汽车空调故障诊断与分析精品.docx

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汽车空调故障诊断与分析精品

毕业设计（论文）

（说明书）

题目：

汽车空调故障诊断与分析

姓名：

、、、

编号：

、、、技术学院

年月日

、、、技术学院

毕业设计（论文）任务书

姓名、、、

专业汽车运用技术

任务下达日期年月日

设计（论文）开始日期年月日

设计（论文）完成日期年月日

设计（论文）题目：

汽车空调故障诊断与分析

A·编制设计

B·设计专题（毕业论文）

指导教师

系（部）主任

＿＿年＿＿月＿＿日

、、、技术学院

毕业设计（论文）答辩委员会记录

机械工程系汽车运用技术专业，学生、、、于年月日

进行了毕业设计（论文）答辩。

设计题目：

汽车空调故障诊断与分析

专题（论文）题目：

汽车空调故障诊断与分析

指导老师：

答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生、、、毕业设计（论文）成绩为。

答辩委员会人，出席人

答辩委员会主任（签字）：

答辩委员会副主任（签字）：

答辩委员会委员：

，，，，，，

、、、技术学院毕业设计（论文）评语

第页

共页

学生姓名：

、、、专业汽车运用技术年级09级

毕业设计（论文）题目：

汽车空调故障诊断与分析

评阅人：

指导教师：

（签字）年月日

成绩：

系（科）主任：

（签字）年月日

毕业设计（论文）及答辩评语：

摘要

随着中国的发展，人们生活水平日益提高和汽车行业的迅猛发展，汽车开始走进千家万户。

人们一贯追求汽车的安全性、可靠性的同时，如今也更加注重对汽车舒适性的要求。

因而，空调系统作为现代轿车的基本配备，成为汽车的一个重要的舒适性要求，也就成了必然。

近年来环保和能源问题成为世界关注的焦点以为成为汽车业发展的关键因素各种替代能源动力车的出现为汽车空调业提出了新的课题和挑战。

汽车空调技术是随着汽车的普及和高新技术的应用而发展起来的。

其发展经历了有低级到高级，由单一功能到多功能的五个阶段：

即单一取暖阶段、单一冷气阶段、冷暖一体化阶段、自动控制阶段、微机控制阶段。

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。

论文最后以汽车空调故障检修的方法，对汽车空调系统的再深入探讨，以达到对汽车空调系统的了解，并运用在实际工作中。

关键词：

汽车空调压缩机检修

ABSTRACT

 Inthewakeof developmentinChina，thelivingstandardofpeoplehavebeenimprovedaccordingly.Thesepromotetherapid expansionofautomobileindustry,thustheautomobileareavailableinthethousandsofhouseholds.Peoplewhoconsistentlyseekthesafetyandreliabilityoftheautomobilenowpaymuchattentiontotherequirmentofthecomfortablenessatthesametime.Asaresult,beinga basicequirmentformodernautomobile,air-conditioningsystembecomesoneofthemostsignificantrequirmentsofthecomfortableness.Thisisinevitable. 

   Inrecentyears,environmentalprotectionandenergyproblemsbecomethefocuswhichishighlyconcernedbytheworld.Inthelightofthat,thoseturn outtobekeyfactorsintheautomobileindustry.Theappearanceofvariousmotorvehicleswhichcantakeovertheenergyraisesomenewissuesandchallengesfortheautomoibleair-conditioningindustry.

   Automobileair-conditioningtechnologyprovestodevelopquicklyalongwiththepopularizationofautomobileandtheapplicationofhighandnewtechnology.Itsdevelopmentexperiencesfivestepsfromthelowertothehigh-levelandthesinglefunctiontothedoublefunctions.Suchas:

thesingleair-conditioningstage、theintegrationofcoldandwarmstage、theautomaticcontrolstage、themicrocomputercontrolstage.Thecircuitcontrolofautomobileair-conditioningsystemalsoareunceasinglyrenewandimprovment.Atthesametime,withthedevelopmentofautomobileindustry,theinstallationofautomobileair-conditioninghasreachedthepopularityof100%.Air-conditioninghasbecomeaessentialequipmentinthefieldofmodernautomobile.Theseprogressalsobringnewchallengestotheuseofautomobileair-conditioningandmaintenanceproblems.Thefinalpartinmythesisdeeplyapproachesasubjectoftheautomobileair-conditioningsysteminordertoreachasystematicandomnibearingcomprehend.Finallyapplythemintopractice.

