汽车空调系统常见故障及维护.docx

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汽车空调系统常见故障及维护

毕业论文

论文题目：

汽车空调系统常见故障及维护

学生姓名：

陈超

学生学号：

08043122

专业班级：

汽车技术服务与营销2008级1班

系别名称：

机械系

指导老师：

向波

2010年10月20日

目录

1.目录……………………………………………………………………………………1

2.摘要……………………………………………………………………………………2

3.汽车空调概论…………………………………………………………………………3

3.1汽车空调的功能……………………………………………………………………3

3.2汽车空调的特点……………………………………………………………………3

3.3汽车空调的发展历程………………………………………………………………4

3.4汽车空调的发展方向………………………………………………………………4

4.汽车空调的分类与结构布置

4.1汽车空调的分类……………………………………………………………………5

4.2汽车空调配件的结构布置……………………………………………………………5

5.汽车空调系统的组成与工作原理……………………………………………………5

5.1制冷系统……………………………………………………………………………6

5.2暖风系统……………………………………………………………………………8

5.3通风系统……………………………………………………………………………8

5.4空气净化系统………………………………………………………………………8

5.5汽车全自动空调系统………………………………………………………………9

6.空调系统主要部件维护………………………………………………………………9

6.1压缩机………………………………………………………………………………9

6.2冷凝器………………………………………………………………………………9

6.3冷凝器风扇…………………………………………………………………………10

6.4干燥器过滤器………………………………………………………………………10

6.5蒸发器………………………………………………………………………………10

6.6内部鼓风机…………………………………………………………………………10

6.7膨胀阀………………………………………………………………………………10

7.汽车空调系统常见故障诊断…………………………………………………………11

7.1电气控制系统故障……………………………………………………………………11

7.2机械部分故障………………………………………………………………………11

7.3制冷剂和冷冻润滑有引起故障………………………………………………………11

8.汽车空调系统故障常用诊断方法…………………………………………………12

8.1看………………………………………………………………………………12

8.2听………………………………………………………………………………12

8.3摸………………………………………………………………………………12

8.4测……………………………………………………………………………………13

8.5利用短路实验方法判断系统控制电路的工作状况………………………………………13

9.总结……………………………………………………………………………………14

摘要

本文是在重庆三峡职业学院规定下,作为一个即将毕业的大学生必须完成的课题论文任务.根据学校的要求,我严格按照规定完成了这篇论文.它是通过实物研究,社会实践,资料收集,在经过老师指导而完成.

随着汽车工业的迅猛发展和人民生活水平的日益提高，汽车开始走进千家万户。

人们

在一贯追求汽车的安全性、可靠性的同时，如今也更加注重对舒适性的要求。

因而，空调系统作为现代轿车基本配备，也就成为了必然。

自本世纪20年代汽车空调诞生以来，伴随汽车空调系统的普及与发展，汽车空调的发展大体上经历了五个阶段：

1、单一取暖阶段，2、单一冷气阶段，3、冷暖一体化阶段，4、自动控制阶段，5、计算机控制阶段。

空调的控制方法也经历了由简单到复杂，再由复杂到简单的过程。

作为汽车空调系统的电路控制方面也再不段的更新改进，同时，我国汽车空调的安装随着汽车业的发展以达到100%的普及性，空调已成为现代汽车的一向基本配备。

给汽车空调的使用与维修问题带来新的挑战。

一.汽车空调概论

1.1汽车空调的功能

完善的汽车计算机控制的空调系统可以对车内空气的温度、湿度、清洁度、风度和通风等进行自动调节，并使车内空气以一定的速度和方向流动，给乘客提供一个良好的乘车环境，保证在各种外界气候和条件下使乘客都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。

计算机控制的空调系统可以实现以下功能：

1.1.1汽车空调自动调节功能

包括车内温度和湿度自动调节、回风和送风模式自动控制以及运转方式和换气量控制等控制功能。

电控单元将根据驾驶员或乘客通过空调显示控制面板上的按钮进行的设定，使空调系统自动运行，并根据各种传感器输入的信号，对送风温度和送风速度及时地进行调整，使车内的空气环境保持最佳状态。

