汽车空调的检修原理2

第二节汽车空调系统的基本结构及主要部件

汽车空调系统由制冷系统及电气控制系统两大部件组成。严格说来，还应包括送风系统，但中小型汽车中，空调的送风任务大多由蒸发箱直接完成的。

制冷系统由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、蒸发器、风机、进风罩及制冷管道组成。对于全空调结构（指包括冷、暖、通风），则与蒸发器并列一个热交换器（暖风芯子），起采暖作用。采暖以发动机冷却水为热源。

电气控制部分包括电源开关、电磁离合器（大多数中小型车用压缩机上都带有电磁离合器）、风机变速开关及电阻器、各种温度控制器、高低压力开关、速度控制装置、各种继电器。近十几年来不少高级轿车上逐步采用了电脑自动控制，大幅度降低了人工调节的麻烦，提高了空调经济性和空调效果。

中小型汽车的空调压缩机都以汽车主机为动力，压缩机的开停由电磁离合器决定，而自动控制电磁离合器工作是以各种温度、压力、转速为感应信号的控制开关，例如蒸发器表面温度若过低，容易造成表面结霜，影响制冷效果，所以设有温度控制器（恒温器）。用蒸发器表面温度作为控制信号，控制电磁离合器的离合，若压缩机缸盖温度过高，会造成高压部分因压力异常升高而损坏，所以设有过热开关或压力开关。如果系统制冷剂缺乏，则可能冷冻油也缺乏。压缩机若在这种干摩擦情况下运转，容易损坏，因此电磁离合器还接受离压部分的过低压力的开关信号而自动保护压缩机不能起动。

对于有电脑控制的空调系统，可使压缩机的开停（或暖风水阀的开度）满足空调系统处于最经济状态和所要求的各种冷暖状态。

这了解决汽车怠速、加速等运行工况时的动力匹配及水箱冷却问题，以往常常采用中止压缩机运行的办法，近来比较多地采用提高怠速转速的办法。

除此以外，汽车空调器要满足向乘员头部、足部、左右方向送出冷风或热风或新风，以及风窗送冷热风除霜除雾，还有一套比较复杂的阀门控制系统。

一、压缩机

空调系统的压缩机，工作时吸气阀吸入制冷剂，压缩后从排气阀排出。其原理与普通空气压缩机相似，只是密封程度的要求比空压机的要高。压缩机的形式有：曲轴活塞压缩机（并列双缸、V 形双缸）、斜盘活塞压缩机、翘板活塞压缩机、旋转叶片压缩机等。

1、曲轴活塞压缩机

该种压缩机通过容积变化来压缩气体，有立式和卧式二种。原理和活塞发动机一样，但压缩机是一种泵，这一点和发动机正好相反。当曲轴外力带动旋转时，活塞上下移动。活塞下移时产生真空，从蒸发器吸进制冷剂蒸汽；活塞向上移动时，压缩制冷剂蒸汽至冷凝器，其结构如图1-9 所示。

图1-9 并列双缸压缩机构造1-排气阀2-缸体 3-曲轴止推板 4-曲轴止推钢球座 5-曲轴内轴套 6-曲轴止推钢球 7-基板 8-轴承油塞 9-基板垫 10-轴承油塞 11-密封底座 12-密封弹簧13-密封波纹管 14-曲轴 15-密封垫 16-密封盖17-密封钢球环 18-曲轴外轴套 19-曲轴箱盖 20-曲轴箱盖垫 21-散热翅片 22-活塞销止推塞23-阀板24-油塞垫 25-油塞 26-进气口 27-汽缸盖28-进气阀 29-排气口30-汽缸盖垫31-阀板垫 32-活塞33-连杆34-进气室折流板35-连杆盖36-甩油杆 37-曲轴箱孔口 38-止推板垫39-活塞销40-密封环

这种压缩机有A-206 、A-209 、A-210 三种型号，每转排量分别为98.4ml 、147.6ml 、164ml，制冷量和所消耗功率列于表1-11 。表1-11 压缩机制冷量和消耗功率表

2、翘板活塞压缩机

图1-10 为翘板压缩机工作简图。汽缸和输入轴的轴线方向相同，即其轴线相互平行。

各汽缸以压缩机轴线为中心布置，活塞和翘板用连杆相连。翘板齿轮中心有一钢球定位，并把翘板支承其上沿圆周方向摆动。工作时，翘板的任何一边被向后推动，相对的另一边就向前移动，每个活塞依次进行压缩和吸气行程。翘板的圆周可以沿输入轴轴线方向前后移动，但不能绕轴线转动即翘板上的锥齿轮轮齿只能进出固定锥齿轮相应的齿槽，彼此都不能转动。输入轴的一端，固定一支端面凸轮，凸轮驱动翘板，迫使活塞进行往复循环。

图1-10 翘板压缩机工作示意图1-压缩机主轴2-转子（端面凸轮） 3-活塞 4-连杆5-支承钢球6-防转锥齿轮对7-翘板

图1-11 是日本三电公司生产的SD-5 型翘板压缩机解体图。该压缩机输入轴每转一转有5 次压力脉冲。工作平稳、结构紧凑、重量轻、使用寿命长、适合发动机室空间狭小的特点，减轻汽车自重。表1-12 是该压缩机的技术规格；表1-13 其易损零件目录。

