项目八汽车空调系统.doc

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任务五汽车自动空调原理与诊断

【任务目标】

1、了解自动空调的原理

2、会检测自动空调系统的传感器及执行器

3、会自动空调的故障诊断

【任务实施】

一、任务需求知识

（一）自动空调的工作原理及功能

1、自动空调的工作原理

自动空调系统利用各种传感器随时检测车内外温度、阳光强度等信号,并把传感器的信号送到空调系统的电子控制单元（ECU）。

电子控制单元按照预先编制的程序对传感器信号进行处理,并通过执行元件不断地对鼓风机转速、出风温度、送风方式以及压缩机工作状况等进行调节从而使车内温度、空气流动状况等始终保持在驾驶员设定的水平上。

如图8-57所示，自动空调系统由传感器、空调电脑、执行元件三部分组成。

在车上位置如图8-58所示。

图8-57自动空调的组成

图8-58元器件在车上位置

2、自动空调的功能

（1）空调控制包括温度自动控制、风量控制、运行方式自动控制、换气量控制等，满足车内对汽车空调舒适性的要求。

（2）节能控制包括压缩机运转控制、换气量的最适量控制以及温度变化的换气切换、自动转入经济运行、根据车内外温度自动切断压缩机电源等。

（3）故障报警包括制冷剂不足报警、制冷剂压力过高或过低报警、离合器打滑报警、各种控制器元件的故障判断报警等。

（4）故障诊断存储汽车空调系统发生的故障，控制单元将故障部位用代码的形式存储起来，在需要修理时提供维修信息。

（二）自动空调的传感器

1、内部温度传感器

内部温度传感器又叫一个负温度系数的热敏电阻，向控制单元发送车内温度信号。

它能影响出风口空气的温度、鼓风机的转速、进气门的位置和模式门的位置等。

如图8-59所示

图8-59内部温度传感器

2、环境温度传感器

环境温度传感器一般安装在前保险杠右下端，是一个负温度系数的热敏电阻，是自动空调的重要传感器之一。

它能影响出风口空气的温度、鼓风机的转速、进气门的位置和模式门的位置以及压缩机的工作状态等。

此信号中断后用进气温度传感器信号替代。

如图8-60所示

图8-60环境温度传感器

3、蒸发器温度传感器

蒸发器温度传感器通过测量蒸发器表面温度，可以修正混合门位置，控制压缩机，并在蒸发器表面温度低于一定值时，使压缩机停止工作，以防止蒸发器表面结霜。

有些车型有两个蒸发器温度传感器，其中一个用来修正混合门位置，另一个用来防止蒸发器结霜。

如图8-61所示

图8-61蒸发器温度传感器

4、水温传感器

水温传感器用来检测冷却液温度，修正混合门的位置；防止发动机在高温状态时压缩机工作；控制鼓风机，在水温过低时，启动鼓风机的预热控制。

它也是一个负温度系数的热敏电阻，如图8-62所示

图8-62水温传感器

5、阳光传感器

阳光传感器通过检测照在传感器上的太阳光照强度，将光信号转变为电压或电流值送给空调控制器，用来修正混合门的位置与鼓风机的转速。

如图8-63所示。

图8-63阳光传感器

6、压力传感器

压力传感器把空调系统压力转化成电信号输送给空调控制单元，确定压缩机的工作状态。

如图8-64所示。

图8-64压力传感器

7、压缩机锁止传感器

锁止传感器是一种磁电式传感器，安装在压缩机内用以检测压缩机转速。

压缩机每转一周产生4个脉冲信号输送给空调ECU。

（三）自动空调的执行元件

自动空调的执行元件一般包括伺服电动机、鼓风机、电磁离合器等。

伺服电动机主要有空气混合伺服电动机、出风模式伺服电动机以及进气控制伺服电动机等。

1、空气混合伺服电动机

当驾驶员进行温度控制时，空调电控单元首先根据设置的温度及各传感器输送的信号计算出所需的出风温度，并控制空气混合伺服电动机连杆顺时针或逆时针转动，改变空气混合风挡的开启角度，从而改变冷、暖空气的混合比例，调节风温至与计算值相符。

