汽车空调制冷系统的故障诊断与维修Word文档下载推荐.docx

1、3.6 冷冻润滑油的加注 23第四章 汽车空调制冷系统的故障诊断与排除 254.1汽车空调制冷系统的故障诊断方法 254.2汽车空调制冷系统的常见故障与排除 25第五章 汽车空调制冷系统的故障检修实例 305.1 普桑车空调制冷不良 305.2卡罗拉的空调不制冷 315.3 别克世纪星轿车空调制冷效果不足 32第六章 总结与展望 335.1总结 335.2论文存在的不足与展望 33致 谢 34参考文献 35第一章 汽车空调系统的概述1.1汽车空调的发展在炎热的夏季里，您出行会想到乘坐舒适有空调的轿车和公交空调大巴士。但是否了解空调车的发展历史呢？早在1886年，德国的卡尔-奔驰制造出世界上第一

2、辆三轮汽车以来，至今已有125年的历史。世界汽车工业经过几次的革命和飞跃发展，使汽车成为今天人们的重要交通代步工具，并成为各国工业的主要支柱产业。而汽车空调的问世，却比汽车发展整整迟了近半个世纪的时间。1927年，（单一取暖）在美国纽约市场上出现了第一台汽车空调装置，当时轰动了世界各国汽车制造商。实际上这种装置只能称之为“加热器”，只是在汽车车厢内增加了热量，在欧洲寒冷的季节里，能起到一定的保暖作用。到了1938年，（单一冷气）美国人帕尔德发明了汽车空调，他根据电冰箱“冷气”的原理，在一辆老爷车上进行了试验。又于1939年，将改进后的冷气机，安装在美国福特汽车公司制造的林肯V12型轿车中，效果

3、很好。1940年，美国Packard公司第一次将机械制冷用于车用空调，为世界汽车空调市场开辟了发展之路。第二次世界大战的爆发阻碍了汽车空调的发展。二战结束后，汽车空调的实用化、普及化开始逐渐恢复发展起来。1953年，美国的一些汽车制造厂商，将空调正式开始在普通的轿车上使用，接着便进行大批量生产汽车空调。当地装有冷气的汽车已达车辆总数的10，计5万套。1954年，（冷暖一体化）第一台冷暖一体化整体式汽车空调设备，安装在美国Nash牌小客车上。1957年，日本参考美国的汽车空调也开始试制生产，然后欧洲的汽车制造厂商也相继开始生产轿车用空调。1960年，冷气装置的汽车空调开始普及于世界。据有关资料统

4、计表明，截止1962年，世界上轿车装有空调设备的已达75万套。1964年，第一台自动控温的汽车空调，装置在美国通用汽车公司的凯迪拉克名牌豪华轿车中。1967年，世界上装置汽车空调的轿车已达354万辆。1971年之后，日本丰田汽车公司的世纪、皇冠；英国的劳斯莱斯；德国的梅赛德斯奔驰等豪华高级轿车中，都分别安装了自动汽车空调设备装置。1979年，美国和日本共同推出用电脑自动控制的汽车空调设备系统，并用数字显示，达到最佳控制。此时，汽车空调已进入第四代产品。1989年，美国通用汽车公司大量生产的初期产品，主要有专用循环空气进口的“突进型”汽车空调。由于其对空气循环、外部空气的选择、出气位置的确定，以

5、及除湿和温度控制等都较难实现，因而将主流改为空气混合型空调。我国于70年代，最早的汽车空调装置使用在长春一汽红旗轿车上。1976年，由原上海内燃机油泵厂今上海汽车空调机厂制造汽车空调，配套在上海牌轿车SH760A轿车中。1.2汽车空调系统的功能与组成1.2.1汽车空调系统的功能汽车空调的基本功能是采用人工制冷和取暖方法，调节车内的温度、湿度、气流速度和洁净度等参数，从而为人们创造清新、舒适的车内空气环境。在夏天能使车内空气降温即制冷，冬天能使车内空气升温即取暖，并要求尽可能满足“头凉足暖”的循环送风原则，当车内空气浑浊时能补充新鲜空气。对于新型汽车空调系统，大都采用冷暖气一体化、集中控制模式，

