汽車空調(diào)壓縮機(jī)常見故障分析與排除

朱亮亮 呂秋碩 段少勇

汽車空調(diào)壓縮機(jī)常見故障分析與排除

朱亮亮 呂秋碩 段少勇

（楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院 楊凌 712100）

壓縮機(jī)是汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的核心部件，其故障分析及排除，一直是汽車故障維修中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。通過壓縮機(jī)分類及工作原理的介紹，結(jié)合看、聽、摸等直觀探測(cè)方式，進(jìn)行故障原因分析，提出故障排除措施，并對(duì)壓縮機(jī)的正確安裝與維護(hù)進(jìn)行了定性分析，以此保證壓縮機(jī)的正確使用，實(shí)現(xiàn)制冷系統(tǒng)高效、安全的運(yùn)行。

汽車空調(diào)；壓縮機(jī)；檢測(cè)；分析；故障排除

0 引言

汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)是由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥、冷卻風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)、儲(chǔ)液干燥器（油液分離器）和高低壓管路附件等組成。發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力并通過電磁離合器來控制壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，壓縮機(jī)是汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)關(guān)鍵核心部件之一，被視為汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的“心臟”，在制冷系統(tǒng)中的作用無可替代[1]。

汽車運(yùn)行的顛簸振動(dòng)，要求壓縮機(jī)有良好的抗震性能；復(fù)雜多變的外界環(huán)境要求壓縮機(jī)能夠經(jīng)受各類惡劣運(yùn)行條件的考驗(yàn)，這些都對(duì)壓縮機(jī)運(yùn)行的可靠性和耐久性提出了較高要求[2]。

近年來隨著汽車生產(chǎn)和銷售的快速增長，汽車空調(diào)給人們提供了舒適的駕乘環(huán)境，其重要性得到制造廠家和消費(fèi)者認(rèn)可。汽車空調(diào)的舒適性、可靠性及安全性的要求，已成為消費(fèi)者是否購車的重要選擇依據(jù)。國際社會(huì)對(duì)石油危機(jī)和全球變暖等問題的日益關(guān)注，制冷劑的環(huán)保要求、新能源汽車空調(diào)驅(qū)動(dòng)源改變等諸多問題的出現(xiàn)，使汽車空調(diào)壓縮機(jī)行業(yè)正面臨著重大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[3]。

1 汽車空調(diào)壓縮機(jī)作用及特殊要求[4]

1.1 制冷壓縮機(jī)作用

（1）抽吸作用

利用壓縮機(jī)的抽吸作用，把蒸發(fā)器內(nèi)低溫低壓的氣態(tài)制冷劑抽吸到壓縮機(jī)氣缸內(nèi)，使蒸發(fā)器內(nèi)壓力更低，液態(tài)的制冷劑更容易轉(zhuǎn)化為氣態(tài)制冷劑，更有利用制冷劑的汽化，降低蒸發(fā)器的溫度。

（2）壓縮作用

低溫低壓氣態(tài)制冷劑被抽吸入氣缸后，通過壓縮機(jī)的壓縮做功，排出高溫高壓的氣態(tài)制冷劑。

（3）循環(huán)作用

壓縮機(jī)壓縮做功排出的高溫高壓的氣態(tài)制冷劑，被壓入冷凝器后，通過冷凝器的散熱片向外散發(fā)熱量，由氣態(tài)制冷劑轉(zhuǎn)化為低溫低壓液態(tài)制冷劑，壓縮機(jī)是制冷劑在整個(gè)制冷系統(tǒng)中循環(huán)的動(dòng)力源。

1.2 對(duì)汽車空調(diào)壓縮機(jī)的特殊要求

汽車空調(diào)壓縮機(jī)必須具備以下特點(diǎn)：體積要小，重量要輕；易損零件少，經(jīng)久耐用；噪音要小，工作穩(wěn)定可靠；低速、怠速時(shí)具備較強(qiáng)的制冷能力，高速時(shí)要求低能耗；制造容易，價(jià)格低廉。

2 汽車空調(diào)壓縮機(jī)分類及工作原理[4-6]

2.1 壓縮機(jī)分類

汽車空調(diào)壓縮機(jī)經(jīng)歷曲軸連桿式、軸向活塞式、旋轉(zhuǎn)式三代的演化和進(jìn)步，其分類及特點(diǎn)如表1所示。

表1 壓縮機(jī)分類及特點(diǎn)

