空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)故障診斷案例分析

陳琨，劉春梅

（湖南汽車(chē)工程職業(yè)學(xué)院，湖南株洲 412001）

空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)故障診斷案例分析

陳琨，劉春梅

（湖南汽車(chē)工程職業(yè)學(xué)院，湖南株洲 412001）

1 鼓風(fēng)機(jī)的高速擋不受控制

故障現(xiàn)象一輛2005年產(chǎn)的東風(fēng)日產(chǎn)藍(lán)鳥(niǎo)轎車(chē)，發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)為SR20DE，行駛了15萬(wàn)km。該車(chē)空調(diào)的鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)打到最高擋（HI擋）時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)。

故障分析鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)速通過(guò)改變加載在電動(dòng)機(jī)上的電壓來(lái)調(diào)節(jié)。其原理是通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)改變加入線路的電阻值，分擋位控制加載電壓。手動(dòng)空調(diào)是使用電阻來(lái)改變加載電壓；與手動(dòng)空調(diào)不同，自動(dòng)空調(diào)是利用功率三極管無(wú)級(jí)地改變風(fēng)速。常見(jiàn)鼓風(fēng)機(jī)控制電路如圖1所示。

圖1 常見(jiàn)鼓風(fēng)機(jī)控制電路

不管是哪種情況，在HI擋時(shí)，線路都不通過(guò)電阻和三極管，直接將蓄電池電壓加在鼓風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)上。因此，將鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)打到HI擋時(shí)，觀察鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)不轉(zhuǎn)，可以判斷電機(jī)和控制電路有故障。

故障診斷根據(jù)前面的分析，將鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)速開(kāi)關(guān)打到HI擋位置，鼓風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)，說(shuō)明控制線路和鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)有故障。于是，檢查故障是出在線路上還是在電動(dòng)機(jī)本體上。查閱該車(chē)維修手冊(cè)，找到圖2所示的電路。將A／C自動(dòng)放大器的端子34號(hào)搭鐵，鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)立即旋轉(zhuǎn)起來(lái)，說(shuō)明電路和電機(jī)都沒(méi)有問(wèn)題。那么，問(wèn)題應(yīng)在鼓風(fēng)機(jī)控制部分。經(jīng)過(guò)檢查整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的電路圖，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)HI繼電器。查閱廠家的說(shuō)明書(shū)，原來(lái)該車(chē)自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)控制已不是功率三極管，而是含有MOS-FET功率場(chǎng)效應(yīng)管的調(diào)速模塊。

圖2 日產(chǎn)藍(lán)鳥(niǎo)鼓風(fēng)機(jī)控制電路圖

MOS-FET全稱(chēng)為Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，即金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。一般的晶體管是通過(guò)電流進(jìn)行控制，而MOS-FET管則是通過(guò)電壓進(jìn)行控制。三極管的電極為E（發(fā)射極）、C（集電極）、B（基極），而MOS-FET管的電極稱(chēng)為S（源極）、D（漏極）、G（柵極）。當(dāng)漏極電源電壓UD一定時(shí)，如果柵極電壓負(fù)值越低，PN結(jié)交界面所形成的耗盡區(qū)就越厚，則漏、源極之間導(dǎo)電的溝道越窄，漏極電流ID就愈小；反之則溝道變寬，ID變大，所以用柵極電壓UG可以控制漏極電流ID的變化。調(diào)速模塊控制電路見(jiàn)圖3。

圖3 調(diào)速模塊控制電路圖

當(dāng)MOS-FET管工作在可變電阻區(qū)時(shí)，UDS（漏極電壓）比較小，溝通電阻隨柵極電壓UGSS而改變。當(dāng)柵極電壓UGS一定時(shí)，溝通電阻為定值，漏極電流ID隨UDS近似線性增大；當(dāng)UGS＜UP（夾斷電壓）時(shí)，漏源極間電阻很大，MOS-FET管處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)UGS=0時(shí)，漏源極間電阻很小，MOS管處于導(dǎo)通狀態(tài)，ID=IDSS（飽和漏源電流）。這一特性使MOS-FET管具有開(kāi)關(guān)作用。因此，當(dāng)使用MOS-FET管控制鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)速時(shí)，就不需要HI繼電器了。

于是，檢查鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速模塊。將電壓表置于調(diào)速模塊的2-3號(hào)端子上（圖3），接通鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)，從最小到最大調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)位置，電壓表指示電壓在2～10V之間變化（標(biāo)準(zhǔn)為0～12V），說(shuō)明調(diào)速模塊已損壞。

故障排除更換調(diào)速模塊，將鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)置HI擋，鼓風(fēng)機(jī)正常工作。

2 空調(diào)的壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)都不工作

故障現(xiàn)象一輛2003年的廣州本田奧德賽轎車(chē)，發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)是K24A，行駛里程11萬(wàn)km，空調(diào)系統(tǒng)為雙區(qū)空調(diào)。接通空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)，完全沒(méi)有風(fēng)出來(lái)，按壓A／C開(kāi)關(guān)，壓縮機(jī)的電磁離合器也不工作。

故障分析查閱該車(chē)鼓風(fēng)機(jī)回路電路圖（圖4），了解到該車(chē)使用調(diào)速模塊對(duì)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行無(wú)級(jí)控制。