除了用齿轮对防止翘板转动外，还可以用导向销达到上述目的。

表1-12 三电压缩机技术规格

3、斜盘活塞压缩机

斜盘活塞压缩机，采用往复式双头活塞，依靠斜盘的旋转运动，使双头活塞获得轴向的往复运动。缸数是偶数，红旗牌轿车和上海牌轿车采用轴向6 缸、奥迪100 轿车采用轴向10 缸压缩机。图1-12 是其工作过程示意图，从图中可以看到压缩机主轴和斜盘旋转一周时，活塞从行程的一端达到另一端。图1-12 斜盘压缩机工作示意图

斜盘压缩机的双头活塞，各在相对的汽缸（一前一后）中滑动。活塞的一头在前缸压缩蒸汽时，活塞的另一头在后缸中吸入蒸汽；反向时，作用互相对调。各汽缸均装有进、排气门，另有一根排气管，用于连通前后高压腔。

双头活塞中间开槽与斜盘装合，因此可由斜盘驱动其沿汽缸前后滑动。

国外生产的斜盘压缩机主要有美国通用公司生产的A-6 和DA-6 型；日本电装斜盘压缩机动性以及该公司为克莱斯勒公司生产的C-171 型及为福特生产的FS-6 型；后两家公司本身也生产这类压缩机，结构大同小异。

国内生产的斜盘压缩机属通用（GM）公司同一数型。A-6 型压缩机、DA-6 型压缩机的结构请参看图1-13、图1-14 的解体图。DA-6 型和A-6 型大体相同，不同的是前者比后者要轻9.5kg 、短89mm ，输出也少一些，不用油池。原注冷冻机油237ml ，开车后，一半机油留在压缩机内。

图1-13 A-6 斜盘压缩机1-前板和轮毂组件 2-轴承 3-带轮 4-离合器线圈 5-壳体 6-套 7-密封座8-卡环9-密封件10 、26-密封圈11-前缸盖12-前排气阀板13-前吸气阀板14-套 15-轴承 16-前缸体 17-止推轴承 18-吸气口盖 19-排气管 20-主轴和斜盘 21-活塞组件 22-后缸体 23-轴承 24-后吸气阀板 25-后排气阀板 27-过热开关或低压开关 28-机油管 29-油泵转子 30-吸气滤网 31-后缸盖 32-压力安全阀

图1-14 DA-6 斜盘压缩机1-前板和轮毂 2-带轮轴承3-带轮 4-离合器线圈 5-螺栓（6 件）6-轴封7-前缸盖 8-缸盖垫 9-阀板 10-吸气簧片阀11-前缸体 12-主轴和斜盘 13-活塞（3 对）14-止推轴承 15-主轴承 16-钢球护座（6 件）17-活塞钢球（6 件） 18-密封圈 19-后缸体 20-吸气簧片阀21-阀板 22-缸盖垫23-后缸盖24-系统控制开关 25-高压安全阀

在叶片经过回气口时，由于扫膛作用，使制冷剂进入回气口后密封区。转子继续转动，制冷剂进入容积逐渐缩小的区域，直到从排气口排出。在这过程中，制冷剂受压，迫使冷冻机油聚集在叶片和汽缸的接触线上，从而起到密封作用。排气口所用的簧片阀，和往复活塞发动机所用的类似。

4、旋转叶片压缩机

旋转叶片压缩机汽缸有两种形式，一种是圆形的，一种是椭圆形的。

在圆形汽缸中，转子是偏心安装的，转子外圆非常贴近泵腔的一侧。叶片或滑片随转子转动，并可在槽内径向滑动，以便和汽缸内壁共同形成密封，如图1-15 所示。

图1-15 圆形气缸旋转叶片压缩机1-高压2-排气口3-回气口4-低压5-叶片6-转子图1-16 是椭圆汽缸旋转叶片压缩机。按单位重量计，这种压缩机的制冷量高于任何其

他汽车空调压缩机。

图1-16 椭圆汽缸旋转叶片压缩机

从图中可见，这种压缩机有2 只叶片，又有2 组进、排气口，因此压缩机轴的每一转，发生4 次进、排气过程。制冷剂蒸汽从回气口1 和3 进入，并被压缩，然后经排气口2 和4 排出。图中只标明旋转0°、45°、90°、135°、180°的情况，标有“X”的叶片在另半汽缸内重复上述动作。

二、冷凝器

冷凝器是由管道、散热片、框架组成，如图1-17 所示。 图1-17 冷凝器结构

其管道进出口用螺纹联接，便于拆装。冷凝器管道成蛇形状，管上密布着散热片，它由很薄的铝合金片做成，用框架将其组成长方形，由支撑架用螺栓固定在车箱外的车体上，形状与发动机的散热器相似，它的管道一般采用铝合金，也有的采用铜管。

冷凝器宽大而薄，目的在于提高散热效果。冷凝器工作时，由冷却风扇形成的快速空气流，带走冷凝器管内制冷剂的热量，从而使制冷剂由气态变成液态。

流出冷凝器液态制冷剂温度要稍低于进入冷凝器的气态制冷剂开始的温度，如图1-18所示。究竟从冷凝器散热发出多少热量，由空调器负载和环境温度决定。多数情况下，由于车祸等原因损坏的冷凝器是不能修理的，需换新品。但是出现冷凝效率降低、水箱温度升高的故障必须及时排除。由于制冷剂泄漏，发动机机油冷却器泄漏，液力传动工作液冷却器泄漏等，会使尘埃、砂子、小昆虫等附着在翅片间，日积月累，愈积愈多形成积垢，使气流不能顺利通过冷凝器，导致冷凝效率下降。因此，要对冷凝器及时维护，用刷子沾上溶液，清理掉翅片间的污垢。 图1-18 冷凝过程

