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实用型技术手册(11) 空调为什么不凉

日期:2013/6/4 15:50:21 关键词:汽车租赁
本文地址:http://www.suzhoumetro.com/question/7.html

在今年的冬天,我们曾制作过一期“空调为什么没暖风”的实用型技术文章,现在又有车主开始抱怨他们的车空调不凉,另有一些车主则遇到了开空调水温高的情况。炎炎夏日,空调制冷不给力确实够让人痛苦的,如何找到故障的源头并排除它们是本篇文章要解决的问题。

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   熟悉实用型技术手册系列文章的朋友一定知道我们的文章撰写套路,首先,对空调制冷系统的结构解读是必不可少的。

● 空调为什么能吹出冷风来?

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   在正常情况下,通过温度和风量的调节,不同程度的冷气从空调出风口吹出,与之前介绍过的暖风系统一样,空调的制冷系统在车内同样设有一个冷热交换装置,在空调系统中,它被称之为蒸发箱,制冷剂以低温状态进入到蒸发箱,致使其表面温度降低,在鼓风机的吹动下,冷气穿过空调风道直抵乘员舱内的各个出风口,与此同时,液态的制冷剂完成冷热交换并开始汽化,压力也会降低,随即,制冷剂向压缩机方向流动。

○ 流淌的“血液”——制冷剂

    目前,汽车空调使用的制冷剂为R134a制冷剂,它是氟利昂的一种,至于R134a命名,这可不是凭空得来的,首先,refrigerant是英文制冷剂的意思,因此,首字母用“R”来表示,之后的数字和小写字母则由不同制冷剂的分子式衍变而来。

    在我的印象中,应用在汽车空调领域的制冷剂曾经历过一次变革,一纸《蒙特利尔议定书》以保护大气臭氧层之名终止了原先R12制冷剂的使用,它也是第一批被禁用的制冷剂,缘由是R12制冷剂中的分子含有氯原子,一旦R12制冷剂排放到空气中并漂浮至大气层的平流层后,太阳光的强烈照射会使其分离出氯离子,进而破坏大气臭氧层。取而代之的R134a制冷剂不含氯原子,它在大气中的活性很低,对温室效应的影响也较小,在此基础上,R134a制冷剂的制冷性能与R12相似。

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   现在,R12制冷剂仍然出现在一些年头较长的老车上,在此需要注意的是,由于两种制冷剂的化学特性不同,因此,它们不能混合使用,如果混用,会造成空调系统的严重损坏,另外,用于系统管路连接处的密封圈也不能互用。总而言之,R12和R134a是两种完全不兼容的制冷剂。

    尽管如此,R134a制冷剂对人体还是存在一定的威胁,所以,在检修时进行正确回收是十分必要的,但从实际情况来看,很多修理厂都没有配备专业的空调检修设备,而那种简易的加注设备又不具备回收的功能,因此,在对空调制冷系统进行检修时,维修技师只好将制冷剂排向空气中。如果你见到此类情景并无法对此进行干预,为了保护自己,我劝你还是躲远点好。 

    以现在的趋势来看,R134a制冷剂也会有被取代的一天,二氧化碳有可能是替代者,《减少环境污染 大众将用二氧化碳制冷剂》这则新闻或许能看出些端倪。

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   制冷剂在空调系统中的确是比较重要的,通过它的循环流动可以实现冷热的互换,这也就意味着当制冷剂不足时,空调的制冷能力就会下降,至于怎么判断,我们在后面的文章进行阐述,但空调的制冷绝非是仰仗它的一己之力。

○ 开空调为什么会费油?

    开空调费油是众所周知的,但你知道是什么原因导致的吗?有时候研究一下1加1为什么等于2也是挺有意思的。

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   上文说到,让制冷剂在空调系统内循环是制冷的关键,它就像血液一样在整个系统中循环,而压缩机是整个空调制冷系统的“心脏”,它是维持整个系统正常运转的动力源,如果没有它,制冷剂就不会在系统管路内循环,也就不会发挥出制冷的能力。压缩机依靠发动机来带动,因此,当它开始工作时,发动机就会损失一部分动力。在发动机维持相同行驶工况的前提下,自然也就多费一些油。那压缩机又是怎么工作的?