   Keywords:

automobileair-conditioning、compressionengine、recondition.

第一章汽车空调的基础知识

1.1汽车空调的分类

1.1.1按功能分类

按功能分类分为单一功能和组合是功能两种

1.单一功能是指冷风、暖风各自独立，自成系统，一般用于大、中型客车上。

2.组合式是指冷、暖风合用一个鼓风机、一套操纵机构。

这种结构又分为冷、暖风分别工作和冷、暖风可同时工作两种方式，多用于轿车上。

1.1.2按驱动方式分类

按驱动方式分类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，汽车空调的制冷系统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，并且消耗功率大，影响发动机动力性。

这种类型的汽车空调系统一般多用于制冷量相对较小的中、小轿车上。

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，故汽车空调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。

但由于多加装了一台发动机，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、中型豪华客车上。

1.2汽车空调的功用

汽车空调只要具有如下几个功能，就能基本满足人们舒适性的要求：

调节车内空气的温度、调节车内空气的湿度、调节车内空气流动和净化空气等。

1.2.1汽车空调系统的功用

汽车空调系统的功用是调节车内温度和通风净化空气。

1.2.2汽车空调系统的组成

汽车空调系统的组成有制冷系统、采暖系统、通风系统、控制系统。

1.2.3制冷系统的功用

制冷系统的功用有除霜净化空气夏季为车内提供冷气。

1.2.4采暖系统的功用

采暖系统的功用有除霜除雾冬季为车内提供热气

1.2.5通风系统的功用

通风系统的功用有净化车内空气，保持车内空气的新鲜。

1.2.6控制系统的功用

控制系统的功用有控制空调系统工作，实现制冷，通风。

1.3汽车空调的特点

1.空调装置运行时振动较大

前面已提到汽车空调装置是移动式车载空调装置，由于道路不平，汽车在行驶中颠簸振动大，所以装置中连接管道应采用挠性制冷剂管道。

2.冷凝器紧靠着发动机的散热器,所以它的冷凝温度往往是低高的,所以其运行工况比其它空调装置恶劣。

3.汽车空调系统的压缩机是直接由发动机驱动的，它是通过一个皮带驱动机构来实现的。

当压缩机不工作时，压缩机可以与发动机脱开，它是通过一个电子离合器来实现的。

空调系统停止工作时，应经常检查皮带的松紧，以确定离合器动作是否正确，有时离合器因轴承的损坏而影响压缩机的轴封，造成压缩机轴封处制冷剂泄漏。

所以要检查离合器轴承损坏的早期迹象。

1.4汽车空调新技术

由于空调CFC对大气的臭氧层破坏相当严重；能源消耗也相当大，一般轿车空调要消耗8﹪-12﹪的轿车发动机动力。

当前环境保护问题和能源问题越来越受到重视，新型汽车空调系统产品一旦成熟，我国汽车空调业又将面临新的挑战。

当今的新型空调有氢化物汽车空调系统、二氧化碳汽车空调系统、固固体吸附式汽车空调系统、吸收式汽车空调系统等。

第二章汽车空调的组成与控制原理

2.1汽车空调系统的组成

2.2.1现代空调系统的组成

现代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。

1.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。

2.汽车空调压缩机是汽车空调制冷系统的心脏,起着压缩和输送制冷剂蒸汽的作用。

压缩机分：

不可变排量和可变排量两种。

空调压缩机按内部工作方式不同来分分为：

曲柄连杆式（由曲柄，连杆，活塞，进排气阀等组成）；摇盘式压缩机（由主轴，圆锥齿轮，斜形板，连杆，活塞，进排阀和摇板等组成）；斜盘式压缩机（由主轴，斜盘，气缸，活塞，进排阀等组成）目前有这三种。