电动机内电位计的作用是向空调ECU输送空气混合风挡的位置信号。

位置、控制电路如图8-65所示

图8-65空气混合伺服电动机

2、出风模式伺服电动机

出风模式伺服电动机也叫气流方式伺服电动机。

当驾驶员操纵面板上的某个出风模式键时，空调电控单元电动机上的相应端子接地，而电动机内的驱动电路据此使电动机连杆转动，将送风控制风挡转到相应的位置，打开某个送风通道。

位置、控制电路如图8-66所示。

图8-66出风模式伺服电动机

3、进气控制伺服电动机

进气伺服电动机控制进气方式，电动机的转子经连杆与进气风挡相连。

当驾驶员使用进气方式控制键选择“车外新鲜空气导入”或“车内空气循环”模式时，空调ECU即控制进气伺服电动机带动连杆顺时针或逆时针旋转，从而带动进气风挡闭合或开启，达到改变进气方式的目的。

位置、控制电路如图8-67所示。

图8-67进气控制伺服电动机

4、鼓风机

鼓风机转速控制的重要装置之一是功率晶体管，其工作原理与三极管类似，控制器通过控制功率晶体管基极的电压来控制其输出的电流的大小，从而改变鼓风机的转速。

基极电压与电流的输出成正比，当基极电压为12V时，为自动控制状态下的最高转速。

相邻两级的鼓风机转速，其基极电压差大约为O.1V。

功率晶体管中串联着一熔点为114℃的温控熔丝，防止晶体管因过热烧毁。

如图8-68所示

图8-68鼓风机

（四）自动空调的控制单元

空调控制单元（ECU）一般与操纵面板制成一体，如图8-69（大众空调控制单元）所示，它对输入的各种传感器信号和功能选择键的输入指令进行计算、分析、比较后，发出指令，控制各个执行元件动作，使车内温度、空气流动状况等始终保持驾驶员设定的水平上，另外空调ECU还有故障自诊断功能。

1、计算所需送风温度

空调ECU根据驾驶员设定温度及车内温度、车外环境温度、光照传感器输送数据等信号，计算所需的送风温度。

空调ECU再根据送风温度，向伺服电动机等执行元件发出控制信号,实现各种控制功能。

但是当驾驶员将温度设置在最冷或最热时，空调ECU将用固定值取代上述计算值进行控制，响立速度快。

2、空气混合风门控制

空调ECU根据驾驶员设定温度和蒸发器温度，调节空气混合风门向冷的方向转动或者向热的方向转动，降低或提高出风温度，直至调节到设定值。

3、鼓风机转速控制

当按下“自动控制”键时，空调ECU根据送风温度自动调整鼓风机转速，若水温传感器检到水温低40℃时，ECU控制鼓风机停止转动。

4、进风方式控制

当按下某个进风方式键时，空调ECU控制进风伺服电动机转动，将进风挡板固定在“车外新鲜空气导入”或“车内空气循环”位置上。

当按下“自动控制”键时,空调ECU根据送风温度在上述两种方式之问自动交替，改变进风方式。

5、送风方式控制

当按下某个送风方式控制键时，空调ECU控制送风方式伺服电动机动作，将送风方式固定在相应状态上。

当进行自动控制时,空调ECU根据求得的送风温度,自动调节送风方式。

当送风温度非常低时,最冷控制挡风板完全开启。

6、压缩机控制

进行自动控制时,如果环境温度或蒸发器温度降至一定值以下,空凋ECU将控制压缩机间歇工作,即电磁离合器交替导通与断开,以节省能源。

空调装置工作时，空调ECU同时从发动机点火器及压缩机锁止传感器采集发动机转速与压缩机转速信号，并进行比较。

若两种转速信号的偏差率连续3s超过80%,ECU则判定压缩机锁死，同时电磁离合器脱开，防止空调装置进一步损坏，并使操纵面板上的A/C指示灯闪烁,以提示驾驶员。

图8-69空调控制单元

（五）自动空调自诊断

自诊断不仅能存储、查询故障及执行元件诊断，还能用于基本设定、控制单元识别及编码。

在使用诊断仪进行自诊断时应保证:

所有熔断丝均正常，蓄电池电压正常，打开点火开关或发动机正在运转（转速低于3000r/min），空调装置应处于工作状态，不可关闭。

1、专用诊断仪

以大众为例，讲解空调系统自诊断。

大众专用诊断仪VAG1551接通后，在快速数据传递模式下,输人地址码08，选择空调/暖风电器控制系统，用Q键确认后便自动显示控制单元信息。

功能选择见表8-1。

维修过程中可根据故障信息提示，依据维修手册进行故障排除。

表8-1功能选择

功能01

查询控制单元版本

功能02

查询故障存储器

功能03

进行执行元件诊断

功能04

基本设定

功能05

消除故障存储器

功能06

结束退出

功能07

控制单元编码

功能08

读取测量数据块

（1）查询、清除故障代码

1）取下副仪表板上诊断插座的盖板，连接故障诊断仪V．A．G1551，打开点火开关，输入地址码“08空调暖风控制系统”。

并进一步操作，直到屏幕显示“功能选择××”

快速数据传输帮助

功能选择××

2）按“O”键和“2”键，选择功能“查询故障代码”，屏幕显示：

快速数据传输Q

02—查询故障代码

3）按“Q”键确认输入，屏幕将显示所存储的故障数或显示“未发现任何故障”。

识别出××个故障或

未发现任何故障

4）按“→”键，屏幕会一个接一个的显示所存储的故障，并进行打印。

在显示并打印出最后的故障之后，需按故障表将故障排除。

若未发现任何故障，那么在按“→”键后，程序将回到初始位置，屏幕显示（功能选择）。

快速数据传输帮助

功能选择××

5）如果发现故障，则按排除故障→清除故障代码（功能05）→查询故障代码（功能02）的步骤处理。

6）清除故障代码（05）的步骤如下：

首先，让屏幕显示“功能选择××”然后按“O”键和“5”键，选择“清除故障代码”的功能，屏幕显示：

快速数据传输Q

05清除故障代码

按“Q”键确认输入，屏幕显示：

快速数据传输→

故障代码已被清除

按“→”键，屏幕显示：

快速数据传输帮助

功能选择××

（2）自动空调故障代码表

　　由控制单元J255识别的所有可能故障，都可以在V．A．G1551上打印出来，故障代码以5位的识别数字列表并附加故障类型显示，详细说明见该车的维修手册。

如果故障是偶然出现的，在显示时这种故障将被标为“偶然出现的故障”（“SP”）。

排除故障后，要先清除故障代码，再重新进行故障查询。

如果查不出故障，那么就运用“最终控制诊断03”或“读取测量数据块08”两种功能。

如果仍未发现故障，但显示器却在闪光，就需使用“控制单元编码07”和“初始设置04”两种功能。

具体操作不在详述，可按维修手册操作进行。

2、通用诊断仪

通用型诊断仪可按中文操作界面进行选择操作，也同样具有表8-1所罗列的功能。

如图8-70所示

图8-70通用型诊断仪中文操作界面

二、任务工作单

任务目标：

会操作自动空调面板

会检测自动空调传感器

会用诊断仪对空调系统进行故障诊断

实施器材：

整车、空调试验台架、诊断仪、万用表、防护用品、常用工具、维修手册等

一、自动空调的工作原理

二、传感器的检测

1内部温度传感器的检测阻