏。

把阀门旋进加注罐直到和盘根紧密接触，然后紧固阀盘以卡住阀门。

注意:不要顺时针转动手柄，否则针将插进加注罐，从而导致制冷剂泄漏。

②把加注罐安装到歧管气压表上(如图5－31所示)完全关闭歧管气压计低压侧和高压侧的阀门;把制冷剂罐安装到歧管气压计中间的绿色加注软管;顺时针转动手柄直到针阀在制冷剂罐上钻个孔;逆时针转动手柄退出针阀;按下歧管气压计的空气驱除阀放出空气直到制冷剂从阀释出。

注意:如果用手按下气体驱除阀，释放出的空调气体就会黏到手上等处，从而产生冻伤，因此要用螺丝刀等按住阀门。

(6)从高压侧加注制冷剂(如图5－32所示)发动机不工作时，打开高压侧阀门加入制冷剂直到低压表到大约0．98MPa(1kg/cm);加注后，关闭阀门。注意:一定不要让压缩机工作，空调压缩机运行时，不从低压侧加注将导致空调压缩机缺油拉伤;也不要打开低压侧阀门，制冷剂在空调压缩机内通常为气体状态，如果从高压侧加注而低压侧阀门开着，液态制冷剂进入低压侧，此时若空调压缩机开始工作就会出现液击而被损坏。

1—关闭高、低压阀　2—绿色加注软管　3—顺时针针阀钻孔　4—逆时针升起针阀　5—空气驱除阀放气

图5－31　把加注罐安装到歧管气压表上

图5－32　从高压侧加注制冷剂

(7)检查漏气(如图5－33所示)用电子检漏计按图示的部位检测系统漏气的情况。

图5－33　检查漏气

(8)从低压侧加注制冷剂关闭高压侧阀门后，启动发动机并运行空调(如图6－34所示)，打开低压侧阀门，加入规定量的制冷剂(如图5－35所示)。

加注条件:发动机转速为1500r/min;鼓风机速度控制开关处于高位;A/C开关开;温度选择器为最凉;完全打开所有车门。

图5－34　关闭高压侧阀门启动发动机

图5－35　打开低压侧阀门加注制冷剂

提示:加注量随着车型的不同而有所不同，因此应参照相关的说明书。

注意:低压侧加注制冷剂时制冷剂罐倒置将使制冷剂以液态进入压缩机。压缩液体将损坏压缩机(如图5－36所示);不要加注过量，否则将导致制冷不足;更换加注罐时，关闭高低压两侧的阀门;更换后，打开驱气阀，从中部的软管(绿色)和歧管压力表中放出空气;

发动机工作时，不要打开高压侧的阀门，将导致高压气体回流至加注罐，并造成破裂(如图5－37所示)。

图5－36　低压侧加注制冷剂时不要将灌倒置

图5－37　低压侧加注制冷剂时不要打开高压侧阀门

根据歧管压力表的压力检查制冷剂的加注量:在制冷剂加注量达到规定量时，歧管压力表的压力也应达到规定值，其规定的压力(如图5－38所示)分别是:

低压侧:0．15～0．25MPa(1．5～2．5kgf/cm²);

高压侧:1．37～1．57MPa(14～16kgf/cm²)。

提示:歧管气压计所示压力随外部空气温度而有轻微的变化。

图5－38　制冷剂加满时的规定压力

制冷剂加注量符合要求后，关闭低压侧阀门并关闭发动机(如图5－39所示)。

把歧管压力表从车辆侧维修阀门和制冷剂罐阀门上拆掉(如图5－40所示)。

图5－39　关闭低压侧阀门并关闭发动机

图5－40　拆卸歧管压力表和制冷剂罐

外部温度高时，加注制冷剂困难，可用空气或冷水降低冷凝器的温度(如图5－41所示);

外部温度低时，可用温水(40℃以下)加热制冷剂罐，这样可使加注比较容易(如图5－41所示)。

图5－41　用温水加热制冷剂罐或用冷水冷却冷凝器

最后检查制冷剂的加注量是否合适，空调系统运转是否正常:通过观察孔检查加注量、检查漏气和空调制冷状况(如图5－42所示)。

图5－42　检查制冷剂量和空调系统是否正常

3)空调制冷系统的故障诊断

空调系统的故障包括暖风系统、制冷系统、通风系统的故障等，其中暖风和通风系统的故障主要表现为无暖风或暖风不足，检查时只需检查风道是否堵塞，暖风水路是否正常。风道中各种风门工作是否正常即可，故障部位比较直观，此处不再赘述。制冷系统的故障较为复杂，故障的表现主要是不制冷或制冷不足，故障的原因可以分为制冷循环系统故障和电气控制系统故障，下面分别予以介绍:

(1)利用歧管压力表诊断制冷循环系统的故障

制冷循环系统的故障基本上可以用歧管压力表进行诊断，在系统无泄漏及压缩机电磁离合器能够吸合的情况下，将歧管压力表按照前述的方法与制冷系统的维修阀连接，启动发动机，运转空调系统，检查系统高压及低压侧的压力。

系统正常的情况下，高压侧的压力应为1．4～1．6MPa;低压侧的压力为0．15～0．25MPa，如图5－43所示。

如果空调制冷不足，歧管压力表的高低压表指示的压力均低(如图5－44所示)，同时视液镜中可以看到大量气泡，这说明系统中制冷剂不足。此时，应检查系统是否有泄漏的地方，在排除了泄漏故障后，将制冷剂补足。

图5－43　制冷循环系统的正常压力

图5－44　高低压表指示的压力均低

歧管压力表的高低压表的指示均过高(如图5－45所示)，视液镜中看不到气泡，甚至在低转速下也看不到气泡，造成这种现象的原因是系统中制冷剂过量或冷凝器冷却不足。排除时，要将制冷剂量调整合适，清洁冷凝器，同时还要检查车辆的冷却系统。

制冷时有时无，压力表在空调启动时正常，过一段时间低压表指示真空，高压表的压力也降低很多，过几秒到几分钟，表的指示又恢复正常(如图5－46所示)，如此循环。造成这种现象的原因是系统中有水分，当系统正常制冷温度下降时，水分在膨胀阀处结冰造成冰堵，制冷循环不能进行;温度上升后，冰融化使得循环又正常进行。温度下降后又造成冰堵，如此反复。遇到这种情况应更换储液干燥器，系统抽真空后重新加注制冷剂。

图5－45　高低压表指示均过高

图5－46　系统中有水分时的压力表显示

若高压表指示过低，低压表指示过高(如图5－47所示)，关闭空调后，高低压表指示很快趋于一致，触摸压缩机，压缩机的温度也不高，说明压缩机的效率不高，此时应更换或修理压缩机。此外，冷凝器冷却不足也可能造成高压表指示过低，低压表指示过高。

若制冷循环系统内制冷剂不能循环，低压表可以指示真空，高压表的压力也比正常压力低(如图5－48所示)。造成这种情况的主要原因是:制冷循环系统内有堵塞情况。若系统完全堵塞，开启空调时，由于制冷剂不循环，低压表立即显示真空;若未完全堵塞，低压表在开启空调时逐渐指向真空，在堵塞部位的前后还将出现温差。堵塞的部位常发生在膨胀阀、EPR阀及管路较细的部位。膨胀阀的感温包漏气也可能使膨胀阀不能开启而造成这种情况。排除时，要查明堵塞的原因，更换堵塞的部件，彻底清理制冷循环管路。

图5－47　高压表指示过低，低压表指示过高

图5－48　高压表指示过低，低压表指示真空

在制冷剂数量正常的情况下，如果高低压表的压力均指示高于正常值(如图5－49所示)，说明制冷循环系统中有空气进入，其表现通常为低压指示越高，制冷效果就越差。出现这种情况时，应更换制冷剂并对系统进行抽真空，排除系统中的空气。

如果低压表指示过高，高压表指示正常(图5－50)，低压管路结霜且制冷效果下降，这种情况往往是由于膨胀阀开度过大造成的，维修时要重点检查膨胀阀热敏管的安装情况，在热敏管正常的情况下，应考虑更换膨胀阀。

图5－49　高、低压表均过高

图5－50　高压表指示正常，低压表指示过高

(2)空调系统控制电路的故障诊断

汽车空调控制电路的故障主要表现为系统不工作或系统中某一部分不工作。在检查时，首先要研读空调控制电路图，再根据电路图用万用表或试灯等工具检查电路，找出故障所在，下面以普通桑塔纳车型的空调控制电路为例说明控制电路的检查方法。

①阅读空调控制电路图

如图5－51所示为普通桑塔纳轿车空调系统的控制电路示意图。从图中可以看出，控制电路中所包含的电器元件有空调继电器、空调开关;执行元件有压缩机电磁离合器、冷凝器、鼓风机、怠速电磁阀、新鲜空气电磁阀等;条件限制开关有环境温度开关、蒸发器温度开关、高低压开关、和冷凝器温控开关等。研读电路图后可以发现，空调压缩机电磁离合器电路在下述情况下会被切断:

空调开关断开——电源被切断;

环境温度开关断开——环境温度低于设定温度时，不需要制冷，环境温度开关断开;

蒸发器温控开关——蒸发器表面温度低于某一设定值时，自动切断电磁离合器电路，防止蒸发器表面结霜;