电控单元还可以根据气候变化通过选择送风口，改变车内的温度分布。

1.1.2经济运行控制功能

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，达到节能目的。

1.1.3全面的显示功能

通过安置在汽车仪表盘上的空调显示控制面板，可以随时显示当时的设置温度、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。

1.1.4故障检测和安全功能

电控单元通过自诊断系统可以对系统的状态进行检测，并对故障情况进行判断，当系统中出现故障时，使系统传入相应的故障安全状态，防止故障进一步扩大。

1.2汽车空调的特点

汽车上使用的空调器性能要求有以下几点：

（1）应能尽快地从炎热天气下的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，应能尽快使车内暖和起来（急速升温）。

（3）在平常行驶状态中，不受气象状态和行走状态的左右，能保持稳定的舒适温度。

（4）车内的空气流动应自然、萧静。

（5）对发动机和燃油消耗以及动力性能的影响应尽可能的小。

手动汽车空调的风机转速、出风温度及送风模式等功能是由驾驶员操作和调节。

微机控制自动空调利用传感器随时检测车内温度及车外环境温度的变化，并把检测到的信号传送给空调的电子控制单元（ECU），ECU则按预先编制的程序对信号进行处理，并通过伺服电机等控制元件，不断地对风机转速、出风温度、送风温度、送风模式及压缩机工作状况等进行调节，从而使车内温度、空气温度及流动状态始终保持在设定的水平上。

微机控制自动空调还具备自我诊断功能，以利于对电控元件及线路故障的检修。

1.3汽车空调的发展历程

汽车空调的发展随着汽车整体技术的不断发展，经历了从低级到高级，从简单到多功能的阶段，其发展可以概括为五个阶段。

（1）单一供热空调装置阶段：

始于1927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。

（2）单一供冷空调装置阶段：

始于1939年，美国帕克汽车公司率先在轿车上装用机械制冷温控空调器。

目前仍用在热带、亚热带部分地区使用

（3）冷暖型汽车空调装置阶段：

始于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。

目前仍然大量地用在中抵档车上，是目前使用量最多的一种方式。

（4）自控汽车空调装置阶段：

美国通用汽车公司1964年率先在轿车上应用自控汽车空调，只需预先设定温度控制，自动保持在温度范围内工作。

装置根据传感器随时检测车内外温度，自动地调控装置各部件工作，达到控制车内温度和行使其他功能的目的。

目前大部分中高级轿车、高级大客车都配装自控空调。

（5）电脑控制汽车空调阶段：

自1977年美国通用汽车公司、日本五十铃汽车公司同时将自行研制的电脑控制汽车空调系统装上各自的轿车，预示着技术的一个新阶段。

目前电脑控制空调都装在豪华型轿车上。

1.4汽车空调的发展方向

汽车空调作为提高汽车乘坐舒适性的一种重要手段以被广大汽车制造者及用户所认可，他象征着汽车的档次水平。

现代汽车空调的发展方向为全自动化发展、舒适性发展、高小节能、小型轻量化发展和环保型汽车空调发展。

二.汽车空调的分类与结构布置

2.1汽车空调的分类

2.1.1按驱动方式分类：

独立式空调、非独立式空调。

2.1.2按送风方式分类：

直吹式空调、风道式空调。

2.1.3按功能分类：

冷暖分开型、冷暖合一型、全功能型。

2.1.4按结构型分类：

整体式空调、分体式空调、分散式空调。

2.2汽车空调配件的结构布置

轿车由于其自身空间限制，常常采用直联方式驱动压缩机。

压缩机由发动机带动，为了避免影响主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主发动机之前，因此散热效果会受到影响，散热器内的水容易沸腾。

