江淮車系自動空調(diào)工作原理及常見故障診斷

周　革，盧　強（.國家汽車零部件產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，安徽 蕪湖　4000；.江淮汽車乘用車營銷公司，安徽 合肥　3060）

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江淮車系自動空調(diào)工作原理及常見故障診斷

周革1，盧強2
（1.國家汽車零部件產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，安徽 蕪湖241000；2.江淮汽車乘用車營銷公司，安徽 合肥230601）

汽車空調(diào)系統(tǒng)是實現(xiàn)對車廂內(nèi)空氣進行制冷、加熱、換氣和空氣凈化的裝置［1］。自動空調(diào)在傳統(tǒng)的手動空調(diào)基礎(chǔ)上，加裝檢測車內(nèi)、車外、太陽輻射和蒸發(fā)箱溫度變化的傳感器，感知室外溫度、日照量、蒸發(fā)器出風(fēng)溫度及車內(nèi)溫度，使空調(diào)控制器自動切換出風(fēng)量、壓縮機開關(guān)、空氣吸氣口等動作，并具有自我檢測診斷功能。

自動空調(diào)傳感器多，控制邏輯精確，售后維修難度也相應(yīng)增大，目前江淮乘用車車系 （包括瑞風(fēng)、瑞鷹、賓悅、和悅、M5、S5、S3等）均配置了自動空調(diào)［2］，本文介紹其結(jié)構(gòu)原理與典型故障案例，便于市場技術(shù)服務(wù)工作。

1　江淮車系自動空調(diào)工作原理

五大傳感器把信號輸給空調(diào)控制器，控制各執(zhí)行電機，同時空調(diào)請求A／C信號通過三元壓力開關(guān)輸給發(fā)動機ECU，ECU控制空調(diào)壓縮機繼電器與冷凝風(fēng)扇繼電器，從而執(zhí)行壓縮機電磁離合器的工作與冷凝風(fēng)扇工作。系統(tǒng)各部件控制如圖1所示［3］。

1．1自動空調(diào)系統(tǒng)各部件功能

1）車內(nèi)溫度傳感器把車內(nèi)的溫度信號發(fā)送給ECU，使出風(fēng)溫度和風(fēng)量滿足設(shè)定值，安裝在駕駛員右腳旁。

2）車外溫度傳感器感知外界環(huán)境溫度，安裝在車輛前格柵內(nèi)部。

3）陽光溫度傳感器根據(jù)日照量轉(zhuǎn)換成電流傳給ECU，據(jù)此判斷調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，安裝在儀表臺上部。

4）蒸發(fā)器溫度傳感器感知蒸發(fā)器芯體溫度，防止蒸發(fā)器結(jié)冰，安裝在蒸發(fā)箱芯體表面。

5）模式風(fēng)門電機受ECU模式開關(guān)信號的控制，且電機運動時位置信號反饋給ECU。

圖1　江淮乘用車自動空調(diào)系統(tǒng)電器部件控制圖

6）溫度風(fēng)門電機受ECU溫度開關(guān)的信號控制，驅(qū)動冷熱風(fēng)門，具有位置反饋功能。

7）新風(fēng)門電機驅(qū)動內(nèi)外循環(huán)風(fēng)門，無位置反饋。

8）三元壓力開關(guān)判斷系統(tǒng)管路中的冷媒壓力，開啟和關(guān)閉壓力開關(guān)觸點，控制空調(diào)面板輸入給發(fā)動機ECU的信號，ECU控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。

9）鼓風(fēng)機調(diào)速控制采用大功率三極管，空調(diào)ECU輸出信號控制大功率三極管基極的電流，從而控制大功率三極管的集電極電壓，來調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機的速度，手動調(diào)節(jié)時有7個擋位。

1．2自動空調(diào)系統(tǒng)各部件控制邏輯

1）空調(diào)壓縮機控制邏輯：自動空調(diào)通過空調(diào)控制面板接收車內(nèi)、車外溫度和太陽輻射信號，根據(jù)駕駛員設(shè)置的溫度自動調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速和空氣溫度，從而將車內(nèi)溫度保持在設(shè)定的溫度上。

2）冷凝風(fēng)扇控制邏輯：點火開關(guān)ON擋時，開啟空調(diào)AUTO開關(guān)，空調(diào)控制器 （空調(diào)面板）插件A／C端

子輸出高電平12V，通過三元壓力開關(guān)輸入至發(fā)動機ECU，ECU根據(jù)發(fā)動機水溫、負(fù)荷情況，判斷是否接通空調(diào)壓縮機繼電器；ECU同時控制冷凝風(fēng)扇開始工作，并根據(jù)空調(diào)管路中冷媒壓力與發(fā)動機水溫變化，對冷凝器風(fēng)扇與散熱器風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速進行控制 （共有低速和高速兩個擋位）。