S₁—冷却风扇熔断器S₁₄—空调熔断器S₂₃—鼓风机熔断器K₄₆—空调指示灯J₃₂—空调继电器J₂₆—冷却风扇继电器E₃₀—空调制冷开关E₀—鼓风机开关F₇₃—低压开关F₂₃—高压开关F₁₈—冷却风扇电动机温控开关F₃₃—温控开关F₃₈—环境温控开关V₇—冷却风扇电动机V₂—鼓风机N₂₅—空调电磁离合器N₁₆—怠速电磁阀N₆₃—新鲜空气阀N₂₃—调速电阻

图5－51　制冷系统的控制电路

低压开关断开——在制冷循环系统压力过低时，低压开关断开，自动切断电磁离合器电路，防止因制冷剂泄漏，冷冻机油流失，损坏压缩机;

空调熔断丝溶断——切断电源，电磁离合器断电;

②检查电路

a．检查电源电路

在接通空调开关后，检查空调电磁离合器能否吸合，并检查电磁离合器接线头有无12V电压，如有12V电压，表明电源电路正常，否则应按照电路图逐一检查空调熔断丝、空调开关、环境温度开关、蒸发器温控开关、低压开关处有无电压。

b．检查鼓风机控制电路

在接通空调开关后，鼓风机应能正常运转，用调速开关调速正常，否则应用万用表检查熔断丝、空调继电器线圈、调速开关(电阻)是否断路。

c．检查冷凝器温控开关电路

用报纸遮挡冷凝器前面，阻隔冷凝器热量散发，使制冷系统压力增大，温度增高，当冷凝器温度达到105℃时，高压开关接通，冷凝器风扇立即高速旋转，强力冷却;然后拿开报纸，使温度下降至正常(95℃)高压开关应断开，否则应检查熔断丝、高压开关是否完好。

d．检查电磁离合器

将电磁离合器的电源端子直接接蓄电池电源，检查能否吸合，如能吸合说明离合器正常。

e．检查连接器和电路

检查各连接器的连接是否良好、检查线路情况是否良好、检查各搭铁点接触是否良好;还可以模仿故障发生的情况检查接触不良的情况，如故障发生在车辆振动时，可以逐一晃动空调系统的部件，晃动某一部件故障现象出现时，该部件即为故障部件;又如下雨时出现故障，可以通过人为浇水模拟故障产生的环境，检查故障的部位。

如果线路中有短路故障，则线路熔断丝肯定被烧断，且换上熔断丝后又会被烧断。此时，应检查各连线绝缘是否破坏而搭铁及部件内部是否有短路情况。

③系统部件的检查

a．电磁离合器

电磁离合器不吸合，应使用万用表检测电磁离合器的输入端有无12V电压，如果有电压，说明离合器可能损坏，此时应使用万用表的电阻挡测量离合器电磁线圈的电阻，应符合要求，否则应予以更换，最后还要检查离合器的机械部分是否有异常。

b．鼓风机

鼓风机不转应检查鼓风机线路，将蓄电池12V电压接在电动机上，看电动机是否能平稳转动，且在空载下转速应能达到7000r/min左右。如不正常，应检查电刷接触是否良好，轴承是否被卡死，电动机是否被烧坏。

c．空调继电器

空调继电器一般为触点常开型，其故障多为继电器线圈烧坏(线圈短路或断路)，触点烧蚀、粘连、动触点卡死等。在正常情况下，当继电器线圈通电时，应能听到其触点动作的轻微声音，否则说明继电器有故障。可以把它从线路上拆下，用万用表测量其线圈是否良好，如果线圈完好，再用万用表测量其常开触点的电阻应为∞，否则说明粘连;如为∞，可以给线圈通电后进一步检查。线圈通电后，常开触点应闭合，触点回路电阻应为零，否则说明触点烧蚀或卡死，应检修或更换。

d．鼓风机电阻及挡位开关

鼓风机电阻烧坏或鼓风机挡位开关接触不良，将会造成鼓风机不转动或无法调速等故障现象。检测时，可用万用表测量各挡位电阻值判断，亦可拆下鼓风机调速电阻及鼓风机挡位开关组件检查。

任务报告

理论习题

1．压缩机上不安装电磁离合器会产生什么后果?

2．采用热敏电阻或蒸发器温度开关的空调系统是否需要安装EPR阀?

3．以水为例，画出水的三态变化示意图。

4．绘制制冷循环示意图。

5．如果在空气混合型暖风系统中安装水阀，其作用是什么?

6．请将制冷循环划分为高压区域和低压区域，制冷剂在什么地方是液态?什么地方是气态?

7．总结出膨胀阀和膨胀管制冷循环的异同点。

8．空调制冷循环系统中有水分，开启空调开关后会有什么现象?为什么?

9．膨胀管不能调节制冷剂的流量，蒸发器出口有液态制冷剂应该如何处理?

实训报告

任务评价