汽車空調(diào)系統(tǒng)的制冷原理及維修保養(yǎng)措施分析

趙肖斌

摘 要：本文介紹了汽車空調(diào)系統(tǒng)制冷原理與基本構(gòu)成，通過感官檢查與儀表檢查，進(jìn)一步說明汽車空調(diào)系統(tǒng)故障檢查方式類型。同時(shí)，圍繞汽車空調(diào)中的關(guān)鍵性制冷零部件故障，總結(jié)其中原因，包括空調(diào)電磁離合器故障診斷、空調(diào)壓縮機(jī)缸體故障診斷、冷凝器故障診斷、蒸發(fā)器與溫度傳感器故障診斷、膨脹閥故障診斷、壓力開關(guān)故障診斷等，并提出相應(yīng)的維修保養(yǎng)措施，以期促使汽車空調(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：汽車;空調(diào)系統(tǒng);制冷原理

中圖分類號(hào)：U463 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）21-0046-02

0 引言

汽車空調(diào)系統(tǒng)利用人工制冷與采暖的方式，實(shí)現(xiàn)車內(nèi)溫度、濕度、氣流速度、潔凈度的有效調(diào)節(jié)，有利于構(gòu)建清新的車內(nèi)環(huán)境，提高用戶舒適度。特殊天氣情況下，空調(diào)系統(tǒng)還可除去汽車上的霧氣、霜雪，維護(hù)汽車內(nèi)人員身體健康，提升車輛行駛安全性。汽車空調(diào)系統(tǒng)主要由制冷、取暖、通風(fēng)裝置構(gòu)成，由于受到汽車動(dòng)力系統(tǒng)及其他因素影響，維修工作難度大。

1 汽車空調(diào)系統(tǒng)的基本構(gòu)成

汽車空調(diào)系統(tǒng)分為自動(dòng)空調(diào)與手動(dòng)空調(diào)兩種，二者在機(jī)械裝置上大體相似。自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)是在手動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)基礎(chǔ)上加以改造的，借助傳感器、程序裝置、控制模板、電動(dòng)機(jī)組成執(zhí)行機(jī)構(gòu)。汽車駕駛?cè)藛T利用系統(tǒng)控制單元按鍵，合理設(shè)置制冷溫度、鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，通過傳感器處理可隨時(shí)查看車內(nèi)空氣溫度、濕度，能夠滿足駕駛者需要。

汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)包括：壓縮機(jī)，負(fù)責(zé)將低氣壓氣體轉(zhuǎn)換為高氣壓氣體;冷凝器，負(fù)責(zé)將氣體與蒸汽轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w;儲(chǔ)液器，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)液體;膨脹閥，是整個(gè)系統(tǒng)的重要組成部分;蒸發(fā)器，負(fù)責(zé)與外部空氣實(shí)行熱交換。除了上述部件外，汽車空調(diào)系統(tǒng)還包括風(fēng)機(jī)、管路、控制部[1]。

汽車空調(diào)系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際需要，調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣濕度、溫度、噪音、清潔度等重要參數(shù)，將其控制在合理范圍內(nèi)。制冷裝置有利于車內(nèi)及車外空氣的冷卻、除濕，將車內(nèi)空氣調(diào)整為舒適狀態(tài);暖風(fēng)裝置的作用在于車內(nèi)及車外空氣的加熱，便于供暖與除霜;加濕裝置作用為對(duì)車內(nèi)空氣實(shí)施加濕處理，維持車內(nèi)空氣濕度;空氣凈化裝置作用為消除車內(nèi)空氣異味、灰塵、有毒氣體，為車內(nèi)人員創(chuàng)造一個(gè)清新環(huán)境。

2 汽車空調(diào)系統(tǒng)的制冷原理

空調(diào)制冷系統(tǒng)采用壓縮機(jī)為氣體制冷劑提供一定壓力，據(jù)此提升溫度，加快制冷劑液化速度。氣體制冷劑進(jìn)入冷凝器，相應(yīng)部件開始運(yùn)行，幫助制冷劑在持續(xù)散熱的同時(shí)，進(jìn)一步液化。液化后的冷凝劑中通常含有雜質(zhì)及水分，此時(shí)，干燥罐發(fā)揮其作用，能夠有效清除其中存在的雜質(zhì)與水分，并存有少數(shù)制冷劑，便于后續(xù)使用。制冷劑傳入膨脹閥轉(zhuǎn)變?yōu)殪F態(tài)，后進(jìn)入蒸發(fā)器。借助蒸發(fā)器實(shí)現(xiàn)制冷劑的有效降壓，加快其蒸發(fā)氣化，在此過程中，制冷劑勢(shì)必要吸收大量熱量，借助蒸發(fā)器的風(fēng)扇，將其產(chǎn)生的冷空氣不斷傳輸至車內(nèi)。據(jù)此，車內(nèi)溫度開始降低，在最后階段，制冷劑重新返回壓縮機(jī)，再次循環(huán)上述運(yùn)行流程。

