以上就是汽车空调系统中主要的元器件，那么这些元件是如何组合在一起并且运行制冷的呢？
上述这些元件组成了一个封闭的系统，在其中充满了制冷剂，制冷剂在空调压缩机的作用下循环流动，在发动机舱的冷凝器内由气态液化为液态，放出热量；而在车内由液态蒸发为气态，吸收热量，从而降低车内的温度 。上述过程周而复始的进行，使车内的温度逐渐降低，直到达到设定的温度后，空调压缩机停止工作，制冷剂不再流动，空调系统停止制冷；当车内温度升高后，空调压缩机又重新结合，恢复制冷 。这个过程反复进行，把车内温度维持在设定的范围内 。这就是汽车空调系统的基本制冷原理 。
在这个系统中，以膨胀阀为界，膨胀阀之前（压缩机－冷凝器－储液干燥过滤器－膨胀阀）的制冷剂呈高温高压状态，称为高压侧，相应的管道称为高压管；膨胀阀之后（膨胀阀－蒸发器－压缩机）的制冷剂呈低温低压状态，称为低压侧，相应的管道称为低压管 。我们在车上可以用手来试探这些管路的温度，从而判断空调系统工作是否正常 。
汽车空调系统最常见的故障就是不制冷或制冷不良，最主要的故障原因是制冷剂不足 。一般运行时间较长的车辆，都会由于系统泄漏而导致制冷剂不足，或者由于管路破损导致制冷剂泄漏，而控制系统或压缩机故障比较少见 。还有一种较常见的现象是汽车低速空调不凉而高速制冷正常，这种情况一般都是冷凝器脏污导致的，只要清洗冷凝器外表面就可以了 。
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