浅谈《汽车空调的制冷原理及故障分析》的教学方法

黄海波

【摘 要】汽车空调是《汽车电气设备构造与维修》这门课中的一个重要知识点，不论是传统的汽、柴油车，还是新能源车，空调系统在改善驾驶员的劳动强度、提高安全性起很大的作用，是现代汽车不可或缺的重要组成部份。不同能源汽车的空调系统，只是在空调压缩机的动力输入有所不同，但空调制冷这部分的结构和原理都是完全相同的，因此如何引导学生学好制冷原理、分析制冷故障，对学生今后在做本专业的工作有很大的帮助作用。

【关键词】汽车空调；制冷原理；制冷故障

中图分类号： U472 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）27-0171-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.27.077

【Abstract】Automobile air conditioning is an important knowledge point in the course of construction and maintenance of automobile electrical equipment.Whether it is traditional gasoline，diesel vehicle or new-energy vehicle， the air conditioning system plays a great role in improving the driver's labor intensity and improving safety.It is an indispensable part of modern cars. The air-conditioning system of different energy vehicles is only different in the power input of the air-conditioning compressor， but the structure and principle of the air-conditioning refrigeration part are exactly the same， so how to guide students to learn the principle of refrigeration and analyze refrigeration failures. It will be very helpful for students to do their professional work in the future.

【Key words】Automotive air-conditioning；Refrigeration principle；Refrigeration failure

空调的应用非常广泛，它在汽车电气中是相对独立的知识。老师在讲解这方面的知识时，会因为学生的基础知识薄弱、知识的理解能力差，使教学难度增加，教学效果不佳，导致事倍功半。本人从教学实践出发，谈谈如何上好空调制冷这部分知识。

1 如何讲解空调制冷系统的组成

汽车空调制冷系统由蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、储液干燥器、管路、制冷剂组成，但如果只是这样讲，学生很难记住，而且不能理解。可以这樣来讲解制冷系统的组成：

空调大家都有用过，可以让学生说出使用空调的感受，然后根据常识，分析出空调系统要有哪些装置。学生们都知道，空调运行时，热量是从低温的地方向高温的地方转移，所以学生很自然就会想到，空调系统必须有这样的装置，它可以制造低温环境，即从低温地方吸热，高温的地方放热。老师再问学生，采用什么方法可以吸热和放热？这时学生的答案可能会有很多种，老师可以和学生一起分析，哪种制冷方式最适合用在汽车上，显然，采用液体蒸发吸热、气体冷凝放热的物理制冷方式，最适合应用在汽车上，因为在制冷过程中不产生其它产物，而且还容易实现。我们给低温环境用于吸收车箱内热量设备取名叫蒸发器；用于制造高温放热的设备就叫冷凝器；吸热和放热要有载体，我们就把这个载体叫制冷剂；制冷系统要连续工作，还必须有一个设备促使制冷剂连续流动，并且能制造一个低压环境以利蒸发吸热、制造高温环境以利放出放热，这个设备还要把热量源源不断从低温处转移到高温处，我们称之为压缩机；系统中有高、低压环境，就需要有一个分界点，这个分界点用一个阀门就可以解决，这个阀门就叫膨胀阀，在阀前是高压、阀后是低压，也就是用来节流、降压；蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀要用管路把它们连接在一起，制冷剂通过管路流经各个部件，气体部分的管路，管径比较粗，管内制冷剂是液体的，管径比较细。由于膨胀阀的孔径比较小，所以管路中还需要一个干燥过滤器，防止膨胀阀堵塞，并吸收制冷剂中可能的水份。这样来讲解，学生就比较容易记忆，也容易理解。

2 空调系统的工作原理

空调制冷系统是如何工作的呢？老师可以蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀、管路、干燥过滤器做成图板，让学生在黑板上拼成制冷系统，让完成拼图的同学讲解制冷系统的工作原理。显然，只有正确的连接，制冷系统才能工作，即按蒸发器、压缩机、冷凝器、干燥过滤器、膨胀阀、再到蒸发器，形成这样的封闭系统，制冷系统才能真正的工作起来。学生无论以哪个部件开始，最后都要形成这样的封闭系统，有了这样系统图后，就很容易讲解系统的工作原理。即：在蒸发器吸热蒸发为气态的制冷剂，被压缩机吸入后成高温高压的气态制冷剂，送入冷凝器放热冷凝成液态制冷剂，液态制冷剂经干燥过滤器过滤后，送到膨胀阀，膨胀阀把高压中温的制冷剂节流降压后，成为低温制冷剂，流入蒸发器再次吸热再就气体，最后重新被压缩机吸入，只要压缩机不停止工作，这个循环就不会停止，就可以源源不断把热量从低温（车内）处转移到高温处（车外）。

