汽车空调的发展、保养及故障检修
摘要： 自从汽车诞生以来，汽车的各种设备不断发展，汽车空调作为汽车的一部分也得到了长足的发展，随着人们对汽车舒适性的要求的提高，对环保要求的不断提高，对汽车空调有了更高的要求，汽车空调正在肩负新的历史使命，大步迈向新世纪。
关键词： 汽车空调 发展 新技术 结构和原理 检修
第一章 汽车空调的发展历史和趋势
（一）汽车空调的发展历史
汽车空调技术是随着汽车的普及和高新技术的应用而发展起来的，汽车空调技术的发展经历了由低级到高级，由单一功能到多功能的五个阶段
第一阶段，单一取暖 1925年首先在美国出现了利用汽车冷却水通过加热取暖的方法。到1927年发展到具有加热器、风机和空气滤清其的比较完整的供热系统。
第二阶段，单一冷气 1950年美国石油产地的炎热天气，急需大量的冷气车，市场的要求使单一降温的空调汽车迅速发展起来。
第三阶段，冷暖一体化。1954年，通用汽车公司首先在纳什牌轿车上安装了冷暖一体化的空调器，汽车空调才基本上具有调节控制车内温度、湿度的功能，基本上有了现代汽车空调的雏形。随后汽车空调又具有了通风、过滤、除霜等功能，汽车空调变得比较完善起来。
第四阶段，自动控制。冷热一体汽车空调需要人工操纵，这显然增加了驾驶员的工作量，同时控制质量也不大理想。自从冷暖一体化出现后，通用公司就着手研究自动控制的汽车空调，并于1964年首先安装在卡迪拉克牌轿车上。
第五阶段，微机控制 微机控制的汽车空调系统由微机按车内外地环境，实现微调化。该系统具备数字化显示、冷暖通风三位一体化、自我诊断系统、执行器自检、数据流传输等功能。通过微机控制，实现了空调运行与汽车运行的相关统一，极大地提高了制冷效果、节约了燃料，从而提高了汽车的整体性和舒适性
（二）汽车空调出现了几大趋势
1 产品需求日益个性化
市场对汽车空调产品的需求受到整车厂商和最终消费者的影响，从整车厂商的角度来看，不同类型的整车对汽车空调的要求是不一样的，比如载货车空调和轿车空调就不一样，并且每一款车可能都需要有特殊物理没计的汽车空调，而相对于消费者来讲，对汽车空调的物理或者技术特征不很了解，但消费者会通过汽车空调的品牌和使用效果来做出评价从而影响汽车空调的发展
2 技术发展环保节能化
汽车空调的环保问题引起了汽车相关群体的关注，汽车空调技术也正在朝环保化方问发展。随着高效汽油和柴油发动机的不断发展，它们的燃烧效率不断提高，燃油余热会进一步减少;而电动车和混合动力车则不得不牺牲驱动性能来提供采暖和制冷。鉴于此，提供节能高效、性能可靠的空调系统对占领市场至关重要。
3 汽车空调不断向小型化、自动化方向发展
随这人们对汽车的要求的增加，小型车大行其道，相应的小型空调也逐渐流行起来，并且处于对安全性的考虑，汽车及其自动化技术将有很大发展空间。
4 新型制冷剂成果研发喜人
空调制冷中主要是HFC134a。制冷剂HFC134a的主要特点是：不含氯原子；具有良好的安全性能；物理性能与CFCl2比较接近，所以制冷系统的改型比较容易；传热性能比CFCl2好，制冷剂的用量可大大减少。另外合成工剂制冷剂、天然工剂制冷剂也在不断研发中。
（三）汽车空调的新技术
1 用于减少汽车和卡车空调系统中的温室气体的释放的技术，用电子泄漏探测器能够精确地探测到气体的泄露
