汽車空調(diào)系統(tǒng)工作原理及故障診斷

徐燕

汽車空調(diào)系統(tǒng)工作原理及故障診斷

徐燕

（泰州機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 泰州 225300）

作為汽車的重要組成部分，空調(diào)系統(tǒng)一直都在汽車中扮演著重要角色。駕駛員可以借助空調(diào)系統(tǒng)，對車內(nèi)環(huán)境（如溫濕度等）進(jìn)行調(diào)節(jié)，既可提高車內(nèi)人員舒適度，還可消除附著在擋風(fēng)玻璃的霧氣，避免影響駕駛員的視線。但是經(jīng)過長時間使用以后，汽車空調(diào)系統(tǒng)不可避免地會出現(xiàn)各種問題。文章首先對空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行原理進(jìn)行了簡單描述，然后分別介紹了空調(diào)系統(tǒng)制冷量不足、不制冷以及制冷效果時好時壞三種情況下的故障診斷。

汽車；空調(diào)系統(tǒng)；故障診斷；工作原理

前言

空調(diào)系統(tǒng)作為汽車的重要組成部分之一，它可以根據(jù)需要有效調(diào)節(jié)車內(nèi)的空氣溫濕度、潔凈度以及流動速度等參數(shù)。一方面可以提高乘車人員的舒適性，另一方面可以預(yù)防或者去除擋風(fēng)玻璃表面的霧氣，避免對駕駛員的視線造成影響，保證駕駛的安全性。然而，由于汽車經(jīng)過長時間的運(yùn)行、維護(hù)保養(yǎng)的不及時，再加上其組成較為復(fù)雜，并且操作較為頻繁，極有可能導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)各種問題，進(jìn)而影響人體舒適性及駕駛安全性[1]。本文首先對空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行原理做了簡單介紹，然后分別介紹了三種情況下的故障診斷，為廣大車主提供參考。

1 汽車空調(diào)系統(tǒng)的組成及工作原理

1.1 汽車空調(diào)系統(tǒng)的組成

作為汽車的一部分，空調(diào)系統(tǒng)主要是用于調(diào)節(jié)車內(nèi)環(huán)境，它對緩解駕駛員的疲勞強(qiáng)度，確保車輛的安全駕駛非常重要。通常情況下，汽車空調(diào)系統(tǒng)包括以下幾大部件：起增溫增壓作用的壓縮機(jī)、起換熱作用的冷凝器和蒸發(fā)器、起干燥作用的干燥罐、起節(jié)流作用的膨脹閥、起散熱作用的風(fēng)扇、起鼓風(fēng)作用的鼓風(fēng)機(jī)以及用于連接各部件形成密閉環(huán)境的管道等[2]。

1.2 汽車空調(diào)系統(tǒng)的工作原理

本次以空調(diào)系統(tǒng)制冷為例，對其運(yùn)行原理歸納如下：通過蒸發(fā)器，來自膨脹閥的低溫低壓液態(tài)制冷劑和附近空氣實現(xiàn)熱交換，吸熱以后成為低溫低壓的氣態(tài)制冷劑，同時蒸發(fā)器附近的空氣溫度隨之降低，低溫空氣被鼓風(fēng)機(jī)送至車內(nèi)，實現(xiàn)制冷。氣態(tài)制冷劑隨后經(jīng)壓縮機(jī)作用后以高溫高壓氣態(tài)形式進(jìn)入冷凝器，并經(jīng)風(fēng)扇散熱后液化，液化制冷劑再經(jīng)干燥管干燥去水后流進(jìn)膨脹閥，高溫高壓的制冷劑相應(yīng)地變成低溫低壓制冷劑，最后再次進(jìn)入蒸發(fā)器，進(jìn)行下一次循環(huán)[3,4]。