3）傳感器、執(zhí)行元件與空調(diào)面板控制邏輯：每個傳感器獨立將信號傳送到空調(diào)控制器，控制器根據(jù)預(yù)先編程識別信號，控制壓縮機開啟，并通過駕駛員設(shè)定的溫度、室外溫度、陽光強度自動調(diào)整空調(diào)鼓風(fēng)機的風(fēng)量和吹風(fēng)模式，使車內(nèi)的溫度濕度保持在設(shè)定的模式。

1．3自動空調(diào)系統(tǒng)控制方式特征

1）室溫自動調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度隨車速、室外溫度、日照量、乘車人員等變化，控制單位溫度設(shè)定開關(guān)，調(diào)節(jié)溫度。

2）冷暖風(fēng)最大功能自動開關(guān)AUTO鍵設(shè)定溫度按鈕放在最大值 （低或高）時，運行的是最大冷暖風(fēng)量。這時運行的是最大風(fēng)量，吸氣口是冷風(fēng)內(nèi)氣／暖風(fēng)口外氣，出風(fēng)口是冷風(fēng)口出風(fēng)／暖風(fēng)口腳出風(fēng)，壓縮機冷風(fēng)口是強制開啟、暖風(fēng)口強制關(guān)閉。

3）風(fēng)量自動控制AUTO啟動時根據(jù)溫度節(jié)氣閥的位置變化，連續(xù)地線性控制。風(fēng)量出風(fēng)口根據(jù)出風(fēng)溫度變化，自動切換到出風(fēng)、吹臉、吹腳風(fēng)。

4）壓縮機控制AUTO啟動時根據(jù)設(shè)定溫度值，為了維持車內(nèi)溫度，自動控制壓縮機的開關(guān)。

5）空氣吸氣口控制AUTO開啟時空氣吸氣口根據(jù)外部溫度變化，自動切換到內(nèi)外循環(huán)模式。

6）冷風(fēng)機動控制夏季車內(nèi)溫度較高，為了防止暖風(fēng)短時間內(nèi)大量排出，把風(fēng)量強制固定在最低位置，直到蒸發(fā)器冷卻。蒸發(fā)器冷卻以后風(fēng)量從最低點增加到自動風(fēng)量。

7）暖風(fēng)機動控制冬季車內(nèi)溫度低時，為了防止冷風(fēng)短時間內(nèi)大量排出，把風(fēng)量強制固定在最低點，水溫上升后風(fēng)量逐漸從最低點增加到自動風(fēng)量，風(fēng)量出風(fēng)口從除霜轉(zhuǎn)換到腳出風(fēng)模式。

8）日照強度控制日照感應(yīng)器上采用了圖像二極管，AUTO啟動時準(zhǔn)確地衡量日照量，對出風(fēng)量進行調(diào)整。

9）除霜風(fēng)口控制操作除霜開關(guān)時空氣吸氣口被固定在外循環(huán)模式，使壓縮機強制工作，以便除去前風(fēng)窗玻璃的霜。

10）關(guān)閉開關(guān)時記憶模式發(fā)動機熄火后，車門都關(guān)閉時記住關(guān)閉前所有模式，再啟動時自動選擇并啟動記憶中的模式。

11）自行診斷功能根據(jù)規(guī)定的開關(guān)操作進行自行診斷，顯示系統(tǒng)的正常與否。①數(shù)據(jù)表示方法是隔0.5s點／滅故障代碼，但故障類別或小周期區(qū)分區(qū)間以1 s間隔點／滅，點／滅故障代碼連續(xù)2次。②數(shù)值表示方法，故障代碼含義查詢見表1。

表1　JAC乘用車自動空調(diào)故障代碼

2　常見故障與診斷排除

2．1自診斷功能

江淮乘用車系配置的自動空調(diào)均具有自診斷功能，當(dāng)空調(diào)面板檢測到傳感器或執(zhí)行元件信號異常，自診斷系統(tǒng)以故障代碼形式存儲起來，只需按下空調(diào)面板指定鍵，就可以順利讀取故障代碼。

1）江淮車系轎車類產(chǎn)品的和悅、賓悅自動空調(diào)系統(tǒng)自診斷方法如圖2所示。

圖2　JAC轎車自動空調(diào)自診斷操作步驟

2）江淮車系MPV類產(chǎn)品的瑞風(fēng)祥和自動空調(diào)系統(tǒng)自診斷方法：在按AUTO鍵的狀態(tài)下2 s內(nèi)連續(xù)按除霜鍵4次；瑞風(fēng)和暢M5自動空調(diào)系統(tǒng)自診斷方法：在按AUTO鍵的狀態(tài)下2s內(nèi)連續(xù)按REAR鍵4次。

