制冷系统的作用是将车内的热量通过制冷剂在循环系统中循环转移到车外，实现车内降温。制冷系统主要包括制冷循环系统和控制系统等部分。目前各种车辆的制冷循环系统无多大区别，而控制系统在各车型中差别较大。本节主要介绍制冷循环系统部分。
1）制冷循环系统的类型
从前述的制冷原理我们已经知道，通过制冷循环系统可以将车内的热量转移到车外，目前车辆上采用的制冷循环系统，大致可以分为膨胀阀式和膨胀管式两种方式。
（1）膨胀阀式制冷循环系统。图1－8－12 所示为膨胀阀式制冷循环系统，该循环系统主要包括压缩机、冷凝器、储液干燥罐、膨胀阀、蒸发器和管路等部件。
图1-8-12 膨胀阀式制冷循环系统
这种制冷循环系统的工作原理是用压缩机提高气体制冷剂的压力（同时温度也提高），目的是使制冷剂比较容易液化放热。高压的气体制冷剂进入冷凝器，冷凝器风扇使空气通过冷凝器的缝隙，带走制冷剂放出的热量并使其液化。液化后的制冷剂进入储液干燥罐，储液干燥罐滤掉其中的杂质、水分，同时存储适量的液态的制冷剂以保证制冷负荷发生变化时制冷剂不会断流。从储液干燥罐出来的制冷剂流至膨胀阀，从膨胀阀中的节流孔喷出形成雾状制冷剂，雾状的制冷剂进入蒸发器，由于压力急剧下降，制冷剂便很快蒸发汽化，并吸收热量。蒸发器外部的风扇使空气不断通过蒸发器的缝隙，空气温度下降，使车内温度降低，而从蒸发器出来的气态制冷剂再进入压缩机重复上述过程。这种循环系统中的膨胀阀可以根据制冷负荷的大小调节制冷剂的流量。
（2）膨胀管式制冷循环系统（CCOT 方式）。膨胀管式制冷循环系统从制冷的工作原理来看，与膨胀阀式制冷循环系统无本质的差别，只不过将可调节流量的膨胀阀换成不可调节流量的膨胀管，使其结构更加简单，其制冷循环如图1－8－13 所示。为了防止液态的制冷剂进入而造成压缩机的损坏，这种循环系统将储液干燥罐安装在蒸发器的出口，并按照它所起的作用更名为集液器，同时进行气液分离，液体留在罐内，气体进入压缩机，其他部分的工作过程与膨胀阀式制冷循环系统相同。
图1-8-13 膨胀管式制冷循环系统
A—压缩机；B—冷凝器；C—储液干燥罐；D—高压开关；E—高压维修开关；F—膨胀阀；G—蒸发器；H—低压维修接头；I—减振器
2）制冷循环系统的组成部件
制冷循环系统中各部件在车上的安装位置如图1－8－14 所示。下面对各主要组成部件分别予以介绍。
图1-8-14 制冷循环系统各部件的安装位置
（1）压缩机。压缩机的作用是将从蒸发器出来的低温、低压的气态制冷剂通过压缩转变为高温、高压的气态制冷剂，并将其送入冷凝器。目前汽车空调系统所采用的压缩机有多种类型，比较常见的有旋转斜盘式压缩机、摇板式压缩机、曲轴连杆式压缩机、涡旋式压缩机等。此外，压缩机还可分为定排量和变排量两种型式，变排量压缩机可根据空调系统的制冷负荷自动改变排量，使空调系统运行更加经济。
①旋转斜盘式压缩机。
结构：旋转斜盘式压缩机的结构如图1－8－15 所示。这种压缩机通常在机体圆周方向上布置有6 个或者10 个气缸，每个气缸中安装一个双向活塞形成6 缸机或10 缸机，每个气缸两头都有进气阀和排气阀。活塞由斜盘驱动，在气缸中往复运动，活塞的一侧压缩时，另一侧则为进气。
图1-8-15 旋转斜盘式压缩机的结构
工作过程：旋转斜盘式压缩机的结构示意如图1－8－16 所示。压缩机轴旋转时，轴上的斜盘同时驱动所有的活塞运动，部分活塞向左运动，部分活塞向右运动。图中的活塞在向左运动中，活塞左侧的空间缩小，制冷剂被压缩，压力升高，打开排气阀，向外排出；与此同时，活塞右侧空间增大，压力减小，进气阀开启，制冷剂进入气缸。由于进、排气阀均为单向阀结构，所以可保证制冷剂不会倒流。
图1-8-16 旋转斜盘式压缩机的结构示意
②摇板式压缩机。
结构：这种压缩机是一种变排量的压缩机，其结构如图1－8－17 所示。它的结构与旋转斜盘式压缩机类似，通过斜盘驱动周向分布的活塞，只是将双向活塞变为单向活塞，并可通过改变斜盘的角度改变活塞的行程，从而改变压缩机的排量。压缩机旋转时，压缩机轴驱动与其连接的凸缘盘，凸缘盘上的导向销钉再带动斜盘转动，斜盘最后驱动活塞往复运动。
