2.8.1 制冷剂的四种状态

制冷剂在制冷管路中的循环叫做制冷循环。

空调系统工作时，制冷剂在制冷管路中的状态并不是一成不变的，在管路不同地点，制冷剂状态也不相同，一般为4个状态，即高温高压气体、中温高压液体、低温低压液体和低温低压气体，如图2-60和图2-61所示。

恒温膨胀阀（TXV）或膨胀节流管（FOT）控制了流入蒸发器的制冷剂流量并使系统的高压侧与低压侧得以分开。

压缩机提高制冷剂气体的压力和温度从而使系统的高低压两侧隔开。

正是因为制冷剂在管路的不同区段有不同的状态，在蒸发器内吸收热量，在冷凝器内放出热量，当制冷剂完成了四个状态的转化（即完成一个制冷循环）时，才实现了热量的传递和降温制冷功能。

虽然制冷系统的管件大小在各汽车上稍有区别，但是制冷剂在管路中不同地点的状况，对所有系统而言则基本相同。

正因如此，给制冷系统的检查维修与控制提供了思路。所以，在制冷系统的高、低压区分别装了高低压压力检测口、高低压压力传感控制器和高低压压力保护器；在制冷系统的高、低温区分别装了温度传感控制器和保护器。正是这些诸多的传感器、控制器、保护器等，才使汽车空调实现了自动化，而且自动化程度越高，传感器、控制器、保护器越多。

2.8.2 制冷剂状态变化的四个过程

制冷循环中，制冷剂在管路中的状态是经过以下四个过程来完成转化与循环的。

1. 压缩过程

压缩机运转后，当活塞处于吸气冲程时，将从蒸发器低压侧把经过干燥的低温低压气态制冷剂（温度约为0℃、气压约为0.15 MPa）吸入汽缸；压缩时对气体做功，从而把机械能转变成气体的内能和流动的动能，使制冷剂不但循环流动而且制冷剂气体的状态也发生变化，把低温低压气态制冷剂压成高温高压的制冷剂，它仍为气态。这时高温高压的过热制冷剂气体（约80℃，15 kgf/cm2）通过压缩机排气口被送往冷凝器冷却降温。

2. 冷凝过程

从压缩机出来的过热气态制冷剂进入冷凝器后，通过冷凝器散热冷凝为液态制冷剂。因为冷凝器外（车外）温度低于进入冷凝器的制冷剂温度，经过热量传递，并借助于冷凝风扇的作用，制冷剂将部分能量传给冷凝器与其周围的空气，使其内能降低开始发生状态变化，失去能量的制冷剂由高温、高压气体变成（被冷凝成）高温、高压的液体。制冷剂在冷凝器中的变化如图2-62所示。液化的制冷剂流进回收箱（冷凝器下部液槽），气体与液体分离，并继续散热。当从冷凝器流出时温度约降为60℃，压力为15 kgf/cm2，成为中温高压的液体。

注意：在冷凝器中的制冷剂是高压液、气混合物，在检修该部件时必须给予重视。

3. 膨胀过程

冷凝后的液态制冷剂经过干燥后流向膨胀阀或节流管（阀），由于膨胀阀或节流管（阀）的节流作用，使其两侧的气体压力不同，一侧为高压区，另一侧为低压区。制冷剂从高压区进入低压区，其后体积突然变大，其压力和温度急剧下降，变成低温低压的湿蒸气（雾状的液体）。制冷剂靠膨胀阀或节流管的作用被送出，又流向蒸发器。

4. 蒸发过程

低温低压的湿蒸气进入蒸发器中不断吸热汽化转变成气态制冷剂，使蒸发器周围空气的温度下降。由于制冷剂在蒸发器管内汽化时的温度低于蒸发器管外的车内循环风温度，所以通过热传递，它能自动吸收蒸发器管外空气中热量，从而使流经蒸发器的空气温度降低，产生了制冷降温的效果。