蒸汽的作用。

压缩机常见的故障诊断诊断与排除

⑴蒸发器结霜：

高压压力正常，低压压力偏低。

原因及判断蒸发器表面结满灰尘，蒸发器表面瓷片碰伤；温度控制器失灵；鼓风机风量减小（风量开关，变速电阻器是否损坏）。

排除方法为清洗及整理蒸发器表面，检修温控器、鼓风机、风量开关、变速电阻器。

当更换蒸发器时，必须往系统内加注30ml-50ml冷冻油。

⑵异响：

电磁离合器异响或压缩机内部异响。

原因及判断当启动空调后有异常响声（排除共振产生的噪声），断开A/C开关后，若还有异常响声，说明离合器异响。

排除方法为先看空调皮带、安装螺丝是否松动，皮带是否有油、皮带是否磨损。

若若电磁力离合器有问题，只需更换电磁离合器，而不必更换离合器总成。

若仍无法解决，需要继续深入判断。

⑶离合器烧毁：

离合器烧毁。

原因及判断线圈温度过高烧毁或压缩机咬死。

排除方法判断压缩机内部是否失效。

若无只需更换离合器总成。

⑷压缩机不通电：

压缩机不工作。

原因及判断导线断或表皮脱落。

排除方法更换线圈环部件。

3.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。

⑴储液干燥器的检修

其主要是用来储存多余制冷剂、吸附系统内的水分、过滤系统内的杂质或脏物，保证系统正常工作。

一旦干燥过滤器吸附水分达到饱和状态和滤网被脏物堵塞，就必须更换新的。

其操作过程如下。

①排除系统内的制冷剂。

②拆下储液干燥器，为防止潮气进入系统内，应用堵头塞住储液干燥器两端的连接管口。

③更换新的储液干燥器，并向压缩机内添加10-20ml的冷冻润滑油。

④最后对制冷剂系统检漏、抽真空、充注制冷剂。

4.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。

冷凝器与蒸发器常见故障诊断与排除

⑴冷凝器

①检漏冷凝器的主要故障时泄露，用电子检漏仪检测冷凝器是否有泄露，如果有泄露应卸下冷凝器，堵住进、出口，充入500-700kPa压力的氮气，将冷凝器泡入水中查出泄漏点进行焊补。

②翅片整理冷凝器的翅片是冷凝器最容易损坏的部位，损坏的形式通常是翅片倒塌，会影响通风量，降低热交换效率，可用小螺钉旋具、镊子或锯片小心修复。

③清洁冷凝器都是安置在汽车前方向，容易受沙土、昆虫、残叶等的侵蚀与覆盖，必须全面清洁。

④支架修理冷凝器支架容易产生裂纹、变形和腐蚀，出现裂纹时要根据受力情况进行焊修和加强，变形应矫正，最后作防腐处理。

⑵蒸发器

①检漏蒸发器的主要故障是泄露，用电子检漏仪检测蒸发器是否有泄露，如果有泄露可将蒸发器堵住进出口，再充入200-300kPa压力的氮气，将蒸发器泡入水中查出泄漏点，进行焊补。