近年來，第三代壓縮機(jī)中的渦旋壓縮機(jī)在汽車空調(diào)中逐步推廣并得到廣泛應(yīng)用，本文主要介紹其工作原理，并以點(diǎn)帶面對(duì)常用壓縮機(jī)的常見故障、檢修、安裝、維護(hù)保養(yǎng)進(jìn)行詳細(xì)的說明。

2.2 渦旋式壓縮機(jī)工作原理[4,6]

2.2.1 渦旋式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)

1—吸氣口；2—排氣孔；3—靜渦盤；4—?jiǎng)訙u盤；5—機(jī)座；6—背壓腔；7—十字聯(lián)接環(huán)；8—曲軸

1—壓縮室；2—進(jìn)氣口；3—?jiǎng)颖P；4—靜盤；5—排氣口；6—吸氣室；7—排氣室；8—壓縮室

渦旋式壓縮機(jī)按照結(jié)構(gòu)的不同，主要有動(dòng)靜式和雙公轉(zhuǎn)式兩種類型，目前應(yīng)用最多的是動(dòng)靜式渦旋壓縮機(jī)。動(dòng)靜式渦旋壓縮機(jī)主要由動(dòng)（旋轉(zhuǎn)）渦盤、靜（固定）渦盤、防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、主（曲）軸和支架等組成，如圖1所示，動(dòng)渦盤放置于靜渦盤和支架之間，可以沿軸向移動(dòng)，兩個(gè)渦旋盤相錯(cuò)180°對(duì)置而成，動(dòng)渦旋盤旋轉(zhuǎn)過程中和靜渦旋盤在橫截面的幾個(gè)點(diǎn)處接觸，從而形成一系列密封的月牙形的容積，隨著動(dòng)渦旋盤的旋轉(zhuǎn)，月牙形的容積發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)制冷劑的吸氣、壓縮和排氣過程的連續(xù)進(jìn)行。

2.2.2 渦旋式壓縮機(jī)工作原理

渦旋式壓縮機(jī)僅有進(jìn)氣、壓縮、排氣三個(gè)過程，如圖2所示，進(jìn)氣口2在固定渦旋盤的外側(cè)面，隨著曲柄的順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，低壓的制冷劑氣體被吸入吸氣室6，隨著曲柄的旋轉(zhuǎn)，形成封閉的月牙形壓縮室8，空間容積的縮小形成對(duì)制冷劑氣體的持續(xù)壓縮，最終高壓制冷劑氣體進(jìn)入排氣室7，并通過固定渦旋盤上的軸向排氣口5排出。圖（a）為吸氣結(jié)束位置，圖（b）渦旋外側(cè)為吸氣過程，中間為壓縮過程，中心為排氣過程，圖（c）、圖（d）連續(xù)而同時(shí)進(jìn)行著吸氣和壓縮過程。在曲柄軸的每一轉(zhuǎn)動(dòng)中，依次完成著進(jìn)氣、壓縮、排氣過程，并不斷重復(fù)上述過程。

因此，渦旋式壓縮機(jī)依靠其結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定可靠、高效節(jié)能、振動(dòng)沖擊小、噪音低等優(yōu)點(diǎn)，在汽車空調(diào)等小型制冷領(lǐng)域得到較廣應(yīng)用，已經(jīng)成為壓縮機(jī)技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。

3 壓縮機(jī)常見故障分析與排除[7-11]

3.1 壓縮機(jī)不通電、不能啟動(dòng)

表2 故障分析及故障排除

3.2 壓縮機(jī)卡滯，不能轉(zhuǎn)動(dòng)

（1）故障分析：主要考慮為壓縮機(jī)潤滑系統(tǒng)故障導(dǎo)致，當(dāng)傳動(dòng)皮帶或離合器打滑時(shí)，除了離合器和傳動(dòng)帶本身的故障外，壓縮機(jī)卡滯是主要的考慮因素。