3）江淮車系SUV類產(chǎn)品的S5、S3、瑞鷹的空調(diào)系統(tǒng)自診斷方法：在按AUTO鍵的狀態(tài)下2s內(nèi)連續(xù)按OFF 鍵4次。

所有上述車型配置的自動空調(diào)系統(tǒng)在傳感元件出現(xiàn)故障情況下，會自動默認(rèn)到系統(tǒng)保護功能，如表2所示。

表2　JAC乘用車自動空調(diào)短路或斷路故障保護功能

其中車速傳感器及冷卻水溫傳感器故障時，冷卻風(fēng)扇默認(rèn)高速擋運行。冷卻水溫度控制空調(diào)壓縮機關(guān)閉／開啟的條件：默認(rèn)為115℃時斷開空調(diào)壓縮機、108℃時接通空調(diào)壓縮機。

2.2故障案例

2.2.1空調(diào)不制冷，蒸發(fā)器表面結(jié)冰

故障現(xiàn)象一輛江淮和悅轎車，行駛里程5 600 km，型號HFC7150B1F，出廠日期2014年5月。客戶反映跑高速時，空調(diào)開啟約2h左右，鼓風(fēng)機出風(fēng)量會越來越小，最后完全不制冷了；等一段時間后出風(fēng)口風(fēng)量又慢慢變大，約20min后壓縮機又開始工作，空調(diào)使用效果斷斷續(xù)續(xù)，極為不便。

故障排除路試故障重現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)此時空調(diào)低壓管路已結(jié)冰，利用萬用表檢測三元壓力開關(guān)信號已斷開，所以壓縮機停止工作。什么原因?qū)е碌蛪汗苈方Y(jié)冰呢？首先進行自診斷檢查，空調(diào)控制面板顯示“00”，說明系統(tǒng)各傳感器及執(zhí)行元件無斷路或短路等現(xiàn)象；進一步檢測空調(diào)冷媒壓力，低壓0.2MPa、高壓1.9MPa，正常。初步判定可能原因與膨脹閥、蒸發(fā)箱有關(guān)聯(lián)，檢查該車空調(diào)膨脹閥，發(fā)現(xiàn)該車膨脹閥調(diào)節(jié)螺栓比正常狀態(tài)要松，造成膨脹閥開度過大，懷疑是長時間運行后導(dǎo)致空調(diào)低壓管過冷結(jié)冰。包括和悅在內(nèi)的JAC乘用車自動空調(diào)系統(tǒng)均采用H型膨脹閥，安裝在蒸發(fā)器入口處，能大范圍地調(diào)節(jié)制冷劑循環(huán)總量，所以對照新件膨脹閥調(diào)節(jié)螺栓的深度進行調(diào)整，從車身下部往上順時針調(diào)整180°（圖3）。處理后試車，空調(diào)面板設(shè)定在最低溫度，經(jīng)長時間高速行駛故障又再次出現(xiàn)，至此現(xiàn)場排查陷入困境。

回過頭來仔細(xì)分析故障重現(xiàn)環(huán)境，當(dāng)?shù)卣敲酚昙竟?jié)，外部濕度較大，空調(diào)在車輛高速行駛連續(xù)工作后，蒸發(fā)器表面會逐漸結(jié)霜，當(dāng)結(jié)霜面積達(dá)到一定程度而化霜來不及時，最終導(dǎo)致出風(fēng)口風(fēng)量變小。仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)該車蒸發(fā)器溫度傳感器已從蒸發(fā)器翅片中脫落，重現(xiàn)插入固定（圖4），空調(diào)工作一切正常，故障排除。

圖3　H型膨脹閥調(diào)整方法

圖4　蒸發(fā)箱溫度傳感器檢查

故障總結(jié)自動空調(diào)蒸發(fā)器除霜溫度點一般為1～ 4℃。外界濕度較大情況下，長時間使用空調(diào)，蒸發(fā)器芯體表面會結(jié)霜，嚴(yán)重情況下會發(fā)展成結(jié)冰，導(dǎo)致出風(fēng)口風(fēng)量逐漸變小，出風(fēng)口溫度上升，有時產(chǎn)生一種焦糊味，過一會消失。檢查此現(xiàn)象時，在發(fā)現(xiàn)發(fā)動機艙空調(diào)低壓管路上結(jié)霜后［4］，一般以為空調(diào)膨脹閥或冷媒問題，而忽略HVAC中蒸發(fā)器溫度傳感器的檢查。針對蒸發(fā)箱溫度傳感器可能發(fā)生的脫落隱患與蒸發(fā)器結(jié)冰現(xiàn)象，廠家已下發(fā)技術(shù)通報案例，從貼片式固定方式整改為插入翅片3cm方式，并對空調(diào)控制器內(nèi)部程序進行優(yōu)化，保障自動空調(diào)工作可靠性［5］。