2 汽車空調(diào)系統(tǒng)常見故障診斷及原因分析

對于汽車空調(diào)系統(tǒng)而言，由于其組成部件相對較多，出現(xiàn)問題的種類也多種多樣。如果汽車空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生故障，為避免影響到駕駛?cè)藛T的駕駛安全性以及車內(nèi)乘客的舒適性，應(yīng)當(dāng)及時根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的表現(xiàn)分析判斷可能存在的問題，對潛在問題進(jìn)行故障診斷，以便快速準(zhǔn)確地找出實際存在的問題，從而消除故障。下面就上述幾類故障進(jìn)行詳細(xì)分析。

2.1 制冷量不足

制冷量不足是汽車空調(diào)系統(tǒng)常見的故障之一，對于汽車空調(diào)系統(tǒng)，其制冷量不足的直接體現(xiàn)是，盡管調(diào)大風(fēng)速，降低溫度，車內(nèi)仍然感覺不到明顯的風(fēng)量及溫降，車內(nèi)的溫濕度無法滿足人體對舒適性的要求。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因包括以下幾個方面。

2.1.1壓縮機(jī)驅(qū)動皮帶松弛[5]

為確保壓縮機(jī)的正常運(yùn)行，其傳遞動力的皮帶應(yīng)當(dāng)松緊適度，但是經(jīng)過長時間的運(yùn)行以后，傳動皮帶不可避免會出現(xiàn)一定程度的松弛，其直接結(jié)果就是在壓縮機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)打滑，不但會發(fā)出尖銳的聲音，還會嚴(yán)重影響到動力的有效傳遞，進(jìn)而導(dǎo)致壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速及制冷劑的輸送速度下降，嚴(yán)重影響空調(diào)的制冷效果。對皮帶松緊度的診斷方法一般是：用手撥動皮帶，如果翻轉(zhuǎn)角度在90°左右，則表明皮帶松緊度適中，如果反轉(zhuǎn)角度明顯偏大，則說明該皮帶已經(jīng)出現(xiàn)松弛，另外，還需要檢查皮帶是否存在損傷，如果損傷明顯，則應(yīng)當(dāng)及時更換。

2.1.2膨脹閥開口過大

膨脹閥的主要作用是節(jié)流降壓，其位置一般設(shè)置在儲液筒及蒸發(fā)器中間，經(jīng)過膨脹閥以后，制冷劑處于低溫低壓不飽和液體狀態(tài)，便于進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)。其閥口的開度大小會對膨脹閥產(chǎn)生重要影響。若是閥口開度過大，其表面溫度會有所降低甚至是結(jié)霜，導(dǎo)致上游壓力降低，下游壓力升高，進(jìn)而對制冷劑的流動性產(chǎn)生不利影響，進(jìn)而到達(dá)空調(diào)系統(tǒng)的制冷量不足。

2.1.3制冷劑不足

制冷劑是制冷系統(tǒng)的載體，制冷劑不足是導(dǎo)致汽車空調(diào)系統(tǒng)制冷量下降的主要原因之一。通常依靠觀察干燥罐可以有效判斷制冷劑是否滿足需求，具體做法是：打開空調(diào)系統(tǒng)，待其運(yùn)行穩(wěn)定后，觀察視液鏡，若有緩慢且連續(xù)的氣泡產(chǎn)生，則表明制冷劑不足，若有氣泡不斷翻轉(zhuǎn)，則表明制冷劑嚴(yán)重不足。出現(xiàn)上述狀況以后，需要及時對制冷系統(tǒng)補(bǔ)充制冷劑。補(bǔ)充時，既可以從高壓側(cè)補(bǔ)充，也可以從低壓側(cè)補(bǔ)充，若是由高壓側(cè)補(bǔ)充，為避免制冷劑倒流，應(yīng)當(dāng)關(guān)閉汽車發(fā)動機(jī)，若是由低壓側(cè)補(bǔ)充，為避免壓縮機(jī)出現(xiàn)“液擊”現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)避免倒置制冷劑。