3 汽車空調(diào)系統(tǒng)故障檢查方式

3.1 感官檢查

感官檢查指的是利用人體感覺器官，圍繞某物品質(zhì)量、應(yīng)用性能、適用性與實(shí)用性實(shí)施評(píng)價(jià)，此方式呈現(xiàn)直觀性特征，通過對(duì)檢查壓縮機(jī)的傳送帶的檢查，根據(jù)其斷裂情況、內(nèi)部噪音大小及壓縮機(jī)離合是否存在打滑現(xiàn)象來判斷。壓縮機(jī)如若處于正常運(yùn)行狀態(tài)，可查看冷凝器散熱片完整度，兼顧風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)效果判定是否有運(yùn)行故障。如若同樣正常，可從鼓風(fēng)機(jī)中風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)及制冷劑含量入手。假如上述環(huán)節(jié)全部無問題，應(yīng)該查看暖通閥、熱控風(fēng)閥等處是否關(guān)閉。

3.2 儀表檢查

采用感官檢查方式無法準(zhǔn)確判定故障時(shí)，可繼續(xù)借助儀表檢查的方式來解決。儀表檢查法涉及到相應(yīng)的檢測(cè)工具，最為常見的就是壓力表。首先關(guān)閉該壓力表高壓與低壓端口開關(guān)，其次適量融入冷凝劑，最后將其與壓縮機(jī)連通，保證連通管中的剩余空氣能夠全部流出。

儀表連接完成后，實(shí)施下一步判定。故障排定依據(jù)一般包括以下幾種情況：（1）高壓位置與低壓位置處的壓力表，數(shù)值較低，則產(chǎn)生原因?yàn)橹评溲h(huán)系統(tǒng)漏氣、制冷劑不夠;（2）檢查低壓表及高壓表指數(shù)，假如低壓表處于負(fù)壓狀態(tài)，而高壓表較低，則產(chǎn)生原因?yàn)榕蛎涢y、低壓管堵塞;（3）收集高壓側(cè)壓力表與低壓側(cè)壓力表數(shù)值，將其與特定標(biāo)準(zhǔn)值仔細(xì)比對(duì)，如若二者相差甚遠(yuǎn)，現(xiàn)有數(shù)值高出標(biāo)準(zhǔn)值，則產(chǎn)生原因?yàn)橹评鋭┻^多;（4）注意壓力值表的波動(dòng)變化，產(chǎn)生原因可能為干燥器飽和不當(dāng)、制冷劑過于潮濕;（5）根據(jù)高低壓壓力來進(jìn)行判斷，假設(shè)高壓側(cè)壓力低，而低壓側(cè)壓力高，則產(chǎn)生原因?yàn)閴嚎s機(jī)無法正常運(yùn)行;（6）高低壓側(cè)相應(yīng)數(shù)值均處于高值狀態(tài)，產(chǎn)生原因可能是膨脹閥故障、制冷系統(tǒng)內(nèi)部存有空氣[2]。

4 汽車空調(diào)系統(tǒng)故障及維修保養(yǎng)措施

4.1 常見故障

4.1.1 制冷故障

通過對(duì)汽車空調(diào)系統(tǒng)故障分析可知，其制冷故障通常分為四種：（1）制冷劑泄漏。確定制冷劑泄漏后，使用者應(yīng)查明漏點(diǎn)，修復(fù)完成后實(shí)施抽真空、灌入冷凝劑步驟;（2）壓縮機(jī)故障。例如，壓縮機(jī)卡死、進(jìn)排氣閥損壞、壓縮機(jī)缸、壓縮機(jī)墊竄氣，難以保證空調(diào)系統(tǒng)正常壓縮制冷液，阻礙了汽車空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在查明故障原因的基礎(chǔ)上，可借助壓力表判斷出進(jìn)氣口、排氣口實(shí)際壓力值，及其壓力值差異大小，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下的壓力變化通常不太明顯，壓縮機(jī)進(jìn)排氣管溫度差異小，故障一旦產(chǎn)生，使用者應(yīng)及時(shí)更換新型壓縮機(jī);（3）空氣冷卻程度不夠的情況下裝置將其輸送。安全閥內(nèi)濕氣處于凝結(jié)狀態(tài)，壓縮機(jī)則無法順利輸送制冷劑，據(jù)此需優(yōu)化或更換干燥器，還可采用系統(tǒng)真空處理，重新填入制冷劑的方法;（4）制冷系統(tǒng)中制冷液數(shù)量少，或根本不存在制冷液。無制冷液引發(fā)的制冷系統(tǒng)失效，應(yīng)首先明確泄漏點(diǎn)，修復(fù)成功后二次真空處理，同時(shí)向其灌注制冷液。