◆ 压缩机的工作方式

    相比于发动机,我们对汽车空调的压缩机有一定的陌生感,其实在工作方式方面,压缩机与发动机有重叠的地方,简单来说,是利用活塞在气缸中的运动实现4个工作过程,即吸气、压缩、排气和膨胀。至于压缩机的结构类型,目前,汽车空调压缩机大多以轴向运动的活塞式压缩机为主,当然也不排除其它结构的可能,尽管如此,但万变不离其宗,基本上都依靠机械结构来实现上述工作过程。

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   从蒸发箱流出的制冷剂呈低温低压的状态,它在压缩机活塞向下止点运动时被吸入压缩机气缸内,随着活塞的上行运动实现压缩,待压力上升至预设标准时,制冷剂呈高温高压的状态排出压缩机。与发动机一样,排气不够充分的现象在压缩机的工作过程中同样存在,不同的是,压缩机的吸、排气阀的开闭是依靠制冷剂的膨胀改变内外的压力差来推动的,而并不像发动机的配气机构那样是主动控制的。

    排气阀关闭后,高压气体在活塞下行时不断膨胀,当气缸内的压力低于吸气管内的压力时,吸气阀才会打开,从而得以进入下一次循环。

◆ 压缩机也有排气量

    压缩机的排气量算法与发动机相同,不过,由于多方面客观原因影响,压缩机的实际排气量会永远小于理论值。

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○ 为什么开启空调制冷功能时,车头水箱位置的风扇会转?

    不知道你是否留意过,当空调制冷功能开启后,从车头会传来呼呼的风声,这是由水箱附近的电子扇在高转速状态发出的,这样的设定与发动机冷却系统的温度无关,换句话说,即便是发动机处于低温状态,只要按下“AC”开关,电子扇就会以高转速状态运转。这又是为什么?

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   如果你站在车头透过中央进气格栅往里看,在一般情况下,你看到的不是发动机冷却系统的水箱而是空调制冷系统的冷凝器。制冷剂被压缩机排出后就进入这里。

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    冷凝器的结构与水箱散热器类似,都是由盘管与散热片组成,高温高压的制冷剂以气体的状态进入冷凝器在盘管内流动,表面的散热片可帮助制冷剂散热,制冷剂的散热对于之后的空调制冷是个关键。

    在车辆行驶时,流动的空气可以带走冷凝器表面的热量,而在停车怠速状态下,散热更多的就要仰仗电子扇了。制冷剂在降温过程中逐渐由高温高压的气体状态过渡至低温低压的液体状态,这一现象叫冷凝,因此,这个结构与水箱散热器类似的装置被称之为冷凝器。

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○ 制冷剂还需被进一步处理

◆ 干燥及净化

    在冷凝器出口侧的一旁是储液干燥罐,顾名思义,这个装置有两个功能,一个是暂时存储由冷凝器流出的制冷剂,以此来保证空调管路中制冷剂的循环连续性和稳定性,另一个是干燥,在滤除制冷剂中的杂质的同时,还能吸收其中的水分,从而防止管路中被堵塞和内部结构被腐蚀。

    除此之外,储液干燥罐在整个制冷系统中还扮演着“保险丝”的角色,一旦因管路内出现堵塞或其它异常情况导致内部压力、温度升高至极限时,储液干燥罐内部的安全阀就会打开进行泄压,以此来保证内部结构不会因此而损坏。

◆ 达到最佳的制冷状态

    经过储液干燥罐的制冷剂在温度、压力及形态(液态)方面还没有降至能让其发挥出最佳制冷能力的状态,之后的节流阀会让制冷剂的温度和压力更低,与此同时,穿过节流阀的液态制冷剂还能得到一定程度的雾化。

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    此外,由于制冷效果与进入蒸发箱的制冷剂量也有直接关系,所以,节流阀还需对流量进行把控。别小瞧这个不大的玩意儿,它在整个空调制冷系统中可是划分高压区和低压区的节点。

● 空调的温度是如何调整的?

    这个问题乍一看几乎没有讨论的价值。的确,很少有人关注到这个使用频率颇高的功能究竟是怎么实现空调温度的调整的,其实道理很简单。

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   秘密就藏在仪表台内的空调器里,用图片展示更为直观。空气从空调进风口进入,鼓风机将自然风导入空调器内,空气首先穿过蒸发箱,如果空调制冷功能开启,途经的空气就得到了降温冷却(如果未开启制冷功能,途经的空气还是以常温状态向之后流动)。

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   接下来空气就要面对一个选择,到底是向左走还是向右走,风道的一边是暖风系统的小水箱,如果走向这一边,空气的温度就会提高,而另一边则是直接通往不同出风口的管道,也就是说,由此吹出的就是最低温度的风。位于交叉口的阀门向哪一边开启及开启角度全权由车内控制面板上的温控按键进行控制。由此看来,风道的控制电机也有可能成为空调不凉的原因。

 空调为什么不凉?