6、具有对车内空气或由外部引进的新鲜空气进行冷却和除湿，使车内的空气变得凉爽、舒适；对车内的空气或由外部引进的新鲜空气进行加热，达到取暖、除湿的目的；还可将外部新鲜空气引入车内，进行通风换气；并可除去车内尘埃、臭味、烟味及有毒气体，以清洁车内空气等功能。因此调节环境温度、空气湿度、气流速度、空气的清洁度，是空调系统的四大调节功能。1.调节温度调节温度是空调的主要任务。温度是人体对环境最敏感的参数之一。一般人们感觉到舒适的空气温度，夏天大约是22-28，冬天则为16-20，而头部要求比足部略低，温差大约为2。汽车空调应有暖气设备。汽车空调夏季的降温由制冷系统完成。2.调节湿度空气湿度也是重要的环境参

7、数。人们感觉比较舒适的相对湿度，夏天为50%-70%，冬天为40%-60%。汽车空调一般具有调节湿度的功能。高级车辆采用了冷暖合一的再加热式空调器，可以适量地对车内空气进行除湿处理。首先由制冷系统降低空气的含水量，再通过取暖系统升温来降低空气的相对湿度。另外，增加汽车车内空气的湿度是比较困难的，只能通过开车窗和通风设备，引入车外新鲜空气来调节湿度。因此冬季取暖时，可以通过改变新鲜空气风门开度来调节车内空气的相对湿度。3.调节空气流速空气流速和方向对人体舒适性的影响是很大的，空气流动速度一般以0.1-0.2m/s为宜。空气速度稍大，有利于人体散热降温，打过大的风速直接吹到人身上，会使人感到不舒服

8、。根据人体生理特点，头部对冷比较敏感，夏季冷风吹到头部比吹到身体其他部位更有效果，驾驶员容易保持头脑清醒，有利于行车安全。而足部对热比较敏感，只要足部暖和了，全身都会感到暖和。因而，布置汽车空调出风口时，应采取“头凉足暖”的布置方式，让冷风能吹到乘员头部，暖风能吹到乘员足部。4.过滤、净化空气保持空气的清洁及车内必要的通风换气是舒适度的一个条件。车内的空气应是清洁的，没有臭味、烟味、有毒气体及粉尘，有足够的氧气，这就要求汽车空调还具有一套通风过滤设备及空气净化装置。1.2.2汽车空调系统的组成 汽车空调系统一般由制冷系统、取暖系统、通风系统和控制系统组成。高级豪华汽车的空调系统自动化程度很高，

9、冬季取暖系统和夏季制冷系统均由电子控制器控制。1.制冷系统对车室内空气或由外部进入车室内的新鲜空气进行冷却或除湿，使车室内空气变得凉爽舒适。汽车空调制冷系统基本上由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、蒸发器、管路，以及冷凝器风扇、蒸发器风机组成。其中冷凝器与冷凝风扇可各自独立，也可组成冷凝机组，蒸发器、鼓风机、膨胀阀、温度控制器以及调速电阻器等可组成蒸发箱或称冷风机。2.取暖系统汽车取暖系统具有冬季车内取暖、风窗除霜以及加热器与蒸发器一起调节空气的温湿度的作用（如图1-1）。汽车取暖系统主要由加热器、鼓风机、操作系统、送风管路等组成。将取暖系统与制冷系统合成一套装置，称为全空调装置，此时制冷系

10、统与取暖系统共用一套风机及操作机构。根据热量来源不同，取暖系统可分为发动机余热式与独立燃烧式两类。汽车的取暖系统一般为发动机余热式，以发动机的冷却水为热源进行取暖，由热水阀控制热水量，风机与制冷系统合用，前排上部热风口设在仪表板上，足部送风口设在取暖机壳体上，后部取暖从安装在前排座椅底下的扁管送 图1-1 取暖系统出。3.配气系统汽车空调配气系统（如图1-2）主要解决车内温度、风量控制的自动化和各类通风温度调节方式问题，以提高舒适性。车内配气，有各种用途的吹出口，如前席、后席、侧面、冷风、取暖、除霜、除雾等出风口。吹出口风温由风口切换，所以风门布置是配气优劣的重要因素。配气系统根据汽车空调的工

