論汽車空調(diào)的基本工作原理及制泠劑

夏國明

摘要：隨著消費(fèi)者對(duì)汽車功能以及性能要求越來越高，空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要度也日益升高?？照{(diào)系統(tǒng)與汽車的空調(diào)舒適性密切相關(guān)，不僅決定了乘員艙內(nèi)氣體的溫度、濕度、流量等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，還與汽車的能耗經(jīng)濟(jì)性有一定的聯(lián)系。本文通過對(duì)汽車的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

Abstract： With the increasing demand of consumers for automobile function and performance， the importance of air conditioning system design is also increasing. The air conditioning system is closely related to the air conditioning comfort of the automobile， which not only determines the key technical parameters such as temperature， humidity， flow rate and so on， but also has a certain relationship with the energy consumption economy of the automobile. In this paper， the air conditioning system of automobile is analyzed in detail.

關(guān)鍵詞：汽車空調(diào);工作原理;制冷劑

Key words： automotive air conditioning;working principle;refrigerant

中圖分類號(hào)：TU831.3+8 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-957X（2021）07-0067-02

1 ?汽車空調(diào)的基本分類

手動(dòng)空調(diào)要求用戶自行調(diào)節(jié)風(fēng)扇，自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)持續(xù)保持預(yù)設(shè)溫度。為此，自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)將空氣溫度從輸出、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和氣流分布。

2 ?汽車空調(diào)系統(tǒng)的組成

汽車空調(diào)系統(tǒng)的基本組成包括供暖系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、通風(fēng)凈化系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)控制部件和空調(diào)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

來自空調(diào)加熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)缸體的熱冷卻液部分流向熱交換器芯，然后由風(fēng)機(jī)將冷空氣通過熱交換器芯強(qiáng)制送至腔室擋風(fēng)玻璃加熱或除霜。

以膨脹閥制冷劑循環(huán)回路為例，汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)由膨脹閥和加速閥組成脾臟。空調(diào)和通風(fēng)系統(tǒng)允許將空氣輸送到適當(dāng)?shù)奈恢?，按照船上人員的要求。

3 ?汽車空調(diào)的作用與特點(diǎn)

當(dāng)人們?cè)谲噧?nèi)的環(huán)境相對(duì)較小時(shí)，他們可以進(jìn)行較少的活動(dòng)。汽車空調(diào)的主要功能體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一是控制車內(nèi)空氣溫度，根據(jù)需要輸送冷熱空氣，使車內(nèi)環(huán)境達(dá)到理想狀態(tài);二是調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣濕度，排出多余的水分，營造“干燥”的環(huán)境。

4 ?汽車空調(diào)的系統(tǒng)組成

冷凝器作為汽車空調(diào)系統(tǒng)的重要組分部分。壓縮機(jī)傳遞的制冷劑蒸汽中的熱量被釋放到流經(jīng)壓縮機(jī)的外部空氣中，從而使制冷劑從蒸氣狀態(tài)變?yōu)橐后w狀態(tài)。液體制冷劑在制冷、過濾、干燥、暫存過程中，還可以監(jiān)測(cè)制冷劑的數(shù)量以及是否處于正常的流動(dòng)狀態(tài)（無泡沫、穩(wěn)定流動(dòng)）。儲(chǔ)液干燥器中的液體制冷劑經(jīng)過節(jié)流、減壓和冷卻，變成薄霧并流向蒸發(fā)器。

5 ?汽車空調(diào)系統(tǒng)

空調(diào)系統(tǒng)具有控制溫度、濕度、調(diào)節(jié)舒適性、通風(fēng)、空調(diào)等功能。在篩選空氣的過程中。汽車空調(diào)系統(tǒng)冷凝器的工作原理首先就是壓縮機(jī)先將低溫低壓液體制冷劑加壓成高溫高壓氣體制冷劑壓力輸入在冷凝器中，過一段時(shí)間后，等到冷凝器冷卻后，在低溫的條件下變?yōu)楦邏阂后w，然后下一步，就是通過儲(chǔ)液干燥器吸收水分。然后進(jìn)入膨脹閥，成為低溫低壓氣體制冷劑，進(jìn)入蒸汽發(fā)生器。降低室內(nèi)溫度蒸汽發(fā)生器然后，風(fēng)扇將冷空氣分散到車輛內(nèi)蒸發(fā)器周圍，導(dǎo)致車內(nèi)溫度迅速下降并返回至壓縮機(jī)進(jìn)行。汽車空調(diào)系統(tǒng)不僅可以給司機(jī)更多的工作舒適，而且也有利于司機(jī)師傅更好的駕駛汽車。如果壓縮機(jī)停止工作，制冷劑停止循環(huán)，車輛恢復(fù)環(huán)境溫度效應(yīng)。

需要注意的是，停車時(shí)不能打開空調(diào)，一方面是因?yàn)橥＼囋斐扇紵蛔?，浪費(fèi)資源，違背了原來的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。發(fā)動(dòng)機(jī)在停機(jī)期間運(yùn)行可能會(huì)導(dǎo)致一氧化碳濃度過高，危及生命。