通过这样的拼图，学生有经过头脑思考，师生一起分析制冷系统的工作原理，学生理解就成为顺理成章的事。

3 如何讲解制冷系统的故障

汽车空调系统的故障，不外乎就是不制冷、制冷效果差。空调工作时是靠制冷剂把热量从低温的地方转移到高温的地方，所以出现故障有一部分是制冷剂造成的、一部份是机械部件造成的。在空调检测时，要通过压力表测量系统中制冷剂的压力，以判断出系统到底哪里出问题。通过测量系统压力判断汽车制冷系统故障的过程，就像医生通过测量血压来判断人体的情况一样，首先要知道人体血压的正常范围。制冷系统正常工作时的压力，高压侧的压力1.4～1.6Mpa、低压侧的压力0.15～0.25Mpa，这个参数如人体的正常血压，必须记住。

空调系统突然不能运行，一般是电路出问题、或制冷剂因管路破损突然漏光造成的，其它原因造成的空调故障，都有一个渐变的过程，即制冷效果逐渐变差。汽车制冷系统的故障不外乎这几个：空调制冷剂不足、制冷剂过量或冷凝器冷却不足、系统中有水分造成冰堵、压缩机的效率不高，冷凝器冷却不足、制冷循环系统内有堵塞造成脏堵、系统进空气、膨胀阀开度过大，这些故障对应的压力有不同的反应，维修人员可以通过压力表检测压力来判断。

（1）不制冷

空调系统是一个机电合一的系统，当它不制冷时，首先要分清是控制电路的问题、还是制冷系统的问题。起动发动机并打开空调、把制冷开到最大，观察压缩机是否工作，如果压缩机没工作，说明是控制系统有问题，如果压缩机工作但不制冷，就说明是制冷系统出问题，要做进一步的检查。如何判断压缩机是否工作，学生没有经验，不知道怎么判断，可以采用实训台演示，通过观察电磁离合器压板的动作情况来判断。实际车上的压缩机可能被其它部件遮挡，不能目视，此时可以教学生用听诊棒来听压缩机的工作声音来判断其是否工作，并让学生进行听诊练习，学会判断的方法。

如果是控制电路出问题，诊断方法与其他电路的处理方法相同，这里不再叙述。如果是压缩机能运转但不制冷，这时要通过压力表来检查系统中制冷剂的压力，如果所测的高、低压压力很低，说明系统漏气，要找出漏气点处理好，再重新加注制冷剂；如果高、低压压力表显示当前环境温度下对应的制冷剂压力，说明压缩机失效，需要更换压缩机，重新加注制冷剂。

（2）制冷效果差

启动汽车，开启空调并把空调制冷开到最大，测量系统的制冷剂压力，根据压力表的指示情况来判断故障：

1）空调制冷剂不足

没有制冷剂，肯定不会制冷，所以系统制冷剂不足時，制冷效果变差。通过测量高低压，会发现高低压力都偏低。此时要通过检漏仪来检查系统中哪里出现泄漏，处理好泄漏，重新加注制冷剂。

2）制冷剂过量或冷凝器冷却不足

如果制冷剂太多，造成蒸发器效果变差，制冷效果不好。此时高低压表的指示均过高，视液镜中看不到气泡；冷凝器冷却不足，无法把热量散发出去。此时要将制冷剂量调整合适，清洁冷凝器。

3）系统中有水分-冰堵

制冷时有时无，压力表在空调起动时正常，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。

4）制冷循环系统内有堵塞-脏堵

如果制冷循环系统内制冷剂不能循环，低压表可指示真空，高压表的压力也比正常压力低，造成这种情况的主要原因是制冷循环系统内有堵塞情况。此时要更换干燥过滤器，清洁系统管路，重新加注制冷剂。

5）压缩机的效率不高

如果高压表指示过低，低压表指示过高，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，这说明压缩机的效率不高，此时应更换或修理压缩机。

6）系统进空气

在制冷剂数量正常的情况下，如高低压表的压力均指示高于正常值，说明制冷循环系统中有空气进入，其通常表现为低压指示越高，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，重新加注制冷剂。

7）膨胀阀开度过大

如果低压表指示过高、高压表指示正常，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，这是因为部分液态制冷剂在低压管路蒸发吸热，造成低压管路外部结霜，维修时应考虑更换膨胀阀。

通过这样讲解，学生比较容易，教学上收到事半功倍的教学效果。