論文：汽車空調(diào)技術(shù)淺析

論文題目：汽車空調(diào)技術(shù)淺析

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汽車空調(diào)技術(shù)淺析摘要隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展和人民生活水平的日益提高，汽車開始走進千家萬戶。人們在一貫追求汽車的安全性、可靠性的同時，如今也更加注重對舒適性的要求。因而，空調(diào)系統(tǒng)作為現(xiàn)代轎車基本配備，也就成為了必然。自本世紀20年代汽車空調(diào)誕生以來，伴隨汽車空調(diào)系統(tǒng)的普及與發(fā)展，空調(diào)的控制方法也經(jīng)歷了由簡單到復(fù)雜，再由復(fù)雜到簡單的過程。。本文簡單介紹了汽車空調(diào)系統(tǒng)的功能、原理和組成，并對多發(fā)汽車空調(diào)故障做出簡單描述，介紹了檢測故障的簡單方法。

關(guān)鍵詞：汽車空調(diào)，功能，故障，檢測方法AbstractWiththerapiddevelopmentofautomobileindustryandrisinglivingstandards,carsbegantoentereveryhousehold.Ithasalwaysbeenpursuingthecarinsafety,reliabilityatthesametime,arenowmorefocusoncomfortrequirements.Thus,theairconditioningsystemasthebasicequipmentofmoderncars,hasbecometheinevitable.20yearsofthiscenturysincethebirthofcarairconditioning,carairconditioningsystemwiththepopularityanddevelopmentofair-conditioningcontrolexperiencedatransitionfromsimpletocomplex,thencomplextothesimpleprocess..Thisarticleexplainsthefunctionofcarairconditioningsystems,theoryandcomposition,andmultipleautomotiveairconditioningfailuretomakeabriefdescription,describesasimplemethodtodetectfaults.

Keywords:Automotiveairconditioning,functional,faultdetectionmethod（5）對發(fā)動機和燃油消耗以及動力性能的影響應(yīng)盡可能的小。手動汽車空調(diào)的風機轉(zhuǎn)速、出風溫度及送風模式等功能是由駕駛員操作和調(diào)節(jié)。微機控制自動空調(diào)利用傳感器隨時檢測車內(nèi)溫度及車外環(huán)境溫度的變化，并把檢測到的信號傳送給空調(diào)的電子控制單元（ECU），ECU則按預(yù)先編制的程序?qū)π盘栠M行處理，并通過伺服電機等控制元件，不斷地對風機轉(zhuǎn)速、出風溫度、送風溫度、送風模式及壓縮機工作狀況等進行調(diào)節(jié)，從而使車內(nèi)溫度、空氣溫度及流動狀態(tài)始終保持在設(shè)定的水平上。微機控制自動空調(diào)還具備自我診斷功能，以利于對電控元件及線路故障的檢修。

1．2汽車空調(diào)系統(tǒng)的組成

汽車空調(diào)系統(tǒng)按其功能可分為制冷系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)，通風系統(tǒng)和控制系4個基本組成部分。1.制冷系統(tǒng)是汽車空調(diào)系統(tǒng)最重要的子系統(tǒng)，其主要功能是夏季為車內(nèi)提供冷氣，因為作為冷源的蒸發(fā)器的溫度低于空氣的露點溫度，所以制冷系統(tǒng)還具有除濕和凈化空氣的作用。2.采暖系統(tǒng)又稱為暖風系統(tǒng)，其主要功用在冬季為車內(nèi)提供暖氣以及擋風玻璃除霜除霧。3.通風系統(tǒng)的功能是凈化車內(nèi)空氣，保持車內(nèi)空氣新鮮舒適。4.控制系統(tǒng)的功用是控制空調(diào)空調(diào)系統(tǒng)工作，實現(xiàn)制冷、采暖和通風?？刂葡到y(tǒng)一方面要對制冷和采暖系統(tǒng)的溫度、壓力進行控制，另一方面要對車內(nèi)空氣的溫度、風向、流向進行操縱控制，從而實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的各項功能。1.3制冷劑（R134a）（1）在適當蒸發(fā)溫度時，蒸發(fā)壓力不低于大氣壓。（2）在適當冷凝壓力時，溫度不能過高。（3）無色、無味、無毒、無刺激性、無腐蝕性，對人體健康無損害。（4）不易燃燒，不易爆炸。（5）價格合理，來源豐富，性能系數(shù)較高。（6）與冷凍機油接觸時，化學(xué)、物理安定性良好。（7）有較低的凝固點，能在低溫下工作，泄漏時容易檢測。使用制冷劑的注意事項裝制冷劑的鋼瓶要儲存在陰涼、干燥、通風的地方，運輸過程中要防止振動和撞擊。

