学习任务1检修空调异响故障.docx
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学习任务1检修空调异响故障
《汽车空调系统检修》工作页
授课学时：
100学时
开设学期：
第×学期
2013年5月
学习任务1检修空调异响故障（20学时）
学习任务2检修手动空调不制冷故障（20学时）
学习任务3检修自动空调不制冷故障（20学时）
学习任务4检修制冷不足故障（20学时）
学习任务5检修空调间歇制冷故障（20学时）
学习任务1检修空调异响故障
一、学习目标
1.能够说明汽车空调制冷系统的工作原理；
2.能够分析空调制冷系统机械元件出现故障对汽车空调系统的影响；
3.能够使用歧管压力表检测与诊断制冷系统；
4.能够借助维修手册，安全规范地更换压缩机。
二、学习地点
汽车空调一体化实训室，并准备如下实训车辆、仪器设备、工量具等：
1.车辆：
丰田卡罗拉
2.万用表、智能测试仪、歧管压力表、套筒、扳手。
3.磁力护裙、转向盘护套、变速杆手柄套、脚垫和座位套、干净抹布。
4.熔断丝、线束和相关传感器。
5.丰田卡罗拉维修手册。
三、学习课时
12学时。
四、学习过程
（一）资料收集
引导问题1制冷系统是汽车空调的重要组成部分，它由哪些系统元件组成？
安装在什么位置？
空调制冷系统由（）、冷凝器、储液干燥过滤器、膨胀阀、（）、散热风扇与制冷管道所组成。
如图3-1所示为卡罗拉轿车手动空调系统部分元件位置图。
图3-1卡罗拉轿车手动空调系统部分元件位置图
引导问题2压缩机在是汽车空调制冷系统的“心脏”，是制冷系统的动力源泉。
压缩机是如何实现这些功用的？
1.压缩机的作用
压缩机能保持制冷剂的循环，是制冷系统的动力源泉，将吸入的（）的制冷剂蒸汽通过压缩机加压后变成高温高压的制冷剂蒸汽，输送至冷凝器，如图3-2所示。
图3-2压缩机的功用
2．压缩机的分类
图3-3压缩机的分类
3.压缩机的工作原理
如图3－4所示为单旋转斜盘型压缩机，当轴转动时，旋转斜盘和直接连接到该轴上的连接片同时转动。
旋转斜盘的旋转换成活塞和导向板的往复运动，因此能进行制冷剂气体的吸入、压缩和排出工作。
图3－4旋转斜盘式工作示意图
图3-5为单旋转斜盘式压缩机的工作过程，制冷剂蒸汽从吸入侧进入从压缩侧压出。
（1）吸入行程：
如图所示行程1、行程2、行程3的右气缸工作为（）行程；行程4、行程5、行程6的左气缸工作也为吸入行程行程。
（2）压缩行程：
如图所示行程1、行程2、行程3的左气缸工作为（）行程；行程4、行程5、行程6的右气缸工作也为压缩行程行程。
图3-5单旋转斜盘式压缩机的工作过程
4.压缩机的分类和发展历史
汽车空调的压缩机分为往复型和旋转型。
往复型有曲轴型、旋转斜盘型和摆动斜盘型，旋转型有涡杆型和叶片型。
图3-6为不同时期所采用的压缩机。
各种类型压缩机的发展要满足市场上车辆质轻、紧凑、安静、节能以及舒适度的需求。
现在，为了满足节能及舒适度的需求，汽车空调多采用可变排量压缩机。
图3-6压缩机的类型和发展历史
引导问题3可变排量压缩机可以根据空调的制冷负荷变化调节排量，卡罗拉轿车采用了连续可变排量压缩机。
它是如何工作的？
卡罗拉轿车采用连续可变排量型压缩机（如图3-7所示），它的排量可以根据空调的（）进行调节。
该压缩机由轴、接线板、活塞、滑蹄、曲柄室、气缸和电磁控制阀组成。
电磁控制阀调整吸气压力以使吸气压力可以根据需要进行调节。
