汽车空调技术浅谈6958.docx

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汽车空调技术浅谈6958

一、汽车空调的功能………………………………………………1

（一）经济运行控制功能…………………………………………1

二、汽车空调系统的组成…………………………………………3

三、汽车空调制的工作原理………………………………………4

（一）汽车空调的制冷循环………………………………………4

（二）制冷剂与润滑………………………………………………5

四、汽车空调常见故障及诊断方法………………………………7

（一）电器控制系统故障…………………………………………7

（二）机械部分故障………………………………………………7

（三）制冷剂和冷冻润滑油有引起故障…………………………8

（四）汽车空调制冷常见故障分析方法…………………………8

五、结论……………………………………………………………10

参考文献……………………………………………………………12

汽车空调技术浅析

摘要：

随着近几年汽车工业的快速增长,汽车零部件行业也得到了飞速的发展,汽车空调作为提高汽车乘坐舒适性的一种重要部件已被广大汽车制造企业及消费者认可。

至今为止，国内的轿车空调装置已接近100%，在其他车型上的装置率也在逐年提高。

空调已成为汽车中举足轻重的功能部件和衡量汽车功能是否齐全的标志之一。

本文简单介绍了汽车空调系统的功能、原理和组成、日常维护、故障的检测步骤和排除方法作了介绍。

关键词：

汽车空调，功能，故障，检测方法

汽车空调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，并使用车内空气以一定的速度和方向流动，给乖客提供一个良好的乖车环境，保证在各种外界气候和条件下使乖客都处于一个舒适的空气环境中，由于车内车外温差过大和空气湿气的影响，次日车窗上容易结霜，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。

一、汽车空调的功能

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通过空调显示控制面板上的按钮进行设定，使空调系统自动运行，并根据各种传感器输入信号，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到最佳状态。

电控单元还可以根据气候变化通过选择风口，改变车内的温度分布。

（一）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.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。

2.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。

3.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、安静。

（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。

二、汽车空调系统的组成

一般汽车空调主要由制冷系统、通风系统、取暖系统及电气控制系统4个基本组成部份。

如下图所示：

1.制冷系统是汽车空调系统最重要的子系统，其主要功能是夏季为车内提供冷气，因为作为冷源的蒸发器的温度低于空气的露点温度，所以制冷系统还具有除湿和净化空气的作用。

2.采暖系统又称为暖风系统，其主要功用在冬季为车内提供暖气以及挡风玻璃除霜除雾。

3.通风系统的功能是净化车内空气，保持车内空气新鲜舒适。

4.控制系统的功用是控制空调系统工作，实现制冷、采暖和通风。

控制系统一方面要对制冷和采暖系统的温度、压力进行控制，另一方面要对车内空气的温度、风向、流向进行操纵控制，从而实现空调系统的各项功能。

三、汽车空调的工作原理

在日常生活中当我们用酒精棉擦身体时、手上沾有汽油时，都会有凉的感觉，这说明当液体变成气体时吸收了热量，从而降低了温度。

汽车制冷就是利用这一基本原理，汽车空调制冷系统通过制冷剂循环流动实现制冷工作原理。

当制冷压缩机由发动机驱动时，压缩机对吸入的制冷剂蒸气进行压缩，并通过高压管路送到冷凝器；进入冷凝器的高温高压制冷剂蒸气通过冷却风扇和汽车行驶形成的自然风的冷却，成为饱和蒸气并冷凝成高温高压的液体，然后从冷凝器底部流向储液干燥器；液态制冷剂经过干燥的过滤、脱水，再经高压管流到膨胀阀，由膨胀阀节流后形成低温低压且雾状的制冷剂；送入蒸发器的制冷剂在蒸发器内吸热并升温至饱和温度后沸腾，并在汽化过程中吸收蒸发器周围空气的热量；蒸发器周围已被冷却了的空气通过鼓风机风扇吹入车内，使车内空气降温除湿。

在压缩机的抽吸作用下，吸收了大量热量的制冷剂蒸发器流出经过低压管路进入压缩机，再由压缩机缩成高温高压气体，如此往复循环制冷。

（一）汽车空调的制冷循环

1.制冷循环

制冷系统主要由制冷剂和四大机件组成,四大机件即压缩机、冷凝器、膨胀阀（或CCOT节流管）和蒸发器。

2.制冷循环包括以下四个过程:

