汽车空调制冷系统的工作原理与组成_活塞_中国百科网
汽车空调制冷系统的工作原理与组成
     汽车空调是一种用于提高乘坐舒适性的重要部件，已被广大汽车制造企业及消费者所认可，几乎成为现代车辆不可缺少的装置。汽车空调制冷系统主要由压缩机、冷凝器、储液罐、膨胀阀、蒸发器、风机及制冷管道组成，如图1所示。
一、制冷原理
汽车空调的制冷实际是按压缩、放热、节流、吸热四个过程循环进行，从而使车内温度达到并维持在设定值。
1．压缩过程
压缩机吸入蒸发器出口处的低温低压的制冷剂气体，把它压缩成高温高压的气体，然后送入冷凝器。此过程的主要作用是压缩增压，以便气体易于液化。压缩过程中，制冷剂状态不发生变化，而温度、压力不断升高，形成过热气体。
2．放热过程
高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器（散热器）与大气进行热交换。由于压力及温度的降低，制冷剂气体冷凝成液体，并放出大量的热。此过程作用是排热、冷凝。冷凝过程的特点是制冷剂的状态发生变化，即在压力、温度不变的情况下，由气态逐渐向液态转变。冷凝后的制冷剂液体是高压高温液体。制冷剂液体过冷，过冷度越大，在蒸发过程中其蒸发吸热的能力也就越大，制冷效果越好，即产冷量相应增加。
3．节流过程
高压高温制冷剂液体经膨胀阀节流降温降压，以雾状（细小液滴）排出膨胀装置。该过程的作用是使制冷剂降温降压，由高温高压液体，迅速地变成低温低压液体，以利于吸热、控制制冷能力以及维持制冷系统正常运行。
4．吸热过程
经膨胀阀降温降压后的雾状制冷剂液体进入蒸发器，因此时制冷剂沸点远低于蒸发器内温度，故制冷剂液体在蒸发器内蒸发、沸腾成气体。在蒸发过程中大量吸收周围的热量，降低车内温度。而后低温低压的制冷剂气体流出蒸发器等待压缩机再次吸入。吸热过程的特点是制冷剂状态由液态变化到气态，此时压力不变，即在定压过程中进行这一状态的变化。
二、制冷系统的组成
压缩机是制冷系统的心脏，其作用是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，其原理与普通空气压缩机相似，只是密封程度要求更高。
目前，在汽车空调中，压缩机主要采用容积型制冷压缩机。该类压缩机主要由活塞、缸体、连杆、电磁离合器等器件组成，如图2所示，按照其运动型式和主要零部件形状可分为多类，见表1。其中，斜板式压缩机与旋叶式压缩机最为常见。
（1）斜板式压缩机
斜板式压缩机是一种轴向活塞式压缩机，又称为双向活塞式压缩机，主要由主轴、斜板、活塞、进排气阀片等部件组成，各气缸以压缩机主轴为中心布置，活塞运动方向与压缩机的主轴平行，如图3所示。
三缸斜板式为三活塞等间隔120&分布，五缸斜板式为五活塞等间隔72&0分布。为了使机器受力合理，结构紧凑，通常将活塞制成双头活塞。当主轴驱动斜板旋转时，活塞槽与斜板边缘通过钢球轴承支承，斜板的旋转带动活塞做轴向移动，活塞前后两端与壳体组成两个空腔。活塞轴向移动时，一个空腔容积增大，可以吸入低压的制冷剂；相反，活塞另一头的空腔容积减小，制冷剂被高压排出。如果斜板转动一周，前后两个活塞各完成压缩、排气、膨胀、吸气一个循环，相当于两个气缸作用。
斜板式压缩机比较容易实现小型化和轻量化，并且可以高转速工作，加之其结构紧凑、效率高、性能可靠，现广泛应用于汽车空调中。
（2）旋叶式压缩机
旋叶式压缩机的气缸有两种形状，一种是圆形，一种是椭圆形。在圆形气缸中，转子的主轴与气缸的圆心有一个偏心距，使转子紧贴在气缸内表面的吸、排气孔之间。在椭圆形气缸中，转子的主轴和椭圆中心重合，如图4所示。
旋叶式压缩机没有活塞，仅有一个阀，称为排气阀。排气阀实际上起一个止回阀的作用，防止在循环停止或压缩机不运行时，制冷剂蒸气通过排气口进入压缩机。转子上的叶片将气缸分成几个空间，当主轴带动转子旋转一周时，这些空间的容积不断发生变化，制冷剂蒸气在这些空间内也发生体积和温度上的变化。旋叶式压缩机没有吸气阀，因为叶片能完成吸入和压缩制冷剂的任务。如果有2个叶片，则主轴旋转一周有2次排气过程。叶片越多，压缩机的排气波动就越小。圆形缸一般有2~4片叶片，椭圆形缸一般有四五片叶片。
