技师论文--天籁空调系统结构原理与故障诊断.doc
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目录
一、天籁空调系统的结构与功能 2
（一）系统总体结构组成及各部件功能 2
（二）制冷系统 2
1、工作原理 2
2、组成部件 3
（三）暖风、通风系统 6
（四）控制系统 6
1.空调的使用 6
2.自动空调 8
二、天籁空调系统维护 11
（一）风道和风口检查 12
（二）制冷剂R-134a说明 12
（三）制冷剂R-134a的处理程序 12
（四）134a的维修设备 13
1.维修设备注意事项 13
2.安装管路 15
（五）制冷剂流动性能实验 19
1、制冷剂温度和压力变化如图21所示：
19
2、制冷剂温度与压力之间的关联如图22所示：
20
（六）A/C系统制冷剂泄漏检测 20
1概述 20
2特性 21
3检测方法 22
三、天籁空调系统常见故障和诊断与排除 23
（一）空调不制冷：
23
（二）空调有异味 25
（三）制冷不足 26
参考文献：
30
天籁空调系统结构、原理与检修
摘要：
本文将对空调基本组成、，主要部件的结构和工作原理进行详细阐述。
对天籁独有的自动空调系统进行了详细的介绍和分析，包括了空调的常规保养与制冷剂的合理利用与回收。
文章最后列出了几个生活中常见故障及解决方法。
关键词：
天籁轿车；空调系统；故障；检修
一、天籁空调系统的结构与功能
（一）系统总体结构组成及各部件功能
常规空调由制冷系统、暖风系统、通风系统、空气净化系统和控制系统组成。
制冷系统：
其作用是对车室内的空气或由外部进入车室内的新鲜空气进行冷却或除湿，使车内空气变得凉爽舒适。
暖风系统：
主用用于取暖，对车室内空气或外部进入的新鲜空气进行加热达到取暖、除湿的目的，同时为挡风玻璃除霜。
通风系统：
它将外部的新鲜空气吸入车室内，起通风和换气作用，同时对防止风窗玻璃起雾也有良好的作用。
空气净化系统：
空气净化处理主要是除去空气中的悬浮尘埃。
是车内空气变得清洁。
控制系统：
它对制冷和暖风系统的温度压力进行控制，同样对车内温度、风量、流向进行控制，将制冷、采暖、新鲜空气有机足有，形成冷暖适宜的气流，并自动对车没环境进行全季节、全方位、多功能的最佳控制。
（二）制冷系统
1、工作原理
如果有汗液的身体暴露在风中，或手上抹有液体酒精，身体或手会感觉凉爽。
这是因为汗液或液体酒精在蒸发到空气中时会从皮肤上带走热量。
换句话说，液体在变成气体时，会冷却周围的区域。
这也适用于汽车A/C系统的原理。
由蒸发器出来的低压、低温制冷剂经集液器、低温管进入压缩机，压缩机将气态制冷剂吸进压缩机并压缩，变成高温、高压的制冷剂气体，由高压阀出来经过高压管进入冷凝器，并把热量排出车外，被冷却为高温、高压的液态制冷剂，从冷凝器底部流出经高压管流入膨胀节流管。
经过节流管少量制冷剂在蒸发器中蒸发成气态并带走热量，从而实现了降温。
2、组成部件
1）叶片式压缩机（图1）
图1压缩机
在椭圆形气缸中，转子的主轴和椭圆中心重合。
转子上的叶片将气缸分成几个空间，当主轴带动转子旋转一周时，这些空间的容积不断发生变化，制冷剂蒸气在这些空间内也发生体积和温度上的变化。
它没有吸气阀，因为叶片能完成吸入和压缩制冷剂的任务。
2）空调制冷压力传感器