从蒸发器流出的气态制冷剂经干燥后又被吸入压缩机进行下一次制冷循环。如图2-63所示为汽车中制冷循环过程。这样，利用有限的制冷剂在封闭的制冷管路中，反复地将制冷剂压缩、冷凝、膨胀、蒸发，从而使制冷剂在压缩机的驱驶下循环流动，且不断地在蒸发器处吸收热量，到冷凝器处又放出热量，使车内的空气温度下降，达到制冷功能。

车厢内的空气，被吸去热量后，包含在空气中的水分降温而成为水被放出。所以，车厢内空气变成除湿的干燥空气，达到除湿功能。

2.8.3 制冷系统性能的检测

制冷系统性能检测确定空调系统是否提供适当的车内冷却环境，因此，也叫空调性能检测。检测前的注意事项如下：

（1）不要吸入空调制冷剂与润滑油的蒸气或雾，它会刺激你的鼻、喉和眼。

（2）不要使用压缩空气的压力检测R134a制冷系统。R134a与空气在高压时的混合是可燃的，这种混合会引起爆炸，导致人员伤害和财产损失。

1. 定排量制冷系统的性能检测

定排量制冷系统性能检测的操作如下：

（1）将表阀和空调制冷系统压缩机吸、排气维修阀相连。连接时，先关死高、低压手动阀，并在接好后，将胶管内的空气赶跑，否则管内空气会跑到制冷系统内。

（2）启动发动机，使压缩机的转速保持在1500 r/min；置空调控制板上的功能选择键在“Max”（或A/C）位置，温度键于“Cool”位置，风扇键于“Hi”位置，并打开车窗门。用大风扇对准冷凝器吹风。

（3）将一根玻璃温度计放进中风门空调出风口，而将干湿温度计放在车内循环进气口处，湿温度计的球部要覆盖蘸饱水的棉花。

（4）空调系统至少要正常工作15 min后，才能进行测试工作，记录数据。

将测得的温度与汽车制造商的空调性能温度进行对比。

空调的正常值要达到如下的要求。

（1）对CCOT系统（定排量孔管系统）。

环境温度：21 ～32℃。

空调冷风温度：1 ～10℃。

高压表值：1.01 ～1.55 MPa。

低压表值：压缩机开动后，低压表压力开始下降，降到约0.118 MPa时（17 lbf/in2），恒温器切断离合器电路，压缩机停止工作。这时，低压表压力又上升0.207 ～ 0.217 MPa （30 ～31 lbf/in2），恒温开关接通离合器电路，压缩机又开始工作，低压表压力又下降，周而复始循环。

（2）其他循环离合器制冷系统（且为定排量压缩机）。

环境温度、空调冷风温度和高压表值与CCOT系统相同。

低压表值：压缩机运行时，低压表值开始下降，在0.103 MPa（15 lbf/in2）时，压缩机停止工作。随后，低压表指针开始回升，回升到0.207 ～ 0.217 MPa（30 ～ 31 lbf/in2）时，压缩机又开始工作，低压表值又开始下降，周而复始循环。

2. 变排量制冷系统的性能检测

对于装有可变排量压缩机孔管型（VDOT）制冷系统的车辆可按别克公司推荐的如下方法及步骤进行检查：

（1）将车辆停在室内或者阴凉处，同时环境温度必须至少为16℃，并开启所有的车窗使车内通风。

（2）安装上空调歧管高、低压力表，并记录车外的环境温度和湿度。

（3）关闭所有的车窗。将空调系统设置为外循环模式，鼓风机转速为最高速，使温度降到最低，按下空调A/C开关，接通空调。

（4）开启空调出风口导流板，并将温度计放在右侧中央空调出风口上。

（5）将变速箱的挡位保持在P挡，启动发动机并保持发动机的转速稳定在2000 r/min，运转空调系统（等待3 ～5 min），直到出风口的温度降到最低，此时，记录出风口温度以及高、低压侧的压力值。

（6）关闭发动机，将所记录下的数值同空调性能表中的最大值进行比较（如表2-15所示），正常的空调系统数值不应超过极限值，如果记下的数据超过极限值，进行VDOT制冷系统检查；如果记下的数据低于极限值，进行制冷剂量的检查，方法与检查定排量系统的制冷剂量相同。