2 EPA 此项新技术的应用，使汽车空调朝着空气清净, 经济节能的方向发展，据调查研究表明，将使车空调系统节能将近30%、减少制 冷剂50%的放射。
3 新回收机器的研发和问世 新回收机器可以修复空调系统，使其制冷剂储存量保持在一个较高值,避免制冷剂在修复过程中的泄漏。被修理之后，设备会精确地给空调系统充电。可以避免修理人员故意造成系统故障, 增加冷却的容量, 索取价格。
4 压缩机的设计正朝着减少重量和体积、降低噪音和增加振动稳定性的方向发展，外部控制式变排量压缩机逐渐成为世界车用空调压缩机的主导方向，它具有结构紧凑、重量轻和节省能源的优点。
5 各种新设施的不断应用 新一代的空调系统能比传统空调系统节省30%的能耗，运用多传感器技术使得HVAC能自动控制车内的湿度、温度、空气流速和阳光照射，既能很好地控制出风温度、冷凝风扇速度，实现CEU自动控制，去除车内异臭及有毒气体，很好地防止眼睛和呼吸粘膜的不适，减少冷凝风扇的噪音，也能很好地防止车窗玻璃起雾，确保行驶安全，同时避免在空调运行中使空气变干燥。
第二章 汽车空调的结构和原理
汽车空调基本上由制冷系统、采暖装置和通风换气装置组成的.
其中采暖装置可以分为独立采暖装置和非独立采暖装置.由于非独立式具有结构简单,成本低,不耗能的特点所以大多数的轿车和一部分的中小型客车采用这种结构,它一般由加热器、鼓风机、热水筏、通风道与发动机冷却系统等组成.
水暖系统的工作原理是：当冷却液的温度达到80摄氏度时,节温器开始分流部分冷却液进入加热器芯,此时冷空气被鼓风机强迫通过加热器芯,经过热交换后,加热后,送进车厢进行取暖和风窗除霜除湿.根据所循环的空气来源不同可分为内循环式、外循环式和混合式.
汽车空调系统的作用是通过制冷介质在系统内循环流动,由制冷介质的液体和气体的相互转化,产生放热和吸热的效果.
制冷系统由压缩机、电磁离合器、冷凝器、蒸发器、储液干燥器、膨胀阀、压力开关、除霜装置、车速控制装置、压缩机带保护装置和电动风扇控制装置等组成.
压缩机是空调制冷系统的心脏部件,具有抽吸作用、压缩作用和循环泵作用.压缩机不断地抽吸和压缩,实现了制冷剂的循环流动,压缩机也是制冷剂循环流动的动力.
电磁离合器的作用是根据需要接通和断开发动机与压缩机之间的动力传递.
蒸发器与冷凝器都属于热交换器,蒸发器是使液态制冷剂吸收热量,变成饱和蒸气,鼓风机不断将热空气送至蒸发器外表面,而将温度较低的冷空气吹入车厢内,使车厢内的温度降低.冷凝器的作用与蒸发器的作用相反.
储液干燥器的作用是过虑除湿,气液分离和临时性地存储一些制冷剂.
膨胀阀具有节流降压、防止液击和异常过热的三种功能.主要分为内平衡式膨胀阀和外平衡式膨胀阀.
压力开关是一个比较重要的电控元件,主要分为高压开关,低压开关和高低压双向复合开关.当制冷系统压力异常时,便自动切断电磁离合器电路或接通冷凝器风扇高速挡开关使冷凝器风扇高速旋转,使压缩机停止运转,从而保护制冷。。系统不被进一步损害。
除霜装置可分为热敏电阻式和蒸发压力调节器式.
车速控制装置.当汽车低速行驶或发动机处于怠速工作状态时,发动机输出功率较小,若接通空调制冷装置,发动机则会因负荷突然过大而使发动机转速大幅下降,为了解决这个问题,空调系统中引入了车速继电器和怠速提升装置,有效地提高了发动机此时的功率.
制冷剂开关 为了防止发动机过热,压缩机制冷温度超过某一设定温度,开关就将断开,切断压缩机工作,缓解制冷温度.