空调制冷压力传感器安装在储液干燥罐上起对制冷系统有保护作用，防止压力过高或过低对其造成损坏，如果系统内的压力高于或低于规定值，制冷剂压力传感器就会检测制冷管路的压力，并向ECM发送电信号当制冷剂压力传感器检测到高压侧的压力高于2.746Pa（27.46bar,28kg/cm,398psi）或低于134Pa（1.34bar,1.4kg/cm,20psi）时，ECM会使空调继电器关闭并停止压缩机的工作。
3）积液器（图2）
集液器在蒸发器出口管路上，其贮存来自蒸发器的制冷剂（气态和液态）和油。
集液器里的干燥剂用以干燥系统中的湿气。
图2积液器
4）膨胀阀（图3）
图3膨胀阀
热膨胀阀安装在蒸发器入口处。
通过节流方法，它将来自液体罐的高压液态制冷剂变成低压液态制冷剂雾。
它还调整提供给蒸发器的制冷剂量，使其与热负载的变化对应，这样制冷剂蒸发过程恰好在蒸发器出口处结束。
制冷剂量得到控制，从而可完全利用通过蒸发而吸收热量的能力。
6）蒸发器（图4）
蒸发器在仪表板的后面由散热片和制冷剂流动环路组成。
空气进入乘客室前，蒸发器将空气冷却并除湿。
在空气将热量传递给蒸发器的过程中，空气中的水分凝结在蒸发器芯外表面，以水的形式排出，干燥了进入车内的空气。
图4蒸发器
7）冷凝器（图5）
冷凝器接受来自空调压缩机的高压、高温制冷剂蒸汽。
冷凝器由铝管和冷却翅片制成，使高压、高温制冷剂蒸汽的热量向外高效传递。
装运翅片将高温、高
压制冷剂蒸汽凝结成高压、中温液体。
图5冷凝器
（三）暖风、通风系统
暖风、通风系统由鼓风机风扇、进出口风门、空气混合门及通风管等组成如图6所示：
图6冷暖风平面通道
（四）控制系统
输入传感器、开关、一体化仪表和A/C放大器及输入。
1.空调的使用
如图7，图8所示所示：
显示屏
图7汽车中控台显示器
图8空调按钮
1）风扇控制开关：
控制鼓风机的档位大小。
2）温度控制开关：
调节空调吹出的风的温度。
3）模式开关：
控制出风口，是吹向脸部还是腿部或者都有。
4）除霜开关（前后）：
加热前挡风玻璃和后窗玻璃，防止冬天因内外温差导致玻璃上结霜。
5）进气开关（内外循环）：
控制内外循环。
6）自动开关：
由电脑控制车内温度，无需人工操作。
7）空调开关：
即制冷开关，空调系统中的制冷剂工作。
2.自动空调
1.自动系统概述
现在的汽车装备了各种类型的空调系统。
在这里，我们将研究最常用的自动系统。
2.自动控制功能
1）空气混合门控制（自动温度控制）
空气混合门是自动控制的，这样通过温度设置、环境温度、车内温度和日照强度，可以将车内温度保持在预设值。
2）风扇速度控制
鼓风机速度是根据温度设置、环境温度、车内温度、进气温度、日照强度和空气混合门位置来自动控制的。
当风扇控制盘设置为自动时，鼓风机电机起动并逐渐增加气流量。
当发动机冷却液温度偏低时，鼓风机电机工作延迟，以防从通风口内吹出冷空气。
3）进气门控制
进气门通过温度设置、环境温度、车内温度、进气温度、日照强度和压缩机的ON－OFF操作自动控制。
4）排气门控制
排气门通过温度设置、环境温度、车内温度、进气温度和日照强度自动控制。
5）电磁离合器控制
ECM使用来自节气门位置传感器、制冷剂压力传感器（或双压开关）和自动放大器的输入信号控制压缩机操作。
6）自诊断系统
自诊断系统内置在自动放大器内，以迅速查找症状原因。
3.控制系统概述
由于信息是通过类似于ECCS、电子控制的A/T或其他底盘设备的驱动的指令而从多个传感器发出，因此自动系统了解当前的状况。
它在控制单元的CPU中处理信息，并向作动器发送信号，从而达到所需的车内温度。
4.基本配置如表1所示;
表1自动空调基本配置
