汽车使用工况多变，从严寒室外的露天停车状态到炎热天气停车状态进行启动，以及行驶中气象、道路状况的急剧变化，其使用条件相当严酷。

因此，汽车对空调性能的要求不同于家用空调，概括来说有以下几点：

（1）在炎热天气中，应能尽快从停车状态达到车内舒适的温度（急速降温）。

（2）在寒冷的天气里，发动机启动后，应能尽快使车厢内暖和（急速升温）。

（3）在平时行驶中，不受气象状态和行驶状态的制约，能保持稳定的舒适温度。

（4）车内空气流动应自然流畅。

（5）对发动机的燃油消耗与动力性的影响应尽可能地小。

所以，自20世纪20年代汽车空调诞生以来，汽车空调经历了漫长的发展过程。随着科学技术的进步和汽车的不断普及与发展，汽车空调由单一功能发展到多功能，由手动发展到自动，已是现代汽车上必不可少的除发动机系统以外最大最复杂的系统。

要给复杂的汽车空调系统分类，可有许多种分法。按驱动方式可分为独立式空调和非独立式空调。按功能可分为单功能空调和多功能空调。按制冷工质分类最常用的是R12系统空调和R134 a系统空调。按压缩机（制冷工质的循环量）可分为定排量空调和变排量空调。按制冷系统的结构可分为膨胀阀制冷系统空调和节流管制冷系统空调。按结构布置可分为前置式空调和后置式空调。按配气方式可分为整体式空调和分体式空调。按采暖方式分为水暖式空调和气暖式空调。按操作控制方式分为手动空调和自动空调。

1.2.1 独立式空调和非独立式空调

独立式空调最明显的是空调驱动动力源与汽车的主发动机分开，用另外一台发动机（副发动机）带动，构成独立的空调系统。这种空调的工作运转平稳，不受汽车主发动机载荷的影响，空气调节量大，但成本高、体积大。它多数是用在大型客车上，空调压缩机一般是采用较大功率的定排量压缩机，采用分体式配气方式。

乘用车由于其自身空间限制，常常采用非独立式空调，即空调压缩机由汽车发动机带动。因此汽车空调系统的制冷性能受汽车发动机工况的影响较大，工作稳定性较差，尤其是低速时制冷量不足，为此发动机均提高了怠速。为了避免影响汽车发动机怠速稳定性和汽车加速性能，其压缩机均采用电磁离合器，这样遇到紧急情况时会自动分离。其空调装置配置的冷凝器大部分都装在发动机之前，且为冷凝器增设了电风扇，使冷凝器的冷却不受汽车行驶速度和方向的影响。

1.2.2 单功能空调和多功能空调

单功能空调有单一供热和单一制冷之分。单一制冷汽车空调始于1927年，目前仍然在热带、亚热带部分地区使用。单一供热汽车空调始于1926年。目前在寒冷的北欧、亚洲北部地区，汽车空调仍在使用单一供热系统。

除了单功能空调外就都为多功能空调了。多功能空调所具有的功能多少不等，但最基本的是既可供热又可制冷，就是所说的冷热型汽车空调。在汽车空调的发展史上，到1954年，汽车空调才具备了调温、除湿、通风、过滤、除霜等对空气的调节功能。目前汽车上使用量最多的是多功能空调，而且汽车空调的功能越来越多，自动化程度越来越高，最高级的汽车空调已能按人的意愿对车内空气进行全方面全自动的调控。

1.2.3 水暖式空调和气暖式空调

根据采暖装置的不同可将汽车空调分为水暖式空调和气暖式空调。

水暖式采暖装置是利用水冷式发动机的冷却循环水（80 ～ 120℃的热水）热量采暖，其加热器是个小型的散热水箱。由于这种装置的成本低、不耗能、结构简单、使用安全方便，所以是中、小型汽车采暖装置的主要形式。