三、蒸发器

蒸发器也是一种换热装置，外形近似冷凝器，但比冷凝器窄、小、厚，其目的是为了在鼓风机的风力通过它时，能输送更多的冷气，结构如图1-19 所示。蒸发器通常装在仪表板后的风箱内，依靠风机使车外空气或车内空气流经蒸发器，以便冷却，大型轿车配置2个蒸发器，1个装在车前部，1个装在车后部，各有膨胀装置和积累干燥器。

蒸发器有管翅和板翅两类。

图1-19 蒸发器结构 管翅蒸发器，进口管路行分成4 小路，然后再和翅片中的4 根粗管子依次一一接通，便于控制膨胀中的制冷剂。粗管段在翅片中来回穿梭，所以又叫盘管。 板翅蒸发器，制冷剂通路中的各区段由2 块板拼装而成。各区段之间加上翅片，再推

叠固定在一起，和汽车水箱类似，上下均形成空腔，即顶腔和底腔。进口管和底腔相通。液态制冷剂经进口管进入底腔，膨胀而上，经各板式通路进入顶腔。和顶腔相连的叫尾管，用以承接蒸发器来的制冷剂蒸汽。

进入蒸发器的液态制冷剂都含有少量冷冻机油。制冷剂蒸发而去，留下的是一层冷冻机油，这不利于蒸发器的传热。低温会使冷冻机油粘稠，而又集中在蒸发器的中心地带。若是管翅蒸发器，这个问题不大了，因为制冷剂要流动，这有利于推动沉积的冷冻机油离开蒸发器。若是板翅蒸发器，就有助长冷冻机油沉积在蒸发器底部的趋势。因为该型蒸发器可以起油池和蓄油的作用。积油增多，然后流入积累器，因此，有些厂家已经转而生产管翅蒸发器。

在蒸发器工作时，大气中相对湿度降低，而空气中多余的水分会逐渐凝结成水珠，汇集在一起通过出水管道向车外排泄。为了节能，使鼓风机的空气来源于车厢内已经蒸发器冷却过的低温空气，冷却后再送入车厢（图1-20），如此反复进行循环。

图1-20 蒸发器工作原理

由此可见，汽车空调不仅对车厢起降温作用，同时还能起除湿作用。

四、膨胀阀

膨胀阀安装在蒸发器入口管路上，它是一种感压和感温自动阀（小型空调只起感温作用），用以调整和控制进入蒸发器的制冷剂量。

1、内平衡热力膨胀阀

图1-21 是内平衡热力膨胀阀。9 是遥控温包，内装惰性液体或制冷剂液体，固定在回气管路上，当蒸发器出口温度较高时，温包内液体温度随之上升，从而压力也增高。高压作用在膜片1 上侧，当数值上大于蒸发器进入压力和过热弹簧压力总和时，针阀3 离开阀座5， 阀门开启，制冷剂流入蒸发器。

图1-21 内平衡膨胀阀1-膜片 2-内平衡口 3-针阀 4-蒸发器出口 5-阀座 6-阀体7-通储液罐的进口8-弹簧9-遥控温包 10-毛细管

针阀3 开启后，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，上侧压力降低，阀门关闭。由于膜片上、下侧压力经常处于不平衡状态，所以阀门不断地作开启、闭合的循环。

2、外平衡热力膨胀阀

图1-22 所示是外平衡热力膨胀阀，由阀体10、阀座6、膜片1、推杆 4、阀杆和阀针7、过热调整弹簧 7、毛细管3 和遥控温包8 等组成。

图1-22 外平衡热力膨胀阀1-膜片 2-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-摇控温包 9-弹簧压力10-阀体11-针阀

摇控温包固定在蒸发器的出口管即尾管上。温包感应的是尾管温度，通过毛细管传递压力，从而驱动膨胀阀膜片，适量的制冷剂就进入了蒸发器。

蒸发器出口压力作用于膜片下侧，反应的不是蒸发器的进口压力，而是出口压力，这就是外平衡膨胀阀与内平衡膨胀阀的根本区别。一般蒸发器内制冷剂的压力降较大时，选用外平衡膨胀阀，它可以充分而有效地利用蒸发器的所有表面积，使其对压力降的影响降低于略而不计的程度。

3、H 形膨胀阀

H 形膨胀阀外观为长文体，因其内部通路形同H 而得名，见图1-23 。此阀具有如下优点：

1. （1）结构紧凑，没有需要绝热处理的毛细管和感温包；
2. （2）蒸发器内蒸汽温度可直接作用；
3. （3）维修简单，因是片状结构，有利于钳工作业；
4. （4）运行故障少，有利于系统清理。

图1-23 H 形膨胀阀1-接冷凝器 2-至蒸发器3-从蒸发器来 4-至压缩机 5-钢球和弹簧 6-温度传感器

从图中可以看到蒸发器进口管和尾管装在它的同一块右侧板上；而液体管路和回气管路同装在它的同一块左侧板上。温度传感器装在制冷剂从蒸发器至压缩机的气流中。制冷剂温度变化，传感器膨胀或收缩，直接推动阀门（钢球和过热弹簧）。H 形膨胀阀的结构保证了低压侧压力直接作用于膜片下侧。

任何形式的膨胀阀作用，都是向蒸发器供应能在其内部完全蒸发的足够的制冷剂；蒸发器的温度它并不负责控制。

北京切诺基和奔驰230E 用的是H 形膨胀阀，克莱斯勒公司把它和低压开关、怛温开关装在一起。从外观也容易识别，普通膨胀阀只有2 根主管路，而H 形膨胀阀却有4 根主管路，见图1-24 。