第二章空調(diào)系統(tǒng)的工作原理與主要構(gòu)成部件

2.1空調(diào)系統(tǒng)的工作原理1.制冷系統(tǒng)原理：汽車空調(diào)的壓縮機依靠汽車發(fā)動機的動力提供,汽車在怠速狀態(tài)下打開空調(diào)制冷怠速會明顯增大,油耗也會相應(yīng)的增加,油耗增加的大小與環(huán)境溫度有最直接的關(guān)系,環(huán)境溫度高制冷劑膨脹的壓力大,發(fā)動機驅(qū)動空調(diào)的消耗也相應(yīng)加大,環(huán)境溫度低油耗相應(yīng)減少。2.制熱系統(tǒng)原理：汽車空調(diào)制熱與壓縮機沒有絲毫關(guān)系,制熱的熱源不是空調(diào)本身獲取的,是由汽車的散熱水箱（中控臺下面的暖風機總成內(nèi)的副水箱）提供,早晨在熱車前空調(diào)吹出來的是冷風,待熱車后空調(diào)熱風源源不斷的送出來,制熱本身基本沒有能量消耗,是利用汽車的余熱完成的.但在冬季，為了提升水溫，加大噴油量，也使耗油量增加。但是只是在啟動初期，等發(fā)動機運轉(zhuǎn)正常，就是利用發(fā)動機的散熱來供暖了。（而有的柴油車由于水溫上升慢，為了一發(fā)動車就能享受到暖風，所以在暖風機里面加有電熱絲）。3.通風：通風分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán),使用內(nèi)循環(huán)時車內(nèi)空氣基本不與外界交流,使用外循環(huán)時位于擋風玻璃下的新風口會將外界的空氣源源不斷的送進來,以保持車內(nèi)空氣的清新.除濕：空調(diào)制冷的過程就是除濕的過程,從制冷時產(chǎn)生的大量冷凝水就可以看出來了,在濕度較大的陰雨天氣或是溫差太大的時候車內(nèi)的玻璃上容易起霧,打開空調(diào)驅(qū)霧就是一個除濕的過程。

2.2空調(diào)系統(tǒng)的主要構(gòu)成部件1.壓縮機：空調(diào)壓縮機的作用是使制冷劑完成從氣態(tài)到液態(tài)的轉(zhuǎn)變過程，達到制冷劑散熱凝露的目的。同時在整個空調(diào)系統(tǒng)，壓縮機還是管路內(nèi)介質(zhì)運轉(zhuǎn)的壓力源，沒有它，系統(tǒng)不僅不制冷而且還失去了運行的動力?？照{(diào)壓縮機種類繁多，形式各異，主要有斜盤式（翹板式）、曲柄連桿式、轉(zhuǎn)子式、葉片式、螺桿式和渦旋式六種，汽車空調(diào)系統(tǒng)一般采用斜盤式壓縮機。

2.冷凝器:冷凝器的功用是將空調(diào)壓縮機送來的高溫、高壓氣態(tài)制冷劑中的熱量散發(fā)到車外，使制冷劑凝成高溫、高壓液體再進入儲液干燥器。冷凝器一般都安裝在汽車發(fā)動機冷卻液散熱器后面，以利于車輛行駛中的迎面來風冷卻散熱。為了保證良好的散熱效果和提高制冷能力，在冷凝器前面還安裝有風扇。當空調(diào)系統(tǒng)工作或發(fā)動機的冷卻液溫度上升到一定值時，溫控開關(guān)自動接通風扇電路，增強冷凝器和散熱器的散熱效果。冷凝器是一種由銅管（或鋁管）與散熱片（鋁片或鐵片）組成的熱交換器。按散熱片結(jié)構(gòu)不通，冷凝器可分為管片式和管帶式兩種。雖然管帶較管片式工藝復(fù)雜，成本較高，但是由于散熱效率較管片式高10%左右，所以現(xiàn)代轎車空調(diào)系統(tǒng)一般都用管帶式冷凝器。

