1、毕 业 论 文论文题目： 汽车空调系统常见故障及维护学 生 姓 名 ： 陈 超学 生 学 号 ： 08043122专 业 班 级 ：汽车技术服务与营销 2008 级 1班系 别 名 称 ： 机械系指 导 老 师 ： 向波2010 年 10 月 20 日目 录1.目录12.摘要23.汽车空调概论33.1 汽车空调的功能33.2 汽车空调的特点33.3 汽车空调的发展历程 43.4 汽车空调的发展方向 44.汽车空调的分类与结构布置4.1 汽车空调的分类 54.2 汽车空调配件的结构布置 55.汽车空调系统的组成与工作原理55.1 制冷系统65.2 暖风系统85.3 通风系统85.4 空气净化系统
2、 85.5 汽车全自动空调系统 96.空调系统主要部件维护 96.1 压缩机96.2 冷凝器96.3 冷凝器风扇106.4 干燥器过滤器 106.5 蒸发器106.6 内部鼓风机 106.7 膨胀阀 107.汽车空调系统常见故障诊断 117.1 电气控制系统故障117.2 机械部分故障 117.3 制冷剂和冷冻润滑有引起故障 118.汽车空调系统故障常用诊断方法 128.1 看 128.2 听 128.3 摸 128.4 测138.5 利用短路实验方法判断系统控制电路的工作状况139.总结 14摘 要本文是在重庆三峡职业学院规定下,作为一个即将毕业的大学生必须完成的课题论文任务.根据学校的要求
3、,我严格按照规定完成了这篇论文.它是通过实物研究,社会实践,资料收集,在经过老师指导而完成.随着汽车工业的迅猛发展和人民生活水平的日益提高，汽车开始走进千家万户。人们在一贯追求汽车的安全性、可靠性的同时，如今也更加注重对舒适性的要求。因而，空调系统作为现代轿车基本配备，也就成为了必然。自本世纪 20 年代汽车空调诞生以来，伴随汽车空调系统的普及与发展，汽车空调的发展大体上经历了五个阶段：1、单一取暖阶段，2、单一冷气阶段，3、冷暖一体化阶段，4、自动控制阶段，5、计算机控制阶段。空调的控制方法也经历了由简单到复杂，再由复杂到简单的过程。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
4、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。一. 汽车空调概论1.1 汽车空调的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，并使车内空气以一定的速度和方向流动，给乘客提供一个良好的乘车环境，保证在各种外界气候和条件下使乘客都处于一个舒适的空气环境中，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。计算机控制的空调系统可以实现以下功能：1.1.1 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
5、量控制等控制功能。电控单元将根据驾驶员或乘客通过空调显示控制面板上的按钮进行的设定，使空调系统自动运行，并根据各种传感器输入的信号，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最佳状态。电控单元还可以根据气候变化通过选择送风口，改变车内的温度分布。1.1.2 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。1.1.3 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