图1-24 H 形膨胀阀的安装1-低压开关 2-恒温开关 3-液体管路 4-回气管路 5-毛细管入口及其护管6-毛细管7-H 形膨胀阀

4、膨胀管

膨胀管是一根装在塑料套内的小铜管，它可以取代膨胀阀作为节流降压装置。图1-25 为福特公司和通用公司使用的膨胀管。

图1-25 膨胀管1-孔口2-进口滤网3-密封圈4-出口只有循环离合器孔管系统（CCOT）才装有膨胀管。与膨胀阀不一样的是，膨胀管没有

运动零件，也不可调整，如发生故障，多因堵塞，很难清理，最好更换新品。安装膨胀管的空调系统，高压侧没有储液干燥器，但低压侧装有积累器。五、储液干燥器和积累器1、储液干燥器

（1）储液干燥器的结构

储液干燥器装在系统的高压侧，常串接在管路上，是传纺温手工艺空系统的特征之一，参看图1-26 。图1-26 储液干燥器

1-滤清材料2-干燥剂3-出液管

1）干燥剂。干燥剂是硅胶、分子筛、汽车胶（Mob8il-Gel ）等吸附系统内湿气的固体。它可以放置在两层滤网之间，也可以放在金属丝袋中。其吸湿能力和它的品种、用量和环境温度有关。

2）滤清材料。滤清材料可防止干燥剂尘污和其他杂物随制冷剂在空调系统内循环。有些干燥剂前后各有一层滤清材料，制冷剂必须通过两层滤清器材料和一层干燥剂，然后才能离开储液罐。有些干燥器内没有滤清材料，只有滤网，金属丝网的同滤清材料。

3）出液管。出液管的功能是保证进入热力膨胀阀的制冷剂全部是液体。进入储液罐的制冷剂是气、液混合物，气体在上、液体在下，出液管的下管口深入罐底，因此从中通过的只有液体，发往膨胀阀的制冷剂也必然是液态。

（2）储液干燥器的安装和维护1）储液干燥的安装。储液干燥器通常装在汽车水箱前面，也有把它装在蒸发器附近（图1-27）。总之，应把

其安装在风凉的位置处。图1-27 储液干燥器的安装位置

安装立式储液干燥器时，其和立面的倾斜角度不得大于15°，进口应和冷凝器出口相连通。储液干燥器进口处，通常打有标记，安装时一定要记住，制冷剂是从干燥器下部流入膨胀阀进口的，接反了储液干燥器，会导致制冷量不足。干燥器是接入系统的最后一个部件，应防止湿气进入系统和干燥器。

2）储液干燥器的维护。储液干燥器内干燥剂失效时，湿气会集聚在膨胀阀孔口，结成冰块，系统发生堵塞，

必须更换。如出液口残破，液体管路内会发生不正常的气体发闪，应更换旧储液干燥器。排湿时，必须彻底抽真空，要选用可靠的真空泵。为了防止杂质在系统内循环，膨胀

阀进口、压缩机进口和储液干燥器内部，均装有滤网，要是滤网堵塞，必须更换储液干燥器。2、积累器积累器和储液干燥器类似，但装在系统的低压侧。装有积累器的空调系统都用膨胀管。

积累器的结构如图1-28 所示。

图1-28 积累器1-测试孔口2-干燥剂 3-滤网 4-泄油孔 5-出气管积累器的主要功能是防止液态制冷剂液击压缩机，也用于储存过多的液态制冷剂，内

含干燥剂也起储液干燥器的作用。

制冷剂从积累器上部进入，液态制冷剂落入容器底部，气态制冷剂积存在上部，并经上部出气管进入压缩机。在容器底部，出气管弯处装有带小孔的过滤器，允许少量的积存在管弯处的机油返回压缩机。但液体制冷剂不能通过，因而要用特殊过滤材料。

低压侧的压力控制器，如循环离合器系统控制蒸发器温度的压力开关，常装在积累器

上。积累器中干燥器剂组成和特性，和储液干燥器内完全一样。积累器不能维修，如发现故障，应得更换新品。六、管路接头汽车空调系统的管路接头，可分以下几种方式。1、喇叭口接头方式这种接头的质量主要靠加工精度和光洁度来控制，连接时，螺纹接头要旋紧，使喇叭

口与凸缘配合紧密，才能达到密封的要求。2、胶圈接头方式该种接头方式，是现代空调使用最多的一种。胶圈用耐油橡胶做成，优点是密封性高，

防震性强。因是胶圈密封，不需过分旋紧连接螺母，即可保证高度的密封性，检修时也非

常方便。3、管箍接头方式这种接头多用于国内组装的空调，它是将金属管插入胶管内，再把管箍套于金属管插

入处的胶管外围，旋紧管箍，达到密封的目的。金属管插入部分，加工成防退环槽，一般旋紧程度以胶管橡胶外径稍大于环箍为宜。如金属管与胶管配合适宜，这种接头的密封性是非常理想的。

4、连接管空调系统的连接管一般使用金属管（铜管或铝管）和橡胶管。金属管多用于高压侧，特别是冷凝器到干燥器之间用得较多。橡胶管多用于低压侧，高压侧管路比低压侧细些。如

压缩机上高低压管径相同，要根据管路的走向来判定高、低侧。

七、电磁离合器

电磁离合器有定圈式和动圈式两种，作用原理基本相同，见图1-29 和图1-30 。当线圈通电时，产生磁场，吸引吸铁（或称前板）与皮带轮相连，吸铁与压缩机相连，这样皮带轮的转动就带动了压缩机工作。如果电磁离合器的线圈与转子之间的间隙不对，或转子与吸铁之间的间隙不对，或者压缩机的工作扭矩过大，或者电压不对，都会引起电磁离合器工作不正常或烧坏线圈。