图3-7连续可变排量型压缩机
1.连续可变排量型压缩机排量增大的工作过程
连续可变排量型压缩机的曲柄室与吸气通道相连，电磁控制阀安装在吸气通道（低压）和排放通道（高压）之间。
根据空调放大器信号占空比控制电磁控制阀进行工作。
当电磁控制阀闭合时，会形成压力差，施加到活塞右侧的压力会（）施加到活塞左侧的压力，压缩弹簧并使接线板倾斜，活塞行程增加且排量增加，如图3-8所示。
图3-8连续可变排量型压缩机的排量增大的工作过程
2.连续可变排量型压缩机排量减小的工作过程
当电磁控制阀开启时，压力差消失，施加到活塞右侧的压力与施加到活塞左侧的压力（）。
弹簧伸长且消除接线板的倾斜。
从而导致活塞的行程与排量（），如图3-9所示。
图3-9连续可变排量型压缩机排量减小的工作过程
引导问题4冷冻机油起润滑油的作用，正确选择并适量加注冷冻机油是压缩机的正常运行的保障，如何选择并适量加注冷冻机油？
1．冷冻油的选择方法
正确使用冷冻油包括选择厂商指定牌号的冷冻油和规定的加注量。
各种压缩机采用了不同类型和不同牌号的冷冻油，使用时应严格遵守规定，不能混淆，否则会损坏压缩机，造成制冷系统故障。
冷冻油对润滑性能、含水量、杂质等性能指标均有严格的要求，严格禁止使用不合格的冷冻油。
在制冷系统中，制冷剂与冷冻油需要完全互溶，这样才能保证压缩机得到充分的润滑。
矿物油能与R-12相溶，却不能与R-134a完全相溶，因此（）系统的冷冻油不能用于R-134a系统中。
小提示
由于冷冻油有一定的吸水能力。
如果冷冻油在空气中裸放一定的时间，会吸收空气中的水分造成油中水分过多，会造成制冷系统故障。
2.冷冻油的加注量
制冷系统对冷冻油的加注量有严格的规定。
冷冻油（），都会导致制冷系统出现故障。
更换冷凝器等系统零部件时，可直接加注冷冻油，如图3-10所示。
可通过维修资料查找冷冻油的加注量。
图3-10直接加注冷冻油
小提示
一般出厂的新压缩机已经加入了冷冻油，油量为该型号压缩机所配套的制冷系统规定的整个系统的加注量。
更换压缩机时，首先排出和测量旧压缩机内冷冻油的油量；然后重新加注冷冻油，加注量为旧压缩机排出油量加上10cc的油量，如图3-11所示。
图3-11更换压缩机的冷冻油油量
引导问题5冷凝器和蒸发器都是空调系制冷系统的热交换元件，它们有哪些不同的结构形式？
1.冷凝器
（1）冷凝器的作用是将压缩机排出的（）制冷剂蒸气通过它散出热量后，凝结成液态制冷剂的热交换设备。
为使冷凝器正常工作，必须使冷凝器有足够的冷却能力，通风要良好。
一般轿车的冷凝器安装在汽车的前部，如图3-12所示，开空调时可利用汽车的迎面风更好地将热量排放出去。
图3－12冷凝器在空调系统中的安装位置
小提示
连接冷凝器的管道接头时，要注意安装方向。
从压缩机输来的高压制冷剂蒸汽必须从冷凝器上端入口进入，再流动到下部管道，冷凝成液态的制冷剂则沿下方出口流出而进入贮液干燥器，如果接反，会引起制冷系统压力升高、冷凝器胀裂的严重事故。
（2）冷凝器的类型和结构特点，如表3-1所示。
表3-1
冷凝器的类型
结构特点
管片式冷凝器
管片式冷凝器的结构
管带式冷凝器
管带式冷凝器
管带式冷凝器的管道是由一种连续的铝合金材料挤压成多孔通道的扁管，通过整体钎焊法将波状散热片连接在官道上。
管带式冷凝器的传热效率比管片式可提高15%～20%。
鳍片式冷凝器
鳍片式冷凝器
（3）卡罗拉轿车汽车空调采用鳍片式冷凝器，该结构的冷凝器抗振性和散热性能好，能保障空调系统工作。