11、作要求，可以将冷、暖风按照配置送到车内，满足空气调节需要。它主要由进气模式风门、鼓风机、混合气模式风门、气流模式风门、导风管的组成。汽车室内或室外未经调节的空气，经鼓风机作用送至蒸发器或加热器处，此时已被调节成冷空气或热空气的气流，根据风门模式伺服电动机开启角度而流向相应的出风口。汽车空调配气系统通常由三部分构成，第一部分为空气进口段，主要由用来控制新鲜空气和车内循环空气的风门叶片和伺服器组成；第二部分为空气混合段，主要由蒸发器和加热器组成，用来提供所需温度的空气；第三部分为空气分配段，使空气吹向面部、脚部和风窗玻璃上。图1-2 典型汽车空调温度调节与配气1轴流风扇；2空调器外壳；3加热器芯；

12、4下风门；5下风口；6侧风口；7中风口；8侧风口；9中风门；10上风口；11除霜门；12调温门；13蒸发器；14空气进口风门；15外来新鲜空气；16车外循环空气口4.控制系统控制系统一般由电气系统、真空系统和操作装置组成，对制冷和暖风系统的温度、压力进行控制，同时对车室内空气的温度、风量、流向进行控制，保证空调系统正常工作。为了使汽车空调系统能正常工作，车内能维持所需的舒适性条件，汽车空调系统中设有一系列控制元件和执行机构，对空调的工作状态进行必要的调节和控制，并且保护系统安全运行。控制对象可按参数划分，如：温度、压力和转速等；也可按部件划分，如蒸发器、压缩机离合器、风门以及风机、电机等。汽车

13、空调控制系统的控制元件有： 温度控制组件、压力控制组件、电磁离合器、车速调节装置、真空控制组件等等。如图1-3。图1-3 控制系统元件1空调开关；2卸压阀；3风扇；4空调三功能开关；5冷却液温度开关；6散热器风扇双温开关；7蒸发器温度开关；8鼓风机；9发动机控制单元；10电磁离合器第二章 汽车空调制冷系统的结构原理2.1汽车空调制冷系统的组成汽车空调制冷系统主要由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、储液干燥器及管路等组成。压缩机能对进入压缩机的制冷剂进行压缩；冷凝器可散热促进冷凝，储液干燥器能干燥、过滤、储存制冷剂；蒸发器可让制冷剂蒸发在此蒸发，产生空调冷气；膨胀阀是节流降压的装置，是制冷系高低压

14、分界处。以上部件间由空调管连接成一密封系统。如图2-1。图2-1 空调制冷系统的组成1.压缩机汽车空调压缩机（如图2-2）是汽车空调制冷系统的心脏，在制冷循环系统中主要起着压缩和运输制冷剂的作用。压缩机吸入来自蒸发器的低温低压气态制冷剂，压缩气态制冷剂，使其压力和温度升高，并将压缩后的制冷剂送进冷凝器。传输作用：压缩机是维持制冷剂在制冷系统中循环流动的动力源，在整个空调系统中，压缩机还是管路内介质运转的动力源，没有它，系统不仅不制冷而且还会丢失运行的动力。汽车空调压缩机是制冷系统中低压和高压、低温和高温的转换装置。它一般安装在汽车发动机旁边，由主发动机或电动机通过带轮驱动。图2-2 压缩机汽车

15、空调制冷压缩机主要采用容积式压缩机。大多是斜盘式压缩机和立式往复式压缩机。容积式压缩机是指蒸汽在汽缸中的原有容积被强制压缩（缩小），使单位容积内气体分子数目增加，来提高制冷蒸汽的压力。压缩机使制冷循环系统内产生低压条件，压缩制冷蒸汽，将由蒸发器出来的气态制冷剂从低压压缩至高压，并使其温度提高，并将压缩后的制冷剂送进冷凝器，使制冷剂在制冷系统中进行循环，由蒸发器吸收的热量在通过冷凝器时散发掉。斜盘式压缩机是目前轿车空调中应用最多的一种机型。它主要由缸体、前缸盖和后缸盖、前阀板和后阀板、活塞、主轴、斜盘（与主轴连成一体）、钢球和滑靴（支持盘）等零件构成，工作原理如图2-3所示。装在主轴上的斜盘的旋