第三章 汽车空调的保养与维修
（一）汽车空调的保养措施
那么汽车空调应该怎样保养呢？下面有一些措施是我们应该采用的。
(1)防止不洁空气进入：若汽车在尘土飞扬的道路上行驶时，应将空气入口置于再循环(RED)位置，以防车外灰尘进入。
(2)炎热时，应将车内空气排出：车窗闭时，空调系统的效率最高。但汽车若在阳光下停放时间较长，车内很热时，打开空调后，应开一玻璃窗，待车内热气排出后再关闭。
(3)发动机大负荷时，应暂时关闭空调：炎热季节发动机在大负荷下较长时间工作时，应有很好的冷却效果，为防止发动机过热，应暂时关闭空调。否则，发动机一旦过热，既影响汽车行驶，也会影响空调的使用。
(4)合理选择空调的风速档位：汽车正常运行中，为防蒸发器过度结霜，影响空调系统的运行，空调的送风速度及温度控制不应同时长时间置于最低。但是当车速低于25km/h时，应将风速开关置于低速档位，避免发电量不足和冷气不足。
(5)掌握发动机的启动程序：对于没有车速自动控制装置的汽车空调系统，使用时应先启动发动机，后开空调，以避免启动困难。
(6)空调效果较差时，应关掉空调及时检查：空调的降温效果差时，表明该系统工作不良，及时关掉空调可有防止故障的扩大和恶化，对保护空调和延长空调的使用寿命十分重要。在不使用空调的季节，每隔2～3周应使空调工作几分钟，以使该系统保持良好的工作状态.
（7）不能在密封的空间内产时间开空调，在封闭空间中，汽车尾气中的一氧化碳聚集，通过空调系统进风口吸入车内，造成一氧化碳浓度过高，从而导致人员中毒甚至导致死亡。而在室外闭窗开空调危险小一些，但如果此时空调是内循环模式，车内空气流通少，会让密闭的车内空气浑浊，加上如果发动机或者排气管有漏气并通过车身缝隙进入车内，这样就存在中毒危险。
(二)汽车空调易出现的问题
那么，汽车空调一般容易出现哪些问题呢？ 一般来讲，冷媒泄漏和制冷不良是常见故障，具体来讲主要分为以下几个故障。
（1）制冷剂泄漏 制冷系统完全没有冷气吹出,其原因为:制冷系统中无制冷剂或制冷剂泄漏,制冷剂泄漏后，首先要查明漏点，并将其修复好，再重新抽真空，灌注制冷剂。
（2）制冷系统严重堵塞 当压缩机工作时，若制冷系统中某个部位严重堵塞，没有制冷剂循环流动，则就失去了制冷作用。这时，用压力表检测制冷系统的高、低压侧的压力值，可发现高压侧压力值比正常时低，而低压侧的压力值成真空状态，且堵塞部位前后有明显的温差，这一般出现在储液干燥器或膨胀阀内。因此，可用氮气对着储液干燥器或膨胀阀的进口或出口吹气，如不通畅，说明其堵塞，需更换。
（3）压缩机部件损坏 压缩机缸垫窜气、进排气阀损坏，均能造成压缩机不能压缩制冷剂或压缩不良。此时，用压力表检测压缩机工作时的进气压力和排气压力，可发现两者压力相同或相差不大，提高发动机转速时，其压力值仍无明显变化;用手触摸压缩机上的进气管和排气管。可感觉两者温差不大。当压缩机出现缸垫窜气时，用手触摸压缩机会感觉非常烫手。这时，一般需更换损坏的部件。
（4）输出的制冷量不足 造成输出的制冷量不足(即吹出的冷气不凉)的原因和检修:
