浅析汽车空调技术

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  [摘 要]汽车空调系统作为影响汽车舒适性的主要总成之一,为汽车提供制冷、供暖、除霜、除雾、空气过滤和温度调节功能。本文针对汽车空调制冷系统常见的故障作出了简单的分析,通过实例给出了一些解决故障的方法。
  [关键词]汽车空调? 故障分析 诊断 检修
  中图分类号:U463.851文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)21-0316-02
  一、汽车空调制冷系统简介
  (一)汽车空调系统类型
  1、按驱动方式分为:独立式(专用一台发动机驱动压缩机,制冷量大,工作稳定,但成本高,体积及重量大,多用于大、中型客车)和非独立式(空调压缩机由汽车发动机驱动,制冷性能受发动机工作影响较大,稳定性差,多用于小型客车和轿车
  2、按空调性能分为:单一功能型(将制冷、供暖、通风系统各自安装,单独操作,互不干涉,多用于大型客车和载货汽车上)和冷暖一体式(制冷、供暖、通风共用鼓风机和风道,在同一控制板上进行控制,工作时可分为冷暖风分别工作的组合式和冷暖风可同时工作的混合调温式。轿车多用混合调温式)。
  3、按控制方式分为手动式(拨动控制板上的功能键对温度、风速、风向进行控制)和电控气动调节(利用真空控制机构,当选好空调功能键时,就能在预定温度内自动控制温度和风量)。
  4、按控制方式分为:全自动调节(利用计算比较电路,通过传感器信号及预调信号控制调节机构工作,自动调节温度和风量)和微机控制的全自动调节(以微机为控制中心,实现对车内空气环境进行全方位、多功能的最佳控制和调节)。
  (二)空调系统的布置(如图1 )
  不同类型空调系统的布置方式有所不同。目前轿车广泛采用的是冷暖一体式空调系统。其布置型式是将蒸发器、暖风散热器、离心式鼓风机、操纵机构等组装在一起,称为空调器总成。
  空调系统由制冷系统、供暖系统、通风和空气净化装置及控制系统组成。
  汽车空调一般主要由压缩机、电控离合器、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、贮液干燥器、管道、冷凝风扇、真空电磁阀、怠速器和控制系统等组成。汽车空调分高压管路和低压管路。高压侧包括压缩机输出侧、高压管路、冷凝器、贮液干燥器和液体管路;低压侧包括蒸发器、积累器、回气管路、压缩机输入侧和压缩机机油池。
  贮液干燥器——实际上是一个贮存制冷剂及吸收制冷剂水分、杂质的装置。一方面,它相当于汽车的油箱,为泄露制冷剂多出的空间补充制冷剂。另一方面,它又像空气滤清器那样,过滤掉制冷剂中掺杂的杂质。贮液干燥器中还装有一定的硅胶物质,起到吸收水分的作用。
  冷凝器和蒸发器——它们虽然叫法不一样,但结构类似。它们都是在一排弯绕的管道上布满散热用的金属薄片,以此实现外界空气与管道内物质的热交换的装置。冷凝器的冷凝指的是其管道内的制冷剂散热从气态凝成液态。其原理与发动机的散热水箱相近(区别只在于水箱的水一直是液态而已),所以它经常被安装在车头,与水箱一起,共同享受来自前方的习习凉风。总之冷凝器是哪里凉快哪里去,以便其散热冷凝。蒸发器与冷凝器正好相反,它是制冷剂由液态变成气态(即蒸发)吸收热量的场所。
  (三)制冷系统工作原理(如图2 )
  汽车空调制冷系统由压缩机、冷凝器、贮液干燥器、膨胀阀、蒸发器和鼓风机等组成。各部件之间采用铜管(或铝管)和高压橡胶管连接成一个密闭系统。制冷系统工作时,制冷剂以不同的状态在这个密闭系统内循环流动,每个循环又四个基本过程:
  1、压缩过程:压缩机吸入蒸发器出口处的低温低压的制冷剂气体,把它压缩成高温高压的气体排出压缩机。
  2、散热过程:高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器,由于压力及温度的降低,制冷剂气体冷凝成液体,并排出大量的热量。
  3、节流过程:温度和压力较高的制冷剂液体通过膨胀装置后体积变大,压力和温度急剧下降,以雾状(细小液滴)排出膨胀装置。
  4、吸热过程:雾状制冷剂液体进入蒸发器,因此时制冷剂沸点远低于蒸发器内温度,故制冷剂液体蒸发成气体。在蒸发过程中大量吸收周围的热量,而后低温低压的制冷劑蒸气又进入压缩机。上述过程周而复始的进行,达到降低蒸发器周围空气温度的目的。