气暖式采暖装置有两种。一种是利用发动机废气的热量采暖；另一种是利用燃料在燃烧器中燃烧产生的热量采暖。由于气暖式采暖的热量大，多用于大、中型汽车（如大客车）上。

1.2.4 R12系统空调和R134a系统空调

汽车空调制冷剂——即制冷工质，也称冷媒，目前主要使用的有两种：R12和R134a。R12系统空调采用的制冷剂为R12。R12的分子式为CF2 Cl2，化学名称为二氟二氯甲烷。R12由于含有氯分子会破坏大气层中的臭氧而导致温室效应，所以被停止生产。R134a的分子式为C2 H2 F4（CH2 FCF3），化学名称为四氟乙烷。R134a是20世纪90年代开始使用的制冷剂，由于不含氯分子而被联合国有关组织推荐使用，现在国内外新车的空调系统都使用了R134a制冷剂，即R134a系统空调。

R134a系统与R12系统相比，除了制冷工质不同外最大的不同之处是系统所使用的冷冻油。冷冻油是一种与制冷剂相容，能够对压缩机起润滑作用而且化学性质稳定的低温液体润滑剂。R12的冷冻油是一种可溶于R12的矿物油，而R134a是一种分子极性较强的制冷剂，它与矿物油是非共溶性的，就好像油和水分离，无法对空调系统起润滑作用。目前能与R134a相容的润滑油只有聚烃基乙二醇（PAG）和聚酯油（ESTER）两类（它们由C、H聚合物链组成）。

由于这两种系统所用润滑剂的特殊性，决定了R134a系统对橡胶材质的要求及本身的性质均与R12系统不同（即R12系统的密封圈在R134a系统中不可用）。另外，R134a系统一般不用自熔塞，系统管路压力也高于R12系统，因此系统所用的控制器件如压力开关、传感器等的特征值也不一样。

R134a对水的溶解度比R12大，更可能在膨胀阀节流孔处析出水而发生冰堵，因而R134a系统需采用吸水性更强的干燥剂。

所以R134a只能在专门与其配套的系统中工作。凡是不采用R12为汽车制冷工质的汽车，厂方都会在汽车前风挡玻璃角、发动机罩内表面前部等处用绿色或金黄色字注明本车空调系统采用哪一种制冷剂（一般都是R134a）。在储液干燥器上也有标记，注明了制冷剂及干燥剂类型，同时标有制冷剂的进出方向。在连接软管上也会有绿色或金黄色的色圈，并会在软管表面印有适用R134a的字样。在压缩机铭牌上会注明所采用的制冷剂及冷冻油。其警告标志通常为“R134a USE ONLY”，在空调压缩机外壳上通常也贴有像“R134a仅使用ND8#油”一类的标志。

1.2.5 膨胀阀制冷系统和节流管制冷系统

汽车内部温度是舒适性的重要指标。车内温度取决于车外温度、空气流量以及太阳辐射的大小，当车外温度超过20℃时，车内的舒适温度只能靠制冷系统降温达到。

汽车空调的制冷系统根据采用节流装置和系统结构的不同可分为两大类，即膨胀阀TXV（Thermostatic Expansion Valwe）制冷系统和节流管（又称孔管，它是定孔膨胀节流管的简称）OT（Orifice Tube）制冷系统，如图1-2所示。

在这两类制冷系统中除了节流装置不同以外，另一个不同就是人们所说的“干燥瓶（罐）”。在膨胀阀制冷系统中，“干燥瓶（罐）”安装在高压一侧的冷凝器之后膨胀阀之前，通常称为储液干燥器，用以保证无气体的制冷液供给节流装置，其连接如图1-2（a）所示。在节流管制冷系统中，“干燥瓶（罐）”安装在低压一侧的蒸发器之后压缩机进口之前，一般叫做集液干燥器（也称积累器），它确保无液态制冷剂返回压缩机，其连接如图1-2（b）和图1-3所示。因为储液干燥器与集液干燥器在结构上有较大差别，所以尽管它们在系统中都起干燥作用，但是需要的工作环境却是不一样的，绝不可以装错。

