精品汽车空调故障的诊断论文毕业论文设计Word文档格式.docx
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valve）、贮液干燥器（receiverdrier）、鼓风机、冷凝风扇、真空电磁阀（vacuumsolenoid）、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。
3.1.1制冷压缩机
空调压缩机是空调系统的核心部件，其功能是借助外力维持制冷剂在制冷系统内的循环，吸入来自蒸发器的低温、低压的制冷剂蒸气，压缩制冷剂蒸气使其温度和压力升高，并将制冷剂蒸气送往冷凝器，在热量吸收和释放的过程中，实现热交换。
压缩机在整个制冷循环过程中起着压缩和泵送制冷剂的作用，是制冷系统的“心脏”。
根据工作方式的不同，压缩机一般可以分为往复式和旋转式，常见的往复式压缩机有曲轴连杆式和轴向活塞式，常见的旋转式压缩机有旋转叶片式和涡旋式。
（1）曲轴连杆式压缩机是第１代压缩机，它应用比较广泛，制造技术成熟，结构简单，而且对加工材料和加工工艺要求较低，造价比较低。
适应性强，能适应广阔的压力范围和制冷量要求，可维修性强，可靠性好。
但是曲轴连杆式压缩机也有一些明显的缺点，例如无法实现较高转速，机器大而重，不容易实现轻量化。
排气不连续，气流容易出现波动，而且工作时有较大的振动。
目前已经很少有小排量压缩机采用这种结构形式，现在曲轴连杆式压缩机只存在于大客车和卡车空调装置中，而且还有被大排量十缸斜盘式压缩机取代的趋势。
（2）轴向活塞式压缩机可以称为第２代压缩机，常见的有摇盘式或斜盘式压缩机。
此种压缩机一直是汽车空调压缩机的主导产品，约占所有压缩机产品的70％，随着技术的不断进步，轴向型压缩机不但可以做到小型轻量化，而且最高转速可达10000转分以上。
特别是轴向型压缩机率先实现了无级可变排量控制，特别受到汽车制造商的青睐。
我们实验室所用的压缩机就是这种。
（3）旋转式压缩机以结构紧凑、效率高、转速高为主要特点。
其中，旋转叶片式压缩机是第３代压缩机，它的体积和重量可以做到很小，易于在狭小的发动机舱内进行布置，加之噪声和振动小以及容积效率高等优点，在汽车空调系统中也得到了一定的应用。
但是旋转叶片式压缩机对加工精度要求很高，制造成本较高。
（4）涡旋式压缩机可以称为第４代压缩机。
涡旋式压缩机与传统压缩机相比，在等值排量情况下节料性、节能性极高。
由于其具有体积小、重量轻、噪音小、无气阀、零件少、寿命长、容积效率高、性能好和功耗低等优点，因此可使功率下降10%，体积减少40%，重量下降15%。
同时还具有高度抗液击、油击，制冷速度快，启动力矩小，高可靠性和噪音低等一系列优点。
制冷界普遍认为涡旋式压缩机是最理想的汽车空调压缩机。
下面所介绍的汽车自动空调系统实训台所用的压缩机体积小，质量轻，可以在狭小的发动机室内安装，所以此压缩机是斜盘式压缩机。
3.1.2冷凝器
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。
汽车空调系统冷凝器均采用风冷式结构，其冷凝原理是：
让外界空气强制通过冷凝器的散热片，将高温的制冷剂蒸气的热量带走，使之成为液态制冷剂。
制冷剂蒸气所放出的热量，被周围空气带走，排到大气中。
汽车空调系统冷凝器的结构形式主要有管片式、管带式和鳝片式三种。
（1）管片式它是由铜质或铝质圆管套上散热片组成，如图3-1所示。
片与管组装后，经胀管处理，使散热片与散热管紧密接触，使之成为冷凝器总成。
这种冷凝器结构比较
图3-1管片式冷凝器
简单，加工方便，但散热效果较差。
一般用在大中型客车的制冷装置上。
（2）管带式它是由多孔扁管与S形散热带焊接而成，如图3-2所示。