②翅片整理与冷凝器的翅片类似，可用小螺钉旋具、镊子或锯片小心地修复。

5.膨胀阀

结构类型有内平衡热力膨胀阀、外平衡热力膨胀阀、孔管（膨胀管）、H型膨胀阀、F型膨胀阀，组合阀六种形式。

汽车空调制冷系统使用的膨胀阀是一种感压和感温自动控制式膨胀阀，膨胀阀安装在蒸发器入口管路上。

其作用有：

一是降低制冷压力保证蒸发器内沸腾蒸发；二是调节流入蒸发器的制冷剂流量，以适应制冷负荷变化的需要。

需要注意的是膨胀阀并不控制蒸发器的温度。

膨胀阀常见的故障诊断及排除

⑴磨损膨胀阀磨损后，可用内六角扳手旋动弹簧座调整螺塞，调节弹簧压力，通常只调整1/4圈左右，不可过量调节，如果是不可调节的膨胀阀则必须更换。

⑵堵塞膨胀阀堵塞，可用清洗剂清洗。

由于维修膨胀阀必须系统放空，工序很复杂，因此不建议维修，更换更合理。

2.2汽车空调制冷系统工作原理及控制与调节

2.2.1空调制冷机理

热力学第一定律：

热能可以从一个物体传递给另一个物体，也可以与机械能或其他能量相互转换，在传递和转换过程中能量的总值不变。

空调中的制冷系统，是另一种能量转换装置。

用它来实现从温度较低物体拿出“热量”而释放到温度较高的环境当中，从而使物体的温度降低到环境温度以下并维持较低的温度。

向高温环境释放的热量，是由外界对制冷系统输入机械功转换来的。

任何制冷方式都需要消耗机械功。

热力学第二定律：

热量只能自发地从高温的物体转移到低温的物体，热量从冷物体转移到热物体必须消耗其他形式的能量。

热机中的燃烧热量不可能全部转换为机械功，总要有一部分热量放出给温度较低的环境。

制冷系统中，冷物体的热量不能自发地向温度高的环境转移，必须利用制冷机构实现由低温物体向高温物体的热量传递，必须消耗制冷机的机械功作为由低温向高温传递热量的补偿。

根据热力学定律，热传导的过程是有方向性的，即热量总是从高温流向低温，这个过程可以向一个方向自发地进行，但是向相反的方向却不能自发地进行。

汽车空调同样是要将具有较低温度的车内空气中的热量转移到具有较高温度的大气中去，使车内空气一直保持较低温度。

这是一种热流的逆循环，这就需要借助于制冷机构来完成。

汽车空调制冷系统就是利用压缩机的机械能将室内的热量聚集，使其温度上升到高于室外环境温度，而使热量向外传递。

传热的介质是冷媒（R134a），冷媒经加压、减压等机械循环，使冷媒在液态、气态转换过程中进行吸热和放热循环，从而达到低温向高温传热的目的。

制冷机理如图所示。

2.2.2空调制冷机构

1.汽车空调压缩机是汽车制冷系统的心脏，是推动制冷剂在制冷系统中不断循环的动力源，变排量压缩机还起着根据热负荷大小调节制冷剂循环量的作用。

汽车空调对配置制冷压缩机的要求

汽车空调制冷压缩机主要采用容积式压缩机。

汽车空调压缩机的动力，大部分来自汽车发动机。

因此根据汽车本身的特点，对应用的压缩机提出如下要求：

⑴汽车低速行驶时，应具有较强的制冷能力；在高速时，有较低的功率消耗。

其目的是同时满足汽车空调低速时的舒适性和汽车高速时的动力性要求。

⑵体积小、重量轻。

目的是减轻汽车自重，提高汽车的动力性和经济性。

⑶经久耐用、耐寒、耐高温、易损零件少。

因为汽车是在恶劣环境下运行的机器，且压缩机又靠近发动机，因此有上述要求。

⑷工作稳定、噪声小。

既要求压缩机起动转矩小，不破坏发动机的稳定工况，又要求压缩机本身的震动小，噪声小。

⑸制造容易，价格低廉。

2.汽车空调制冷机的性能指标

在压缩机的性能指标中，主要有排气量、制冷量、输入功率、净重和容积效率。

压缩机的排气量是指在单位时问里，所排出的蒸气量转换成吸气状态时输出的体积大小。

单位用m3或L／h表示。

对于汽车空调压缩机而言，由于发动机工况不断变化，压缩机的转速亦不断变化，所以用每一个循环的排气量作为排气量指标，即

Vh=ΠD2SZ／4

式中Vh——压缩机一个循环的排气量，单位为cm3／r；

D——气缸直径，单位为cm；

S——活塞行程，单位为cm；

Z——气缸数。

由于实际的排气量受到排气阀门的阻力、余隙容积、等熵指数、制冷剂泄漏及运行工况等因素影响，实际排气量永远小于理论值。

这样可用容积效率来表示二者的关系

λ=V'h／Vh