零件名称
功能说明
自动放大器
接收来自PTC、PBR等的传感器信号，以控制空气混合门、风扇速度、进气门和排气门。
是自动控制系统中最重要的设备。
PTC（电位温度控制）
A/C元中的一种可变电阻器。
PTC链接到温度控制杆，并用于将温度控制杆的设置转换为发送给自动放大器的电压。
在一些车上，使用了控制按钮代替温度控制杆。
按下按时，产生计数脉冲信号并按照1个脉冲/0.5°C（1°F）的速度发送给自动放大器。
[当18°C（64°F）时，产生1个脉冲，温度为25°C（77°F）时，产生14个脉冲。
车内传感器
检测吸气机吸入的车内空气温度，并将其转换为电压信号，再发送给自动放大器。
环境温度传感器
通过热敏电阻检测大气温度，并将其转换为电压信号，再发送给自动放大器。
日照传感器
用光敏二极管检测日照强度，并将其转换为电压信号，再发送给自动放大器。
随着日照强度增加，二极管的内部电阻降低（也就是说，电流增加）。
进气传感器
进气传感器位于冷却单元内，它将通过蒸发器的空气温度转换为电阻值，再将该值发送给自动放大器。
水温传感器
用热敏电阻检测冷却水温度，并将其转换为电压信号，再发送给自动放大器。
在一些车型上，水温表的热敏电阻也被用作空调系统的水温传感器。
PBR（电位平衡电阻器）
内置于空气混合门作动器内的可变电阻器。
检测空气混合门位置，并将门开度转换为电压信号，再发送给自动放大器。
空气混合门作动器
利用自动放大器提供的电源操作空气混合门，以控制出气口温度。
风扇控制放大器
根据自动放大器的控制电流，控制鼓风机风扇电机转速（气流）。
模式门作动器
根据自动放大器发出的信号，选择出风口。
位置开关用于将排气门位置信号发送给自动放大器。
进气门作动器
根据自动放大器发出的信号选择进气口，提供了一个内部位置开关，将电机停在所需位置。
双温门作动器
双温门作动器通过一个连杆打开或关闭双温门和水阀门
5.控制概述
因为使用了几种不同的传感器，因此自动控制系统看起来较复杂。
但是，如果您知道哪一个传感器在自动控制系统中起着重要作用，就很容易理解该系统。
如图9的流程所示：
位置反馈信号
工作信号
执行器
控制面板
自动空调放大器
传感器
命令信号
检测温度
操作车门
图9自动空调工作流程
6.诊断和修理自动系统
表2提供了从步骤1-6的自诊断系统。
其中步骤1-5允许分别诊断多个零件或单元如表2所示可以调整设定温度与控制温度之间的温差。
表2自动空调自诊断过程
步骤
要诊断的零件或单元
诊断说明
注释
步骤1
诊断位置
指示灯
检查所有诊断位置和指示灯并目视检查显示屏容。
目视检查
步骤2
环境温度传感器
车内传感器
进气温度传感器
日照传感器
检查所有传感器且其短/开路电路会显示在显示屏。
--------
步骤3
模式门执行器
进气门执行器
检查所有作动器信号且在显示屏上显示结果。
--------
步骤4
模式门执行器
进气门执行器
空气混合门执行器
双温门执行器
后通风门执行器
鼓风机风扇电机
压缩机
自动放大器向各零件单元发送信号。
目视工作检查
步骤5
环境温度传感器
进气温度传感器
车内传感器
每个传感器所检测到的温度显示在显示屏上。
每次按下DEF开关时显示会按顺序从一个传感器的指示变成另一个指示
二、天籁空调系统维护
供暖通风与空调系统的操作注意本车的制冷系统使用R-134a这种制冷剂与R-12制冷剂不兼容在维修系统之前必须确保使用正确的维修设备否则可能会严重损坏系统在进行维修之前应参阅与维修设备一起提供的维修手册和空气分配系统说明。
