汽車使用工況多變，從嚴寒室外的露天停車狀態到炎熱天氣停車狀態進行啟動，以及行駛中氣象、道路狀況的急劇變化，其使用條件相當嚴酷。

因此，汽車對空調性能的要求不同于家用空調，概括來說有以下幾點：

（1）在炎熱天氣中，應能盡快從停車狀態達到車內舒適的溫度（急速降溫）。

（2）在寒冷的天氣里，發動機啟動后，應能盡快使車廂內暖和（急速升溫）。

（3）在平時行駛中，不受氣象狀態和行駛狀態的制約，能保持穩定的舒適溫度。

（4）車內空氣流動應自然流暢。

（5）對發動機的燃油消耗與動力性的影響應盡可能地小。

所以，自20世紀20年代汽車空調誕生以來，汽車空調經歷了漫長的發展過程。隨著科學技術的進步和汽車的不斷普及與發展，汽車空調由單一功能發展到多功能，由手動發展到自動，已是現代汽車上必不可少的除發動機系統以外最大最復雜的系統。

要給復雜的汽車空調系統分類，可有許多種分法。按驅動方式可分為獨立式空調和非獨立式空調。按功能可分為單功能空調和多功能空調。按制冷工質分類最常用的是R12系統空調和R134 a系統空調。按壓縮機（制冷工質的循環量）可分為定排量空調和變排量空調。按制冷系統的結構可分為膨脹閥制冷系統空調和節流管制冷系統空調。按結構布置可分為前置式空調和后置式空調。按配氣方式可分為整體式空調和分體式空調。按采暖方式分為水暖式空調和氣暖式空調。按操作控制方式分為手動空調和自動空調。

1.2.1 獨立式空調和非獨立式空調

獨立式空調最明顯的是空調驅動動力源與汽車的主發動機分開，用另外一臺發動機（副發動機）帶動，構成獨立的空調系統。這種空調的工作運轉平穩，不受汽車主發動機載荷的影響，空氣調節量大，但成本高、體積大。它多數是用在大型客車上，空調壓縮機一般是采用較大功率的定排量壓縮機，采用分體式配氣方式。

乘用車由于其自身空間限制，常常采用非獨立式空調，即空調壓縮機由汽車發動機帶動。因此汽車空調系統的制冷性能受汽車發動機工況的影響較大，工作穩定性較差，尤其是低速時制冷量不足，為此發動機均提高了怠速。為了避免影響汽車發動機怠速穩定性和汽車加速性能，其壓縮機均采用電磁離合器，這樣遇到緊急情況時會自動分離。其空調裝置配置的冷凝器大部分都裝在發動機之前，且為冷凝器增設了電風扇，使冷凝器的冷卻不受汽車行駛速度和方向的影響。

1.2.2 單功能空調和多功能空調

單功能空調有單一供熱和單一制冷之分。單一制冷汽車空調始于1927年，目前仍然在熱帶、亞熱帶部分地區使用。單一供熱汽車空調始于1926年。目前在寒冷的北歐、亞洲北部地區，汽車空調仍在使用單一供熱系統。

除了單功能空調外就都為多功能空調了。多功能空調所具有的功能多少不等，但最基本的是既可供熱又可制冷，就是所說的冷熱型汽車空調。在汽車空調的發展史上，到1954年，汽車空調才具備了調溫、除濕、通風、過濾、除霜等對空氣的調節功能。目前汽車上使用量最多的是多功能空調，而且汽車空調的功能越來越多，自動化程度越來越高，最高級的汽車空調已能按人的意愿對車內空氣進行全方面全自動的調控。

1.2.3 水暖式空調和氣暖式空調

根據采暖裝置的不同可將汽車空調分為水暖式空調和氣暖式空調。

水暖式采暖裝置是利用水冷式發動機的冷卻循環水（80 ～ 120℃的熱水）熱量采暖，其加熱器是個小型的散熱水箱。由于這種裝置的成本低、不耗能、結構簡單、使用安全方便，所以是中、小型汽車采暖裝置的主要形式。