管带式冷凝器的散热效果比管片式冷凝器好一些（一般可高10%左右），但工艺复杂，焊接难度大，且材料要求高。
一般用在小型汽车的制冷装置上。
我们实验室采用的就是这种冷凝器。
图3-2管带式冷凝器
1—盘管2—散热片A—气态制冷剂B—液态制冷剂
（3）鳝片式它是在扁平的多通管道表面直接锐出鳝片状散热片，然后装配成冷凝器，如图3-3所示。
由于散热鳝片与管子为一个整体，因而不存在接触热阻，故散热性能好；
另外，管、片之间无需复杂的焊接工艺，加工性好，节省材料，而且抗振性也特别好。
所以，是目前较先进的汽车空调冷凝器。
图3-3鳝片式冷凝器
（a）散热片形状（b）冷凝器形状
3.1.3蒸发器
蒸发器和冷凝器一样，也是一种热交换器，也称冷却器，是制冷循环中获得冷气的直接器件。
其作用是将来自热力膨胀阀的低温、低压液态制冷剂在其管道中蒸发，使蒸发器和周围空气的温度降低。
同时对空气起减湿作用。
蒸发器的结构和工作原理如图3-4所示。
进入蒸发器排管内的低温、低压液态制冷剂，通过管壁吸收穿过蒸发器传热表面空气的热量，使之降温。
与此同时，空气中所含的水分由于冷却而凝结在蒸发器表面，经收集排出，使空气减湿，被降温、减湿后的空气由鼓风机吹进车室内，就可使车内获得冷气。
因此，蒸发器是制冷装置中产生和输出冷气的设备。
图3-4蒸发器结构原理
（a）蒸发器冷却原理;
（b）蒸发器结构
1-排管2-散热片3-来自膨胀阀的液态制冷剂4-气态制冷剂5-车室内热空气6-吹出的冷气
3.1.4膨胀阀
膨胀阀也称节流阀，是组成汽车空调制冷系统的主要部件，安装在蒸发器入口处，是汽车空调制冷系统的高压与低压的分界点。
其功用是：
把来自贮液干燥器的高压液态制冷剂节流减压，调节和控制进入蒸发器中的液态制冷剂量，使之适应制冷负荷的变化，同时可防止压缩机发生液击现象（即未蒸发的液态制冷剂进入压缩机后被压缩，极易引起压缩机阀片的损坏）和蒸发器出口蒸气异常过热。
汽车空调制冷系统用的热
图3-5内平衡式膨胀阀图3-6外平衡式膨胀阀
1-滤网2-孔口3-阀座4-过热弹簧
5-出口6-调整弹簧7-内平衡管
力膨胀阀有两种形式。
汽车空调制冷系统采用的感温式膨胀阀，也叫热力膨胀阀，它是利用装在蒸发器出口处的感温包来感知制冷剂蒸气的过热度（过热度是指蒸气实际温度
高于蒸发温度的数值），由此来调节膨胀阀开度的大小，从而控制进入蒸发器的液态制冷剂流量。
感温包和蒸发器出口管接触，蒸发器出口温度降低时，感温包、毛细管和薄膜上腔内的液体体积收缩，膨胀阀阀口将闭合，借以限制制冷剂进入蒸发器。
相反.如果蒸发器出口温度升高，膨胀阀量口将开启。
借以增加制冷
（1）内平衡式：
内平衡式热力膨胀阀是从蒸发器进口导入平衡压力。
制冷剂在蒸发器中流动时产生压力损失不大时，一般采用内平衡式。
如图3-5。
（2）外平衡式：
外平衡式热力膨胀阀是从蒸发器出口导入平衡压力的，外平衡式就是比内平衡式多了一个外平衡式管。
如图3-6。
如果制冷剂在蒸发过程中流动损失大，造成压降大，则应采用外平衡式。
3.1.5储液干燥器
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。
贮液干燥器的结构如图3-7所示。
它主要由外壳、视液镜、安全熔塞和管接头等组成。
它的外壳由钢材焊接或拉伸而成，在其内部装有中心吸管、干燥剂和过滤网等。
制冷剂在贮液器中的流动情况如图中箭头所示。
在贮液器上部出口端装有一个玻璃视液镜，用于观察制冷剂在工作时的流动状态，由此可判断制冷剂量是否合适，以及制冷系统的基本工作情况。
贮液器一般均安装在冷凝器旁或其它通风良好的地方，这是为了便于连接和安装，且易从顶部玻璃视液镜观察制冷剂的流动情况。