图1-29 电磁离合器工作原理

图1-30 定圈式电磁离合器

八、恒温器

恒渐器一般指感受蒸发器表面温从而控制压缩机开停的温度控制器。对于有电脑自动控制的冷气系统，还接受大气温度、车内温度等多参数的温度变化信号，综合控制压缩机工作。恒温器的型式很多，有波纹管式、双金属片式、热敏电阻式等，图1-31 是波纹管式恒温器原理图。

图1-31 波纹管式恒温器工作原理1-毛细管 2-毛细管风箱 3-轴 4-凸轮5-延伸弹簧6-温度调节螺钉7-启开点8-电池9-离合器线圈10-偏心弹簧

波纹管式怛温器出现的主要故障是感温包泄漏及触点接线不好。拆卸蒸发器时，要小心卸下感温包。

热敏电阻式恒温器的温度传感器是一个小圆片形的热敏电阻，与毛细管传感器一样插在蒸发器片之间或其他需要感温的部位。热敏电阻有负温度特性和正温度特性两种，常用的是前者。热敏电阻式怛温器电路原理可见图1-32 ，它的调节特性由热敏电阻性能决定。

图1-32 热敏电阻式恒温器电路原理图

检查热敏电阻可将热敏电阻从空调器上卸下，放入冷水中，见图1-37 。在改变水的温度时，测量接头的电阻。根据该车型空调说明书提供的热敏电阻与温度变化特性曲线检查温度和电阻的交点是否落在阴影范围内。若没有，要更换热敏电阻。

图1-33 热敏电阻检查方法

九、过热开关（过热保护装置）

过热开关有两种，一种是装在压缩机缸盖上，作用结果是使电磁离合器电源中断，压缩机停转。一种是装在蒸发器出器口管路上，作用结果是泄漏报警灯亮。这两种结构的目的都是防止由于缺少制冷剂，造成压缩机因缺乏润滑油而过热损坏。

空调器的过热开关的结构见图1-34 。当制冷剂温度升高到一定值，膜片下的蒸发压力使膜片上升，推动螺钉，带动动触点与定触点接触，过热开关接通，在过热开关后面串接一个过热时间继电器。当过热状态是持续的而不是瞬时的情况下，泄漏报警灯才点亮。

图1-34 过热开关示意图1-调整螺帽 2-调整螺钉 3-膜片 4-制冷剂5-温度传感器6-动触点7-定触点

1、泄漏报警灯的检查

1. （1）打开点火开关到“ON”位置，发动机不启动，设法使泄漏报警灯亮。
2. （2）然后启动发动机。假如制冷剂是够的，此灯应该不亮。2、过热开关的检查如图1-33 按照热敏电阻的检查方法，将温度传感器浸到放满冷水的容器中，然后改变

水温，按表1-14 检查。注意开关不要浸到水中，如果不符合要求，则说明开关有故障。表1-14 过热开关的检查

3、过热时间继电器的检查按图1-35 在回路中接入试验灯泡，按表1-15 进行检查。图1-35 过热开关检查接线示意图表1-15 过热时间继电器的检查

开关状态

灯泡状态

不亮

OFF

ON

开关接上约60s 后灯泡应亮

十、压力开关压力开关的作用原理是利用感受到管路压力使膜片上移或下吸，从而推动动触点与定触点接触或分开，由些产生的控制电流以控制电磁离合器或电扇电机工作。压力开关的型式有多种，要仔细判断，可根据表1-16 确定维修方法（即短路接通或断开电路以判断压力开关是否完好）。表1-16 压力开关的种类及作用

十一、转速控制装置

1、怠速继电器

是一种集成电路，感应来自点火线圈的脉冲信号，所需控制的转速设定值可由人工调节。若发动机怠速转速低于设定值，继电器不吸合，则压缩机停转。怠速继电器的线路图有多种。

一般带有怠速继电器的控制电路都与测温电路继电器串接。图1-36 是怠速继电器的测速与调温控制电路原理图。当发动机转速低于规定转速时，三极管T1 导通，使三极管T3 载止。继电器1 触点分开，电磁离合器线圈电流被切断，压缩机停转。当蒸发器表面温度降至规定值，热敏电阻阻值升高到使三极管T2 导通，三极管T3 截止，继电器1 触点分开，压缩机停转。

图1-36 测速与调温控制电路原理图

1-继电器2-蓄电池3-制冷压缩机电磁离合器

2、怠速提升装置

近年来进口轿车上的空调系统大多采用怠速提升装置，以保证怠速时能带空调稳定运转。

怠速提升装置有多种型式，工作原理基本相同，现介绍一种常见的简单结构。如图1-37 所示：该装置主要由真空促动器和真空电磁阀二部分组成。真空促动器的拉杆与化油器的节气门拉杆相连，真空电磁阀的电路与压缩机电磁离合器电路并联。在汽车怠速时，如果空调电磁离合器电源接通，真空电磁阀同步工作，真空阀门被打开，来自发动机进气管路的真空度通过真空电磁阀到真空促动器，吸引拉杆向加大节气门的方向移动，从而提升怠速。拉杆的行程要调整到使发动机的怠速时带动压缩机运行，并能保持稳定运转。