氣暖式采暖裝置有兩種。一種是利用發動機廢氣的熱量采暖；另一種是利用燃料在燃燒器中燃燒產生的熱量采暖。由于氣暖式采暖的熱量大，多用于大、中型汽車（如大客車）上。

1.2.4 R12系統空調和R134a系統空調

汽車空調制冷劑——即制冷工質，也稱冷媒，目前主要使用的有兩種：R12和R134a。R12系統空調采用的制冷劑為R12。R12的分子式為CF2 Cl2，化學名稱為二氟二氯甲烷。R12由于含有氯分子會破壞大氣層中的臭氧而導致溫室效應，所以被停止生產。R134a的分子式為C2 H2 F4（CH2 FCF3），化學名稱為四氟乙烷。R134a是20世紀90年代開始使用的制冷劑，由于不含氯分子而被聯合國有關組織推薦使用，現在國內外新車的空調系統都使用了R134a制冷劑，即R134a系統空調。

R134a系統與R12系統相比，除了制冷工質不同外最大的不同之處是系統所使用的冷凍油。冷凍油是一種與制冷劑相容，能夠對壓縮機起潤滑作用而且化學性質穩定的低溫液體潤滑劑。R12的冷凍油是一種可溶于R12的礦物油，而R134a是一種分子極性較強的制冷劑，它與礦物油是非共溶性的，就好像油和水分離，無法對空調系統起潤滑作用。目前能與R134a相容的潤滑油只有聚烴基乙二醇（PAG）和聚酯油（ESTER）兩類（它們由C、H聚合物鏈組成）。

由于這兩種系統所用潤滑劑的特殊性，決定了R134a系統對橡膠材質的要求及本身的性質均與R12系統不同（即R12系統的密封圈在R134a系統中不可用）。另外，R134a系統一般不用自熔塞，系統管路壓力也高于R12系統，因此系統所用的控制器件如壓力開關、傳感器等的特征值也不一樣。

R134a對水的溶解度比R12大，更可能在膨脹閥節流孔處析出水而發生冰堵，因而R134a系統需采用吸水性更強的干燥劑。

所以R134a只能在專門與其配套的系統中工作。凡是不采用R12為汽車制冷工質的汽車，廠方都會在汽車前風擋玻璃角、發動機罩內表面前部等處用綠色或金黃色字注明本車空調系統采用哪一種制冷劑（一般都是R134a）。在儲液干燥器上也有標記，注明了制冷劑及干燥劑類型，同時標有制冷劑的進出方向。在連接軟管上也會有綠色或金黃色的色圈，并會在軟管表面印有適用R134a的字樣。在壓縮機銘牌上會注明所采用的制冷劑及冷凍油。其警告標志通常為“R134a USE ONLY”，在空調壓縮機外殼上通常也貼有像“R134a僅使用ND8#油”一類的標志。

1.2.5 膨脹閥制冷系統和節流管制冷系統

汽車內部溫度是舒適性的重要指標。車內溫度取決于車外溫度、空氣流量以及太陽輻射的大小，當車外溫度超過20℃時，車內的舒適溫度只能靠制冷系統降溫達到。

汽車空調的制冷系統根據采用節流裝置和系統結構的不同可分為兩大類，即膨脹閥TXV（Thermostatic Expansion Valwe）制冷系統和節流管（又稱孔管，它是定孔膨脹節流管的簡稱）OT（Orifice Tube）制冷系統，如圖1-2所示。

在這兩類制冷系統中除了節流裝置不同以外，另一個不同就是人們所說的“干燥瓶（罐）”。在膨脹閥制冷系統中，“干燥瓶（罐）”安裝在高壓一側的冷凝器之后膨脹閥之前，通常稱為儲液干燥器，用以保證無氣體的制冷液供給節流裝置，其連接如圖1-2（a）所示。在節流管制冷系統中，“干燥瓶（罐）”安裝在低壓一側的蒸發器之后壓縮機進口之前，一般叫做集液干燥器（也稱積累器），它確保無液態制冷劑返回壓縮機，其連接如圖1-2（b）和圖1-3所示。因為儲液干燥器與集液干燥器在結構上有較大差別，所以盡管它們在系統中都起干燥作用，但是需要的工作環境卻是不一樣的，絕不可以裝錯。