对直立式贮液器而言，安装时，一定要垂直，倾斜度不得超过15°
。
在安装新的贮液干燥器之前，不得过早将其进出管口的包装打开，以免湿空气侵入贮液器和系统内部，使之失去除湿的作用。
安装前一定要先搞清楚贮液器的进、出口端，否则容易装错。
在贮液器的进出口端一般都打有记号，如进口端用英文字母IN，出口端用OUT表示，或直接打上箭头以表示进、出口端。
3.1.6电磁离合器
在非独立式汽车空调制冷系统中，压缩机是由汽车主发动机驱动的。
为了使空调制冷系统的开、停不影响发动机的工作，压缩机的主轴不是与发动机曲轴直接相连，而是通过电磁离合器把动力传递给压缩机的。
电磁离合器是发动机和压缩机之间的一个动力传递机构，受空调开关、温控器、空调放大器、压力开关等控制，在需要时接通或切断发动机与压缩机之间的动力传递。
另外，当压缩机过载时，它还能起到一定的保护作用。
因此，通过控制电磁离合器的结合与分离，就可接通与断开压缩机。
电磁离合器由皮带轮、电磁线圈、压力板等主要部件组成。
如图3-8，当空调开关接通时，电流通过电磁离合器的电磁线圈，电磁线圈产生电磁吸力，使压缩机的压力板与皮带轮结合，将发动机的扭矩传递给压缩机主轴，使压缩机主轴旋转。
当断开空调开关时，电磁线圈的吸力消失。
在弹簧作用下，压力板和皮带轮脱离，压缩机便停止工作。
图3-7储液干燥器的结构图图3-8电磁离合器的工作原理
1-视野镜2-过滤网3-干燥剂1-带轮2-压缩机壳体3-线圈4-摩擦板
4-吸出管5-储液罐5-驱动盘6-弹簧爪
3.1.7鼓风机
汽车空调制冷系统采用的鼓风机，大部分是靠电机带动的气体输送机械，它对空气进行较小的增压，以便将冷空气送到所需要的车室内，或将冷凝器四周的热空气吹到车外，因而风机在空调制冷系统中是十分重要的设备。
风机按其气体流向与风机主轴的相互关系，可分为离心式风机和轴流式风机两种。
（1）离心式风机
离心式风机的空气流向与风机主轴成直角，它的特点是风压高、风量小、噪音也小。
蒸发器采用这种风机，因为风压高可将冷空气吹到车室内每个乘员身上，使乘员有冷风感。
噪音小是设计空调的一项重要指标，车室内噪音小，乘员不致于感到不适而过早疲劳。
至于风量小，在设计、选型时可考虑周全。
离心式风机主要由电机、风机轴（与电机同轴）、风机叶片、风机壳体等组成，如图3-9所示。
风机叶片有直叶片、前弯片、后弯片等形状，随叶轮叶片形状不同，所产生的风量和风压也不同。
（2）轴流式风机
轴流式风机的空气流向与风机主轴平行，它的特点是风量大、风压小、耗电省、噪音大。
冷凝器采用这种风机，因为风量大可将冷凝器四周的热空气全部吹走。
耗电省是车用电器最重要的要求，轴流式风机能满足这种要求。
至于轴流式风机的缺点，如风压小、噪音大，对冷凝器来说不是大问题，因为冷凝器只要将其四周的热空气吹离即可，并不要求将热空气吹得很远，所以风压小不影响冷凝器正常工作；
另外，冷凝器是安装
图3-9离心式风机结构示意图图3-10轴流式风机结构示意图
1-风机叶片2-风机壳体3-风机轴4-电机1-风扇叶2-键3-电机4-风机轴
在车室外面的，所以风机噪音大也不影响到车内。
轴流式风机主要由电机、风机轴、风机叶片、键等组成，如图3-10示。
叶片固定在骨架上，叶片常做成3、4、5片不等，叶片骨架穿在电机轴上，由键带动旋转。
3.2汽车空调系统的分类
一般汽车空调系统的分类有以下几种方式：
1、按功能可分为单一功能和组合式两种。
（1）单一功能是指制冷、暖风各自独立，自成系统，一般用于大、中型客车上。
（2）组合式是指制冷、暖风合用一个鼓风机、一套操纵机构。
这种结构又分为制冷、暖风可同时工作两种方式，多用于轿车上。
2、按驱动方式可分为非独立式汽车空调系统和独立式汽车空调系统两种.