例如，針對(duì)大眾汽車而言，大眾汽車空調(diào)系統(tǒng)正常壓力值為2至3MPa，高壓管路正常壓力值為10至15MPa。至于電氣部分，需在發(fā)動(dòng)機(jī)水溫正常的前提下，利用診斷儀檢測(cè)空調(diào)電磁離合器電路，面向保險(xiǎn)、插頭、導(dǎo)線、開關(guān)進(jìn)行仔細(xì)查找，重點(diǎn)觀察蒸發(fā)箱溫度傳感器、環(huán)境溫度傳感器、壓力開關(guān)、鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)控制電路等處。

4.1.2 壓縮機(jī)自動(dòng)停轉(zhuǎn)異常

引發(fā)該故障的原因多為低壓保護(hù)開關(guān)及高壓壓力開關(guān)失效、線路短路。檢測(cè)到壓縮機(jī)運(yùn)行異常后，觀察壓縮機(jī)吸氣與排氣實(shí)際壓力值，基于此確定具體故障。例如，當(dāng)吸氣壓力值小于起跳值的情況下，故障類型通常為低壓開關(guān)故障;當(dāng)排氣壓力值大于起跳值時(shí)，故障類型為高壓開關(guān)故障。維修并更新壓力繼電器，最后切斷溫控器電源，查看其起跳狀態(tài)是否正常。

4.1.3 送風(fēng)機(jī)及制冷劑循環(huán)故障

觀察選擇器在不同位置時(shí)送風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況，保險(xiǎn)絲燒斷，應(yīng)查看電線短路、斷路，同時(shí)立刻更換保險(xiǎn)絲。端子接頭接觸不良，產(chǎn)生松動(dòng)的情況下，應(yīng)該需固定處理，及時(shí)更換。選擇器開關(guān)、馬達(dá)工作異常也應(yīng)適時(shí)更換。

檢查期間注意到低壓側(cè)呈現(xiàn)出負(fù)壓狀態(tài)，高壓側(cè)壓力值較低，且輸入過濾器與膨脹閥周圍管道處，存有零點(diǎn)，上述現(xiàn)象全部表明制冷劑無法循環(huán)，有必要將原有制冷劑放出，更換過濾器，始終保持膨脹閥與管道清潔，重新放入新的制冷劑[3]。

另外，還包括暖風(fēng)系統(tǒng)故障，基本表現(xiàn)在供暖效果較弱上，引發(fā)該故障的原因?yàn)樗惋L(fēng)系統(tǒng)、加熱器系統(tǒng)、冷卻液管路等處發(fā)生問題。為了有效解決此問題，有必要使用萬用表對(duì)其檢查，了解繼電線路電阻的實(shí)際數(shù)據(jù)，當(dāng)電阻為零或數(shù)值過大時(shí)，需更換故障部件，保證系統(tǒng)順利運(yùn)行。

4.1.4 系統(tǒng)運(yùn)行噪音問題

長(zhǎng)時(shí)間使用后，空調(diào)系統(tǒng)往往會(huì)產(chǎn)生不小的噪音，常見原因?yàn)橹评鋭?、冷凍油含量不?dāng)、冷卻電風(fēng)機(jī)與相應(yīng)設(shè)備過多接觸、設(shè)備存在損壞情況、傳動(dòng)帶不夠緊固、電機(jī)軸承摩擦嚴(yán)重。汽車空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中，如若產(chǎn)生較大噪音，應(yīng)根據(jù)噪音判斷聲音出現(xiàn)原因，系統(tǒng)停止運(yùn)行后需要遵循檢測(cè)步驟認(rèn)真檢查噪音來源。首先，檢驗(yàn)壓縮機(jī)傳送帶磨損程度，必要情況下需立刻更換;其次，有效隔離風(fēng)扇電機(jī)風(fēng)葉與其他設(shè)備，對(duì)其適當(dāng)調(diào)整;最后，查看汽車電機(jī)軸承油量，保證潤(rùn)滑油持續(xù)不間斷，若非此原因引發(fā)的故障，應(yīng)更換電機(jī)軸承。