膨脹閥也稱熱力平衡膨脹閥。它是根據熱力壓差的大小來決定閥門開啟的程度，它有內平衡型、外平衡型和H形之分。膨脹閥不同，制冷系統的連接結構也會有所不同。在圖1-2（a）制冷系統中接的是內平衡膨脹閥或外平衡膨脹閥。如果制冷系統用的是H形膨脹閥，也很好識別，最明顯的特征是它接有4根管子，制冷系統的連接如圖1-4所示。

汽車空調制冷系統的管道通常采用高壓氣液通用軟管，不但使系統防震、減少噪聲和泄漏，而且便于安裝布置。

1.2.6 定排量空調和變排量空調

定排量空調系統也稱循環離合器系統。該系統當蒸發器溫度下降到一定水平時需截斷離合器電路，使壓縮機停轉即停止制冷。當蒸發器溫度上升到一定值時再接通離合器，讓壓縮機運轉，開始制冷，如此往復循環。也就是說，定排量空調系統是通過離合器的循環工作來調節溫度的。

定排量空調系統中因為壓縮機排量是固定的，所以在制冷系統中加了許多保護裝置，尤其是減壓安全閥和易熔塞。

定排量空調系統有兩種溫度控制方法，即使用恒溫控制器或者壓力[1]控制器進行控制。恒溫控制器是用溫控開關使壓縮機離合器在預定的溫度時開或關。壓力控制器是用對系統壓力敏感的壓力開關使壓縮機離合器在預定的壓力時開或關。

[1]壓力：在制冷行業和汽車空調修理行業常講的壓力多數是指壓強，即作用于單位面積上的力。工程上采用kgf/cm2 作單位，稱為千克力，亦稱為工程大氣壓。英、美等國則采用lb/in2 作為工程上的壓力單位。在國際單位制（SI制）中壓力的單位是N/m2，也稱為帕斯卡，符號是Pa。常用的單位還有千帕（kPa）、磅每平方英寸（psi）、大氣壓。

單位的換算關系為：

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

變排量空調系統如圖1-5所示，也稱非循環離合器系統。該系統采用的是可變排量壓縮機，它依靠可變排量（VD）壓縮機的自身調節來控制溫度。當系統的環境溫度（蒸發器溫度）高時，壓縮機增加活塞沖程來增加制冷劑量，以達到增加吸熱和降溫的作用。反之，當蒸發器溫度低時，壓縮機則減小活塞沖程從而減少通過蒸發器的制冷劑量，由于量少吸收的熱量也少，使蒸發器的溫度得到回升。離合器的唯一目的就是當不需要空調時脫離壓縮機，當需要空調時聯上壓縮機。

變排量壓縮機雖然按其控制排量的方式有機械式變排量壓縮機和電子式變排量壓縮機之分，但是變排量空調壓縮機對制冷系統沒有特殊要求，即用什么制冷劑和節流裝置都可以。

變排量空調壓縮機由于能夠在每次工作循環過程中根據吸入制冷劑和壓縮后從排氣閥排出制冷劑的壓力變化（由汽車轉速、運行狀況、日照條件和環境溫度等決定），而自行優化調節壓縮氣體的容積——即排出制冷劑的排量，所以，它可實現取消壓縮機間歇式的工作方式，避免對發動機的沖擊，并保持溫度與壓力的穩定性，提高壓縮機使用壽命。因此，它能達到節能、降噪、防止蒸發器與低壓管結霜和實現車廂環境最優化控制的目的。

在新生產的乘用車汽車空調系統中都使用了變排量壓縮機。

1.2.7 前置式空調和后置式空調

前置式空調和后置式空調是指空調的能量來源（主要是驅動動力）與重要部件如壓縮機等在汽車前部還是在汽車后部，在汽車前部的稱為前置式空調，在汽車后部的稱為后置式空調。

1.2.8 整體式空調和分體式空調

整體式空調是把空氣的加熱、制冷等功能調節放在一個整體的空氣分配箱中，并按需要將空氣調節成所適宜的溫度和濕度后以一定流速送出。它突出的特點是體積小、成本低、結構簡單、空氣便于調節，但可調節的空氣量有限。