（1）非独立式汽车空调系统：
空调制冷压缩机由汽车本身的发动机驱动，汽车空调系统的制冷性能受汽车发动机工况的影响较大，工作稳定性较差。
尤其是低速时制冷量不足，而在高速时制冷量过剩，并且消耗功率较大，影响发动机动力性。
这种类型的汽车空调系统一般用于制冷量相对较小的中、小型汽车上。
（2）独立式汽车空调系统:
空调制冷压缩机由专用的空调发动机（也称副发动机）驱动，汽车空调系统的制冷性能不受汽车主发动机工况的影响，工作稳定，制冷量大，但由于加装了一台发动机，不仅成本增加，而且体积和质量增加。
这种类型的汽车空调系统多用于大、中型客车上。
3.3大众汽车空调系统的工作原理
汽车空调和其它制冷空调的制冷原理是一样的，利用制冷剂R-134a从液态变成气态时吸收大量热能的原理制冷。
汽车空调的压缩机通过汽车发动机经皮带传输动力（非独立式空调），压缩机吸入低温低压的制冷剂气体，运转压缩成为高温高压的气体，经过冷凝器散热管降温冷却变成高压中温的液体，再经过贮液干燥器除湿与缓冲，然后以较稳定的压力和流量流向膨胀阀，经节流和降压最后流向蒸发器，致冷剂一遇低压环境即蒸发，吸收大量热能。
车厢内的空气不断流经蒸发器，车厢内温度也就因此降低。
液态致冷剂流经蒸发器后再次变成低压气体，又重新被吸入压缩机进行下一次的循环工作。
在整个系统中，膨胀阀是控制致冷剂进入蒸发器的机关，致冷剂进入蒸发器太多就不易蒸发而太少冷气又会不够，因此膨胀阀是调节中枢。
而压缩机是系统的心脏，系统循环的动力源泉。
第四章汽车自动空调实训台简介及工作原理
4.1设备简介
本实验设备主要以桑塔纳轿车空调为基础，所有的配件多采用桑塔纳轿车的原配件。
经过本公司的技术人员设计：
位置摆放的合理化及机构的简单化，使实验设备更趋近于真实的汽车空调。
本实验总控台主要配备了：
1、汽车仪表、压力表、工作指示灯、故障指示灯、温度显示仪、出风口、点火开关、暖、冷风控制杆等；
2、制冷系统：
发动机、压缩机、蒸发器、冷凝器、贮液干燥器、视液镜、外平衡式彭胀阀、贮液灌、毛细管、新鲜空气阀等；
3、制热系统：
冷却水箱、备用水箱、加热器，热源来自发动机；
4、另配汽车空调的制冷，暖风工作原理的整个循环过程，及整个系统的电路、分布情况示教板，使学员更好的了解各物理参数的变化情况和系统的工作状况；
5、实验台的风道分布完全依照现代轿车的布置：
上部、中部、下部、冬天的除霜。
教学仪器设备
另外，本实验台分别在制冷系统方面和电路分布方面设置了人为的模拟故障。
模拟故障实验全部用发动机带动，它可以更好的模拟现实生活中汽车空调常见的故障及排除故障的方法。
专门编写说明书详细的介绍故障的产生原因，现象和故障的排除方法及人为如何去模拟故障。
使学员和汽车空调更直接的面对面的交流。
4.1.1功能特点
1．采用桑塔纳2000型原厂配件组装而成
2．三相电机作为动力源，真实展示手动空调系统的组成结构，如空调通风系统、空调电路系统、各种传感器、制冷管路系统等。
3．起动空调运行后，操纵空调控制面板各按纽，能够完成冷热通风的精确控制、各种通风模式控制，展示空调压缩机、散热风扇运动过程。
4．空调制冷系统装有高低表，直观显示制冷管路的压力变化。
可提供给学员进行抽真空、加注制冷剂、检漏等实习操作平台。
5．空调电路系统配有专门故障设置区，可供学生学习或考核。
6．设有安全保护装置
７.面板采用彩色空调原理电路图直观易懂，坚固耐用，美观大方。
面板上设有智能故障设置区。
故障设置采用单片机集成电路板，使用寿命长,维修简单方便。
８.钢结构支架经喷塑工艺制作而成，安全可靠、坚固耐用,万向脚轮移动台架
4.1.2主要技术参数
外形尺寸（长*宽*高）：
1240mm*700*2100
工作电源：
交流380V220V
动力源：
大功率变频电动机
重量：
250Kg
工作温度：
-25℃---70℃
4.2组成元件功能说明
1、数字显示电压表：
显示空调系统各个传感器的信号电压变化；
2、执行器工作指示灯：
用于显示执行器元件的工况，当元件工作或接通时点亮。
3、阳光传感器：
感应阳光照度，给于电控单元参考信号。
4、彩色电路图和系统结构原理图：
布满面板表面，适用于电控原理和系统结构的教学。
用于表明空调系统电路图和系统结构原理图。
5、伺服电动机原理图：
绘制伺服电动机内部的结构原理图。
6、空调系统控制器：
位于面板中心、为空调系统的微电脑控制单元，包括状态开关和液晶显示屏。
用于采集各传感的信号后，根据自身预编程的标准，对分布于
统中的执行器进行相应的控制，简化人工操作过程，从而根据实际需要调节风速、风量、温度等，满足车内空调的舒适性要求。
7、点火开关：
ＩＧ时系统供电，ＳＴＡ时起动系统。
8、检测端子：
位于面板电路图、电控单元内检测点，便于仪器检测空调系统的工况。