    看到这,文章似乎才进入正题,其实不然,在对整个空调制冷系统的结构和大致的工作原理有个初步的认识后,在故障的判断方面也就水到渠成了。

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◆ 压缩机不工作

    事实上,压缩机的工作是有条件的,制冷剂的含量是其中之一,当制冷剂严重亏损时,制冷管路内的压力不足,依靠管路上的压力传感器识别这一信息后,压缩机就无法运转了。那我们怎么判断压缩机是否工作呢?

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   车装配的空调压缩机依靠电磁离合器来控制压缩机是否进行制冷工作,在按下“AC”开关时,正常的情况下可以在发动机舱处听到“哒”的一声,这证明电磁离合器吸合,压缩机开始工作。另外,电子扇开始以高转速运转也是一个信号。

    如果是电路出现问题也可能导致电磁离合器不吸合或电子扇不运转,这就需要用使用设备做进一步检查。

◆ 不是所有的压缩机都有电磁离合器

    高端车上所装配的空调压缩机大多没有电磁离合器这个装置,取而代之的是控制压缩机内部斜板角度的电机,相比之下,这样的控制方式在噪音和运转平顺度方面有一定优势。

小结:

    综上所述,一旦制冷管路内制冷剂的剂量严重不足或电路出现问题,压缩机就不会工作,所以,在检修时,如果有人告诉你是因为压缩机不工作导致的空调不凉,你可得留个心眼,看看是不是因制冷剂缺失或线路问题导致的。

● 开空调水温高

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   最后再来说个题外话,开空调水温高也是个常见的现象,其实,它也会间接引发空调不凉。相比于空调制冷的故障而言,开空调水温高的现象比较好解决,这种情况大多是由于冷凝器表面的散热出现了问题,你可以借助手电通过中央进气格栅观察冷凝器表面,如果散热鳞片的缝隙内被柳絮、灰尘等异物覆盖,这就会对冷凝器的散热效率形成一定影响,其表面温度也会有所升高。在这种情况下,制冷剂在冷凝器内的物理变化也会受到影响,进而使得空调制冷能力下降。

○ 怎么解决?

    用高压气枪将水箱及冷凝器表面的异物吹净,这样的处理方式比较简单,但会有很大的扬尘。如果能用压力较小的水枪清洗既能达到很好的清洗效果,还不会产生扬尘。

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   切记不要用洗车房里的高压水枪冲洗,这极易对冷凝器和水箱表面的散热鳞片造成损伤。将冷凝器表面清洗干净后,散热效果得到了改善,水温自然也就得到了控制。

编辑总结:

    虽然这篇文章说了很多有关空调系统的事儿,但也仅仅是泛泛的介绍而已,主要还是希望大家能从这些内容里提取一些对自己在用车过程中有所帮助的信息,例如空调不凉、开空调水温高等常见问题的解决办法,当然,我并不是在鼓励大家自己动手处理它们,不至于在修理厂被人牵着鼻子走才是真正用意。或许,正是你有针对性的在维修业务接待员面前侃侃而谈,他们也就不会在你身上动什么心思了。

    引发空调不凉的原因多种多样,大到文章所提到的故障性问题,小到在平常用车过程中因保养不到位引发的制冷效果不好的现象。例如,空调滤芯过脏,这会导致空调出风量不足,进而影响空调的制冷效果,只要定期清理或更换空调滤芯就可以避免这个问题;另外,停用了一个冬季的空调制冷功能有可能因内部缺少必要的润滑、保护,致使管路密封圈出现老化迹象,一旦压缩机开启,管路内压力上升后,就有可能导致管路接口出现泄漏的情况,由此看来,即便是在冬季,我们最好也要让压缩机定期工作一段时间。

    空调系统除了在制冷方面出现问题外,在空调出风质量方面也会存在问题,用车频道此前制作了空调清洗的文章,有需要的朋友可以点击《大卸八块求真相 探寻空调"臭"的根源》。

    如果你在汽车空调制冷方面遇到了一些棘手的问题可以到我的博客中留言,在新浪微博上@我也可以,我非常愿意为大家效劳。

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