（1）压缩过程

压缩机把从蒸发器出来0℃、0.15MPa的气态制冷剂变成70℃、1.5MPa的热制冷剂气体,送往冷凝器冷却降温。

（2）冷凝过程

在冷凝器里过热气态制冷剂受到空气冷却，冷凝过程的后期，制冷剂变成中温约40℃、1.0-1.2MPa的液态制冷剂，流经冷凝器的空气温度上升。

（3）膨胀过程

冷凝后的液态制冷剂经过膨胀阀后体积变大，其压力和温度急剧下降，变成-5℃、0.15MPa的湿蒸气，以便进入蒸发器中迅速吸热蒸发。

（4）蒸发过程

-5℃、0.15MPa的湿蒸气不断吸收热量而汽化，转变成0℃、0.15MPa的气态制冷剂，使流过蒸发器的空气温度下降。

（二）制冷剂与润滑

1.制冷剂的作用

在制冷系统中用于转移热量，并且循环流动的物质称为制冷剂。

制冷剂有制冷工质、冷媒、雪种等。

制冷剂是制冷系统中完成制冷剂工作循环的介质，它通过相变实现制冷，既在蒸发器中汽化吸热，在冷凝器中冷凝放热。

在压缩机的作用下制冷剂的这种变相不断循环着，将车内的热量“搬移”到车外大气中，从而实现了制冷。

2.制冷剂的分类

（1）无机化合物类制冷剂

较早采用的天然制冷剂，如水R718、空气R729、氨R717、二氧化碳等。

（2）氟利昂类制冷剂（卤代烃）

氟利昂是饱和碳氢化合物中的氢元素全部或部分的用卤素（主要是氟、氯、溴）取代，就形成了通常所称的氟利昂类制冷剂。

氟利昂是一个种类繁多的大家族，常用的有：

二氟二氯甲烷R12（CF2C12）、二氟一氯甲烷R22（CHF2C1）、四氯乙烷R134a（CH2CF4）、

（3）烷烃类制冷剂

碳氢化合物（如甲烷、丙烷、异丁烷、丙烯等），是完全由C、H元素组成的物质。

也是早期就开始使用的制冷剂。

（4）混合制冷剂

鉴于纯制冷剂的局限性，为调制制冷剂的性质、扩大制冷剂的选择范围，将各种纯质制冷剂在优势互补的基础上按一定比例进行混合，开发研制了混合制冷剂R501、R502、R509、R407B、R407C等。

国际上统一规定用字母R和它后面的一组数字及字母作为制冷剂的代号，汽车空调系统常用制冷剂R12和制冷剂R134a。

3.润滑油

空调压缩机使用的润滑油称为冷冻机油或冷冻润滑油，它是一种在高、低温工况下均能正常工作的特殊润滑油。

四、汽车空调常见故障及诊断方法

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。

（一）电器控制系统故障

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。

其他如风机电路（包括电机线圈及调速电阻）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。

（二）机械部分故障

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，离合器磨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。

（三）制冷剂和冷冻润滑油有引起故障

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：

肥皂液检露法、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除垢，以保证良好的制冷效果。

（四）汽车空调制冷常见故障分析方法

空调系统常见故障可能的部位可归结为机械、制冷、取暖、电气4个方面。

在空调系统故障诊断前，首先要确定空调系统出现的是哪一种故障，这样就可明确有哪些故障部位，避免了故障检查的盲目性。

在进行空调系统故障检查过程中，应先进行系统的直观检查，因为直观检查方便简单，能迅速确定故障部位或故障可能范围。

1.目视检查:

检查冷凝器、蒸发器是否有污垢，仔细观察管路有无破损、冷凝器及蒸发器的表面有无裂纹或油渍（如有油渍，说明制冷剂和冷冻机油泄露）;检查外部各部件有无结霜、结冰现象;查看电气线路。

仔细检查有关的线路连接有无脱、断处;从检视窗检查制冷剂量。

通过观察储液干燥器的检视窗A和B可检查储液干燥器的温度和制冷剂的情况;检视窗A如果呈蓝色，则正常；如果呈红色，则说明干燥剂的水分含量已达到极限，应缓慢排尽系统中的制冷剂，更换储液干燥器后再注制冷剂。