配置时应考虑二者之间的距离，且冷凝器护风圈的间隙要小，以防止风量的损失。

目前，以采用了在冷凝器前增设了风扇的方式，这样出增加风量外，还是冷凝器的冷却不受汽车行驶速度的影响。

它的驱动电源是蓄电池，一般冷凝器安装均采用竖置。

制冷机组一般安装在驾驶室，这样就设法降低蒸发器和鼓风机出口的阻力，以减少风量损失并降低噪声。

空调管道通常采用高压气液通用软管和低压气液通用软管，除考虑到防震外，既便于安装布置。

三.汽车空调系统的组成与工作原理

汽车空调系统按其功能可分为制冷系统、暖风系统、通风系统、控制操纵系统和空气净化系统5个基本组成部分。

（1）制冷系统：

制冷系统是对乘室内空气或由外部进入乘室内的新鲜空气进行冷却，实现降低乘室内温度的目的。

作为冷源的蒸发器，其温度低于空气的露点温度，因此，制冷系统还具有除湿和净化空气的作用。

（2）暖风系统：

轿车的暖风系统一般是将发动机的冷却液引入乘室内加热器中，通过鼓风机将被加热的空气吹入乘室内，以提高乘室内空气的温度。

同时还可以对前风窗玻璃进行除霜、除雾。

（3）通风系统：

通风一般分为自然通风和强制通风。

自然通风是利用汽车行驶时，根据车外所产生的风压不同，在适当的地方，开设进风口和出风口来实现通风换气；强制通风是利用鼓风机强制地将外界空气引入乘室内，这种方式在汽车行驶时，常与自然通风一起工作。

在通风系统中设置有空气处理室、送风道及风门等部件。

（4）空气净化系统：

空气净化系统一般由空气过滤器、出风口等组成，用以对引入乘室内的空气进行过滤，不断排出乘室内的污浊气体，保持乘室内空气清洁。

（5）控制系统：

控制系统主要由电气元件、真空管路和操纵机构组成。

主要用于对制冷、暖风系统的温度、压力进行控制以及对乘室内空气的温度、风量、流向进行操纵，完善空调系统的各项功能。

在大、中型客车上，上述各系统通常独立安装并单独使用。

如在车顶上安装2个或3个独立的强制换气扇用于乘室内通风换气，冬季用独立的燃油燃烧式加热器为乘室内供暖，而夏季则用专门的副发动机（空调发动机）驱动的独立式制冷系统为乘室内提供冷气。

在小型客车和轿车上，则将上述各系统有机地结合在一起，组成同时具有制冷、暖风、通风、除湿、挡风玻璃除霜除雾等功能的冷、暖一体化的全空调系统。

这种空调系统冷、暖、通风合用一只鼓风机和一套统一的操纵机构，采用冷暖混合式调温和多种功能的送风口，使得整个空调系统总成数量减少、占用空间小、安装布置方便，且操作和调控简单、温湿度调节精度、出风口分布均匀、容易实现空调系统的自动化控制。

3.1制冷系统

3.1.1制冷系统的组成与工作原理

汽车空调制冷系统都是采用R134a（新型无氟环保制冷剂）为制冷的蒸汽压缩式循环系统，它主要由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、蒸发器、储液干燥器过滤器、冷却风扇和鼓风机的配风装置等组成。

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。

如图3-1空调系统布置。

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，每一循环需进行4个基本过程：

（1）压缩过程：

压缩机将蒸发器低压侧（温度约为0℃、气压约为0.15MPa）的低温低压气态制冷剂压缩成高温（约70℃～80℃）、高压（约1.5MPa）的气态制冷剂，送往冷凝器冷却降温。

（2）冷凝过程：

送往冷凝器的过热气态制冷剂，在温度高与外部温度很多时，向外散热进行热交换，制冷剂被冷凝成中温，压力约为1.0Mpa～1.2Mpa的液态制冷剂。

（3）膨胀过程：

冷凝后的液态制冷剂经过膨胀阀使制冷剂流过空间体积增大，其压力和温度急剧下降，变成低温（约-5℃）、低压（约为0.15MPa）的湿蒸汽，以便进入蒸发器中迅速吸热蒸发。