6、息，使驾驶员能够及时全面地了解空调系统的工作状态。1.1.4 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。1.2 汽车空调的特点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）在平常行驶状态中，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、萧静。（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
7、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。1.3 汽车空调的发展历程汽车空调的发展随着汽车整体技术的不断发展，经历了从低级到高级，从简单到多功能的阶段，其发展可以概括为五个阶段。（1）单一供热空调装
8、置阶段：始于 1927 年，目前在寒冷的北欧、亚洲北部地区，汽车空调仍在使用单一供热系统。（2）单一供冷空调装置阶段：始于 1939 年，美国帕克汽车公司率先在轿车上装用机械制冷温控空调器。目前仍用在热带、亚热带部分地区使用（3）冷暖型汽车空调装置阶段：始于 1954 年，汽车空调才具备了调温、除湿、通风、过滤、除霜等对空气的调节功能。目前仍然大量地用在中抵档车上，是目前使用量最多的一种方式。（4）自控汽车空调装置阶段：美国通用汽车公司 1964 年率先在轿车上应用自控汽车空调，只需预先设定温度控制，自动保持在温度范围内工作。装置根据传感器随时检测车内外温度，自动地调控装置各部件工作，达到控制
9、车内温度和行使其他功能的目的。目前大部分中高级轿车、高级大客车都配装自控空调。（5）电脑控制汽车空调阶段：自 1977 年美国通用汽车公司、日本五十铃汽车公司同时将自行研制的电脑控制汽车空调系统装上各自的轿车，预示着技术的一个新阶段。目前电脑控制空调都装在豪华型轿车上。1.4 汽车空调的发展方向汽车空调作为提高汽车乘坐舒适性的一种重要手段以被广大汽车制造者及用户所认可，他象征着汽车的档次水平。现代汽车空调的发展方向为全自动化发展、舒适性发展、高小节能、小型轻量化发展和环保型汽车空调发展。二. 汽车空调的分类与结构布置2.1 汽车空调的分类2.1.1 按驱动方式分类：独立式空调、非独立式空调。2
10、.1.2 按送风方式分类：直吹式空调、风道式空调。2.1.3 按功能分类：冷暖分开型、冷暖合一型、全功能型。 2.1.4 按结构型分类：整体式空调、分体式空调、分散式空调。2.2 汽车空调配件的结构布置轿车由于其自身空间限制，常常采用直联方式驱动压缩机。压缩机由发动机带动，为了避免影响主发动机怠速稳定性和汽车加速性能，其压缩机均采用电磁离合器，这样遇到紧急情况时会自动分离。其空调装置配置的冷凝器大部分都装在主发动机之前，因此散热效果会受到影响，散热器内的水容易沸腾。配置时应考虑二者之间的距离，且冷凝器护风圈的间隙要小，以防止风量的损失。目前，以采用了在冷凝器前增设了风扇的方式，这样出增加风量外
11、，还是冷凝器的冷却不受汽车行驶速度的影响。它的驱动电源是蓄电池，一般冷凝器安装均采用竖置。制冷机组一般安装在驾驶室，这样就设法降低蒸发器和鼓风机出口的阻力，以减少风量损失并降低噪声。空调管道通常采用高压气液通用软管和低压气液通用软管，除考虑到防震外，既便于安装布置。三. 汽车空调系统的组成与工作原理汽车空调系统按其功能可分为制冷系统、暖风系统、通风系统、控制操纵系统和空气净化系统 5 个基本组成部分。(1)制冷系统：制冷系统是对乘室内空气或由外部进入乘室内的新鲜空气进行冷却，实现降低乘室内温度的目的。作为冷源的蒸发器，其温度低于空气的露点温度，因此，制冷系统还具有除湿和净化空气的作用。(2)暖