旋叶式压缩机对加工精度要求很高，制造成本较高。由于旋叶式压缩机的体积小、重量轻，易于在狭小的舱内进行布置，同时具有噪声与振动小、容积效率高等优点，在汽车空调系统中也得到了一定的应用。
汽车空调中的冷凝器是热交换，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
它是汽车空调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，如图5所示。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。
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汽车空调-制冷系统的基本部件
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中央空调制冷系统由哪些部件组成(正文)
中央空调制冷系统由哪些部件组成
中央空调制冷系统由哪些部件组成，空调器的制冷系统由压缩机、冷凝器、蒸发器、毛细管或膨胀阀、过滤器、电磁换向阀、单向阀等组成。一、压缩机
房间空调器采用全封闭式压缩机，结构形式有往复活塞式和旋转式，使用氟利昂R22制冷剂。活塞式压缩机的工作条件是：最高排气温度150℃，最大压差1.56MPa，最高冷凝温度55℃，蒸发温度5～10℃。压缩机的重要性能指标是制冷系数即单位功率制冷量Ke，一般Ke&kJ／.
现将活塞式压l缩机与旋转式压缩机性能比较表如下，使用时应注意它们的区别。
排气温度的温差
温差10~30℃，排气口与外部排气管温差小
温差0~10℃，排气口与外部排气管温差小
吸入气体在机壳内停留片刻
气体直接进入气缸内
悬挂弹簧式
机壳固定支撑
由机壳向外部空气散热较少
由机壳向外部空气散热较多
机壳内温度和压力
低温40~50℃低压4.9x105Pa
高温90~100℃低压1.96x106Pa
二、膨胀阀与毛细管
三、冷凝器
空调器中的冷凝器分为风冷式和水冷式。
1．风冷式冷凝器 它由紫铜管与冲出带凸沿圆孔的薄铝片经过穿片、胀管、焊接弯头制成。由电风扇强制空气流过薄铝片（翅片）之间的空隙达到冷却降温。
2．水冷式冷凝器 分壳管式和套管式。
壳管式制冷剂在壳体内与金属管之间流动把热量传给金属管，金属管内通以流动的冷却水，冷却水的流动方向与制冷剂的流动方向相反，冷却水从低位处进入从高位处流出。制冷剂蒸气从顶部进入，从下部流出液
体制冷剂。冷凝器顶部有的设有安全熔塞，当水量不足、壳内温度升高至70℃时，熔塞中的锡铋合金熔化使制冷剂自动排出，防止压力过高而引起爆炸。冷凝器使用一定时间后应清除金属管内的水垢。
套管式冷凝器，由两种直径不同的无缝钢管套装在一起，小直径管内以冷却水，制冷剂蒸气在大小管之间流动，向小管中的冷却水和大管外部的空气散发热量。这种冷凝器常用于柜式空调器中。
四、蒸发器
小型房间空调器采用直接蒸发式蒸发器，其结构形式与风冷式掩凝器相似，蒸发器是把紫铜管约8～10根并排在一起，排成两排、四排、六排等，用弯头连接成管道。蒸发器入口端装有分配器起使制冷剂在蒸发器各通路中分布均匀的作用。
五、电磁单向阀
单向阀的作用是只允许液体沿一个方向流动。在只需要单方向流动制冷剂的系统中，采用单向阀控制液体流向。电磁阀线圈和压缩机电机由统一电路控制，同步开启或关闭。
单向阀装在压缩机与冷凝器之间，压缩机停止运转后冷凝器中的液体制冷剂不能倒流至压缩机中，防止压缩机被&液击&；单向阀安装在冷凝器与蒸发器之间，压缩机停止工作后，冷凝器中的液体制冷剂不再供给蒸发器，可防止压缩机再次启动时由于蒸发器内制冷剂过多而液击压缩机。
六、压力继电器
压力继电器是一种由压力信号来控制电路开、关的器件。当制冷系统高压侧的压力超过额定值（调定值），或低压侧的压者低于额定值（调定值）时，压力继电器将切断压缩机电源，起到保护作用。压力继电器分高压继电器和低压继电器，把两者组装在一起为高低压继电器。高压和低压的控制压力通过各自的调节螺钉来调节。
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