16、转运动，经钢球转换为双向活塞沿轴线的往复运动。当主轴带动斜盘转动时，斜盘驱动活塞作轴向移动，斜盘每转动一周，前后两个活塞各自完成吸气、压缩、排气、膨胀过程，完成一个循环，相当于两个汽缸工作。图2-3 斜盘式压缩机的工作原理1主轴；2斜盘；3双向活塞；4钢珠2.热交换器汽车空调中的冷凝器（如图2-4）和蒸发器（如图2-5）统称为热交换器。他们的作用都是实现两种不同温度的流体之间的热交换。冷凝器使管内的高温高压气态制冷剂通过管壁和翅片放出热量给空气，从而冷凝成液体。而通过冷凝器的空气则被加热升温。蒸发器使管内的低温低压液态制冷剂通过管壁和翅片吸收来自车内的空气中的热量，而沸腾汽化，是吸热过程，管内

17、的空气被降温减湿，是放热过程。热交换器的性能直接影响汽车空调的制冷性能。图2-5 蒸发器 图2-4 冷凝器3.膨胀阀为使从冷凝器出来的高温高压液态制冷剂在蒸发器内更容易汽化，以及适应大多数汽车空调制冷系统在运行过程中制冷负荷和压缩机转速的变化特点，要求有一个能起到节流降压和自动调节控制制冷剂流量的装置，即节流膨胀装置，主要是热力膨胀阀。热力膨胀阀以蒸发器出口的过热度为信号，根据信号偏差来自动调节制冷系统的制冷剂流量，因此，它是以发信器、调节器和执行器组合成一体的自动调节器其功用就是把从储液干燥器来的高温高压液态制冷剂节流降压成为容易蒸发的低温低压雾状制冷剂送入蒸发器，起到节流降压的作用，调节和

18、控制进入蒸发器的制冷剂流量以满足制冷循环要求，同时防止压缩机发生液击和蒸发器出口蒸气异常过热现象。汽车空调系统用的感温式热力膨胀阀根据平衡方式可分为内平衡式（如图2-6）和外平衡式（如图2-7）。内平衡热力膨胀阀膜片下面的制冷压力是从阀体内部通道传递来的膨胀阀孔的出口压力，即蒸发器入口压力；而外平衡式热力膨胀阀的膜片下面的平衡压力是通过外接管，从蒸发器出口处引来的压力。由于两者的平衡压力不同，它们的使用场合也有区别。中小型轿车空调压力损失小，因而常选用内平衡式热力膨胀阀；在大中型汽车空调制冷系统中，由于蒸发器流动阻力较大，因而常选用外平衡式热力膨胀阀。图2-6内平衡式 图2-7 外平衡式H型膨

19、胀阀（如图2-8）是一种整体式膨胀，它取消了外平衡式膨胀阀的外平衡管和感温包，使其直接与蒸发器进、出口相连。如图所示为H型膨胀阀的结构。实际上并没有取消感温包，而是把感温包缩到阀体内的回气管路上，从而提高了阀的工作灵敏性，但这种结构加工难度较大，膜片中心开孔也会影响膜片的性能。H型膨胀阀有四个接口通往汽车空调系统，其中两个接口和普通膨胀阀一样，一个接储液干燥器出口，另一个接蒸发器出口，但另外两个接口，一个接蒸发器出口，另一个接压缩机进口，感温包和毛细管均由薄膜下面的感温元件所取代，感温元件处在进入压缩机的制冷剂气流中。H型膨胀阀结构紧凑、性能可靠,适合汽车空调的要求。H型膨胀阀可安装在 离开蒸

20、发器的其他地方，如装在驾驶员前围板外的发动机舱内，安装、调换方便。图2-8 H型膨胀阀结构1感温元件；2来自蒸发器；3至蒸发器；4球阀；5来自储液干燥器；6至压缩机4.储液干燥器由于汽车空调正常工作时，制冷剂的供量大于蒸发器的需求量，所以高压侧液态制冷剂要有一定的储存量。同时，随着季节的变化，在系统不运行或检修、更换系统内部的零件时，可以将系统中的制冷剂收入到高压侧进行储存，以免制冷剂泄漏。另外，制冷工质遇到水会对金属产生强烈的腐蚀作用，而且水在膨胀阀中易形成冰赌现象，需要有干燥制冷剂装置。因此，在汽车空调制冷系统中，必须设置储液干燥器。一般在储液干燥器头部还安装有便于观察制冷剂流动状态的视液