图4-1汽车自动空调系统实训台
9、温度表：
显示进气温度、蒸发器温度、出风口温度以及室内温度。
10、变频器显示器：
主要显示电动机转速（发动机转速）参数，当变频器发生故障时显示故障代码。
11、高低压侧压力表：
可读取高压表和低压表的显示值，诊断制冷是否正常。
‘
12、高低速度选择开关：
开关打下为怠速工况为800rmin，压缩机工作时为1000rmin，开关打上为高速工况。
13、空调系统总成：
空调通风系统位于面板下方，由空调系统主要由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀、储液干燥器、高、低压管、通风系统阻尼控制器、热水阀等组成。
用于制造冷气和暖气，和实车一样。
14、阻塞电磁阀：
位于鼓风机的下方，用于设置高压管路阻塞故障，其阻塞不要超过５秒。
15、变频器：
主要用于调节电动机的速度，对电动机的性能进行控制。
16、压缩机：
将制冷剂气体压缩成高温高压气体，排入冷凝器。
17、电动机：
用于给空调制冷系统压缩机动力、供给模拟空调系统工作时对动力系统的影响。
18、接水盆：
位于面板后下方，用于接蒸发器流出的水分。
4.3操作说明
（1）安全操作规定
1.设备运行时，不要触摸风扇和动力系统。
2.电机动力台架注意用电安全。
3.禁止短路面板上的检测端子，以防损导线和元器件。
（2）运行前的准备
1.检查各元器件上的接头坚固情况。
2.检查面板上的故障设置开关是否导通状态。
3.检查动力系统部分有无阻挡。
4.设备插交流电压时，要注意用电安全。
5.检查管路阻塞阀处于打开状态。
（3）启动步骤
警告：
未做好启动前的准备工作，不允许启动设备。
启动时，应检查动力系统上下、周围有无妨碍设备工作的物品，确认无识后，方可启动。
1.设备插交流电压插关。
2.闭合漏电开关，此时动力电机工作。
3.面板上点火开关转动到“ＩＧ”位置。
4.空调系统控制面板拔到制冷位置，此时空调系统工作。
5.转动鼓风机开关调出风口的风速。
空调实训台的工作原理
4.4制冷系统的工作原理
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。
如图5-1所示，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，制冷记忆不同的状态在这个密闭系统内循环流动，每个循环又分四个基本过程：
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除压缩机。
2、放热过程：
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，并放出大量的热。
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）排除膨胀装置。
图5-1空调制冷系统基本原理
1-压缩机2-冷凝器3-贮液干燥器4-膨胀阀；
5-鼓风机6-空气流7-蒸发器
4、吸热过程：
雾状制冷剂液体进入蒸发器，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。
在蒸发过程中吸收周围大量的热量，变成低温低压的蒸气又回到压缩机。
其实汽车空调和我们熟悉的家用空调制冷原理是一样的。
压缩机往往是安装在发动机上，并用皮带驱动（也有直接驱动的），冷凝器安装在汽车散热器的前方，而蒸发器
在车里面，工作时从蒸发器出来的低压气态致冷剂流经压缩机变成高压高温气体，经过冷凝器散热管降温冷却变成高压低温的液体，再经过贮液干燥器除湿与缓冲，然后以较稳定的压力和流量流向膨胀阀，经节流和降压最后流向蒸发器。
致冷剂一遇低压环境即蒸发，吸收大量热能。
尽管汽车空调的空调系统的原理与其它空调系统是相同的，但汽车空调是移动式车载的空调装置，它与固定式空调系统相比，动转条件更恶劣，随汽车行驶的颤振，空调系统的制冷剂比固定式更容易泄漏，空调系统的维修与保养也比固定式频繁。
4.5水暖式暖风系统的工作原理
在现代轿车上，如果按照热源的种类进行划分，汽车暖风系统主要分为两种：
一种是以发动机冷却液为热源（目前绝大多数车辆使用），另外一种是以燃料为热源（少数中高档轿车和大客车采用）。
主要说说第一种，它也称为余热水暖式系统，实验室用的就是该暖风系统。
该系统利用发动机的冷却水为热源来供暖的系统。
小轿车、货车和小型包车常用这种装置。
此种暖风系统因其使用成本低廉取暖效率较高，深受广大汽车厂商青睐。
这种暖风系统多与汽车空调系统做在一起，因此它的操作方式与制冷系统的操作是一样的，只不过是需要通过温度调节装置进行切换。
该系统由暖风
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