告诫：
避免吸入空调系统制冷剂134a（R-134a）和润滑油蒸汽或油雾。
暴露会刺激眼睛、鼻子和咽部。
在通风良好的区域作业。
为从空调系统清除R-134a，使用符合SAEJ2210（R-134a再生设备）要求的维修设备。
如果系统意外发生泄漏，在继续维修前，必须使工作区通风。
可从制冷剂和润滑油制造商处获得其它有关健康和安全信息。
（一）风道和风口检查
风道和风口系统用于将空气导入乘客室。
风道和风口中的堵塞会使空气输出不畅。
检查下列风道是否堵塞。
例如树叶或尘土等。
a.除霜器管b.加热器管道c.空调管道d.通风管道e.侧车窗除雾器
（二）制冷剂R-134a说明
告诫：
避免吸入空调系统制冷剂134a（R-134a）和润滑油蒸汽或油雾。
暴露会刺激眼睛、鼻子和润滑油蒸汽或油雾暴露会刺激眼睛鼻子和咽部。
在通风良好的区域作业。
为从空调系统清除R-134a，使用符合SAEJ2210（R-134a再生设备）要求的维修设备。
如果系统意外发生泄漏，在继续维修前，必须使工作区通风可从制冷剂和润滑油制造商处获得其它有关健康和安全信息,制冷剂在空调系统中发挥以下功能：
a.吸收热量b.携带热量c.释放热量
（三）制冷剂R-134a的处理程序
制冷剂-134a被装在本车的空调系统中。
每当您使用R-134a时，必须使用以下的特殊处理程序，以避免发生人身伤害：
1）每当您打开制冷剂系统时请戴好手套。
2）每当您打开制冷剂系统时用干净的布包裹以下部位：
a.管接头b.阀门c.连接
3）在通风良好的区域作业。
4）不要吸入制冷剂气体。
5）不要在装有空调管路或部件的车辆附近进行焊接或蒸发清洁操作。
6）如果R-134a接触到了您身体的任何部位请完成以下操作：
a.用水冲洗暴露部位b.立即进行医疗检查
7）在开始任何需要打开制冷剂系统管路或部件的维修之前，参阅“制冷剂管路和管接头处理方法及如何维护化学稳定性”。
进行以下维修时必须严格遵守说明。
a.制冷剂的回收和再循b.添加制冷剂油c.泄放制冷系统
d.重新加注制冷系统
所有R-134a一次性容器（涂有蓝色）均带重金属螺帽。
该螺帽用于保护容器的阀呢、门和安全插头不受损坏。
在每次使用容器后更换螺帽，以便继续保护阀门和安全插头。
8）乘客室空气滤网说明滤网位于挡风玻璃下面的滤网壳体总成内。
这些滤网：
a.过滤进入车内的新鲜空气。
b.除了从空气中滤去尘埃微粒之外，滤网还用于减少有可能进入车内的令人不快的气味。
滤网的更换间隔是12个月或20,000公里（15,000英里）根据驾驶情况，这些滤网可能需要经常更换。
（四）134a的维修设备
1.维修设备注意事项
（1）回收/再循环设备
务必遵守制造商有关设备操作和保养的说明。
切勿在设备中使用规定以外的任何制冷剂。
（2）电子泄漏检测仪
务必遵守制造商有关测试仪操作和保养的说明。
（3）真空泵
真空泵内包含的润滑剂与HFC134a（R134a）A/C系统指定的润滑剂不相容。
因为真空泵的开口侧暴露在大气中，如果在抽空（抽真空）后关闭泵，且没有从真空泵上断开维修软管，真空泵润滑剂可能从泵内出来而进入维修软管。
为了防止真空泵润滑剂进入维修软管，在维修软管至泵的连接附近需要使用阀门。
•在配有隔离阀（通常是真空泵的一部分）的真空泵上，关闭该阀门将隔离维修软管与泵。
•对于不带隔离阀的泵，确认维修软管在靠近软管的泵一端附近装有手动切断阀。
•在维修软管末端包含自动切断阀的软管必须与真空泵断开，以防润滑剂进入：