12、风系统：轿车的暖风系统一般是将发动机的冷却液引入乘室内加热器中，通过鼓风机将被加热的空气吹入乘室内，以提高乘室内空气的温度。同时还可以对前风窗玻璃进行除霜、除雾。(3)通风系统：通风一般分为自然通风和强制通风。自然通风是利用汽车行驶时，根据车外所产生的风压不同，在适当的地方，开设进风口和出风口来实现通风换气；强制通风是利用鼓风机强制地将外界空气引入乘室内，这种方式在汽车行驶时，常与自然通风一起工作。在通风系统中设置有空气处理室、送风道及风门等部件。(4)空气净化系统：空气净化系统一般由空气过滤器、出风口等组成，用以对引入乘室内的空气进行过滤，不断排出乘室内的污浊气体，保持乘室内空气清洁。(5)
13、控制系统：控制系统主要由电气元件、真空管路和操纵机构组成。主要用于对制冷、暖风系统的温度、压力进行控制以及对乘室内空气的温度、风量、流向进行操纵，完善空调系统的各项功能。在大、中型客车上，上述各系统通常独立安装并单独使用。如在车顶上安装 2 个或 3 个独立的强制换气扇用于乘室内通风换气，冬季用独立的燃油燃烧式加热器为乘室内供暖，而夏季则用专门的副发动机（空调发动机）驱动的独立式制冷系统为乘室内提供冷气。在小型客车和轿车上，则将上述各系统有机地结合在一起，组成同时具有制冷、暖风、通风、除湿、挡风玻璃除霜除雾等功能的冷、暖一体化的全空调系统。这种空调系统冷、暖、通风合用一只鼓风机和一套统一的操纵
14、机构，采用冷暖混合式调温和多种功能的送风口，使得整个空调系统总成数量减少、占用空间小、安装布置方便，且操作和调控简单、温湿度调节精度、出风口分布均匀、容易实现空调系统的自动化控制。3.1 制冷系统3.1.1 制冷系统的组成与工作原理汽车空调制冷系统都是采用 R134a（新型无氟环保制冷剂）为制冷的蒸汽压缩式循环系统，它主要由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、蒸发器、储液干燥器过滤器、冷却风扇和鼓风机的配风装置等组成。各部件之间采用铜管（或铝管）和高压橡胶管连接成一个密闭系统。如图 3-1 空调系统布置。制冷系统工作时，制冷剂以不同的状态在这个密闭系统内循环流动，每一循环需进行 4 个基本过程
15、：（1）压缩过程：压缩机将蒸发器低压侧（温度约为 0、气压约为 0.15MPa）的低温低压气态制冷剂压缩成高温（约 7080）、高压（约 1.5MPa）的气态制冷剂，送往冷凝器冷却降温。（2）冷凝过程：送往冷凝器的过热气态制冷剂，在温度高与外部温度很多时，向外散热进行热交换，制冷剂被冷凝成中温，压力约为 1.0Mpa1.2Mpa 的液态制冷剂。（3）膨胀过程：冷凝后的液态制冷剂经过膨胀阀使制冷剂流过空间体积增大，其压力和温度急剧下降，变成低温（约-5）、低压（约为 0.15MPa）的湿蒸汽，以便进入蒸发器中迅速吸热蒸发。在膨胀过程同时进行流量控制，以便供给蒸发器所需的制冷剂，从而达到控制温度的
16、目的。（3）蒸发过程：液态制冷剂通过膨胀阀变为低温低压的湿蒸气，流经蒸发器不断吸热汽化转变成低温（约为 0）、低压（约为 0.15MPa）的气态制冷剂，吸收乘室内空气的热量。从蒸发器流出的气态制冷剂又被吸入压缩机，增压后泵入冷凝器冷凝，进行制冷循环。制冷循环就是利用有限的制冷剂在封闭的制冷系统中，周而复始地将制冷剂压缩、冷凝、膨胀、蒸发，在蒸发器中吸热汽化，对乘室内空气进行制冷降温。3.2 暖风系统汽车空调暖风系统可分为独立式暖风系统和非独立式暖风系统两种类型。独立式暖风系统是利用柴油或煤油等燃料在一个专门的燃烧器内燃烧所产生的热量为乘室内提供暖气。其特点是供暖充气，不受汽车运行状态的影响，但
17、结构复杂，耗能多，故主要用于需要较大供暖量的大、中型客车上。非独立式暖风系统是利用发动机工作冷却液的余热（8095的热水）为乘室内提供暖气的，因此也称水暖式暖风系统。它具有结构简单、成本低、不耗能、操作维修方便等优点，虽供暖量较小（小于 29308kj/h），但对小型客车和轿车来说足以满足乘室内功暖的需要。缺点是供暖量受汽车发动机运转工况的影响较大。采暖交换器通过管路与发动机冷却系连通，并在采暖交换器的进水管路中设置一个控制阀门。当控制阀门处于开启状态时，在发动机运转过程中将有冷却液进入采暖交换器，使热交换器的温度升高，由电动机驱动的鼓风机将车内或车外冷空气强制吹过热交换器表面，使空气的温度升