膨胀阀也称热力平衡膨胀阀。它是根据热力压差的大小来决定阀门开启的程度，它有内平衡型、外平衡型和H形之分。膨胀阀不同，制冷系统的连接结构也会有所不同。在图1-2（a）制冷系统中接的是内平衡膨胀阀或外平衡膨胀阀。如果制冷系统用的是H形膨胀阀，也很好识别，最明显的特征是它接有4根管子，制冷系统的连接如图1-4所示。

汽车空调制冷系统的管道通常采用高压气液通用软管，不但使系统防震、减少噪声和泄漏，而且便于安装布置。

1.2.6 定排量空调和变排量空调

定排量空调系统也称循环离合器系统。该系统当蒸发器温度下降到一定水平时需截断离合器电路，使压缩机停转即停止制冷。当蒸发器温度上升到一定值时再接通离合器，让压缩机运转，开始制冷，如此往复循环。也就是说，定排量空调系统是通过离合器的循环工作来调节温度的。

定排量空调系统中因为压缩机排量是固定的，所以在制冷系统中加了许多保护装置，尤其是减压安全阀和易熔塞。

定排量空调系统有两种温度控制方法，即使用恒温控制器或者压力[1]控制器进行控制。恒温控制器是用温控开关使压缩机离合器在预定的温度时开或关。压力控制器是用对系统压力敏感的压力开关使压缩机离合器在预定的压力时开或关。

[1]压力：在制冷行业和汽车空调修理行业常讲的压力多数是指压强，即作用于单位面积上的力。工程上采用kgf/cm2 作单位，称为千克力，亦称为工程大气压。英、美等国则采用lb/in2 作为工程上的压力单位。在国际单位制（SI制）中压力的单位是N/m2，也称为帕斯卡，符号是Pa。常用的单位还有千帕（kPa）、磅每平方英寸（psi）、大气压。

单位的换算关系为：

1 kgf/cm2 =14.22 lb/in2

1 lb/in2 =0.07 kgf/cm2

1 Pa=1.02 × 10 -5 kgf/cm2

1 kPa=103 Pa

1 MPa=103 kPa=106 Pa

1 psi=6.89 kPa

1 kgf/cm2 =98.07 kPa

1 bar=100 kPa

1 atmosphere=98.1 kPa

变排量空调系统如图1-5所示，也称非循环离合器系统。该系统采用的是可变排量压缩机，它依靠可变排量（VD）压缩机的自身调节来控制温度。当系统的环境温度（蒸发器温度）高时，压缩机增加活塞冲程来增加制冷剂量，以达到增加吸热和降温的作用。反之，当蒸发器温度低时，压缩机则减小活塞冲程从而减少通过蒸发器的制冷剂量，由于量少吸收的热量也少，使蒸发器的温度得到回升。离合器的唯一目的就是当不需要空调时脱离压缩机，当需要空调时联上压缩机。

变排量压缩机虽然按其控制排量的方式有机械式变排量压缩机和电子式变排量压缩机之分，但是变排量空调压缩机对制冷系统没有特殊要求，即用什么制冷剂和节流装置都可以。

变排量空调压缩机由于能够在每次工作循环过程中根据吸入制冷剂和压缩后从排气阀排出制冷剂的压力变化（由汽车转速、运行状况、日照条件和环境温度等决定），而自行优化调节压缩气体的容积——即排出制冷剂的排量，所以，它可实现取消压缩机间歇式的工作方式，避免对发动机的冲击，并保持温度与压力的稳定性，提高压缩机使用寿命。因此，它能达到节能、降噪、防止蒸发器与低压管结霜和实现车厢环境最优化控制的目的。

在新生产的乘用车汽车空调系统中都使用了变排量压缩机。

1.2.7 前置式空调和后置式空调

前置式空调和后置式空调是指空调的能量来源（主要是驱动动力）与重要部件如压缩机等在汽车前部还是在汽车后部，在汽车前部的称为前置式空调，在汽车后部的称为后置式空调。

1.2.8 整体式空调和分体式空调

整体式空调是把空气的加热、制冷等功能调节放在一个整体的空气分配箱中，并按需要将空气调节成所适宜的温度和湿度后以一定流速送出。它突出的特点是体积小、成本低、结构简单、空气便于调节，但可调节的空气量有限。