（2）故障排除：首先關(guān)閉空調(diào)A/C開關(guān)，重點(diǎn)檢查系統(tǒng)有無制冷劑泄漏，若制冷系統(tǒng)不存在泄漏，判斷系統(tǒng)堵塞，此時(shí)應(yīng)放空或回收系統(tǒng)中的制冷劑，清潔空調(diào)系統(tǒng)管道和每個(gè)閥體上的污垢，清理完畢重新組裝系統(tǒng)，抽真空后，重新加注冷凍機(jī)油和制冷劑。

3.3 壓縮機(jī)泄露

（1）故障分析：壓縮機(jī)泄漏主要是制冷劑泄漏和冷凍機(jī)油泄漏，兩種情況在制冷系統(tǒng)中經(jīng)常是伴隨而生的，經(jīng)常發(fā)生在壓縮機(jī)與高低壓管的結(jié)合處，并有明顯的污跡，該污跡是由于冷凍機(jī)油泄漏吸附灰塵所致，冷凍機(jī)油的流失造成壓縮機(jī)內(nèi)部潤滑不良，最終導(dǎo)致壓縮機(jī)不能正常工作。

（2）故障排除：利用專用檢漏設(shè)備排查泄漏點(diǎn)，維修完畢后加注少量制冷劑并檢漏，確認(rèn)無泄漏點(diǎn)后加注冷凍機(jī)油和適量制冷劑。

3.4 異響

3.4.1 異響來源分析

汽車空調(diào)壓縮機(jī)長時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)電磁離合器的性能和質(zhì)量要求極高，其異響主要來源于兩個(gè)方面。一方面是電磁離合器長期受到外界泥水的污染，內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)軸承腐蝕損壞產(chǎn)生的異響；另一方面是長期的反復(fù)吸合造成接觸部件的疲勞破壞而產(chǎn)生的異響。

3.4.2 電磁離合器分離時(shí)的噪聲

按下汽車空調(diào)A/C開關(guān)后，有異響產(chǎn)生，斷開開關(guān)后，異響仍然存在。

（1）故障分析

檢查發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣閥門有無粘附甚至燒結(jié)現(xiàn)象；檢查各類轉(zhuǎn)動(dòng)部件軸承運(yùn)轉(zhuǎn)情況，如發(fā)電機(jī)、水泵的部位；檢查傳動(dòng)帶及帶輪運(yùn)轉(zhuǎn)情況；檢查電磁離合器、皮帶、皮帶輪、軸承等磨損程度及安裝情況。

（2）故障排除

查看皮帶是否有污跡或磨損，檢查更換；檢查安裝螺絲是否松動(dòng)，并緊固螺絲；檢查電磁離合器是否有問題，更換電磁離合器；若還能聽到噪聲，則需要更換壓縮機(jī)離合器的皮帶輪；空調(diào)怠速時(shí)產(chǎn)生噪聲，則需要更換空調(diào)怠速皮帶輪。

3.4.3 電磁離合器結(jié)合時(shí)的噪聲

（1）故障分析

制冷系統(tǒng)部件松動(dòng)引起的噪聲，可能來源于壓縮機(jī)安裝螺釘或零部件松動(dòng)，傳動(dòng)帶調(diào)整不當(dāng)或磨損，空調(diào)連接管道松動(dòng)，離合器打滑等。

（2）故障排除

緊固各零部件連接螺栓，調(diào)整或更換空調(diào)傳動(dòng)帶；對(duì)制冷系統(tǒng)連接管路、加緊裝置進(jìn)行緊固；檢修后噪音依然存在判斷壓縮機(jī)故障，檢修壓縮機(jī)直至更換。

離合器摩擦間隙使用百分表來檢驗(yàn)，使用墊片來調(diào)整，間隙標(biāo)準(zhǔn)值在0.3～0.6mm之間，壓板和皮帶輪的間隙過小時(shí)，由于摩擦干涉產(chǎn)生異響，間隙過大時(shí)，由于沖擊振動(dòng)會(huì)造成接觸件疲勞失效；離合器的線圈溫度過高時(shí)可能出現(xiàn)離合器燒結(jié)甚至卡死現(xiàn)象；離合器電磁線圈電流為零說明有斷路，過大說明有短路，都要予以更換。

3.5 制冷不足

制冷系統(tǒng)正常壓力區(qū)間為：高壓1.3MPa～1.6MPa，低壓0.12MPa～0.22MPa。根據(jù)車型和工況等變化，其具體數(shù)值略有變化。引起制冷不足的原因很多，其故障分析及排除見表3所示。