汽車空調(diào)的動(dòng)力源是壓縮機(jī)，皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于控制空調(diào)。不使用空調(diào)，壓縮機(jī)停止運(yùn)行，并由電磁離合器相應(yīng)控制，發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作后，必須檢查皮帶的密封性，以確定離合器是否正常工作。

定排量壓縮機(jī)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化來決定在一定范圍內(nèi)增壓的比例。恒排量壓縮機(jī)不能根據(jù)駕駛員的要求自動(dòng)控制空調(diào)，且油耗過高。恒排量壓縮機(jī)通過蒸發(fā)器進(jìn)氣口的環(huán)境溫度控制電磁離合器。溫度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。電磁離合器松開并停止。

變頻壓縮機(jī)與國產(chǎn)變頻空調(diào)類似?？筛鶕?jù)輸出溫度信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)?？照{(diào)控制系統(tǒng)不需要采集蒸發(fā)器進(jìn)氣溫度數(shù)據(jù)，而是通過改變空調(diào)管內(nèi)的壓力值來確定進(jìn)氣溫度。在這個(gè)過程中，它壓縮和維護(hù)工作。

汽車自動(dòng)控制空調(diào)系統(tǒng)是由車內(nèi)溫度、蒸發(fā)器溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度等軌跡信號(hào)值經(jīng)多傳感器檢測(cè)分析后確定的。汽車內(nèi)的空調(diào)不需要頻繁操作，可對(duì)汽車內(nèi)的溫度進(jìn)行控制。設(shè)定溫度后，空調(diào)將自動(dòng)將車內(nèi)溫度保持在該值。同時(shí)，智能地改變室內(nèi)外循環(huán)，保持室內(nèi)空氣質(zhì)量。手動(dòng)操作可自動(dòng)調(diào)節(jié)，操作直觀，操作方便理解。與手動(dòng)空調(diào)相比，風(fēng)量只能手動(dòng)調(diào)節(jié)，但使用時(shí)間長(zhǎng)，容易造成部件老化，不是很好實(shí)踐。因此，強(qiáng)調(diào)了自動(dòng)空調(diào)的方便性和智能性，大大提高了空調(diào)的舒適性。

空調(diào)冷凝水是指水蒸氣（即氣態(tài)水）在冷凝過程中形成的液態(tài)水。當(dāng)送風(fēng)溫度低于新風(fēng)與回風(fēng)混合點(diǎn)對(duì)應(yīng)露點(diǎn)溫度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生凝結(jié)水當(dāng)然。將這部分冷凝水在重力作用下落入蒸發(fā)器接收罐，然后通過排水管將水排出。由于冷凝水來自汽車空調(diào)蒸發(fā)器表面，其溫度較低，特別是在空氣溫度為汽車空調(diào)運(yùn)行過程中冷凝水量大，如果直接排除在車外，會(huì)造成能源（冷卻能力）的浪費(fèi)。

6 ?汽車空調(diào)的基本工作原理

制冷劑進(jìn)入冷凝器，高溫壓縮氣體的熱量通過相反的空氣（逆風(fēng)和鼓風(fēng)機(jī)）進(jìn)入冷凝器。一旦達(dá)到露點(diǎn)（取決于壓力），制冷劑氣體冷凝并變?yōu)橐后w。此時(shí)，制冷劑為高壓液體平均溫度。

在蒸發(fā)器中，以液態(tài)形式注入的制冷劑釋放壓力并排出蒸汽蒸發(fā)所需的熱量通過流經(jīng)蒸發(fā)器葉片的熱新鮮空氣獲得，從而降低新鮮空氣的溫度。此時(shí)，制冷劑處于蒸汽、低壓和低壓狀態(tài)溫度失敗。返回氣態(tài)的制冷劑離開蒸發(fā)器。此時(shí)，制冷劑返回氣態(tài)，壓力和溫度更高低音。壓縮機(jī)再次吸入氣體制冷劑并重新啟動(dòng)周期，這樣，一個(gè)周期就結(jié)束了。汽車空調(diào)的冷卻原理不是產(chǎn)生冷氣，而是抽走周圍空氣中的熱量。空調(diào)和其他制冷設(shè)備（例如冰箱、冷凍柜等）的工作原理都是液體蒸發(fā)帶走熱量，汽車空調(diào)中帶走熱量的液體就是R134a制冷劑。

7 ?R134a制冷劑

現(xiàn)在通用的空調(diào)制冷劑一般是R134a，它是一種用于機(jī)械制冷系統(tǒng)的氣體，沸點(diǎn)-26.5℃，冰點(diǎn)-101.6℃;無色無味，無毒，不易燃易爆，但是，在高溫下或遇明火和紅熱表面的情況的時(shí)候，這時(shí)候?qū)⒎纸夥懦鲇卸镜拇碳ば詺怏w;對(duì)某些橡膠有腐蝕作用，腐蝕銅和鉛等有色金屬;具有一定的吸濕性。