空气分配箱也称为空调总成，一般安装在乘用车的驾驶室，这样可降低加热器、蒸发器和鼓风机出口的阻力，以减少风量损失并降低噪声。在中、小型汽车上都采用整体式空调，由于车型设计不同空气分配箱的结构一般也不相同，但是在空气分配箱中对空气的加热、降温和调节分配的工作原理是相同的。

分体式空调是让热空气与冷空气分别走两个分配箱体（或管道），加热一般不用发动机的冷却水，而是用独立燃烧的专用加热器。比如日本三国工业株式会生产的M115H三国牌加热器（独立燃烧的风冷散热器），总发热量为11500 kCal/h。

分体式空调主要用于需要较大空气调节量的大、中型客车上。利用柴油或煤油等燃料在加热器的燃烧室内燃烧，所产生的热量经过单独的热交换器，使交换器周围的空气升温，再由鼓风机将车内或车外冷空气强制吹过热交换器表面，使高温空气通过分配箱的管路送入车厢内，出风口一般装在各排坐椅的下方。冷空气分配箱及管路出口在坐椅乘员的上方。

分体式空调的特点是供气充足，不受汽车运行状态的影响，但结构复杂、耗能多。

1.2.9 手动空调和自动空调

手动汽车空调的加热（也称采暖）、鼓风机转速、出风温度及送风模式等功能均是由人工操作和调节的。在汽车内空调控制面板上有一个温度调节旋钮，实际上是一个可变电阻装置，它与蒸发器内的温度传感器（热敏电阻）组成串联电路，当温度改变时，这组电路的阻值发生变化，从而控制压缩机的电磁离合器，当温度低时将离合器分离，制冷系统停止工作；当温度高时将离合器合上，制冷系统继续工作。送风模式和风门也均由人工调节，空气分配箱上多数没有自动挡板，安装的传感器也少。这样的控制方式比较简单，但温控调节粗糙。

自动空调则是根据车内外的情况，自动、高速地调控各执行部件使车内空气保持在一定舒适度范围内工作，达到自动调节车厢内的温度、湿度和通风工况的目的，使乘客处于一个舒适的空气环境中，并能够防止车窗玻璃结霜，使驾驶员保持清晰的视野，为安全驾驶提供基本保证。自动空调具有工作平滑柔顺、控制调节精细等特点。

通常，温度为24 ～27℃，相对湿度为45%～ 50%时，人感觉比较舒适。自动空调只需预先设定（如不改变条件，不用每次都设定）舒适度条件，如温度与湿度的范围，它就会如同人工选择的那样记住这一条件。开机后，自动空调利用传感器随时检测车内温度、湿度及车外环境温度与阳光照射的变化，并把检测到的信号传送给空调的控制单元（ECU），控制单元则按记住的条件和预先编制的程序对信号进行处理，不断地按需要控制调节装置的各个执行部件，进行加热或制冷循环，开启或关闭各个气流风门，提高或降低鼓风电动机的转速，还能根据车外日照强度自行调节空气循环流动的方向，从而调节车厢内空气的温度、湿度、清洁度及流动情况等使车内的舒适度始终保持在设定的水平上。

自动空调显示全面，它通过安置在汽车上的空调显示面板，可以随时显示当前的设置温度、车内温度、车外温度、送风速度、回风和送风口状态以及空调系统运行方式等信息，使驾驶员能够及时全面地了解空调系统的工作状态。

自动空调可以有效地进行经济运行控制。当车外温度与设定的车内温度较为接近时，电控单元可以缩短制冷压缩机的工作时间，甚至在不启动压缩机的情况下，就能使车内温度保持设定状态，达到节能和经济运行的目的。

全自动空调还具备自检诊断功能，可以随时通过电信号对系统电路的状态进行检测，并把出现的情况以数字或字母或图形形式记存起来，以利于维修人员对系统故障情况进行判断和对电控元件及线路故障的检修调试。当系统中出现故障时，全自动空调使系统进入相应的故障安全状态，防止故障进一步扩大。

目前大部分中高级乘用车、高级大客车都配装了自动空调。