對于空調(diào)系統(tǒng)而言，因為其工作環(huán)境為密閉空間，一旦出現(xiàn)制冷劑不足的情況，基本可以認(rèn)為是系統(tǒng)存在局部泄漏，這就需要借助于制冷劑系統(tǒng)檢漏儀對整個制冷系統(tǒng)進(jìn)行泄漏檢查，查找泄漏位置并及時維修。

2.1.4制冷劑過多[6]

若汽車空調(diào)系統(tǒng)制冷量不足的問題發(fā)生在新添加制冷劑之后，那很有可能是添加的制冷劑過多的原因。由于在設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)時，其散熱系統(tǒng)的散熱量與設(shè)計制冷劑用量是相互匹配的，如果添加的制冷劑過多，那么被壓縮機(jī)壓縮后的氣態(tài)制冷劑也必將攜帶更多的熱量，散熱系統(tǒng)將無法將系統(tǒng)內(nèi)高壓側(cè)的熱量及時排出，進(jìn)而影響制冷效果。此時同樣可以依靠觀察視液鏡來判斷制冷劑是否過量。如果制冷劑添加過量，一般可以在低壓側(cè)適當(dāng)排出一部分制冷劑，進(jìn)而提升系統(tǒng)的制冷量。

2.1.5冷凝器散熱效果差

為確保冷凝器的散熱效果，必須保持其表面的清潔及風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量。然而，汽車在長時間的行駛過程中，由于其工作環(huán)境的差異，再加上清理不及時，冷凝器表面可能會被泥土或是油污等雜物覆蓋，進(jìn)而影響其散熱效果。這就需要對冷凝器表面進(jìn)行定期清理，以確保其表面的清潔；如果風(fēng)扇的驅(qū)動皮帶松動，會影響到風(fēng)扇的進(jìn)風(fēng)量，進(jìn)而降低冷凝器的散熱能力，此時應(yīng)及時更換皮帶；如果風(fēng)扇進(jìn)口被遮擋，進(jìn)而影響進(jìn)風(fēng)量，則需要對其及時清理。

2.2 不制冷[7,8]

不制冷也是空調(diào)系統(tǒng)的主要故障種類之一，這種情形下空調(diào)完全喪失制冷功能，導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因包括以下幾個方面。

2.2.1制冷系統(tǒng)中制冷劑消失殆盡

如果汽車空調(diào)系統(tǒng)存在泄漏現(xiàn)象而未被及時發(fā)現(xiàn)，那么經(jīng)過一定時間以后，制冷劑便會被全部泄漏，無論如何增加風(fēng)速，或者是降低溫度，都無法產(chǎn)生制冷效果。這時需要對整個制冷系統(tǒng)做泄漏檢測，并將查出的泄漏點(diǎn)修復(fù)，抽真空以后重新向系統(tǒng)內(nèi)加入制冷劑，以恢復(fù)制冷效果。

2.2.2制冷系統(tǒng)堵塞

在正常運(yùn)行過程中，制冷劑只有保持在制冷系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動，才能夠起到一定的制冷效果。然而，如果因壓縮機(jī)磨損而出現(xiàn)碎屑或者是因使用較為劣質(zhì)制冷劑而產(chǎn)生腐蝕，均會導(dǎo)致制冷系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞。一旦系統(tǒng)部分管路發(fā)生堵塞，制冷劑的循環(huán)量將會降低，如果堵塞嚴(yán)重，制冷劑便會被堵塞于某一空間無法實現(xiàn)正常循環(huán)，也就難以實現(xiàn)氣態(tài)和液態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致壓縮機(jī)進(jìn)行空載運(yùn)行，也就無法制冷。大量資料顯示，汽車空調(diào)系統(tǒng)的堵塞經(jīng)常位于干燥器或者是膨脹閥。對于干燥器發(fā)生堵塞，可以通過用手觸摸干燥器前后管路溫度的方式來判斷，若干燥器前后溫度有明顯差異，基本可以判斷干燥器發(fā)生了故障，應(yīng)對其及時更換。