（5）制冷剂不足。当制冷系统中循环制冷剂不足时，高、低压侧的压力值均会比正常时低，且从观察窗内可看到气泡流动。此时，在检查系统无泄漏后，应添加适量的制冷剂。制冷剂过多。如充注的制冷剂量超过制冷系统的正常容量，必然使冷凝器内液体制冷剂增加，从而减少了散热面积，使冷却效率降低。其主要表现是:系统的高、低压侧压力值比正常时高;用手触摸高压管，感觉烫手;断开空调开关约45s后，从观察窗中仍看不见有泡沫状态的制冷剂流过。这时，需从低压侧放掉适量的制冷剂，使其达到正常的排气压力和温度。
（6）散热效果差。冷凝器散热片变形，表面过脏或散热风扇电动机转速下降，均会使散热效果变差，从而导致系统的高、低压侧压力值过高和排气温度过高，且用手触摸从冷凝器出来的高压管时有烫手的感觉，需进行修复或更换。
（7）膨胀阀开得过大。膨胀阀温包与蒸发器出口包扎不好,或膨胀阀本身有问题,均会引起膨胀阀开得过大。表现为系统的高压值比正常时偏低，而低压值比正常时高;从蒸发器出来的低压管温度比蒸发器表面温度还凉,需检查膨胀阀温包与蒸发器出口是否包扎良好，必要时更换膨胀阀。
（8）制冷系统脏堵。由于压缩机长期运转，机械磨损产生的杂质可使储液干燥器或膨胀阀轻微堵塞，从而导致输出的制冷量不足。表现为系统的低压值过低，储液干燥器前后的管子有明显的温差,或膨胀阀处结霜，需更换储液干燥器或清洗制冷系统。
（9）制冷系统内有空气。由于空气很难压缩成液化的气体，因此制冷系统内进入空气后,会使压缩机排气压力和排气温度增高，从而导致输出的制冷量下降。从观察窗内能看到大量泡沫状态的制冷剂流过。这是由于抽真空不够彻底,或制冷剂泄漏后,引起制冷系统低压端成真空状态而吸入了外界的空气。需在系统重新抽真空，再灌注制冷剂。
（三）汽车空调的检修
一、汽车空调检修的基本工具
1.修理空调器的常用工具
（1）活板手（2）开口扳手（3）套筒扳手（4）内六角扳手（5）钢丝钳（6）尖嘴钳（7）十字螺丝刀（8）一字螺丝刀（9）锉刀：圆（10）手弓钢锯
2.维修用大设备
（1）真空泵：一般选用排气量为2L/s，真空度达到5×10-4mmHg的真空泵；
（2）气焊设备：氧气瓶、乙炔瓶、减压阀、乙炔单向阀及配套输气管及焊具共1套；
（3）电焊设备：电焊机、输入和输出电缆线、焊把及2.5mm、3.5mm焊条共1套；
（4）制冷器钢瓶：用来存放制冷剂，一般选用3kg～40kg不等，按实定；
（5）定量加液器：可以准确地比空调器充注制冷剂 1套；
（6）台秤：以确保小钢瓶的充灌制冷剂不超过额定量，避免意外发生 1台；
（7）氮气瓶：存放氮气，可对空调器进行试压、检漏，以及对制冷系统进行冲洗 1套及配套；
（8）卤素检漏灯或电子卤素检漏仪：对制冷系统进行检漏 1套；
（9）兆欧表：测导线绝缘程度 500V直流的1套；
（10）数字温度表：1套 测量空调器的进、出风温度；
二、汽车空调制冷系统检修的基本操作
1．制冷系统工作压力的检测
（1）将歧管压力计正确连接到制冷系统相应的检修阀上，如果手动阀，应使阀处于中位。
（2）关闭歧管压力计上的两个手动阀。
（3）用手拧紧歧管压力计上的高低压注入软管的联接螺母，让系统内侧的制冷剂将高低压注入软管内的空气排出，然后再将联接螺母拧紧。
（4）起动发动机并使发动机转速保持在1000~1500r/min，然后打开空调A/C开关和鼓风机开关，设置到空调最大制冷状态，鼓风机高速运转，温度调节在最冷。
（5）关闭车门、车窗和舱盖，发动机预热。
（6）把温度计插进中间出风口并观察空气温度，在外界温度为270C时，运行5min后出风口温度应接近70C.