在观察检视窗B前先要启动发动机，打开空调系统，并使发动机以1500r/min-2000r/min运转，把空调功能键置于最大制冷状态，风机（包括冷凝器风机）置于最高转速，开动空调系统5min后通过检视窗B进行观察。

（1）耳听

仔细听压缩机有无异响、压缩机是否工作。

如果冷气系统有噪音产生，常常表示即将会有连带的故障发生。

例如，压缩机的固定螺栓松动会产生噪音，若不及时修复还会有更大的麻烦。

此外，如果皮带太松、皮带轮歪斜、风扇支架松动、电磁离合器打滑等，都会产生噪音。

（2）通过触摸部件的温度检查故障部位

用手触摸空调系统高压端管路及部件。

从压缩机出口-冷凝器-储液干燥器-膨胀阀-进口处，手感温度应是从暖到热。

如果中间的某处特别热，则说明该处散热不良；如果部件发凉，就说明空调系统可能有阻塞、无制冷剂、压缩机不工作或工作不良。

用物触摸空调系统低压端管路及部件。

从蒸发器到压缩机进口处，应由凉到冷。

如果不凉或是某处出现了霜冻，均说明制冷系统有异常。

用手触摸压缩机进出口两端。

压缩机的高、低压端应有明显的温度差。

如果温度差不明显或无温差，则可能是已完全无制冷剂或制冷剂严重不足。

用手检查导线插接器连接是否良好。

空调系统线路的插接器应无松动，如果插接器有松动或手感插接器表面的温度较高（发热），则说明插接器内接触不良导致了空调系统不工作或工作不正常。

通过看、听摸诊断方法的同时，如果能够使用压力表测出制冷循环系统高、低压两侧压力，将使判断的结果更准确。

利用短路实验方法判断系统控制电路的工作状况在空调系统的使用过程中，若电器系统存在故障，才可对用电装置和控制元件进行拆修或检查。

判断空调系统控制电路的工作情况时，一般可以采短路试验法，用导线将某段控制电路或电路中个别元器件短接，让电流从导线上经过。

如果用装置工作恢复正常，则说明被短接的这段电路或元器件有故障。

但利用短路试验法检查空调系统的控制电路时应注意，如果是电路的熔断器烧坏，不能用导线短接。

为防止损坏用电装置或电器元件，一定要在查清熔断器的熔断原因并加以排查后，再用规格相同的熔断器进行更换。

五、结论

汽车空气调节装置简称汽车空调，一般包括制冷装置、取暖装置和通风换气装置，用于把汽车车厢内的温度、湿度、空气清洁度及空气流动调整和控制在最佳状态。

夏季气温较高，行车中使用空调制冷的频率就较大。

因此，掌握汽车空调的正确使用方法以及养护技巧尤为重要。

汽车空调使用一段时间（如三个月，最长不超过半年）之后，检查清理空调风扇和蒸发器表面的灰尘；定期清理空调的风口以及风道内的灰尘及杂物；在空调使用中，出现异味的时候，要到专业的维修点或4S店对空调管路、滤芯以及蒸发箱进行拆解清洗。

夏季车内的温度比外界温度高很多，在汽车起步时不要立即开空调，应先打开所有车窗5分钟左右，待车内热气排尽之后再打开空调，这样空调的工作效果会更好。

其次，因为冷空气下沉原理，所以在制冷时空调的风向最好向上吹，这样车内制冷效果也会更好。

最后，在发动机长时间处于大负荷运行状态下，应暂时关闭空调。

到达目的地之前，应先关闭空调，减少异味的产生。

汽车空调装置已成为汽车中具有举足轻重的功能部件。

汽车空调系统为汽车提供制冷、取暖、除霜、空气过滤和湿度控制功能，使乘室内人员更加舒适。

参考文献：

[1]刘春晖，张学忠.汽车空调系统原理与检修（M）.北京:

机械工业出版社,2012

[2]曹永明.汽车空调构造与维修（M）.北京:

机械工业出版社,2013

[3]李良洪.汽车空调系统的结构与维修.北京:

国防工业出版社,1998.1

[4]胡光辉.汽车电器设备构造与检修（M）.2版.北京:

机械工业出版社,2008

[5]于春鹏.空调系统.北京:

化学工业出版社,2005.1