小提示
由于R134a制冷系统的运行压力比较高，因此需要选择合适的冷凝器，采用鳍片式冷凝器比采用管带式冷凝器的效率提高5%左右。
2.蒸发器
（1）蒸发器的作用是将来自膨胀阀的低温、低压（）制冷剂在其管道中蒸发，吸收车内空气的热量，使车内空气温度降低。
同时，对还空气起到除湿的作用。
（2）蒸发器的外观如图3－13所示。
汽车空调的蒸发器的类型和结构特点，如表3-2所示。
图3-13蒸发器的结构
表3-2
蒸发器的类型
结构特点
管带式蒸发器
管带式蒸发器
管带式蒸发器的的蒸发器管道长度较长，以保证制冷剂完全气化。
层叠式蒸发器
层叠式蒸发器
（3）卡罗拉轿车汽车空调采用层叠式蒸发器，这种结构的蒸发器热交换面积大，因此制冷效果更加理想。
小提示
根据热力学知识可知，冷凝器的散热量等于蒸发器所吸收的热量和压缩机所作的功之和。
引导问题6制冷系统节流装置的主要作用是节流降压，那么节流装置是如何实现其作用的？
小词典
采用热力膨胀阀的空调制冷系统称为CCTXV制冷系统.
采用简单的节流孔管的制冷系统称为CCOT制冷系统。
1.膨胀阀的作用
膨胀阀是将来自（）的液态制冷剂节流减压，调节和控制进入蒸发器中的（）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和蒸发器出口异常过热等现象。
小词典
液击现象：
未蒸发的液态制冷剂进入压缩机后被压缩，使系统压力异常升高，容易引起压缩机阀片损坏的现象。
2.热力膨胀阀的结构及工作原理
从膨胀阀流入到蒸发器中的制冷剂量必须被控制，以得到最大的制冷效果。
也就是需要制冷剂液体在蒸发器内完全被气化，因此需要通过热力膨胀阀调节制冷剂量的多少。
汽车空调的热力膨胀阀按照结构的不同分为内平衡、外平衡和H型三种形式，如图3-14所示。
图3-14热力膨胀阀的不同类型
（1）外平衡热力膨胀阀的结构如图3-15所示，热力膨胀阀利用装在蒸发器出口处的（）来感知制冷剂蒸汽的过热度，由此来调节膨胀阀（）的大小，从而控制进入蒸发器的液态制冷剂量的多少。
图3－15外平衡热力膨胀阀
1.自过滤干燥器；2.到蒸发器进口；3.毛细管；4.测量小孔；5.球阀；6.弹簧；7.薄膜；8.制冷剂；
9.压力补偿管
F1-温度传感毛细管F2-压力补偿（平衡）管F3-压力弹簧
小词典
过热蒸气：
蒸气在某压力下的温度，若高于该压力所对应的饱和温度时，这种蒸气就称为过热蒸气。
过热蒸气所处的状态，称为过热状态。
过热度：
过热蒸气比同压力下干饱和蒸气温度高出的值。
（2）外平衡式热力膨胀阀的工作过程如表3-3所示。
表3-3
热力膨胀阀工作状态
工作过程
阀门闭合
外平衡热力膨胀阀阀门闭合的状态
阀门关闭时的工作过程如左图所示：
当蒸发器出口管温度下降，毛细管中的制冷剂（3）开始收缩。
F2和F3使得薄膜片（7）和管脚（A）向上，球阀（5）也向测量小孔（4）移动，膨胀阀开度减小。
阀门开启
外平衡热力膨胀阀阀门开启的状态
（3）H型热力膨胀阀的结构如图3-16所示，H型热力膨胀阀是因其内部通路象（）而得名。
它有四个接口通往汽车空调系统，其中两个接口和外平衡热力膨胀阀的一样，一个接冷凝器出口，另一个接蒸发器入口；它还有两个接口，一个蒸发器出口，另一个接压缩机进口。
PFu所指的压力是制冷剂温度变化的压力，PSa所指的是压力补偿，PFe所指的压力是弹簧压力。