（7)观察高低压侧压力，压缩机的吸气压力应为207pa~24kpa，排气压力应为1103~1633kpa 。应注意，外界高温高湿将造成高温高压的条件。如果离合器工作，在离合器分离之前记录下数值。
2.从制冷系统内放出制冷剂具体方法如下
（1）关闭歧管压力计上的手动高低压阀，并将其高低压软管分别接在压缩机高低压检修阀上，将中间软管的自由端放在干净的软布上。
（2）慢慢打开手动高压阀，让制冷剂从中间软布上排出，阀门不能开的太大，否则压缩机内的冷冻油会随制冷剂流出。
（3）当压力表读数降到0.35Mpa以下时，再慢慢打开手动低压阀，使制冷剂从高低两侧流出。
（4）观察压力表读数，随着压力的下降，逐渐打开手动高低压阀，直至低压表读数到零为止。
四、制冷系统内的空气排除
由于空气不能凝结且又比制冷剂轻，因此空气进入系统后都堆积在冷凝器或干燥器上部。系统中如有空气将会影响冷凝器的冷却散热效果，并使冷凝压力和温度过高，同时系统低压也将较高，整个系统制冷能力下降。因此系统中若进入空气要及时排出。轿车空调制冷系统排空气如下：
1.排出制冷系统内的制冷剂。
2.检查制冷系统是否有泄露的地方并补漏。
3.用真空泵反复多次抽出系统内的空气。
五、冷冻油的加注
汽车空调制冷系统在一般情况下，冷冻油的消耗量很少，可以每两年更换一次，每次加入规定的数量。添加时一定要保证是同一牌号的冷冻油，因为不同牌号的冷冻油会生成沉淀物。
制冷系统如果制冷剂泄露速度缓慢，对冷冻油泄露影响不大。制冷剂如果泄露速度很快，冷冻油也随即很快泄露。如果压缩机内的冷冻油存油少，压缩机会过热，甚至压缩机发生拉缸现象。系统内的冷冻油过多，膨胀阀和蒸发器会发生故障，因此压缩机内必须保持正常的存油量。
1.压缩机冷冻油的检查
（1）观察视液窗 通过压缩机上安装的视液窗，可观察压缩机冷冻油量。如压缩机冷冻油油面达到视液窗高度的80%位置，一般认为是合适的。如果油面在此界线之上，应放出多余的冷冻油；如果油面在此界线之下，则应添加冷冻油。
（2）观察量油尺 未安装视液窗的压缩机，可用油尺检查其油量。压缩机有的只有一个油塞，油塞下面有的装有油尺，有的油塞没有油尺，需另外用专用的油尺插入检查，观察油面的位置是否在规定的上下之间。
2.添加冷冻油
（1）直接加入法 将冷冻油按标准称好或用洁净的量杯量好，直接倒入压缩机内，这种方法只在更换蒸发器、冷凝器和储液干燥器时可以采用。
（2）真空吸入法 真空吸入法是先将系统抽真空到98kpa，用带有刻度的量杯准备比需要补充量还要多一些的冷冻油，然后开始加冷冻油。
（3）操作程序如下
1）关闭高压侧手动阀；
2）关闭压缩机上的检修阀；
3）把高压侧软管从歧管压力计上卸下，插到冷冻油的杯里；
4）打开检修阀，把冷冻油从油杯吸入系统；
5）吸油完毕时，要注意立即关闭检修阀，以免吸入空气，把高压侧软管接头拧紧在歧管压力计上，打开高压侧手动阀，开动真空泵，先为高压侧软管抽真空。然后再打开检修阀，为系统抽真空，先抽到98kpa，在加抽2kpa，以便排除随油进入系统里的空气。此时冷冻油在高压侧，系统运转后，冷冻油就返回压缩机。
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