8 ?接觸R134a時(shí)的安全措施

首先第一步就是配制洗眼瓶。如果液態(tài)制冷劑進(jìn)入眼睛后，用清水徹底沖洗眼睛大約15分鐘后，然后接下來滴幾滴眼液，立即送往醫(yī)院。在治療的過程中，即使眼睛沒有疼痛的感覺，也應(yīng)在就診的時(shí)侯，告知醫(yī)生眼睛是被制冷劑R134a導(dǎo)致凍傷的。

空調(diào)制冷劑循環(huán)回路必須在通風(fēng)良好的房間內(nèi)進(jìn)行運(yùn)行起來，如果有抽吸設(shè)備可以進(jìn)行維護(hù)的時(shí)候，就必須要打開汽車空調(diào)系統(tǒng)。

汽車空調(diào)冷凍油的主要成分為聚乙二醇（PAG），淡黃色，無味，無毒，吸水性強(qiáng)，可溶于制冷劑R134a，不溶于其他油，潤滑性好。

制冷劑潤滑劑與制冷劑一起流入空調(diào)。更換整個(gè)制冷劑循環(huán)系統(tǒng)后，必須補(bǔ)充丟失的制冷劑油。

制冷劑是壓縮機(jī)的血液，制冷劑的純度對(duì)汽車制冷設(shè)備尤為重要，最明顯的是，制冷設(shè)備中充滿了高純度的制冷劑，制冷效果明顯，溫度迅速降低老化，制冷量為偉大的。只有低純度的制冷劑沒有達(dá)到所需的下降溫度，而且還會(huì)損壞壓縮機(jī)。制冷劑純度低會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。

高濕度、高酸度嚴(yán)重腐蝕壓縮機(jī)內(nèi)部管路系統(tǒng)，造成壓縮機(jī)內(nèi)部堵塞，縮短壓縮機(jī)的使用壽命。簡(jiǎn)單泄漏，制冷系統(tǒng)無氟，壓縮機(jī)仍處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，工作溫度高，零件磨損大，也會(huì)縮短壓縮機(jī)。增加壓縮機(jī)的工作負(fù)荷，增加功耗，增加骰子想想看。劣質(zhì)制冷劑甚至與許多易燃易爆氣體混合，嚴(yán)重影響了人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

制冷效果差，問題頻繁發(fā)生。雖然添加劣質(zhì)制冷劑可能會(huì)暫時(shí)感到?jīng)鏊?，但溫度仍然很難降低，無法達(dá)到預(yù)冷效果，制冷劑中的氟利昂一旦泄漏，將破壞臭氧層，嚴(yán)重破壞人類賴以生存的大氣。

9 ?汽車空調(diào)制冷劑的回收方法

冷卻方法是在冷卻和液化制冷劑蒸汽后，回收儲(chǔ)存在回收容器中的制冷劑的方法。其特點(diǎn)是減少了回收容器中的制冷劑油、硬顆粒等雜質(zhì)，但回收時(shí)間長(zhǎng)，無法處理制冷劑中的混合空氣等凝性氣體。

壓縮冷凝法是利用壓縮機(jī)對(duì)氣態(tài)制冷劑進(jìn)行增壓冷卻，使制冷劑液化并儲(chǔ)存在回收容器中。從空調(diào)系統(tǒng)排出的制冷劑通過干燥的過濾器去除水分和雜質(zhì)。由吸入壓力調(diào)節(jié)閥控制。液態(tài)制冷劑存儲(chǔ)在儲(chǔ)液罐中。氣體制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)，在高溫高壓下被壓縮成氣體。當(dāng)制冷劑流經(jīng)油分離器時(shí)，與制冷劑混合的冷凍油被分離并返回壓縮機(jī)高溫高壓氣體制冷劑進(jìn)入冷凝器冷卻。冷凝液制冷劑通過氣液分離器流入回收罐。回收罐中的部分氣體制冷劑將被壓縮機(jī)通過毛細(xì)管。與冷卻法相比，該回收法體積小、能耗低、效率高。

例如，制冷儲(chǔ)罐中的氣態(tài)制冷劑被回收設(shè)備吸入，被回收設(shè)備中的壓縮機(jī)壓縮，升壓后進(jìn)入空調(diào)系統(tǒng)，對(duì)制冷系統(tǒng)中的制冷劑產(chǎn)生“推力”作用?？照{(diào)系統(tǒng)中的液態(tài)制冷劑被推入并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)。由于回收機(jī)吸氣效果，制冷劑儲(chǔ)罐壓力降低，空調(diào)系統(tǒng)中的液態(tài)制冷劑被吸出“抽走”，空調(diào)系統(tǒng)中的液態(tài)制冷劑被吸入并儲(chǔ)存在儲(chǔ)液罐中。

參考文獻(xiàn)：

[1]盛東林.汽車空調(diào)系統(tǒng)的常見問題和解決方法[J].中國科技投資，2015.

[2]王虎俠.制冷系統(tǒng)的檢漏與調(diào)試準(zhǔn)備[J].山西建筑，2015.