卡罗拉轿车汽车空调使用H型热力膨胀阀，它有结构紧凑、性能可靠的特点。
图3-16H型热力膨胀阀的结构
3.孔管式节流装置
图3-17节流管的安装位置
孔管式节流装置又称（）,其安装在空调系统制冷中的位置如图3－17所示，直接连接冷凝器的出口和蒸发器的入口。
节流管的结构如图3-18所示，节流管是固定孔径的节流装置，不能改变（），有可能从蒸发器出口流出液态制冷剂。
因此，装有节流管的制冷系统，必须在蒸发器出口和压缩机进口之间安装一个（），使制冷剂气液分离，防止压缩机发生（）现象。
因节流管的制造成本低廉，且利于节油，目前中、低档汽车空调系统的节流装置多采用节流管。
图3-18孔管式节流装置的结构图
引导问题7储液干燥过滤器安装在冷凝器和膨胀阀之间，它有什么作用？
图3－19储液干燥器在空调系统中的安装位置
1．储液作用
储液干燥过滤器安装在冷凝器和（）之间，如图3－19所示。
其作用是临时贮存从（）流出的液态制冷剂。
当制冷负荷变化和制冷系统中有微漏时，能及时补充和调整供给足够的液态制冷剂量，以保证制冷剂流动的连续和稳定性。
2．干燥作用
进入制冷系统内的水会对金属产生强烈的腐蚀作用，而且水会在膨胀阀中容易形成（）现象，影响制冷剂的正常循环，所以需要干燥。
储液干燥过滤器内有（），吸收制冷剂中的水。
3．过滤作用
储液干燥过滤器内有（），过滤器能阻止干燥剂中的灰尘及由于制造或维修过程不慎进入管路的固体屑粒在制冷系统内循环。
小提示
直立式储液干燥过滤器，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。
安装前要先明确储液干燥器的进、出口端，如果进、出口接反，则会导致制冷剂量不足。
引导问题8制冷系统的正常工作需要各部件的有序配合，保证制冷系统正常工作的条件有哪些？
制冷系统的循环的工作过程如图3-20所示，为了保证制冷系统正常工作，要求满足以下两个条件：
1.蒸发器与冷凝器热交换平衡；2.压缩机与节流装置制冷剂通过量平衡。
图3-20制冷循环的工作过程
1.蒸发器与冷凝器的热交换平衡
制冷剂在蒸发器吸收的热量，需要在冷凝器中完全散发到大气中。
如果冷凝器不能及时将蒸发器所吸收的热量散发到大气中，就会造成制冷剂不能完全液化。
同理，没有完全液化的制冷剂再次进入蒸发器时，亦不能有效的带走足够的热量，最终将导致空调系统制冷效果不足。
如果（）吸热过多，将导致（）的散热能力下降，空调系统制冷不够充分。
因此蒸发器与冷凝器之间的热量能否平衡，是空调系统制冷效果能否正常的关键原因。
2.压缩机与节流装置的制冷剂通过量平衡
空调系统中压缩机排出的制冷剂量与节流装置的通过量要相平衡。
若压缩机的工作性能下降导致排出（）量不足，会造成低压侧压力偏高，高压侧压力偏低。
若膨胀阀的开度（），则压缩机排出的制冷剂不能完全进入到蒸发器，会导致低压系统压力过低，造成制冷效果不足。
引导问题9压缩机异响且制冷不足，有可能是压缩机不正常工作所导致，那么压缩机不正常工作的检修工艺流程是怎样的？
压缩机是制冷系统的动力源泉，如果压缩机不正常工作将导致制冷系统低压侧的压力高于标准值，高压侧的压力低于标准值。
压缩机检修工艺流程如图3-21所示。
图3-21压缩机不正常工作的检修流程图
（二）实施作业
引导问题10作业需要哪些工具、设备和材料？
（1）万用表、智能测试仪、歧管压力表、套筒、扳手。
（2）磁力护裙、转向盘护套、变速杆手柄套、脚垫和座位套、干净抹布。
