一、 實驗目的
1. 學習並理解汽車空調系統的組成及基本工作原理；
2. 熟悉空調系統的製冷迴圈路線；
3. 掌握對空調系統的操作以及控制系統的結構原理；
4. 理解壓力錶的結構原理以及對壓力錶的操作；
5. 理解制冷劑的作用並能掌握加註方法；
6. 具有診斷和排除汽車空調系統常見故障的技能。
二、 空調工作基本原理
發動機驅動的壓縮機將氣態的製冷劑從蒸發器中抽出，並將其送入冷凝器。高壓氣態製冷劑經冷凝器時液化而進行熱交換（釋放熱量），熱量被車外的空氣帶走。然後高壓液態的製冷劑經膨脹閥的節流作用而降壓，低壓液態製冷劑在蒸發器中氣化而進行熱交換（吸收熱量），此時蒸發器附近被冷卻了的空氣通過鼓風機吹入車廂內。接著氣態製冷劑又被壓縮機抽走，泵入冷凝器，如此使製冷劑進行封閉的迴圈流動，不斷地將車廂內的熱量排到車外，使車廂內的氣溫降至適宜的溫度。
三、 實驗裝置
1. 曲柄連桿式壓縮機（由曲柄，連桿，活塞，進排氣閥等組成）；
2. 斜盤式壓縮機（由主軸，斜盤，氣缸，活塞，進排閥等組成）；
3. 冷凝器、乾燥器、膨脹閥、蒸發器、壓力錶、製冷劑罐、真空泵、空調系統示教臺。
四、 實驗裝置簡介
1. 空調壓縮機
a) 壓縮機的功能 把蒸發器中吸收熱量後產生的低溫低壓冷凍劑蒸氣吸入後進行壓縮，升高其壓力和溫度之後送往冷凝器，使冷凍劑在冷卻迴圈中進行迴圈，由蒸發器吸收的熱量在通過冷凝器時散發掉。
b) 壓縮機的種類 壓縮機的種類分為曲軸連桿式、斜盤式搖盤式、雙作用軸向斜盤式、渦旋式、旋轉葉片式等；
c) 壓縮機的工作原理（雙作用式）
當主軸帶動斜盤轉動時，斜盤便驅動活塞作軸向移動，由於活塞在前後佈置的氣缸中同時作軸向運動，這相當於兩個活塞在作雙向運動。
d) 工作過程
前缸活塞向左移動時，排氣閥片關閉，缸內壓力下降，吸氣閥片開啟,低壓蒸氣進入氣缸開始了吸氣過程，一直到活塞向左移動到終點為止；與此同時後缸活塞也向左移動，但不同的是後缸活塞處於壓縮過程,在這過程中蒸氣不斷被壓縮，壓力和溫度不斷上升，上升到一定程度時，排氣閥片開啟，轉到排氣過程,一直到活塞移動到最左邊為止。這樣斜盤每轉動一週,前後兩個活塞分別同時完成吸氣、壓縮過程,這樣一次迴圈,相當於兩個工作迴圈。
e) 壓縮機電磁離合器
壓縮機電磁離合器在需要的時候可以接通或切斷髮動機與壓縮機之間的動力傳遞；另外，當壓縮機過載時，它還能起到一定的保護作用。
2. 冷凝器
空調冷凝器用於製冷空調系統，管內製冷液直接與管外空氣強制進行熱交換，以達到製冷空氣的效果。
在製冷時為系統的高壓裝置（冷暖熱泵型在制熱狀態時為低壓裝置），裝在壓縮機排氣口和節流裝置（毛細管或電子膨脹閥）之間，由空調壓縮機中排出的高溫高壓氣體，進入冷凝器，通過銅管和鋁箔片散熱冷卻，空調器中都裝有軸流式冷卻風扇，採用的是風冷式，使製冷劑在冷卻凝結過程中，壓力不變，溫度降低。由氣體轉化為液體。
在冷凝器內製冷劑發生變化的過程，在理論上可以看成等溫變化過程。實際上它有三個作用，一是空氣帶走了壓縮機送來的 高溫空調製冷劑氣體的過熱部分，使其成為乾燥飽和蒸氣；二是在飽和溫度不變的情況下進行液化；三是當空氣溫度低於冷凝溫度時，將已液化的製冷劑進一步冷卻 到與周圍空氣相同的溫度，起到冷卻作用
目前汽車空調冷凝器有管片式、管帶式以及平行流式3種。
3. 乾燥器
儲液乾燥器串聯在冷凝器與膨脹閥之間的'管路上,使從冷凝器中來的高壓制冷劑液體經過濾、乾燥後流向膨脹閥。在製冷系統中,它起到儲液、乾燥和過濾液態製冷劑的作用。製冷劑和冷凍機油中含有微量水分，當這些水分通過節流裝置時,由於壓力和溫度下降,水分便容易凝結成冰，造成系統堵塞的“冰堵”故障。乾燥的最主要功用是防止水分在製冷系統中造成冰堵。
此外，製冷系統會由於製造維修時,而帶入一些雜物，同時，金屬的腐蝕作用也會產生一些雜質。上述雜質與製冷系統的製冷劑混合在一起,在系統中迴圈便很容易將系統中堵塞，影響正常工作,同時也會增加壓縮機的磨損，所以乾燥器的另一重要作用是過濾。
4. 膨脹閥
膨脹閥也稱節流閥,是組成汽車空調製冷系統的主要部件,安裝在蒸發器入口處。功能是把來自貯液乾燥器的高壓液態製冷劑節流減壓,調節和控制進入蒸發器中的液態製冷劑量,使之適應製冷負荷的變化,同時可防止壓縮機發生液擊現象(即未蒸發的液態製冷劑進入壓縮機後被壓縮,極易引起壓縮機閥片的損壞)和蒸發器出口蒸氣異常過熱。