空氣分配箱也稱為空調總成，一般安裝在乘用車的駕駛室，這樣可降低加熱器、蒸發器和鼓風機出口的阻力，以減少風量損失并降低噪聲。在中、小型汽車上都采用整體式空調，由于車型設計不同空氣分配箱的結構一般也不相同，但是在空氣分配箱中對空氣的加熱、降溫和調節分配的工作原理是相同的。

分體式空調是讓熱空氣與冷空氣分別走兩個分配箱體（或管道），加熱一般不用發動機的冷卻水，而是用獨立燃燒的專用加熱器。比如日本三國工業株式會生產的M115H三國牌加熱器（獨立燃燒的風冷散熱器），總發熱量為11500 kCal/h。

分體式空調主要用于需要較大空氣調節量的大、中型客車上。利用柴油或煤油等燃料在加熱器的燃燒室內燃燒，所產生的熱量經過單獨的熱交換器，使交換器周圍的空氣升溫，再由鼓風機將車內或車外冷空氣強制吹過熱交換器表面，使高溫空氣通過分配箱的管路送入車廂內，出風口一般裝在各排坐椅的下方。冷空氣分配箱及管路出口在坐椅乘員的上方。

分體式空調的特點是供氣充足，不受汽車運行狀態的影響，但結構復雜、耗能多。

1.2.9 手動空調和自動空調

手動汽車空調的加熱（也稱采暖）、鼓風機轉速、出風溫度及送風模式等功能均是由人工操作和調節的。在汽車內空調控制面板上有一個溫度調節旋鈕，實際上是一個可變電阻裝置，它與蒸發器內的溫度傳感器（熱敏電阻）組成串聯電路，當溫度改變時，這組電路的阻值發生變化，從而控制壓縮機的電磁離合器，當溫度低時將離合器分離，制冷系統停止工作；當溫度高時將離合器合上，制冷系統繼續工作。送風模式和風門也均由人工調節，空氣分配箱上多數沒有自動擋板，安裝的傳感器也少。這樣的控制方式比較簡單，但溫控調節粗糙。

自動空調則是根據車內外的情況，自動、高速地調控各執行部件使車內空氣保持在一定舒適度范圍內工作，達到自動調節車廂內的溫度、濕度和通風工況的目的，使乘客處于一個舒適的空氣環境中，并能夠防止車窗玻璃結霜，使駕駛員保持清晰的視野，為安全駕駛提供基本保證。自動空調具有工作平滑柔順、控制調節精細等特點。

通常，溫度為24 ～27℃，相對濕度為45%～ 50%時，人感覺比較舒適。自動空調只需預先設定（如不改變條件，不用每次都設定）舒適度條件，如溫度與濕度的范圍，它就會如同人工選擇的那樣記住這一條件。開機后，自動空調利用傳感器隨時檢測車內溫度、濕度及車外環境溫度與陽光照射的變化，并把檢測到的信號傳送給空調的控制單元（ECU），控制單元則按記住的條件和預先編制的程序對信號進行處理，不斷地按需要控制調節裝置的各個執行部件，進行加熱或制冷循環，開啟或關閉各個氣流風門，提高或降低鼓風電動機的轉速，還能根據車外日照強度自行調節空氣循環流動的方向，從而調節車廂內空氣的溫度、濕度、清潔度及流動情況等使車內的舒適度始終保持在設定的水平上。

自動空調顯示全面，它通過安置在汽車上的空調顯示面板，可以隨時顯示當前的設置溫度、車內溫度、車外溫度、送風速度、回風和送風口狀態以及空調系統運行方式等信息，使駕駛員能夠及時全面地了解空調系統的工作狀態。

自動空調可以有效地進行經濟運行控制。當車外溫度與設定的車內溫度較為接近時，電控單元可以縮短制冷壓縮機的工作時間，甚至在不啟動壓縮機的情況下，就能使車內溫度保持設定狀態，達到節能和經濟運行的目的。

全自動空調還具備自檢診斷功能，可以隨時通過電信號對系統電路的狀態進行檢測，并把出現的情況以數字或字母或圖形形式記存起來，以利于維修人員對系統故障情況進行判斷和對電控元件及線路故障的檢修調試。當系統中出現故障時，全自動空調使系統進入相應的故障安全狀態，防止故障進一步擴大。

目前大部分中高級乘用車、高級大客車都配裝了自動空調。