式中λ——压缩机的容积效率，又称输气系数；

V'h——实际排气量。

压缩机的制冷量Q为

Q=Meγ=AλVhγ／CV

式中Q——每转的制冷量，单位为w／r；

Me——每转的排气质量，单位为kg；

γ——制冷剂每lkg的汽化潜热，单位为J／kg；

λ——压缩机的输气系数；

CV——制冷剂在吸气状态的比体积，单位为m3／kg；

Vh——理论排气量，单位为m3／h。

要计算汽车空调压缩机每小时的制冷量，必须规定空调压缩机的标准工况。

对汽车空调压缩机而言，其标准工况为：

压缩机转速1800r／min，冷凝器表面温度为55℃，冷凝器进口干球温度为67℃，湿球温度为59．5℃，风扇高速转动。

2.2.3空调制冷循环

汽车空调整个制冷工况为四个过程循环。

1.压缩过程（压缩机）

制冷压缩机是汽车空调制冷系统的心脏。

压缩机吸入蒸发器出口处得低温低压的制冷剂气体，把它压缩成高温高压气体排放出压缩机。

压缩过程就是聚热过程，将热量聚集，以使热量从高温向低温传递。

其压缩过程即为压缩机将冷媒佛里昂或a134（液态）以约15kg压力经（高压）管道输向冷凝器散热（温度与压力均有下降），过滤后经管道进入膨胀阀并向蒸发器释放（气态）冷媒（吸热或叫释放冷气）进行热交换，热交换完成后经（约4kg低压）管道流回压缩机再循环。

2.放热过程（冷凝器）

冷凝器是一种由管子与散热片组合起来的热交器。

通过热交换装置，即冷凝器（也称散热器）。

高压高温制冷剂气体在其中将热量传递给外界（实际为放热）而冷凝（冷却）成高压液体，从而又改变了制冷剂的形态，由高压蒸气改变成高压液体，但压力未改变。

3.节流过程（膨胀阀）

膨胀阀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。

通过节流装置，即节流阀（也称调节阀或膨胀阀，在汽车空调中通常叫膨胀阀或孔管）。

制冷剂的高压液体经过阀的狭窄通道使其流量和压力得到节流变小而成为低压液体进入蒸发器，此时制冷剂的流量和压力虽然变了，但制冷剂的液体形态仍未改变。

4.吸热装置（蒸发器）

蒸发器也是一种热交换器，也称冷却器，是制冷循环中获得冷气的直接器件。

通过热交换装置，即蒸发器。

低压液体在其中与外界（驾驶室）内的热量进行热交换（即传热，实际为吸热）而产生沸腾（汽化）现象。

从而使空间的温度不断得到降低。

沸腾（汽化）后产生低压制冷剂蒸气，从而改变了制冷剂的形态，由低压液体改变成低压气体，但压力未改变。

从压缩机出来的高温高压制冷剂蒸气通过高压软管进入制冷器，由于进入冷凝器的制冷剂温度高于车外温度，借助于冷凝风扇的作用，使冷凝器中的制冷剂的大量热量被车外空气带走，从而高温高压气体被冷凝成略高于常温的高压液体。

这种常温高压液体流过节流膨胀阀时，由于节流作用，体积突然变大而降压，变成常温低压的雾状物（液体）进入室内的蒸发器，在蒸发器内制冷剂由于压力下降而沸腾、汽化、吸热。

由于制冷剂在管内汽化时的温度低于蒸发器管外的车内循环风，故能自动吸收管外空气中的热量，从而使流经蒸发器的室内空气温度降低，产生制冷降温的效果，汽化了的制冷剂蒸气被压缩机抽吸压缩，变成高温高压的气体，又通过高压软管送向冷凝器。

这样就完成了一个制冷系统的热力循环。

2.3汽车空调取暖系统

2.3.1汽车空调取暖系统

调节车内温度是汽车空调的基本功能，在冬季利用汽车空调的采暖装置升高室内温度，在夏季则利用制冷装置实现车内降温。

给车内供暖气是汽车空调的重要功能之一，空调采暖系统的功能是将冷空气送入热交换器，吸收某种热源的热量，提高空气的温度，并将热空气送入车内。

1.汽车空调采暖系统的主要作用是

2.与蒸发器一起共同将空气调节的使人舒适的温度；

3.在寒冷的冬季向车内提供春暖气，提高车内空气的温度；

当车窗玻璃结雾或结霜，影响司机和乘客的视线，不利于行车安全时，可通过采暖装置吹出热风来除雾或除霜

2.3.2余热式取暖装置

余热是采暖系统是利用汽车发动机的余热进行供暖的，它最大的特点是节能，因此在汽车空调供暖中广泛应用。

余热式的采暖按载热介质的不同分为水暖式和气暖式两种。

水暖式是引出一部分发动机冷却风扇前散热水箱里的热水，进入暖气装置的散热器。

在散热器中这部分热水把热量放给被加热的