（3）熔断丝、线束和相关传感器。
（4）丰田卡罗拉维修手册。
引导问题11通过查询和查找，填写以下信息。
生产年份，车牌号码，行驶里程，发动机型号及排量，车辆识别代号（VIN）。
引导问题12.作业前的准备有哪些？
（1）汽车进入工位前，将工位清理干净，准备好相关的器材。
（2）铺设脚垫，套上座位套、转向盘护套、变速杆手柄套。
（3）拉紧驻车制动器操纵杆，并将变速杆置于空挡或驻车挡（P挡）位置。
（4）打开并支撑发动机舱盖。
（5）粘贴翼子板和前脸磁力护裙。
引导问题12压缩机异响有两种可能，压缩机外部响或内部响，如何判断异响位置？
外观检查空调皮带，检查皮带是否有油污，是否磨损，起动空调时是否有打滑现象；检查压缩机安装螺丝是否松动。
如果有以上现象说明异响可能是来自压缩机外部，可通过更换皮带和坚固安装螺丝来解决。
记录：
。
起动空调后判断压缩机异响是否属于金属噪音，如果有金属噪音，说明异响是来自压缩机内部，需要更换压缩机和皮带轮。
记录：
。
引导问题13如果压缩机内部异响，通过测量制冷系统的压力，进一步证实压缩机是否不正常工作。
制冷剂在系统内循环过程中，其状态、压力和温度都不断地交替变化着，即气态与液态、高压与低压、高温与低温等交替变化。
所以通过歧管压力表检测系统的压力，检查管道及部件的外表温度可判断系统的运行情况和部件的性能好坏。
1.歧管压力表检测的测试条件
测试条件表3-4
项目
条件
车辆的放置
空调开关打开
车门的状态
车门全开
汽车空调的状态
打开空调
发动机转速
发动机以1500rpm的转速运转
进气口的温度
30至35℃
进气口
再循环方式
设定温度
温度调节旋钮置于“最冷”位置
鼓风机转速
鼓风机转速控制开关置于“4档”位置
2.卡罗拉轿车空调正常工作时制冷系统的压力大小
卡罗拉轿车空调制冷系统的工作压力表3-5
制冷剂
高压值（MPa）
低压值（MPa）
R-134a
1.37至1.57
0.15至0.25
图3-22卡罗拉轿车空调系统正常压力
小提示
系统压力可能会因环境温度等不同而稍有不同。
3.按照测试条件进行准备，连接歧管压力表并对空调系统压力进行检测
图3-23检测空调系统压力
记录：
。
4.空调制冷系统压力异常的原因、现象和处理方法
制冷系统压力异常的原因和处理方法表3-6
序号
压力情况
现象
原因分析
处理方法
1
2
3
4
5
6
7
8
引导问题14如果测量发现制冷系统低压端压力太高，高压端压力太低，可确认为压缩机不正常工作所致，查阅维修手册，根据检测工艺流程更换压缩机。
1.检查和更换压缩机驱动皮带
图3-24检查和更换压缩机驱动皮带
压缩机轴和皮带轮一起转动。
如果结果不符合规定，则更换压缩机和皮带轮。
记录：
。
2.回收制冷剂
更换制冷元件前需进行回收制冷剂。
若不回收制冷剂，直接更换零部件会导致制冷剂释放到大气中。
回收制冷剂作业如图3-25所示。
图3-25回收制冷剂作业
3.拆卸和安装压缩机
（1）拆卸压缩机，如表3-7所示。
拆卸压缩机表3-7
步骤
图示
操作要求
1
断开吸入软管分总成
（a）拆下螺栓并将吸入软管分总成从压缩机和皮带轮上断开。
（b）将O形圈从冷却器1号制冷剂吸入软管上拆下。
2
断开排放软管分总成
3
拆卸带皮带轮的压缩机总成
（a）断开连接器。
（b）拆下2个螺栓和2个螺母。
拆卸带皮带轮的压缩机总成
小提示
拆下压缩机吸入软管、排放软管后应用聚氯乙烯绝缘带密封断开部件的开口处，防止湿气和异物进入。