圖4 廣州本田奧德賽轎車(chē)鼓風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)回路

調(diào)速模塊有4個(gè)端子，端子1號(hào)是鼓風(fēng)機(jī)PWM（脈寬調(diào)制器）控制信號(hào)端子；端子2號(hào)是調(diào)速模塊的搭鐵端子；端子3號(hào)是空調(diào)控制單元監(jiān)控鼓風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)狀況的端子，即控制反饋信號(hào)端子，當(dāng)電壓值為蓄電池電壓或0時(shí)（圖5），判斷鼓風(fēng)機(jī)沒(méi)有正常旋轉(zhuǎn)，目的是為了防止蒸發(fā)器表面結(jié)冰，同時(shí)也停止給電磁離合器供電；端子4號(hào)是鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)負(fù)極控制端子。

故障診斷首先對(duì)鼓風(fēng)機(jī)的電源進(jìn)行檢查。測(cè)量端子4號(hào)的電壓，為蓄電池電壓，說(shuō)明鼓風(fēng)機(jī)電源正常；再測(cè)量端子3號(hào)也為蓄電池電壓，說(shuō)明鼓風(fēng)機(jī)沒(méi)有旋轉(zhuǎn)；測(cè)量端子1號(hào)也為蓄電池電壓，說(shuō)明調(diào)速模塊沒(méi)有工作。

圖5 鼓風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度與端子電壓的關(guān)系

斷開(kāi)調(diào)速模塊的插頭，使用裝有30A熔斷絲的跨接線，短接端子4和2，鼓風(fēng)機(jī)快速旋轉(zhuǎn)，壓縮機(jī)電磁離合器也動(dòng)作，判斷調(diào)速模塊斷路故障。

故障排除更換調(diào)速模塊后，所有的功能都正常。因?yàn)閼岩煽照{(diào)濾清器長(zhǎng)期沒(méi)有更換，從而造成風(fēng)量下降，調(diào)速模塊不能充分冷卻，過(guò)熱而燒壞，所以在更換調(diào)速模塊的同時(shí)，也將空調(diào)濾清器更換。

3 開(kāi)空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)

故障現(xiàn)象一輛2009年的東風(fēng)日產(chǎn)陽(yáng)光轎車(chē)，發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)是HR15，行駛里程9萬(wàn)km。接通空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)，鼓風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)。

故障分析查詢(xún)維修手冊(cè)，該車(chē)空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)速控制為一個(gè)8插頭的調(diào)速模塊，如圖6所示。端子1號(hào)是調(diào)速模塊搭鐵；端子6號(hào)是鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)控制；端子7號(hào)是鼓風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)狀況監(jiān)控；8號(hào)端子是空調(diào)控制單元PWM信號(hào)。

圖6 日產(chǎn)陽(yáng)光鼓風(fēng)機(jī)的控制回路

故障診斷與排除首先按工作順序檢查電機(jī)電源供給情況，正常。在電機(jī)輸出端用裝有30A熔斷絲的跨接線搭鐵，鼓風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，判斷電機(jī)正常。

接下來(lái)測(cè)量調(diào)速模塊的端子8號(hào)的電壓，為蓄電池電壓。根據(jù)第1章故障分析可知，控制信號(hào)搭鐵，使UGS=0時(shí)，漏源極間電阻很小，MOS管處于導(dǎo)通狀態(tài)，鼓風(fēng)機(jī)會(huì)以最高速度動(dòng)作。于是，使端子8號(hào)搭鐵，鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)不轉(zhuǎn)，可以判斷是調(diào)速模塊的故障，需要更換。

4 總結(jié)

1）鼓風(fēng)機(jī)控制有3種方式：分壓電阻式、功率三極管式和調(diào)速模塊式。分壓電阻式用于手動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)；功率三極管式和調(diào)速模塊式用于自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)。功率三極管通過(guò)PWM控制三極管的功率輸出變化，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，最高轉(zhuǎn)速由高速繼電器來(lái)控制，因此可以通過(guò)有無(wú)高速繼電器來(lái)判斷是否是功率三極管控制式。調(diào)速模塊式用于自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)中，空調(diào)工作時(shí)，空調(diào)控制單元根據(jù)程序設(shè)置和車(chē)內(nèi)反饋信號(hào)發(fā)指令調(diào)節(jié)PWM的占空比，經(jīng)光耦隔離轉(zhuǎn)換，用功率場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）作為主開(kāi)關(guān)元件，通過(guò)改變開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通方式及通斷比來(lái)改變輸出電壓的大小，從而調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。通過(guò)調(diào)查常見(jiàn)汽車(chē)自動(dòng)空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)控制方式（表2），可知從2007年左右開(kāi)始，大部分汽車(chē)自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)采用調(diào)速模塊（含功率場(chǎng)效應(yīng)管）的方式控制鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)速。

2）診斷鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速模塊的故障時(shí)，先找到電機(jī)輸出端，用裝有30A熔斷絲的跨接線使其搭鐵，判斷鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)和線路是否有故障；再找到調(diào)速模塊上的控制單元輸出信號(hào)端子，使其搭鐵，通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)情況判斷調(diào)速模塊是否有故障。

U463.851

B

1003－8639（2016）08－0063－02

2015-12-01；

2015-12-16