只要软管连接，阀就会打开，润滑剂可能进入。
单向阀在有真空时会打开，而在无真空时会关闭，但是不推荐使用，因为这种阀会限制泵产生真空的能力。
（4）歧管压力表
确认表正面指示R134a或R12。
确认歧管压力表有用于维修软管的1/2"-16ACME螺纹连接，且歧管压力表没有使用过HFC134a（R134a）以外的任何制冷剂（以及仅指定的润滑剂）。
（5）维修软管
确认维修软管显示了说明标记（带有黑色条纹的彩色软管）。
确认所有软管在与歧管压力计反向的一端包含正确的切断设备（无论手动或自动）。
图11维修软管图10歧管压力表
（6）维修接头
切勿尝试将HFC134a（R134a）维修接头连接到CFC12（R12）A/C系统上。
尽管HFC134a（R134a）接头不能固定在CFC12（R12）系统上，CFC12（R12）制冷剂和润滑剂会排出到HFC134a（R134a）接头内，导致污染。
（7）制冷剂称重（图13）
如果秤允许电子控制流过秤的制冷剂，确认软管接头尺寸为1/2"-16ACME，而且该秤没有使用HFC134a（R134a）以外的任何制冷剂。
图12维修接头图13制冷剂的称量
（8）注入气缸图
不推荐使用注入气缸，因为在缸中注入制冷剂时，制冷剂可能从气缸顶部阀门进入到空气中。
另外，气缸的准确性一般比电子秤或优质的回收/再注入设备。
2.安装管路
据说安装汽车空调后，制冷剂泄漏90％都与管路接头有关。
管路安装步骤和O形圈类管路接头密封的注意（图14）。
事项说明如下：
1）确认O形圈和管路的O形圈接触面没有划痕、变形或生锈。
2）将O形圈侵没在压缩机油的干净容器内，然后将O形圈安装到管路上。
注：
不要在将O形圈安装到管路上后在O形圈上涂抹机油，否则机油会蔓延到管路的螺纹部分（图15）。
图14正确安装管路与O型圈图15浸泡密封圈
3）确认O形圈与管路喇叭口完全接触，要小心不要扭曲O形圈（图16）。
4）将管路插入套管，直至O形圈完全在套管内，并对齐管路与套管的中心（图17）。
图16密封圈的安装图17各部件正确安装位置
5）用手将螺母拧紧到套管上，直至它不再转动。
接着，使用双扳手，拧紧螺母至规定扭矩。
6）扭矩扳手
务必使用专用的扭矩扳手并遵守规定扭矩（图18）。
图18拧紧示意图
注意事项
1.制冷剂管路连接的注意事项:
EJS004A除了下列位置外，所有制冷剂管路引入了新型制冷剂连接。
•膨胀阀至蒸发器
•制冷剂压力传感器至冷凝器
2.关于单接触接头说明：
•单接触接头是一种管路接头，它在管路连接过程中不需要工具。
•与使用套管螺母和法兰的传统连接方法不同，不需要控制连接点的拧紧扭矩。
•拆卸管路接头时，使用断开器。
3.零部件分开图（图19）：
图19各零件正确安装位置
4.各零部件零功能如表2所示:
表2各零部件功能
管路（凸侧）
固定O形环。
将环状螺旋弹簧固定在隔离弹簧中。
环状螺旋弹簧
固定凹侧管路。
指示环
连接正确时，该零件从凸侧管路弹出。
O形环
密封连接接头。
（不能重复使用）。
管路（凹侧）
通过压缩O形密封连接，使用喇叭口和环状螺旋弹簧固定管路连接。
注：
•环状螺旋弹簧不能从凸侧管路的隔离环内拆下。
•然而，指示环保持在管路连接点附近，这不是故障。
安装步骤（图20）：
1.清洁管路连接点，并安装断开器。
2.在管路的轴向滑动断开器，用断开器的锥形点拉伸环状螺旋弹簧。
3.进一步滑动断开器，使得环状螺旋弹簧的内径大于凹侧管路喇叭口的外径。
然后可以断开凸侧管路。