目前膨脹閥主要有內平衡熱力膨脹閥、外平衡熱力膨脹閥、H型膨脹閥、膨脹節流管（孔管）四種結構形式。
膨脹閥工作原理：它有四個介面通往空調系統，一個接乾燥過濾器出口，一個接蒸發器入口。另外兩個介面，一個接蒸發器出口，一個接壓縮機進口。感溫元件處在從蒸發器出來的製冷劑氣流中。這種膨脹閥是溫控式的，當冷卻負荷的增加導致蒸發器向外輸出的溫度升高，感溫包的溫度也隨之升高併產生膨脹作用。 通過膜片和推杆推動球閥使截面加大，製冷劑進入蒸發器的流量加大。當蒸發器內製冷劑輸出溫度有所下降時，感溫包收縮，球閥的橫截面減小，導致製冷劑進入蒸發器的流速減慢。閥門的開度大小取決於蒸發器輸出端的溫度。
5. 蒸發器
空調蒸發器的作用是利用液態低溫製冷劑在低壓下易蒸發，轉變為蒸氣並吸收
周圍空氣的熱量，風機再將冷風吹到車室內，達到製冷目的。
6. 製冷劑
製冷劑又稱制冷工質，在南方一些地區俗稱雪種。它是在製冷系統中不斷迴圈並通過其本身的狀態變化以實現製冷的工作物質。製冷劑在蒸發器內吸收被冷卻介質（水或空氣等）的熱量而汽化，在冷凝器中將熱量傳遞給周圍空氣或水而冷凝。
以前的汽車使用的製冷劑為R-12，它會破壞臭氧層，已淘汰，製冷劑不可混用。目前空調使用的製冷劑，一種是R22製冷劑，另一種是R410A新冷媒。
五、 實驗過程
1、製冷劑加註過程
空調系統在加註製冷劑前必須抽真空，而抽真空的目的是為了清除系統中的空氣及水分，並進一步檢查系統在真空情況下的密封性。
a) 抽真空步驟
① 將歧管壓力錶中黃色(中間)軟管的接頭接到真空泵上，將藍色(低壓)軟管 的接頭接到低壓管路維修閥口上，將紅色(高壓)軟管接頭接到高壓管路維修閥口上;
② 開啟歧管壓力錶，開啟高低壓手動閥，啟動真空泵； ③ 抽真空到低壓表的負壓值高於l00kPa；
④ 關閉高低壓手動閥，其低壓側錶針在10分鐘內不得有明顯回升。若無， 則可向系統內充注製冷劑；若有，就應向系統內充入少量製冷劑進行查詢、檢修洩漏點，並重新抽真空。
b) 製冷劑加註步驟
將壓力錶黃色軟管接頭從真空泵上接到倒的製冷劑鋼瓶介面上；
擰開壓力錶高壓手動閥，向系統中加入液態製冷劑，直到規定量；若不能加註到規定量，可按步驟b補充。
注：加註液態製冷劑時，不可擰開低壓手動閥，以防產生液擊；不能啟動空調，以防制冷劑倒灌入鋼瓶中產生危險。
c) 加註氣態製冷劑
① 將壓力錶中黃色軟管接頭從真空泵上接到正立的製冷劑鋼瓶介面上； ② 擰開鋼瓶閥門，擰鬆壓力錶黃色軟管螺母，直到有製冷劑氣體外洩約2-3 秒鐘，然後擰緊螺母； ③ 擰開壓力錶低壓手動閥，向系統中加入氣態製冷劑，當系統壓力高於 2.5kg/cm2時，關閉低壓閥； ④ 啟動發動機，同時啟動空調且置最大製冷工況檔； ⑤ 再開啟低壓手動閥，讓製冷劑吸入系統，直到規定量。 需注意的是補充製冷劑，可用壓力錶和視液鏡觀查法來確定製冷劑是否足量。
2、空調洩露點的查詢
a) 直接查詢有油汙的地方，若過於隱蔽也可把洗潔精水塗抹在管道上，有氣泡冒出的地方即為洩露點；
b) 用試燈法檢測，若火苗呈綠色則燈接近處即為洩露點；
c) 電子檢測法檢測，將探頭伸到可疑洩露處，若有冷媒洩露則在顯示屏上有顯示，在檢測過程中要注意調節靈敏度；
d) 熒光法檢測洩漏量很小的洩露點。
六、 實驗心得
1. 通過實驗對空調的組成零部件有了更深層的瞭解；
2. 在實驗不斷思考的過程中，對空調的工作原理、檢測與維護的知識得到進一 步的提升；增強了自身的學習能力；
3. 冷媒發生的變化：
a) 壓縮機：低溫低壓氣態製冷劑壓縮成高溫高壓制冷劑
b) 冷凝器：將高壓制冷劑蒸汽冷凝成中溫高壓液體（注：從冷凝器中出來的為液態冷媒，流經乾燥瓶吸收了多餘的水分）
c) 蒸發器：低溫低壓的液態製冷劑蒸發成低溫低壓的製冷劑蒸汽
4. 通過學習解決了之前在4S店實習中遇到汽車空調蒸發器至壓縮機空氣入口 之間的低壓管路結霜的問題，結合課堂上的知識，我認為應該有以下幾個原因： a) 管道堵塞 b) 鼓風機不運轉 c) 乾燥瓶不起做用 d) 溫度感測器失效