工作过程：压缩制冷剂的工作过程此处不再重复，这里主要介绍一下变排量的原理。如图1－8－18 所示，这种压缩机可以根据制冷负荷的大小改变排量，制冷负荷减小时，可以使斜盘的角度减小，从而减小活塞的行程，使排量降低；负荷增大时则相反。下面以负荷减小为例来说明压缩机排量如何减小：制冷负荷的减小会使压缩机低压腔压力降低，低压腔压力降低可使波纹管膨胀而打开控制阀，高压腔的制冷剂便会通过控制阀进入斜盘腔，使斜盘腔的压力升高。
③曲轴连杆式压缩机。
结构：这种压缩机的结构与发动机相似，由曲轴连杆驱动活塞往复运动，一般采用双缸结构，每缸上方装有进、排气阀片，压缩机的具体结构如图1－8－19 所示。
工作过程：曲轴连杆式压缩机的工作过程如图1－8－20 所示，整个工作过程由吸气、压缩和排气三个过程组成，活塞下行时进气阀开启，制冷剂进入气缸；活塞上行时，制冷剂被压缩，当达到一定压力时，排气阀打开，制冷剂排出。
这种压缩机由于体积较大，目前已很少在小型车上使用。
（2）冷凝器。冷凝器的作用是将压缩机送来的高温、高压的气态制冷剂转变为液态制冷剂。制冷剂在冷凝器中散热而发生状态的改变，因此冷凝器是一个热交换器，将制冷剂在车内吸收的热量通过冷凝器散发到大气中去。
小型汽车的冷凝器通常安装在汽车的前面（一般安装在散热器前），通过风扇进行冷却（冷凝器风扇一般与散热器风扇共用，也有车型采用专用的冷凝器风扇）。
图1-8-17 摇板式压缩机的结构
（a）实物；（b）结构
1—主轴；2—轴封；3—轴承；4—前盖；5—平面止推轴承；6—斜盘；7—平面止推轴承；8—摇板（行星盘）；9—球形连杆；10—弹簧；11—活塞；12—气缸垫；13—吸、排气口；14—阀板组件；15—气缸盖；16—调节螺钉；17—连接螺钉；18—缸体；19—防旋齿轮（固定齿）；20—钢球；21—防旋齿轮（动齿）；22—平衡块（铸入斜盘中）；23—油毛毡
图1-8-18 摇板式压缩机变排量的工作过程
图1-8-19 曲轴连杆式压缩机的结构
图1-8-20 曲轴连杆式压缩机的工作过程(www.zuozong.com)
（a）压缩机构；（b）吸气；（c）排气
冷凝器的结构如图1－8－21 所示，主要由管路和散热器片组成，有一个制冷剂的进口和一个出口。
图1-8-21 冷凝器的结构
（3）储液干燥罐和集液器。
①储液干燥罐。储液干燥罐用于膨胀阀式制冷循环系统，其作用是：
ⓐ暂时存储制冷剂，使制冷剂的流量与制冷负荷相适应。
ⓑ去除制冷剂中的水分和杂质，确保系统正常运行（如果系统中有水分，有可能造成水分在系统中结冰，堵塞制冷剂的循环通道，造成故障。如果制冷剂中有杂质，也可能造成系统堵塞，使系统不能制冷）。
ⓒ部分储液干燥罐上装有观察玻璃（视液镜），可观察制冷剂的流动情况，确定制冷剂的数量。
ⓓ有些储液干燥罐上装有易熔塞，在系统压力、温度过高时，易熔塞熔化，放出制冷剂，保护系统重要部件不被破坏。
ⓒ还有些储液干燥罐上安装有维修阀，供维修制冷系统时安装压力表和加注制冷剂之用。
ⓕ有些车型的储液干燥罐上装有压力开关，可在系统压力不正常时，中止压缩机的工作。
储液干燥罐的结构如图1－8－22 所示，干燥罐内有过滤器和干燥剂，罐的上方有观察玻璃（视液罐）、进口和出口。
图1-8-22 储液干燥罐的结构
②集液器。集液器用于膨胀管式制冷循环系统，安装在蒸发器出口处的管路中。由于膨胀管无法调节制冷剂的流量，因此从蒸发器出来的制冷剂不一定全部是气体，可能有部分液体，为防止压缩机损坏，故在蒸发器出口处安装集液器，它一方面将制冷剂进行气液分离，另一方面起到与储液干燥罐相同的作用，其结构如图1－8－23 所示。
图1-8-23 集液器的结构
制冷剂进入集液器后，液体部分沉在集液器底部，气体部分从上面的管路进入压缩机。
（4）膨胀阀和膨胀管。