小提示
（1）在拆卸配管和循环部件后，应当更换新的Ｏ形环。
（2）为了避免损坏配管，使用一些较软的物品（如牙签）拆卸Ｏ形环，如图3-26所示。
图3-26拆卸O形环
（2）安装压缩机，如表3-8所示。
安装压缩机表3-8
步骤
图示
操作要求
1
调节压缩机机油油位
在更换新的冷却器压缩机总成时，将惰性气体（氦）从维修阀中逐渐排出，并在安装前将剩余机油沿箭头指示方向从通风管中排出。
2
安装带皮带轮的压缩机总成
安装带皮带轮的压缩机总成
（a）用2个螺栓和2个螺母安装带皮带轮的压缩机总成。
提示：
按如图所示顺序拧紧螺栓和螺母。
扭矩：
25Nm
（b）连接连接器。
3
连接排放软管分总成
4
连接吸入软管分总成
（a）将缠绕的聚氯乙烯绝缘带从软管上拆下。
（b）在新O形圈以及带皮带轮的压缩机总成的装配面上充分涂抹压缩机机油。
压缩机油：
ND-OIL8或同等产品
（c）将O形圈安装到吸入软管分总成上。
（d）用螺栓将吸入软管分总成安装到带皮带轮的压缩机总成上。
扭矩：
9.8Nm
4.补充加注冷冻油
拆卸制冷剂循环管路零件时，如果更换了新零件，部分冷冻油可能会残留在旧零件中，从而导致制冷循环中的冷冻油不足。
因此，更换零件时，必须补充冷冻油至指定量。
小提示
冷冻油具有很强的吸湿性，因此在使用后应立即密封冷冻油罐。
5.制冷系统抽真空作业
6.加注制冷系统制冷剂。
7.系统检漏
8.系统性能测试
（三）评价与反馈
1.对学习任务进行评价
评分表表3-10
考核项目
评分标准
分值
学生自评
小组评价
老师评价
小计
团队合作
是否和谐
5
活动参与
是否积极主动
5
安全生产
有无安全隐患
5
现场5S
是否做到
5
任务方案
是否正确、合理
15
操作过程
拆卸与安装压缩机
系统抽真空
制冷剂加注
系统泄漏情况检查
制冷性能测试
40
任务完成情况
是否圆满完成
5
工具和设备使用
是否规范、标准
10
劳动纪律
是否能严格遵守
5
工单填写
是否完整、规范
5
总分
100
教师签写：
年月日
得分
2.能否向车主解释压缩机不正常工作导致汽车空调制冷不足的诊断及排除过程？
如不能，请分析原因并提出改进措施。
（四）学习拓展
1.如果检查发现冷凝器存在泄漏现象，查阅维修手册写出故障处理步骤。
2.制冷系统有很多种类型的堵塞，包括高压端加注口后堵塞；高压端加注口前堵塞；低压端加注口后堵塞；低压端加注口前堵塞。
根据所学知识分析其故障原因并完成表3-11。
表3-11
故障现象
直观检查
原因
（1）高压侧压力高，低压侧压力低或正常；
（2）压缩机有噪音；
（3）高压开关无法关闭系统，但低压开关有可能关闭系统；
（4）堵塞前高压软管非常热；
（5）堵塞后高压软管从冷变热。
高压端加注口后堵塞
（1）高压侧压力低，低压侧压力低或正常；
（2）压缩机噪音；
（3）高压开关无法关闭系统，但低压开关有可能关闭系统；
（4）堵塞发生前高压软管很热；
（5）堵塞后，软管从冷到热。
高压端加注口前堵塞
（1）高压侧压力低，低压侧压力高；
（2）低压开关能够关闭空调系统；
（3）低压软管于堵塞前结雾。
低压端加注口后堵塞
（1）高压侧压力低，低压侧压力低或真空；
（2）低压开关能够关闭空调系统；
（3）低压软管于堵塞前结雾。
低压端加注口前堵塞
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