在膨胀过程同时进行流量控制，以便供给蒸发器所需的制冷剂，从而达到控制温度的目的。

（3）蒸发过程：

液态制冷剂通过膨胀阀变为低温低压的湿蒸气，流经蒸发器不断吸热汽化转变成低温（约为0℃）、低压（约为0.15MPa）的气态制冷剂，吸收乘室内空气的热量。

从蒸发器流出的气态制冷剂又被吸入压缩机，增压后泵入冷凝器冷凝，进行制冷循环。

制冷循环就是利用有限的制冷剂在封闭的制冷系统中，周而复始地将制冷剂压缩、冷凝、膨胀、蒸发，在蒸发器中吸热汽化，对乘室内空气进行制冷降温。

3.2暖风系统

汽车空调暖风系统可分为独立式暖风系统和非独立式暖风系统两种类型。

独立式暖风系统是利用柴油或煤油等燃料在一个专门的燃烧器内燃烧所产生的热量为乘室内提供暖气。

其特点是供暖充气，不受汽车运行状态的影响，但结构复杂，耗能多，故主要用于需要较大供暖量的大、中型客车上。

非独立式暖风系统是利用发动机工作冷却液的余热（80℃—95℃的热水）为乘室内提供暖气的，因此也称水暖式暖风系统。

它具有结构简单、成本低、不耗能、操作维修方便等优点，虽供暖量较小（小于29308kj/h），但对小型客车和轿车来说足以满足乘室内功暖的需要。

缺点是供暖量受汽车发动机运转工况的影响较大。

采暖交换器通过管路与发动机冷却系连通，并在采暖交换器的进水管路中设置一个控制阀门。

当控制阀门处于开启状态时，在发动机运转过程中将有冷却液进入采暖交换器，使热交换器的温度升高，由电动机驱动的鼓风机将车内或车外冷空气强制吹过热交换器表面，使空气的温度升高，高温空气通过通风管路送入车厢内，实现车厢内采暖和风窗玻璃除霜（驱霜）。

电控单元通过控制水阀开度和鼓风机电动机转速对送风温度和送风量进行调节，达到控制采暖的目的。

采暖交换器的结构与制冷装置中的蒸发器相似，多采用铝制管带式交换器。

3.3通风系统

通风系统的作用是在汽车运行中从大气中引入一定量的新鲜空气，并将乘室内的污浊空气排放到大气中，保持车内新鲜空气流动，同时还可以防止风窗玻璃结霜。

通风系统的通风方式一般有动压通风（自然通风）、强制通风和综合通风三种。

动压通风也称自然通风，它是利用汽车行驶过程中车身外部产生的风压，在车身的正压区设置进气口，负压区开设排气口，使空气能够在车厢内进行流通。

强制通风是利用鼓风机强制将车外空气通过送风通道送入乘室内，进行通风换气。

通常在备有冷暖气设备的汽车上大多采用通风、取暖和制冷的联合装置这些汽车上一般设有停止、自然通风、吸气、排气和循环5种功能。

综合通风装置是指一辆汽车上同时采用动压通风和强制通风，根据需要可分别使用和同时使用。

3.4空气净化系统

空气净化系统一般由空气过滤器、出风口等组成。

空气净化系统的净化装置的作用是使车厢内空气保持清新洁净。

空气净化方式有过滤式和静电集尘式两种，过滤式空气净化方式是在空调系统的进风口和回风口设置滤清器，具有结构简单、工作可靠的优点，但功能不全面。

经典集尘式空气净化方式是在过滤器装置的基础上在增设一套静电除尘装置，静电除尘装置通过辉光放电使空气中的尘埃粒子带电，将带电粒子吸附在集尘电集板上，并由灭菌灯发出紫外线，对吸附在集尘电集板上的尘埃进行照射，将其中的细菌杀死，除尘后的空气被强制通过活性炭过滤器，将其中的烟尘和臭味滤除。