对于采电子控制燃油喷射系统的轿车，怠速的提升是通过将空调打开（A/C 开关）的信号传输给发动机ECU，发动机ECU 通过增加喷油量来提高发动机怠速转速的。

图1-37 怠速提升装置工作示意图1-化油器 2-节气门 3-拉杆4-阻尼阀 5-真空电磁阀 6-真空促动器十二、控制继电器汽车空调控制电路中有各种类型的继电器，其作用是便于控制各种功能并能减少流入

控制开关的电流，延长开关使用寿命。一盘继电器分常开型和常闭两种，前面已经介绍了几种。常开型继电器一般用于电磁离合器控制、冷凝器风扇控制、怠速提升装置控制等。只要有控制电流流过，继电器线圈上产生的磁力将活动芯棒吸入，使触点接通，反之则断开，

见图1-38 。

图1-38 冷凝器风扇电路图

常闭型继电器用在只要有控制电流流过，触点就断开的电路上。例如将空调电源继电器串接在启动电路中，只要汽车开关处于启动位置，此继电器的触点就断开，保证在汽车启动时，空调器不能工作。它的结构与常开型继电器相似，仅铁心动作相反。怠速继电器也属于此类。

如图1-39 ，继电器的检查方法如下：

1. （1）检查接线端①②之间是否导通、是否有焊点脱落。
2. 检查接线端①②之间是否导通、接线是否焊牢。
3. 在接线端①②之间加电压，检查③④之间是否导通。若不通，则更换。

图1-39 常开型继电器接线图

第三节现代汽车空调系统及其控制

不管季节、温度怎样变化，人们总想在车厢内保持稳定的舒适状态。空气调节装置，就是把某一场所的温度、湿度、空气清洁程度及空气流动保持在适合该场所使用的状态。汽车使用工况多变：从严寒室外的露天停车状态到炎热天停车状态进行启动以及行驶中气象状况的急剧变化，其使用条件相当严酷。汽车用空调的热源动力来自动发动机，随着车辆行驶状态的变化，空调动力源会发生变化，这就造成了控制上的困难。作为对汽车所要求的空调性能，可以举出以下几点：

①在炎热天气中，停车状态尽快使车厢内达到舒适的温度（急速降温）；

②在严寒天气，发动机启动后，尽快使车厢内暖和（急速暖车）；

③平时行驶，不受气象状态或行驶状态的制约，保持稳定的舒适温度；

④车厢内空气流动要自然畅通；

⑤对发动机的燃油消耗与动力性尽可能不予影响。 一、制冷循环制冷剂在蒸发时形成潜热，即固体←→液体←→气体变化时需要大量的热量，这种状

态变化需要的热称为潜热。如压力保持一定，在这种状态的变化中，物体的温度也可保持不变。制冷剂具有污染性，各国开始制定限制氟里昂的法规，以防止大气污染。

图1-40 示出汽车中制冷循环过程。制冷剂呈气体状态，利用压缩机进行吸入、压缩，成为高温高压气体（约80℃，15kgf/cm²）并被送到冷凝器中。通过冷凝器的气体，利用冷却风扇，吸入车外空气，进行冷却，并吸收凝缩过程中的潜热，形成液体。这时的温度约60℃，压力为15kgf/cm²。液化的制冷剂流进回收箱，气体与液体分离。制冷剂靠膨胀阀作用被送出，这时高压液状制冷剂急剧膨胀形成低温、低压的雾状制冷剂，又流向蒸发器。在蒸发器中，制冷剂从车厢内的空气中吸收蒸发所必需的潜热。车厢内空气被冷却，与此同时进行汽化，被吸入压缩机。这样，在制冷循环中的制冷剂来回不断循环。车厢内的空气，被吸去潜热后，包含在空气中的水分降温而成为水被放出。所以，空调冷房空气变成除湿的干燥空气。

图1-40 制冷循环

二、空调的通风系统与控制面板

空调装置是由进气、冷却和加热装置组成，设置在仪表板内部。为了把过空调处理的风吹向前排乘员的上半身，在仪表板左右及中央部设有通气孔。在重视后车乘席舒适性的高级轿车上，为后席乘员设有后通风孔。在前席乘员脚下和后席乘员脚下分别设有通风孔。前除霜器喷嘴与装在风窗玻璃和车门上的侧向除霜器喷嘴用于除去侧窗雾气或冰霜。

图1-41 示出空气是如何进入空调，如何进入车厢内的过程。多叶片环形成风扇（西洛克风扇型式的鼓风机风扇）由马达驱动，吸入空气的进气元件与由蒸发器构成的冷却元件连接，而且又与加热器连接。加热器是由引入发动机温水，与空气进行热交换的加热器心（散热器一种）组成。鼓风机风扇吸入车外空气或车厢内空气，送往冷凝装置，利用图1-41 中挡板①进行外气与内气交换。通过蒸发器的空气被吸去潜热，成为（3～5）℃干燥冷气后，送入加热器中，利用空气混合挡板②的作用，冷气被分成二部分，一部分通过加热器心，另一部分不通过加热器心而直接进入加热器。空气混合挡板决定了向车厢内吹出的空气温度，也就是在通向加热器心部的通路被遮断的位置时，达到最大冷却；在冷风通路被阻塞的位置时，达到最暖；在中间位置，温风与冷风被混合，得到中间温度。 图1-41 空调的通风路径

1~7、a~d-挡板

图1-41 中③～⑦的挡板，决定了把经过空调的空气分配的车厢内的情况。这些挡板不是分别独立工作的，它们保持一定的关系，进行连动工作。当③挡板打开时向中央、旁侧及后面通气口吹也温风，④挡板打开时则向前后席脚下吹出温风，⑤挡板开启时则向挡风玻璃及边窗吹出。挡板⑧是在炎热天气驻车时需要急速冷房时打开，以增加冷风量。此外，图1-41 中的a～d 挡板是按照乘员的爱好，利用手动操作开闭的辅助挡板。