對于膨脹閥的堵塞，可以通過檢測低壓側(cè)壓力及溫度的方法來判斷。

2.2.3管路水分太多

空調(diào)系統(tǒng)的干燥罐主要用于干燥來自冷凝器的制冷劑，降低制冷劑中的水分含量。然而，如果其內(nèi)部的干燥劑飽和，就無法有效吸收水分，便會導(dǎo)致大量水分進(jìn)入膨脹閥，待其溫度及壓力下降后，制冷劑中的水分便會出現(xiàn)結(jié)凍現(xiàn)象，導(dǎo)致后續(xù)制冷劑無法正常流動，空調(diào)也就不能進(jìn)行制冷。

3 制冷效果時好時壞

如果空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，存在制冷效果時好時壞的情況，也就是冷氣的輸出存在間斷性，這基本上均為電器故障所致。通常需要用萬用表分別對電路開關(guān)、風(fēng)機(jī)開關(guān)及電機(jī)、壓縮機(jī)電容等進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)故障及時維修或更換，確保制冷效果的連續(xù)性。

4 結(jié)語

空調(diào)系統(tǒng)是汽車的重要組成部分，其運(yùn)行是否正常不但影響到駕駛員的安全，同時也影響車內(nèi)環(huán)境的舒適。本文首先對空調(diào)系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行了簡要介紹，然后分別從空調(diào)系統(tǒng)制冷量不足、不制冷以及制冷效果時好時壞三方面的故障進(jìn)行了原因分析及應(yīng)對措施，為駕駛?cè)藛T提供參考。

[1] 李鵬翅.汽車空調(diào)常見故障的診斷方法[J].科技與企業(yè),2016(01): 206+208.

[2] 楊偉.汽車空調(diào)系統(tǒng)故障診斷與排除方法[J].科技創(chuàng)新,2017(5): 219.

[3] 張丹譯.汽車空調(diào)系統(tǒng)的原理及故障診斷維修方法探討[J].測試工, 2019(8):77-78+136.

[4] 劉曉光.汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)常見故障及診斷方法的研究[J].機(jī)電信息,2011,24:107- 108.

[5] 鄧才權(quán).汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)常見故障檢修分析[J].科技風(fēng),2016(11): 92.

[6] 張新成,楊月海.汽車空調(diào)的故障診斷方法[J].汽車電器,2004(7): 33-34.

[7] 孫重祥,曾志斌.汽車空調(diào)的使用維護(hù)和檢修方法[J].汽車電器, 2005(7):39-41.

[8] 高中山.汽車空調(diào)系統(tǒng)常見故障的診斷方法[J].科技論壇,32.

Working Principle and Fault Diagnosis of Automobile Air Conditioning System

Xu Yan

( Taizhou Mechanical and Electrical Higher Vocational Technical School, Jiangsu Taizhou 225300 )

As an important part of automobiles, air conditioning systems have always played an important role in automo -biles. The driver can use the air conditioning system to adjust the environment (such as temperature and humidity) in the car, which can not only improve the comfort of the occupants in the car, but also eliminate the fog attached to the windshield and avoid affecting the driver's sight.However, after a long time of use, various problems will inevitably occur in the automobile air conditioning system. This article first briefly describes the operating principle of the air-conditioning system,then separately introduces the fault diagnosis of the air-conditioning system under the conditions of insufficient cooling capacity, no cooling, and the cooling effect.

Automobile; Air conditioning system; Fault diagnosis; Working principle

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.03.064

U463.85+1

A

1671-7988(2021)03-202-03

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1671-7988(2021)03-202-03

徐燕，碩士研究生，就職于泰州機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，主要從事汽修教學(xué)方面的工作。