21、镜以及作为安全措施的易熔塞及高、低压力开关。图2-9 储液干燥器1干燥器体；2干燥器盖；3视液玻璃镜；4易熔塞；5过滤器；6干燥剂；7引出管储液干燥器安装在发动机室内，装在冷凝器和蒸发器之间，一般与冷凝器组装在一起，用来临时储存冷凝器液化的制冷剂并进行干燥和过滤处理，其具体功能为：储存冷凝剂；过滤制冷剂；干燥制冷剂；易熔塞作用（易熔塞是一种压力保护装置，一般装在储液干燥器头部，用螺栓拧入。螺塞中间是一种铜铝合金，挡高压侧压力急剧升至100以上，易熔合金熔化，制冷剂逸出，避免了系统中其他部件损坏）；视液镜作用（视液镜一般安装在储液罐的出口处，可以指示系统中是否有足够的制冷剂和制冷剂中是否有水分）

22、。储液干燥器结构如图2-9。它由储液罐、滤网、干燥剂、顶盖、引出管等组成。顶盖上设有进液孔和出液孔，并装有视液镜和易熔塞。它的外壳由钢材焊接或拉伸而成。从冷凝器出来的液态制冷剂进入储液干燥器，经滤网、干燥剂到储液罐底层，通过引出管流向膨胀阀。5.管路管路把制冷系统各元件连成一个封闭系统。由于发动机在工作时会产生抖动，安装在发动机上的压缩机也会随之抖动，因此汽车空调装置中与压缩机进、排气接头相连的管路都采用橡胶软管。此外，走向复杂地方的金属管不容易满足要求，也使用橡胶软管因为橡胶软管具有很好的随和性。但橡胶软管易泄漏，所以应尽量少用或不用，而多用金属管。2.2汽车空调制冷系统的工作原理汽车空调制

23、冷系统提高了汽车的舒适性，但也是汽车空调最易发生故障的部分。工作原理：启动空调，压缩机在发动机带动下工作，制冷剂在系统中循环流动，不断重复液化、汽化四个主要过程（如图2-10）：图2-10 空调制冷系统的工作原理1.压缩过程。压缩机吸入蒸发器出口处的低温低压（约0，0.15MPa）的制冷剂气体, 把它压缩成高温高压（约70-80，1.50MPa）的气体排出压缩机。2.冷凝过程。高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器, 与车外空气进行热交换。制冷剂气体冷凝成液体（约40-50，1.50MPa），并放出大量的热量。然后进入起干燥及过滤作用的干燥过滤器。3.膨胀过程。膨胀阀具有节流作用, 高压的制冷剂液

24、体通过膨胀阀后体积变大, 其压力和温度急剧下降, 使制冷剂液体变成低压低温（约-5，0.15MPa）的雾状（细小液滴）液体排出膨胀阀进入蒸发器。4.蒸发过程。节流后的低压低温的雾状制冷剂液体进入蒸发器, 因此时制冷剂沸点远低于蒸发器内温度, 因此制冷剂液体蒸发成气体。制冷剂在蒸发过程中大量吸收车内的热量, 而后低温低压的制冷剂气体又进入压缩机。上述过程周而复始地进行下去, 便可以达到降低蒸发器周围空气温度的目的。鼓风机将室外或室内的空气流经蒸发器, 使其温度降低后送入车内, 进入车内的冷气起到了制冷的作用。第三章 汽车空调制冷系统的维护与检修3.1汽车空调制冷系统的日常维护1.保持冷凝器和蒸发

25、器的清洁。因为它们的清洁程度与其换热状况有很大关系，所以应经常检查表面有无污物、散热片是否弯曲或被阻塞等现象。如发现表面脏污，应及时用压缩空气吹净或用压力清水清洗干净，以保持良好的散热条件。防止因散热不良而造成冷凝压力和温度过高、制冷能力下降。在清洗冷凝器的过程中，应注意不要把散热片碰倒，更不能损伤制冷管道。2.保持送风通道空气进口过滤器的清洁。送入车厢内的空气都要经过空气进口过滤器的过滤，如果滤网堵塞会使风量减少。因此应经常检查过滤器是否被灰尘杂物所堵塞并进行清洁，以保证进风量充足。一般每星期应检查一次。如发现堵塞，可打开蒸发器检查门，卸下滤网。然后用压缩空气或带有中性洗涤剂的温水洗净。也可