三、汽车空调系统控制

图1-42 示出空调操作仪表板一例。按钮A 是杆式开关，用以选择变换吸入空气的内气/外气。按钮B 是把鼓风机的速度用手操作分3 个阶段进行交换的开关。按钮C 是把经过空调的空气吹出的手动选择开关。

图1-42 空调的操作面板A~G-按钮表1-17 示出按钮C 的位置与挡板位置及空调吹出位置之间的关系。表1-17 空调风吹出工况

注：挡板位置…○：开 △：半开 空白：关

风量...◎：大 ○：中 ◇：小

利用按扭D 设定车厢内温度，利用杠杆式单触点开关，分别上下1 次推压到（18～32）℃之间，以0.5℃为间隔；E 按钮是对空调压缩机进行驱动或不驱动的转换开关，通常情况是接通的。按钮E 是用于去除后窗霜和结冰的热线加热器（在后窗除雾器、窗玻璃上印上电热线）的开关。

“AUTO”开关，是天气和车辆行驶条件不论怎样变化，用于保持车厢内规定温度，对所有挡板及风扇速度进行自动控制的开关。如接通这种开关，其后只有设定需要的适当温度，不论何种情况，都能进行很好控制。在仪表板上部利用LCD 对设定温度进行数字显示。在图1-42 显示部右方是时钟显示，与空调操作无特别关系。

（一）通风系统阻尼控制器

图1-43 示出鼓风机、冷却器、加热器各组件的装配外观图。为了控制通风系各工况特性的动作，设有利用各个伺服马达的执行元件。

图1-43 空调部件外观图

1、进气挡板控制

图1-44（a）是伺服马达的外观图。马达的旋转输出功率利用减速齿轮，使控制臂作约90°的摇动。在控制臂上与控制环相接，把图1-41 的挡板①在内气位置到外气位置之间进行连续动作，能够在任意位置停止。

图1-44（b）说明伺服马达的工作过程。当挡板位于“内气”位置时，伺服马达的可动触点位于图中剖面线位置。这时，从空调ECU 输出向“外气”转换信号，则固定触点B→ 可动触点→固定触点A→伺服马达（如图箭头方向）通电流，把挡板移向“外气”位置。当向“外气”位置移动终了时，则可动触点与固定触点A 脱离，所以，马达电流被隔断而停止。电位计检测挡板位置能够在中间任意位置停止，从“外气”向“内气”移动，则与伺服马达

→固定触点C→可动触点→固定触点B 作逆向流动的电流，又向马达流动，并使马达反转。

通风工况在“Def”及“Foot/Def”时，则优先控制外气位置，为了去除风窗玻璃上的霜雾，吸入车外空气较之吸入湿气较多的车厢内空气，其效果更好。 图1-44 进气执行元件

2、工况选择挡板控制

图1-45（a）示出工况选择执行元件的外形图。与进气控制伺服马达具有相同的构造。对图1-41 挡板③～⑦位置同时进行控制。各挡板以一定的关系进行连动，随着马达的旋转进行开闭操作动作。

图1-45 工况选择执行元件

图1-45（b）是伺服马达的控制电路图。2 个可动触点a、b 具有相同的关系位置，与挡板连动，当挡板位置在“Face”位置时，可动触点的位置如剖面线所示。移动信号从ECU 向“Foot”位置输出，则固定触点“Foot”→可动触点a→固定触点A 的电路成为接地电位，输入A 为“Lo”，输入B 在固定触点B 处于开启不变化状态，变为“Hi”。逻辑电路输出A为“Lo”，输出B 为“Hi”，所以按照TR1 →伺服马达→TR4的电路，电流进行流动，挡板则向“Foot”位置方向运动。可动触点向图所示的左方移动、挡板一直到达“Foot”位置时，可动触点a 通过固定触点“Foot”，固定定触点A 接通。这时，输入A、B均变为“Hi”；当A 及B 为“Lo”时，则TR4 断开，马达停止，挡板停止在“Foot”位置。

现说明当挡板在“Def”时开始，向“Face”移动的情况。可动触点b 位置于图的虚线位置开始，从ECU 输出“Face”信号。则固定触点B 成为接地电位。输入B 在“Lo”，输入A 在固定触点A 处于接通状态，所以成为“Hi”。逻辑电路输出B 为“Lo”，则输出A 成为“Hi”， 所以TR2→伺服马达→TR3的电路接通，电流流动，挡板进行反方向变动，则到达“Face”时，电流断开而停止。

3、最大冷却挡板控制

图1-46（a）示出最大冷却挡板控制执行元件的外形图。图1-46（b）是伺服马达的控制电路图。图1-41 挡板⑧称为最冷挡板。这一挡板当通风工况处于“Face”时，根据必要吹出温度的值，可选择全开、中间、全关3 个位置，以加速冷却。此外，当温度设定为最低冷却（18℃）时，被固定处于全开位置。执行元件与通风挡板控制的伺服机构相同。

图1-46 最大冷却执行元件

4、空气混合挡板控制

图1-41 挡板②的控制。利用控制臂使挡板进行运动，除此之外，水阀（流过加热器心部的发动机温水进行截断的阀）运动与进气控制的伺服马达相同。从加热器元件来的输出空气温度与空调ECU 进行计算的“必要吹出温度”（后述）一致，以调整冷风与温风混合比例的微妙位置的控制。水阀的开闭，控制臂在最大冷却位置以外时调整到全开。