表3 制冷不足故障分析及故障排除

4 壓縮機(jī)安裝與維護(hù)

4.1 壓縮機(jī)正確安裝

（1）壓縮機(jī)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的前端，通過傳動(dòng)帶與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸皮帶輪相連并傳遞動(dòng)力；

（2）壓縮機(jī)皮帶輪與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸皮帶輪的旋轉(zhuǎn)平面保證重合（即同一平面），避免產(chǎn)生傳動(dòng)噪聲、縮短使用壽命，通常采用目視為準(zhǔn)即可；

（3）壓縮機(jī)的進(jìn)口與出口均朝上與管道相連，最大偏轉(zhuǎn)角不能超過45°，避免管路接頭處松動(dòng)、冷凍機(jī)油泄漏而造成潤滑不良；

（4）傳動(dòng)帶張緊度調(diào)整，使用約98N的力按壓時(shí)，新帶下降8～10mm，舊帶下降11～12mm為合適。

4.2 壓縮機(jī)日常維護(hù)與保養(yǎng)

（1）汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)要保證每?jī)芍軉?dòng)一次，至少工作5分鐘，其目的主要有：

①通過制冷劑循環(huán)，帶動(dòng)冷凍機(jī)油潤滑相關(guān)軸封密封件，防止密封件干枯；

②通過壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，避免各個(gè)旋轉(zhuǎn)部件出現(xiàn)“冷焊”現(xiàn)象；

③壓縮機(jī)長期不運(yùn)轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)部件配合表面易形成蝕點(diǎn)，影響旋轉(zhuǎn)件的精度和表面質(zhì)量。

（2）定期檢查壓縮機(jī)皮帶的張緊力

①汽車空調(diào)壓縮機(jī)皮帶張緊力的額定值是376N±50N（約38kg±5kg）；

②張緊力過大，容易造成皮帶及帶輪軸承長時(shí)間大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)而過早失效；

③張緊力過小，容易造成皮帶打滑，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速下降，制冷變差；

④常規(guī)簡(jiǎn)單檢查為：用手能夠翻轉(zhuǎn)皮帶90度，判斷張緊力基本正常。

（3）定期檢查壓縮機(jī)的軸封處，進(jìn)出管連接頭處是否有油污，以此判斷壓縮機(jī)有無泄漏，按照規(guī)范操作加注冷凍機(jī)油，保證制冷系統(tǒng)、壓縮機(jī)各個(gè)旋轉(zhuǎn)部件的潤滑。

5 結(jié)束語

壓縮機(jī)作為空調(diào)系統(tǒng)的核心部件，由于長時(shí)間復(fù)雜工況下的運(yùn)轉(zhuǎn)，故障發(fā)生在所難免，針對(duì)性的故障分析及檢測(cè)排故方案的提出勢(shì)在必行；另外汽車空調(diào)壓縮機(jī)也離不開日常的保養(yǎng)，從小問題抓起，防患于未然，只有加強(qiáng)定期維護(hù)和日常保養(yǎng)，才能保證汽車空調(diào)系統(tǒng)的制冷效果，延長制冷系統(tǒng)的使用壽命，降低車輛使用成本，并為司乘人員提供舒適的駕乘環(huán)境。

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Common Fault Analysis and Troubleshooting of Automotive Air Conditioning Compressor

Zhu Liangliang Lv Qiushuo Duan Shaoyong

( Yangling Vocational and Technical College, Yangling, 712100 )

Compressor is the core component of the automotive air conditioning refrigeration system, its failure analysis and troubleshooting has been the key and difficult point in the automobile repair. Through the introduction of classification and working principle of compressor, combined with visual detection such as watching, listening and touching, the fault causes are analyzed and the troubleshooting measures are put forward, and the correct installation and maintenance of compressor is analyzed qualitatively, in order to ensure the correct use of compressor, achieve efficient and safe operation of the refrigeration system.

Automotive air conditioning; Compressor; Detection; Analysis; Troubleshooting

U463.85+1

A

1671-6612（2020）04-458-05

朱亮亮（1982.1-），男，工學(xué)碩士，副教授，E-mail：zll20013406@126.com

2019-11-02