①膨胀阀。膨胀阀安装在蒸发器的入口处，其作用是将从储液干燥罐来的高温、高压的液态制冷剂从膨胀阀的小孔喷出，使其降压，体积膨胀，转化为雾状制冷剂，在蒸发器中吸热变为气态制冷剂，同时还可根据制冷负荷的大小调节制冷剂的流量，确保蒸发器出口处的制冷剂全部转化为气体。
膨胀阀的结构形式有三种，分别为外平衡式膨胀阀、内平衡式膨胀阀和H 型膨胀阀，下面分别予以介绍。
外平衡式膨胀阀：外平衡式膨胀阀的结构如图1－8－24 所示。膨胀阀的入口接储液干燥罐，出口接蒸发器。膨胀阀的上部有一个膜片，膜片上方通过毛细管接热敏管，热敏管安装在蒸发器出口的管路上，内部充满制冷剂气体，蒸发器出口处的温度发生变化时，热敏管内的气体体积也会发生变化，进而产生压力变化，这个压力变化就作用在膜片的上方。膜片下方的腔室还有一根平衡管通蒸发器出口。阀的中部有一阀门，阀门控制制冷剂的流量，阀门的下方有一调整弹簧，弹簧的弹力试图使阀门关闭，弹簧的弹力通过阀门上方的杆作用在膜片的下方。可以看出，膜片共受到三个力的作用：一个是热敏管中制冷剂气体向下的压力；一个是弹簧向上的推力；还有一个是蒸发器出口制冷剂的压力（作用在膜片的下方），阀的开度取决于这三个力综合作用的结果。
图1-8-24 外平衡式膨胀阀的结构
当制冷负荷发生变化时，膨胀阀可根据制冷负荷的变化自动调节制冷剂的流量，确保蒸发器出口处的制冷剂全部转化为气体并有一定的过热度。当制冷负荷减小时，蒸发器出口处的温度就会降低，热敏管的温度也会降低，其中的制冷剂气体便会收缩，使膨胀阀膜片上方的压力减小，阀门就会在弹簧和膜片下方气体压力的作用下向上移动，减小阀门的开度，从而减小制冷剂的流量。反之，制冷负荷增大时，阀门的开度会增大，增加制冷剂的流量。当制冷负荷与制冷剂的流量相适应时，阀门的开度保持不变，维持一定的制冷强度。
内平衡式膨胀阀：内平衡式膨胀阀的结构与外平衡式膨胀阀的结构大同小异，如图1－8－25所示，不同之处在于内平衡式膨胀阀没有平衡管，膜片下方的气体压力直接来自蒸发器的入口。内平衡式膨胀阀的工作过程与外平衡式膨胀阀的工作过程完全相同。
图1-8-25 内平衡式膨胀阀的结构
“H”型膨胀阀：“H”型膨胀阀采用内、外平衡式膨胀阀的制冷系统，其蒸发器的出口和入口不在一起，因此需要在出口处安装热敏管和管路，结构比较复杂。如果将蒸发器的出口和入口做在一起，就可以将热敏管的管路去掉，这就形成了H 型膨胀阀，如图1－8－26所示。
图1-8-26 H 型膨胀阀的结构
“H”型膨胀阀中也有一个膜片，膜片的左方有一个热敏杆，热敏杆的周围是蒸发器出口处的制冷剂，制冷剂的温度变化（制冷负荷变化）可通过热敏杆使膜片右方气体的压力发生变化，从而使阀门的开度变化，调节制冷剂的流量以适应制冷负荷的变化。H 型膨胀阀具有结构简单、工作可靠的特点，在汽车上的应用越来越广。
②膨胀管。膨胀管的作用与膨胀阀的作用基本相同，只是将调节制冷剂流量的功能取消了。其结构如图1－8－27 所示。膨胀管的节流孔径是固定的，入口和出口都有滤网。由于节流管没有运动部件，具有结构简单、成本低、可靠性高、节能的优点，因此美、日等国有许多高级轿车采用膨胀管式制冷循环系统。
图1-8-27 膨胀管的结构
③蒸发器。蒸发器也是一个热交换器，膨胀阀喷出的雾状制冷剂在蒸发器中蒸发，吸收通过蒸发器空气中的热量，使其降温，达到制冷的目的；在降温的同时，溶解在空气中的水分也会由于温度降低凝结出来，蒸发器还要将凝结的水分排出车外。蒸发器安装在驾驶舱仪表台的后面，其结构如图1－8－28 所示，主要由管路和散热器片组成，在蒸发器的下方还有接水盘和排水管。
图1-8-28 蒸发器的结构
空调制冷系统工作时，鼓风机的风扇将空气吹过蒸发器，空气和蒸发器内的制冷剂进行热交换，制冷剂汽化，空气降温，同时空气中的水分凝结在蒸发器的散热器片上，并通过接水盘和排水管排出车外。
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