还可以由负离子发生器增加空气中负离子含量，使车内空气更加清新洁净。

在一些高级轿车上，除了使用上面介绍的除尘方法外，还装用了负氧离子发生器，以增加车内空气清洁度，改善车内空气质量，提高舒适性，利于人体健康。

3.5汽车全自动空调系统

全自动空调系统与半自动空调系统的主要区别在于全自动空调系统有自诊断功能，及计算机控制模块设置有检修时访问的故障代码。

此外，全自动空调系统能不断地提供变化的鼓风机转速信号，以间隔数秒调节一次的较高频率调整车内温度。

尽管各种全自动空调系统的自动控制在许多方面有所不同，但所有设计都提供了车内温度和湿度控制，而不受车外温度及湿度的影响。

通常，再温度为24～27℃，相对湿度为45%～50%时，人感觉比较舒适。

例如，如果设定温度为24℃，不管车外的天气情况如何，自动控制系统将自动调节制冷量或制热量，保持车内的温度为24℃，相对湿度为45%～55%。

全自动空调的自诊断功能是借助一个带有计算机芯片控制的子系统显示出状态信号的。

这个信号（数字或字母）告诉维修人员什么部位发生了故障。

全自动空调系统的操作控制部分由传感器、电脑控制单元以及执行元件组成。

传感器作为信息采集装置，将制冷、车内外温度及其他有关信息输入到电脑控制单元中。

电脑控制单元将获得的信息进行分析、处理，经“模/数”转换后以数字形式向执行装置发出控制信号，对车内的温度、湿度及空气的流通按照预选要求进行调节。

调节的结果被反馈到电脑控制单元进行比较、分析、处理，然后在传递到执行装置，如此进行反复调节，直到达到预选要求为止。

四.空调系统主要部件维护

4.1.压缩机

压缩机是通过皮带轮，由汽车发动机带动。

吸进低压冷媒气体，并将其压缩后排入冷凝器。

压缩机损坏可能由以下原因引起：

·被污染的机油·物理损坏·泄漏·潮湿

表现现象为：

·有噪音·制冷能力下降·空调系统整体故障

更换压缩机一般需要清洗和检修整个系统

4.2.冷凝器

冷凝器安装在水箱前面，冷却来自压缩机的高温高压气体，然后将其转化为液体流出。

冷凝器损坏可能由以下原因引起：

·泄漏（事故）·翅片污染·堵塞（压缩机损坏引起）

表现现象为：

·制冷能力下降·冷凝器风扇转速不变·空调系统整体故障

冷媒泄漏会污染环境。

4.3.冷凝器风扇

冷凝器风扇能够提供最佳的冷媒液化效果，它可以装在冷凝器与水箱的前面或者后面。

冷凝器风扇损坏可能由以下原因引起：

·物理损坏·气流短路·风扇叶轮损坏·连接故障（电器连接）·短路

表现现象为：

·噪音·制冷能力下降·风扇开停频繁·汽车发动机温度上升·风扇停转

4.4.干燥器/过滤器

干燥过滤器的功能是去除液态冷媒的水分和杂质。

此外，它也作为储存冷媒的容器。

它内部有过滤网能吸收相当一部分的水分。

干燥过滤器的效率能被以下几点降低：

·过滤网饱和·过滤网过于老旧·泄漏

表现现象为：

·制冷能力下降·整个空调系统损坏

每二年或者空调系统检修的时候，都应该更换干燥过滤器。

4.5.蒸发器

蒸发器位于仪表板下面，里面有的液态冷媒。

蒸发器损坏可能由以下原因引起：

·蒸发器被污染·杂质或者水分引起堵塞·泄漏

表现现象为：

·难闻的发霉味道·制冷能力下降·系统整体损坏

出于健康和技术原因考虑，请对蒸发器进行常规消毒。

4.6.内部鼓风机

鼓风机能提供外部热的空气（在循环模式时为内部空气）给蒸发器。

蒸发器冷却并干燥这些空气，然后再吹到车厢内部。

内部鼓风机损坏可能由以下原因引起：

·物理损坏·气流短路·电气短路·受污染

表现现象为：