2.2.2空調(diào)不制冷，控制面板顯示室外溫度在-5℃

故障現(xiàn)象一輛瑞鷹SUV，行駛里程35 000 km，型號HFC7200EF，出廠日期2013年8月。客戶反映節(jié)假日出行回來后，發(fā)現(xiàn)空調(diào)使用不正常了。開啟A／C后，不制冷，空調(diào)面板顯示的室外溫度總是在-5℃。

故障排除車輛試車故障現(xiàn)象屬實，進行自診斷檢查，空調(diào)控制面板顯示 “12”故障代碼，說明車外溫度傳感器存在問題，仔細(xì)檢查車外溫度傳感器及插件，發(fā)現(xiàn)該傳感器插接件里面有水跡。故障點為車外溫度傳感器插接件進水。吹干插件重新緊固 （圖5），并利用蛇膠加固密封，重新測量電壓為2.1V，與實際溫度相符。試車，故障排除。

故障總結(jié)車外溫度傳感器斷路情況下，自動空調(diào)會默認(rèn)車外溫度為25℃，但不強制中斷A／C信號輸出。由于該插件進水處于 “似通非通”狀態(tài)，空調(diào)控制器仍按照傳感器線路反饋回來的電壓值進行判定輸出，根據(jù)車外傳感器規(guī)格表，電壓值4.5～4.9V時，對應(yīng)溫度為-20～-30℃，此時空調(diào)系統(tǒng)就會強制中斷A／C信號輸出。

圖5　車外溫度傳感器檢查

2.2.3空調(diào)不制冷，熱車工況下無法開啟壓縮機

故障現(xiàn)象 一輛江淮瑞風(fēng)商務(wù)車行駛里程86 000 km，型號HFC6500A3C7V，出廠日期2015年3月?？蛻舴答伬滠囬_空調(diào)能正常工作，但當(dāng)水溫上升到91～95℃左右，空調(diào)壓縮機不工作，無冷風(fēng)；只要水溫降到80℃左右，壓縮機又可以恢復(fù)工作，冷風(fēng)又正常了。

故障排除首先檢查水溫傳感器及線路，正常；再檢查冷凝風(fēng)扇與散熱器風(fēng)扇高低速，運行正常；進一步通過自診斷功能檢查，空調(diào)面板顯示 “00”，說明無故障代碼。

利用X-431診斷儀進入發(fā)動機ECU，查看數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)空調(diào)壓縮機請求信號和壓縮機離合器接通信號均顯示 “否”，說明ECU未接收到A／C請求信號，故障點在A／C信號輸出線路中；進一步測量空調(diào)面板A／C信號，輸出針腳電壓為12V，說明空調(diào)面板已發(fā)出壓縮機工作指令；再測量三元壓力開關(guān)，空調(diào)面板到壓力開關(guān)線路導(dǎo)通，但電壓為10.2 V，疑是線路電壓存在衰減。臨時短接空調(diào)面板A／C信號輸出針腳至ECU，試車，水溫上升至95℃后，空調(diào)仍能正常工作，檢測此時ECU端信號電壓為12V，正?！，F(xiàn)空調(diào)壓縮機請求信號和壓縮機離合器接通信號均顯示 “否”，所以判斷為發(fā)動機線束接觸不良。更換控制線束后，試車故障排除。

參考文獻：

［1］張增霞.現(xiàn)代汽車空調(diào)系統(tǒng)的基本組成類型及常見問題分析［J］.黑龍江科技信息，2012（12）：54.

［2］江淮汽車公司.2014和悅維修手冊增補版［Z］.2014.

［3］江淮汽車公司.乘用車技術(shù)培訓(xùn)教材［Z］.2013.

［4］韓亞芹，魏垂浩.北京現(xiàn)代悅動全自動空調(diào)故障診斷1例［J］.汽車電器，2015（6）：49，54.

［5］江淮汽車公司.和悅轎車空調(diào)蒸發(fā)器結(jié)冰技術(shù)通報案例［Z］.2014.

（編輯文珍）

中圖分類號：U463.851

文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1003－8639（2016）05－0073－04

收稿日期：2015-10-14；修回日期：2015-11-02

作者簡介：周革 （1983-），男，碩士，工程師，主要從事汽車零部件產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)及檢測技術(shù)研究；盧強 （1971-），男，碩士，工程師，主要從事車輛維修技術(shù)與檢測研究。