空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置時(shí)，假如排空流程不完善，排空工作處理不當(dāng)，很有可能在系統(tǒng)中摻入空氣，致使制冷管壓力大，制冷劑循環(huán)不良，由此產(chǎn)生的冷氣不足。一般是由制冷系統(tǒng)密封性差引起的?；颈憩F(xiàn)為低壓側(cè)與高壓側(cè)儀表壓力值大，低壓管路表面過燙。當(dāng)出現(xiàn)該現(xiàn)象時(shí)，更換過濾器，系統(tǒng)為真空狀態(tài)的前提下，放入制冷劑。

4.2 具體保養(yǎng)措施

部分車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)都設(shè)有兩種進(jìn)風(fēng)模式：其一為車內(nèi)循環(huán)模式，車駕駛路段外界空氣條件惡劣時(shí)可利用該模式，具有降低車外灰塵對(duì)車體影響的作用，防止煙霧進(jìn)入車內(nèi);其二為車外循環(huán)模式，車駕駛外界空氣狀態(tài)正常時(shí)利用該模式，始終維持車內(nèi)空氣清新無異味。車輛擋風(fēng)玻璃底部如若設(shè)有車外進(jìn)風(fēng)口，定期查看其是否存在堵塞情況，同時(shí)注意不可遮擋溫度傳感器，切忌濺上各類液體物質(zhì)，防止造成損壞。

汽車使用期間需遵守一般性維護(hù)原則，大致如下：（1）車輛經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間烈日暴曬后不可立即啟動(dòng)空調(diào)，確保車內(nèi)熱氣全部散出后方可;（2）空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程中避免車內(nèi)吸煙;（3）保證出風(fēng)口清潔程度;（4）停車后空調(diào)系統(tǒng)繼續(xù)使用時(shí)，將其時(shí)長(zhǎng)控制在一定范圍內(nèi)，防止造成車內(nèi)人員一氧化碳中毒;（5）空調(diào)系統(tǒng)不可處于潮濕狀態(tài);（6）低速行駛中避免開啟空調(diào)系統(tǒng);（7）關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)后才可熄火。汽車使用人員定期查看，一旦發(fā)現(xiàn)問題立刻處理，維護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行。

空調(diào)制冷系統(tǒng)檢修上，使用者應(yīng)將增加空調(diào)使用壽命為基本目標(biāo)，采用適當(dāng)必要的養(yǎng)護(hù)措施。首先，分別于各季度實(shí)行整個(gè)系統(tǒng)的全面檢查，包括管路、接頭、制冷劑、冷凝器、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、熱力膨脹閥。重點(diǎn)關(guān)注管路接頭是否存有污漬、管道是否存有裂縫及不同程度的破損、制冷劑數(shù)量是否合理、冷凝器散熱情況是否良好、蒸發(fā)器進(jìn)出口是否含有污垢等。每三個(gè)季度為一周期，定期檢測(cè)儲(chǔ)液干燥器、鼓風(fēng)機(jī)，確保其內(nèi)部運(yùn)行正常，條件適當(dāng)?shù)那闆r下，及時(shí)更新干燥機(jī)，同時(shí)觀察鼓風(fēng)機(jī)葉片完好程度[4]。

5 結(jié)語

綜上所述，想要實(shí)現(xiàn)有效的汽車空調(diào)系統(tǒng)檢查與維護(hù)，需圍繞空調(diào)制冷系統(tǒng)各要素展開深入研究，例如空調(diào)產(chǎn)品、電器原理、制冷原理等。空調(diào)故障一般體現(xiàn)在風(fēng)溫度、出風(fēng)量、噪音、壓力、電壓上，可參考系統(tǒng)提供的故障代碼判定空調(diào)運(yùn)行情況，分析問題原因，如空調(diào)系統(tǒng)零部件故障、制冷劑故障、管路系統(tǒng)、壓縮機(jī)與蒸發(fā)器、電氣故障等。

參考文獻(xiàn)

[1] 張丹.汽車空調(diào)系統(tǒng)的原理及故障診斷維修方法探討[J].電子測(cè)試，2019（16）：77-78+136.

[2] 王育娟.汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)堵塞故障分析與排除[J].農(nóng)家參謀，2019（15）：144.

[3] 韓敬賢.新能源汽車空調(diào)控制系統(tǒng)研究[J].時(shí)代汽車，2019（09）：75-76.

[4] 于棟林.汽車空調(diào)系統(tǒng)及故障診斷研究[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2019（11）：238-241.