图20安装步骤
安装要点：
1.清洁管路连接点，并将凸侧管路插入凹侧管路。
2.用力推插入的凸侧管路，使得凹侧管路喇叭口拉伸环状螺旋弹簧。
3.如果环状螺旋弹簧的内径大于凹侧管路喇叭口的外径，环状螺旋弹簧就卡在喇叭口上。
然后，它位于凸侧管路隔离环和凹侧管路喇叭口之间，固定管路连接点。
注意：
•凹侧管路连接点很细。
所以，在插入凸侧管路时，小心不要让凹侧管路变形。
慢慢沿轴向插入。
•用力插入管路，直至听见咔哒声。
•完成管路连接后，用手拉动凸侧管路，确认连接没有松动。
新型制冷剂连接的特点：
改变了O形圈的位置。
还提供了一个槽以便正确安装。
这样就减少了O形圈被卡住或被配合零件损坏的机会。
现在O形圈的密封方向与配合零件的接触面垂直，改善了密封特性。
在接头拉出的方向，没有O形圈的作用力，从而有助于管路连接。
（五）制冷剂流动性能实验
1、制冷剂温度和压力变化如图21所示：
图21制冷剂温度和压力变化关系图
2、制冷剂温度与压力之间的关联如图22所示：
图22制冷剂温度与压力之间关系图
①压缩②冷凝③膨胀④蒸发
（六）A/C系统制冷剂泄漏检测
1概述
下文介绍了带有荧光剂的制冷剂泄漏检测工具。
要目视检查制冷剂泄漏，您的全部工作就是使用紫外线（UV）灯找到注入空调系统中的荧光剂泄漏。
组装时，所有现有NISSAN汽车的空调系统中都添加了发光油。
通过发动机舱内的空调规格，可以确认该车有或没有发光油，如下图所示。
图23带有发光油的标志
2特性
（1）荧光剂
•根据制冷剂的类型，该工具有两种荧光剂，分别适用于R-134a和R-12。
•R-134a使用的荧光剂是聚二醇或酯润滑剂。
•R-12使用的荧光剂是矿物润滑剂。
•注入到空调系统中的荧光剂会永久有效，直至更换压缩机油。
图24R-12与R-134a使用的荧光剂
（2）注射器
根据制冷剂的类型，该工具包括两种注射器，分别适用于R-134a和R-12。
图25R-134a和R-12使用的注射器
（3）紫外线灯
该灯发出紫外线，从而看见荧光剂。
使用该灯时要佩带紫外线防护镜。
图26紫外线防护镜和紫外线灯
3检测方法
（1）检查任何泄漏检测工具的发光油或荧光剂是否已经注入到空调系统中。
如果注入了荧光剂，应贴上标识标签。
（2）确认以前没有注入任何荧光剂后，用下面的方法在空调系统中注入荧光剂。
1）将荧光剂倒在注射器中。
将活塞插入注射器内，同时排出空气。
要注入的荧光剂的量因空调系统中的制冷剂的量而变化。
请参见该工具的操作手册。
图27添加荧光剂
2）起动发动机并打开空调。
将注射器连接到空调系统的低压维修阀门。
3）按下活塞，将荧光剂注入空调系统。
图28从低压阀注入荧光剂
4）用布盖住接头，以防荧光剂溅出，然后从维修阀门上断开注射器。
图29断开注射器
（3）检测制冷剂气体泄漏。
戴上紫外线防护镜，并在空调系统的零部件上照射紫外光。
如果制冷剂气体泄漏，荧光剂会发光。
图30观察制冷管路
荧光剂从空调系统中泄漏的时间长短取决于泄漏程度。
如果泄漏很少，则你可能需要等若干天。
4）进行检测操作后，在发动机舱内贴上标签，确认已经在空调系统内注入了荧光剂。
5）用荧光剂和紫外线灯
使用荧光剂和紫外线灯时要小心。
•使用荧光剂时要戴护目镜。
•不要直视紫外线光。
•不要将皮肤暴露在紫外线光下。
•紫外线灯很热。
不要在靠近可燃液体的地方使用。
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