26、将滤网浸在水中，用毛刷刷净污物。3.经常检查制冷剂是否充足。可低速运转空调，从观察窗上察看是否有气泡出现。如出现气泡说明制冷剂不足，应及时进行检查修理或补充。4.应定期检查制冷压缩机驱动皮带的使用情况和松紧程度。皮带过紧会增加磨损，导致轴承损坏。过松则易使转速降低，造成制冷不足，甚至发出异常声响。如皮带过紧或过松应及时调整，如发现皮带裂口或损坏应采用汽车空调专用皮带进行更换。另外，新装冷气皮带在使用36-48h后会有所伸长，应重新张紧。5.在春秋或冬季不使用空调的季节里，应每半个月启动空调压缩机一次，每次5-10min。这样制冷剂在循环中可把冷冻油带至系统内的各个部分，从而可防止系统管路中各密

27、封胶圈，压缩机轴封等因缺油干燥而引起密封不良和制冷剂泄漏，并使压缩机、膨胀阀以及系统内各活动部件的动作，不致结胶粘滞或生锈。还要注意的是在进行这项维护时，应在环境温度高于4时进行，否则，环境温度过低会因冷冻油粘度过大而流动性变差，当压缩机启动后不能立即将油带到需要润滑的部位而造成压缩机磨损加剧甚至损坏。6.经常检查制冷系统各管路接头和连接部位、螺栓、螺钉有否松动现象，是否有与周围机件相磨碰的现象，传动机构的工作是否正常，胶管有否老化，在进出叶子板孔处的隔震胶垫是否脱落或损坏。7.由于有些辅助发动机有单独供油系统，所以还需经常注意空调油箱的储油情况，并要检查辅助发动机的水温、水位、油压等情况，及

28、时补充到规定的位置。8.检查电路连接导线，插头是否有损坏和松动现象。9.经常注意空调在运行中有无不正常的噪声、异响、振动和异常气味，如有应立即停止使用并送专业修理部门及时检查和修理。3.2常用的检测工具及操作汽车空调维修和安装常用的检测工具有歧管压力计、检漏仪、制冷剂注入阀及真空泵等。由于R12释放到空气中对大气臭氧层有破坏作用，新型制冷R134a目前价格昂贵，而且释放到空气中，还是会造成一些温室效应，因而需要对维修中排出的制冷剂进行回收再利用，也就是最好要有制冷剂回收机。由于在一定时期内（大约最长要延续到2010年左右）有两种甚至更多的制冷剂同时在汽车空调领域中存在，R12与R134a这两种

29、制冷剂及其润滑油在性质上有许多不同，不能混用，因此为这两种制冷系统进行安装、维修、检测、加注的工具（例如歧管压力计、检漏仪、注入阀等）不能混用，要分开使用。这一点在工作时要特别引起注意。为保证加入正确的制冷剂量，还需要有量筒、磅秤之类计量设备。目前具有一定规模的汽车空调维修站常采用将歧管压力计、量筒或磅秤、真空泵等组成一体的制冷剂加注机或制冷剂回收加注机。1.歧管压力计歧管压力计也称压力表组（如图3-1），是维修汽车空调制冷系统必不可少的重要工具。它与制冷系统相接可进行抽真空、加注制冷剂及诊断制冷系统故等。歧管压力计有两个压力表，一个压力表用于检测制冷系统高压侧的压力，另一个压力表用于检测制冷系统低压侧的压力。低压侧的压力表既可用于显示压力，也可用于显示真空度，真空度读数范围为0-0.1 MPa，压力刻度从0开始，量程不小于1MPa，高压侧压力表测量的压力范围从0开始，量程不得小于2.11 MPa。图3-1 歧管压力计1低压表；2高压表；3高压手动阀；4高压侧软管；5维修用软管；6低压侧软管；7低压手动阀；8歧管座歧管压力计由高压表、低压表、手动低压阀、阀体以及高压接头、低压接头等组成。使用时高、低压接头分别通过软管与制冷系统的高、低压阀相接，中间接头与真