（二）温度控制

输出空气的温度控制，以4 种传感器来的输入为基础进行：

①车厢内温度传感器：在能够代表车厢内温度的场所设定；

②车外温度传感器：不受行驶时对流风的影响，在能够代表大气温度的场所设定；

③日射传感器：近似从太阳光来的日射量，在易于接受日射的车厢内设定；

④蒸发器温度传感器：通过蒸发器后进入空气的温度，在车厢内外，对蒸发器温度传感

器，则使用热敏传感器，日射传感器则使用光敏二极管。

（三）风量控制

为了获得理想的车厢内温度，就需要把车厢内空气与经过空调的空气进行交换。为此需

要制造必要的风量，其中重要一点是控制鼓风机风扇的速度。但并不是风量越多越好，只有在必要时提供必需的尽量少的风量，但这样不容易降低风扇噪声，风量控制大致有以下三种控制方法。

①风量控制图1-47（a）：当偏向于低温或高温时，如果车厢内温度与设定温度相差很大，尽量使风量增大；当风量为定值时，按照日射量大小，进行鼓风机速度的修正。只有在通风工况为“Face”及“Bi-level”时，才进行一定量的增速，由于日射，防止上半身感到热。

②冷风关闭控制图1-47(b)：寒冷时发动机启动后冷却水温度极低，这时，冷风突然吹出，使人感到不快。所以随着发动机水温上升，控制鼓风机风量逐渐增加。发动机水温传感器安装在加热器的心部，水温升到40℃时风扇关掉。

③温风关闭控制图1-47（c），发动机启动后压缩机旋转，但冷凝器不能在很短时间中作充分冷却，特别是炎热天时，突然吹出温风，令人感到不快。如图1-47（c）所示，发动机启动后，考虑到冷凝器充分冷却情况，控制鼓风机风扇转速。

图1-47 风量调节控制

（四）通风工况控制

一般称为头冷却热，冷风在头部及上半身，温风在下半身及脚下吹到时，是比较舒适的。吹出风的温度，亦即按照控制工况选择挡板达到最佳位置。图1-48 示出这种关系。基本上来讲，热风向脚，冷风向脸吹。图中的最大脸部表示最大冷却挡板处于全开位置。在冷风关断控制中，脚位置向“Def”位置转变。这时鼓风机风扇处于关闭状态，这是为了避免在行驶中产生的动压，使冷风向脚下吹出的缘故。

图1-48 输出温度与通风工况关系

（五）压缩机控制

由于用户要求的提高和车辆热负荷增加（车厢容积及玻璃面积增大），对汽车空调系统的性能要求也不断提高。但前提必须满足车辆燃油经济性和动力性的提高。空调系统消耗的动力，主要是压缩机的驱动力和鼓风机等的使用电力。为了降低动力消耗，首先要使空调循环（压缩、凝缩、蒸发）高效率化，压缩机、冷凝器、蒸发器的优异平衡设计和各总成的效率提高是必不可少的。因此，必须以此为基点来讲述压缩机的控制。

经济工况控制：蒸发器的空气中含有水分，所以，蒸发器通常在3℃左右引起结霜现象。在蒸发器上附着霜，与防热情况相同，显著降低热交换率，使压缩机浪费动力。通过蒸发器温度传感器测定蒸发器出口的空气温度，在3℃以下关闭压缩机的电磁离合器，使压缩机停止驱动停止制冷剂工作，防止结霜。若车辆热负荷小（车厢内成为非常适宜的温度）而结霜，可把压缩机的关闭温度设定得高一些，就可以防止结霜，也能防止过度制冷，避免动力损失。在空调操作面板上有“ECON”显示的开关，当断开温度提高到10℃，可减少压缩机工作时间，以节约动力。

可变容量压缩机控制：图1-49（a）为斜板式压缩机的部面图。利用固定在主轴上的斜板，把主轴旋转转变为5 个活塞的往复运动，压缩制冷剂。制冷剂的吸气吐出阀于图的左右二方，利用5 个活塞进行10 个汽缸的运动，实际上，前置离合器与电磁离合器在图左端（前侧）相连接，在此省略。这种压缩机是以100% 容量或50% 容量进行运转的可变容量型压缩机。图的右端（后侧）设有可变机构的电磁阀。

图1-49（b）示出100% 容量运转时的状态。当电磁阀圈不通电时，阀关闭低压侧，打开高压旁通管路，把高压气体引入注塞背部。当柱塞作用力大于弹力，高压出油阀顶住阀平板，各汽缸进行压缩行程。在向图上方顶压的止回阀的使用下，在后侧发生高压气体。与前侧的高压气体一起被送入冷凝器。

图1-49（c）示出50% 容量运转时的状态。当电磁线圈通电时，阀被吸引，低压侧打开，高压旁通管路被关闭。在柱塞背面不承受高压气体压力，所以柱塞顶住弹簧，高压出油阀与阀板脱离。这时，后侧汽缸的各孔出油口总是处于打开状态。所以，后侧5 个汽缸的压缩行程不能进行，止回阀由于后侧的压缩不进行，与前侧的压力差关系而下降，关闭后侧吐出通路，防止高压气体回流。这样，后侧成为低压，只有前侧进行50% 容量运转。

图1-49 可变容量压缩机

压缩机容量的变换。如图1-50 所示，利用蒸发器温度传感器判断制冷室热负荷状态，进行电磁线圈的控制。在“ECON”工况时通常进行50% 容量运转；同时，发动机冷却系在高温时以50% 容量运转，从而减轻发动机负荷。

图1-50 可变容量压缩机变换控制