  二、汽车空调系统不制冷的检查方法
  (一)、感观检查法
  1、压缩机运转状态的检查
  (1)传动带是否断裂或松弛。
  (2)压缩机内部是否有噪声。
  (3)压缩机离合器是否打滑
  2、冷凝器及风扇状态的检查
  (1)冷凝器散热片是否被尘土覆盖。
  (2)冷凝器风扇是否运转量好。
  3、鼓风机风扇运转状态的检查鼓风机在低,中,高,三挡速度下运转时,若有异响或电动机运转不良,则应进行维修或更换。
  4、制冷剂液量的检查
  (1)通过观察窗如看到大量的气泡,说明制冷剂不足。若向冷凝器泼水使其冷却后,再观察窗口仍见不到气泡,说明制冷剂过量。
  (2)检查个装置连接处和接缝是否有油污。
  5、其他检查
  暖通阀和热控风阀是否关闭,其他风阀调节是否正常。若压缩机离合器不能吸合,鼓风机风扇不能运转,冷凝器风扇不能转动等,应先检查电气系统,如继电器,传感器,电路,控制单元等。
  (二)仪表检查法
  仪表检查法利用压力表查找故障位置。首先关紧压力表的高压端和低压断开关,在停机状态下将制冷剂加注软管连接在压缩机相应的维修阀上,并利用制冷剂装置中的制冷剂压力,排出软管中的空气。此时,高低压端读数应处于平衡状态起动发动机,维持1500/min,鼓风机转速设在高档,冷气设在最大位置。
  1、高压侧与低压侧压力表指示值低,通过观察孔可见气泡。   原因:制冷循环漏气;制冷剂没有定期补充。
  处理:用测漏仪测漏,并进行修理,补充制冷剂。
  2、低压侧压力表指示负压,高压侧指示比正常值低,储液罐前,后管路有温差,严重时,有结霜现象。
  原因:膨胀阀或低压管阻塞,储液罐或高压管路阻塞;膨胀阀压力减小,针阀完全关闭。处理:清除或更换相关部件和储液罐,若压力包漏气,应更换膨胀阀。
  3、高低压侧压力表指示值均比标准高
  原因:制冷剂填充过量。
  处理:排出多余制冷剂,使压力达标。
  4、在低压侧与高压侧,压力表指示值波动。
  原因:由于干燥器超饱和,制冷剂中的潮气不能去除,使膨胀阀中的针阀冻结而引起冰堵。当制冷剂不再循环时,冰被周转热量解冻后再冻结成冰,这一过程反复循环。
  处理:更换储液罐及压缩机油
  5、低压侧压力高,高压侧压力低,停机后,两侧压力立即趋于平衡。原因:压缩机阀,活塞环损坏,不能有效地压缩。
  处理:更换压缩机。
  6、高低压侧压力表指示值均比正常高,低压侧管路形成霜冻或深度冷凝。
  原因:膨胀阀失效。膨胀阀压力包与蒸发器连接断开。
  处理:检查并重新接好压力包和更换膨胀阀。7、在高低压侧压力表指示值均比正常值高,但停机后,高压侧压力急骤降至约200Kpa。
  原因:制冷循环中混入空气。
  处理:重新抽空加注,如仍有上述症状,更换储液罐及压缩机油。
  三、汽车空调制冷系统故障分析
  (一)空调空调制冷系统故障
  1、制冷系统无制冷剂。查找泄漏原因并排除泄漏故障后,再充注制冷剂。
  2、储液干燥器脏污堵塞。更换储液干燥器。
  3、膨胀阀进口滤网完全脏堵。清洗或更换进口滤网
  4、膨胀阀阀门不能打开,低压侧压力过蒸发器流液。更换膨胀阀。
  5、发动机不同转速运行时,高低压侧压力仅有微小变化。说明压缩机进排气阀片损坏,失去吸气和排气能力。检修压缩机进排气阀片组件或更换相同型号规格的压缩机。
  6、制冷管路破裂或裂纹,高低压侧压力为零。利用检漏仪检漏,检修制冷管路。
  (二)控制系统与控制电路故障
  1、电磁离合器线圈搭铁不良或脱焊断路。检查电磁离合器线圈及有关电路,拧紧搭铁端子或重新焊接脱焊端头。
  2、电路熔断器烧断。检查更换熔断器。
  3、控制开关失效。检修各控制开关。
  4、鼓风机不转。检修鼓风机开关,熔断器,电动机及其调速电阻。
  (三)调控系统故障
  1、热水阀不能关闭。检修或更换热水阀控制器件。
  2、空气混合门位置不当。调整空气混合门使其处于制冷位置。
  (四)机械系统故障
  1、压缩机驱动带松弛或折断。检查调整驱动带挠度或更换新品。
  2、压缩机机件损坏卡死不能转动。检修或更换压缩机。
  3、鼓风机机件损坏卡死不能转动。检修或更换鼓风机。
  (五)案例解析
  故障现象:一辆雷克萨斯轿车空调系统不制冷。客户反映:早,晚空调制冷,其他时间不制冷,指示灯开始闪烁时空调就不制冷了。故障诊断:
  一般空调系统制冷量不足或不制冷,有以下几方面的原因:
  1、空调系统有制冷剂泄漏,系统压力低。
  2、压缩机缺油,磨损过度,系统压力低。
  3、空调系统制冷剂过多或空气压力高,热交换差。
  4、电风扇不转,冷却液温度高。冷凝器,蒸发器脏污,热交换差。
  5、空调系统膨胀阀损坏,系统工作不正常。
  6、空调系统中有水分,储液干燥器失效,压缩机间歇性工作。
  故障排除:
  1、启动发动机,打开空调,系统有制冷,但工作30分钟后压缩机就不工作了,这时候自动空调仪表盘上的空调指示灯在闪烁。关闭发动机40分钟后,再次起动发动机,空调系统又开始工作了。
  2、读取故障码:A—日照传感器故障,B—车外温度传感器故障,C—内循环伺服电动机故障,D—压缩机同步感应器故障。
  3、结果清除故障码并使车后,重新检查,故障码依然存在。
  4、检查空调系统管路检视窗,发现空调系统不缺制冷剂,冷凝器也不脏,电风扇也工作正常。更换日照传感器,车外温度传感器,内外循环伺服电动机,情节同步感应器后,测量电阻在正常范围,重新安装试车,问题还存在。经过分析,可能是空调系统内部有水分或空调系统内部管路有堵塞,储液干燥器失效,使压缩机到储液干燥器之间压力过高,造成压缩机离合器打滑,同步感应器检测到这一现象,把它转变成电信号传递给A/C控制单元,控制单元接收到这一信息后,断开压缩机离合器电源,并让A/C灯闪烁。
  拆洗蒸发器外表,清洁冷凝器内部,更换膨胀阀好哦储液干燥器,重新抽空并加制冷剂后系统恢复正常。
  四、汽車空调使用和保养方法
  想营造一个凉爽舒适的车内空间,正确地使用空调和对空调进行必要的保养是必不可少的。正确的使用和保养方法,不仅可以给您带来一个凉爽的夏季,还能延长空调使用寿命,下面的空调使用“九大注意事项”也许会对您有所帮助。
  (一)空调改装要慎重
  不提倡对车的空调进行改装,因为原装的空调与汽车的发动机都是相匹配的,如随意改装,会影响汽车的性能。
  (二)空调温度不要太低
  选择合适的空调温度,是空调保养的首要步骤。由于天气炎热,许多车主喜欢把温度调得过低,这会影响身体健康。正常情况下,车厢内温度与外界温度应相差5℃至6℃,即空调的最佳温度为18℃至25℃。   (三)控制出风口方向
  自认为物理知识丰富的我们,一定记得冷空气下沉、热空气上升的原理。别忘记要活学活用哦。汽车空调出风口原则:开冷气时将出风口向上,开暖气时将出风口向下。
  (四)开启时间别太长
  我们知道你“不差钱”,但还是鼓励你在行驶中适当关闭空调。长时间使用空调会使冷凝器压力过大,这会对制冷系统造成损耗。因此,如果车内温度已经让您怡然自得,不妨将空调关闭一会儿,让它也休息,休息一会儿。
  (五)适当开启大风量
  害怕噪音的你,已经有多久只在小风量中享受和风细雨?适当地也让它高歌一曲大江东去吧!空调使用时会吸进很多灰尘,定期开大风能将风道内表面的浮尘吹出来,最简单的方法最有效。
  (六)低速行驶关空调
  低速行驶时尽量关闭空调,堵车时不要为提高空调效能而使发动机以较高转速运转,这样会缩短发动机和空调压缩机的使用寿命。
  (七)开关程序要牢记
  先关空调再熄火,能保证车辆在下次启动时是单纯的发动机启动;反之,没有完全关掉的空调会随着发动机一起启动,这样高负荷运转就会损伤发动机。而不少车主常常是在熄火之后才想起关闭空调。因此,每次停车后应先关闭空调再熄火,最好在车辆启动两三分钟,发动机得到润滑后,再打开空调。
  (八)烈日下久放缓用空调
  长时间在烈日下停放的车辆,车厢内温度很高。遇到这种情况,车辆启动后不要立刻使用空调,应先把所有车窗都打开进行通风,把热气排出去,等车厢内温度下降后,再关闭车窗,开启空调。此外,也不应频繁开启和关闭空调,以防损坏空调系统。尤其是对于载货皮卡车型来说,在短时间装运货物时更应该避免反复开关空调。
  (九)车内开空调尽量不要吸烟
  当车内开空调时,乘员不要在车内吸烟。若吸烟,请将空调的通风控制调到外循环位置。另需注意的是,要切记不在开着空调的停驶车内长时间休息或睡眠。由于车辆停驶时,开着空调的密闭车厢内通气性差,若此时开着空调休息或睡眠,很可能因发动机排出的有害气体漏入车内引起人员中毒,甚至有生命危险。
  参考文献
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