·噪音·制冷能力下降·风扇停转·空调关闭

4.7.膨胀阀

膨胀阀是空调系统中高低压区域的链接点，它根据冷媒的温度来调节其流量，进而控制进入蒸发器冷媒的多少。

同时它也是气态冷媒从蒸发器通过压缩机的必经之路。

内部鼓风机损坏可能由以下原因引起：

·系统内水分结冰引起堵塞·系统缺少检修而导致杂质的堵塞·密封垫圈松动引起泄漏

表现现象为：

·制冷能力下降·压缩机故障·空调系统整体故障

五汽车空调系统常见故障诊断

汽车空调系统故障的直接表现为制冷（采暖）失效或冷暖气不足，其产生原因一般有电器故障、机械故障、制冷剂和冷冻润滑油引起。

5.1电气控制系统故障

汽车空调系统电气控制主要有电磁离合器电路，鼓风机电路、空调系统保护电路装置，温度控制及发动机转速控制电路等。

自动空调系统还包括电子控制单元（ECU）及多个感知传感器元件。

该系统一般具备故障自我诊断功能，且以一定的方式显示故障情况，以便及时处理。

由于汽车工作条件，雨水、灰尘容易使电器元件失效，造成空调系统不工作或工作效率降低。

例如电磁离合器线圈因潮湿烧毁或温控开关损坏，离合器无法接合、空调器不能制冷。

其他如风机路（包括机电线圈及调速电阻）故障，则系统制冷效率下降或不能工作。

采暖部分电路故障，则暖风系统不能工作。

电器系统除以上常见故障外，蓄电池容量下降或性能变坏，也不可忽视。

5.2机械部分故障

如图9—20汽车空调系统不制冷故障诊断，机械故障主要有电磁离合器机械零件工作不正常，造成压缩机不工作。

诸如离合器与发动机之间传动带过松，离合器摩擦片过度磨损以及离合器轴承损坏等。

空调压缩机故障有密封件磨损或损坏，进、排气阀工作不正常等、使压缩机不能有效压缩制冷剂。

此外还有制冷系统循环堵塞（冰堵、脏堵），发动机在停车制冷工作时怠速过低易熄火（可调节真空怠速提升装置）。

非独立式暖风系统以发动机冷却水为热源，有的汽车平时把通往暖热交换器冷却水路关闭，冬季首次使用采暖时应把冷却水三通阀打开。

5.3制冷剂和冷冻润滑有引起故障

根据统计制冷剂和冷冻润滑有引起故障占空调系统制冷故障的30%左右，其特点是主要由于汽车工作的动载、振动及高温或高寒露天环境条件下，制冷循环管路容易松动、变形甚至开裂造成制冷剂泄露，结果造成不制冷或制冷效率下降。

封闭元件变形或损坏、也会引起上述故障。

目前对制冷剂泄露的检查方法主要有：

肥皂液检漏法、素灯检漏法和电子检漏仪检漏法。

专业检漏一般采用电子检漏，因为起使用方便、安全可靠。

为了保证压缩机运用副之间良好的润滑，散热、密封及降噪声要求，冷冻机有不足或变质，易使压缩机发热甚至损坏，故在补充制冷剂同时应补充或更换适量的冷冻油。

利用热泵反向制冷采暖的冷暖空调系统，原理同制冷系统一致，所不同的是制冷循环回路中增加了电磁四通换向阀。

这种空调系统只在少数过国外汽车产品上有，国内汽车产品少见。

空调在使用一定期限后，工作环境中的尘土易使热交换器换热效率降低而影响制冷效果，一般可采用清晰除尘去垢、制冷循环管路内部亦可采用专业清晰出垢，以保证良好的制冷效果。

六.汽车空调系统故障常用诊断方法

6.1看

一般大客车空调制冷系统的高压液路上单独设有一玻璃观察窗，小型车的观察窗一般则装在干燥过虑器罐上。

空调系统运行过程中，通过系统的玻璃观察窗，可以大致判断制冷流量是否合适。

（1）如果观察窗内气刨持续流出，制冷剂几乎像飘舞一样，说明系统内的制冷剂很少。

此时高压侧与低压侧几乎没有温差。

（2）如果有少量气泡以1～2秒的间隔间隙性地出现，说明系统内的制冷剂不充分。

此时高压侧温热，低压侧微凉。