18、高，高温空气通过通风管路送入车厢内，实现车厢内采暖和风窗玻璃除霜（驱霜）。电控单元通过控制水阀开度和鼓风机电动机转速对送风温度和送风量进行调节，达到控制采暖的目的。采暖交换器的结构与制冷装置中的蒸发器相似，多采用铝制管带式交换器。3.3 通风系统通风系统的作用是在汽车运行中从大气中引入一定量的新鲜空气，并将乘室内的污浊空气排放到大气中，保持车内新鲜空气流动，同时还可以防止风窗玻璃结霜。通风系统的通风方式一般有动压通风（自然通风）、强制通风和综合通风三种。动压通风也称自然通风，它是利用汽车行驶过程中车身外部产生的风压，在车身的正压区设置进气口，负压区开设排气口，使空气能够在车厢内进行流通。强制通
19、风是利用鼓风机强制将车外空气通过送风通道送入乘室内，进行通风换气。通常在备有冷暖气设备的汽车上大多采用通风、取暖和制冷的联合装置这些汽车上一般设有停止、自然通风、吸气、排气和循环 5 种功能。综合通风装置是指一辆汽车上同时采用动压通风和强制通风，根据需要可分别使用和同时使用。3.4 空气净化系统空气净化系统一般由空气过滤器、出风口等组成。空气净化系统的净化装置的作用是使车厢内空气保持清新洁净。空气净化方式有过滤式和静电集尘式两种，过滤式空气净化方式是在空调系统的进风口和回风口设置滤清器，具有结构简单、工作可靠的优点，但功能不全面。经典集尘式空气净化方式是在过滤器装置的基础上在增设一套静电除尘装
20、置，静电除尘装置通过辉光放电使空气中的尘埃粒子带电，将带电粒子吸附在集尘电集板上，并由灭菌灯发出紫外线，对吸附在集尘电集板上的尘埃进行照射，将其中的细菌杀死，除尘后的空气被强制通过活性炭过滤器，将其中的烟尘和臭味滤除。还可以由负离子发生器增加空气中负离子含量，使车内空气更加清新洁净。在一些高级轿车上，除了使用上面介绍的除尘方法外，还装用了负氧离子发生器，以增加车内空气清洁度，改善车内空气质量，提高舒适性，利于人体健康。3.5 汽车全自动空调系统全自动空调系统与半自动空调系统的主要区别在于全自动空调系统有自诊断功能，及计算机控制模块设置有检修时访问的故障代码。此外，全自动空调系统能不断地提供变化
21、的鼓风机转速信号，以间隔数秒调节一次的较高频率调整车内温度。尽管各种全自动空调系统的自动控制在许多方面有所不同，但所有设计都提供了车内温度和湿度控制，而不受车外温度及湿度的影响。通常，再温度为 2427，相对湿度为45%50%时，人感觉比较舒适。例如，如果设定温度为 24，不管车外的天气情况如何，自动控制系统将自动调节制冷量或制热量，保持车内的温度为 24，相对湿度为45%55%。全自动空调的自诊断功能是借助一个带有计算机芯片控制的子系统显示出状态信号的。这个信号（数字或字母）告诉维修人员什么部位发生了故障。全自动空调系统的操作控制部分由传感器、电脑控制单元以及执行元件组成。传感器作为信息采集装置，将制冷、车内外温度及其他有关信息输入到电脑控制单元中。电脑控制单元将获得的信息进行分析、处理，经“模/数”转换后以数字形式向执行装置发出控制信号，对车内的温度、湿度及空气的流通按照预选要求进行调节。调节的结果被反馈到电脑控制单元进行比较、分析、处理，然后在传递到执行装置，如此进行反复调节，直到达到预选要求为止。四.空调系统主要部件维护4.1.压缩机压缩机是通过皮带轮，由汽车发动机带动。吸进低压冷媒气体，并将其压缩后排入冷凝器。压缩机损坏可能由以下原因引起：被污染的机油物理损坏泄漏潮湿表现现象为：有噪音制冷能力下降空调系统整体故障更换压缩机一般需要清洗和检修整个系统4.2.冷凝器