3.蒸發(fā)器:蒸發(fā)器是汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中另一個熱交換器，結(jié)構(gòu)形式與冷凝器基本相同，其作用是將經(jīng)過節(jié)流將壓后的液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)沸騰汽化，吸收蒸發(fā)器表面周圍的熱量而之降溫，電動機驅(qū)動的鼓風機再將冷風吹到車室內(nèi)，使進入其中的制冷劑與其外部空氣完成熱交換，蒸發(fā)器外部的空氣放熱冷卻，達到降溫的目的。蒸發(fā)器是由鋁制芯管和散熱片組成。安裝在副駕駛員一側(cè)雜務(wù)箱下方風道內(nèi)。要求蒸發(fā)器具有制率高、尺寸小、質(zhì)量輕等特點。汽車空調(diào)蒸發(fā)器有管片式、管帶式、層疊式三種結(jié)構(gòu)類型。

4.膨脹閥：汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)使用的膨脹閥是一種感壓和感溫自動控制式膨脹閥，膨脹閥安裝在蒸發(fā)器入口管路上。其作用有：一是節(jié)流降壓，即將來自儲液干燥器的高溫高壓液態(tài)制冷劑過節(jié)流變成低溫低壓制冷劑，保證制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)汽化吸熱，降低車內(nèi)溫度；二是調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器的制冷劑流量，以適應(yīng)制冷負荷變化的需要。需要注意的是膨脹閥并不控制蒸發(fā)器的溫度。膨脹閥結(jié)構(gòu)類型有內(nèi)平衡熱力膨脹閥、外平衡熱力膨脹閥、孔管（膨脹管）、H形膨脹閥、F形膨脹閥，組合閥六種形式。

5.儲液干燥器：儲液干燥器由罐體、干燥劑、輸液管、濾網(wǎng)、制冷劑充注閥、觀察孔、制冷劑進口與出口接頭等組成。安裝在冷凝器與膨脹閥之間，其功用一是臨時儲存制冷劑，保證制冷循環(huán)連續(xù)穩(wěn)定地進行；二是吸收制冷制中的水分，防止制冷劑系統(tǒng)發(fā)生冰塞。所謂冰塞是只溫度過低導(dǎo)致水分結(jié)冰而發(fā)生堵塞。

6.電磁離合器：電磁離合器的作用是根據(jù)需要接通和斷開發(fā)動機與壓縮機之間的動力傳遞，其工作是受溫度控制器、空調(diào)開關(guān)"A/C"、壓力開關(guān)、環(huán)境溫度監(jiān)測開關(guān)等元件的控制。電磁離合器安裝在壓縮機皮帶盤內(nèi)而成為壓縮機總成的一部分，主要由電磁線圈、皮帶輪、結(jié)合盤、軸承等部件組成

7.蒸發(fā)器溫度控制器（溫控器）為了充分發(fā)揮蒸發(fā)器的最大冷卻能力，同時又不致造成蒸發(fā)器表面的冷凝水（除濕水）結(jié)冰、結(jié)霜而堵塞蒸發(fā)器散熱器翅片間的空氣通道，蒸發(fā)器表面的溫度應(yīng)控制在1℃～4℃的范圍之內(nèi)。蒸發(fā)器溫度控制器的作用是：根據(jù)蒸發(fā)器表面溫度的高低接通和斷開電磁離合器線圈電路，控制壓縮機的工作時機，從而使蒸發(fā)器表面的溫度保持在準許溫度范圍之內(nèi)。溫控器：汽車空調(diào)常用的溫控器有機械波紋管式和熱敏電阻式兩種。

8.壓力開關(guān)：汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中，一般都設(shè)有壓力開關(guān)，分高壓壓力開關(guān)和低壓壓力開關(guān)兩種，其功用是在系統(tǒng)制冷劑壓力高于或低與規(guī)定的極限值時，自動切斷電磁離合器的電路，使壓縮機停止工作，從而保護制冷系統(tǒng)不受損壞。此外，從控制蒸發(fā)器溫度的角度說，它也可以用來替代溫度開關(guān)

9.旁通電磁閥：旁通電磁閥在制冷系統(tǒng)中起切斷或開啟制冷劑輸送管道的作用，它可防止蒸發(fā)器壓力異常下降，使車內(nèi)溫度控制在規(guī)定范圍內(nèi)，并防止蒸發(fā)器結(jié)霜。

第四章空調(diào)系統(tǒng)檢查和故障診斷程序

汽車空調(diào)系統(tǒng)故障的直接表現(xiàn)為制冷（采暖）失效或冷暖氣不足，其產(chǎn)生原因一般有電器故障、機械故障、制冷劑和冷凍潤滑油引起。

4.1電器控制系統(tǒng)故障

汽車空調(diào)系統(tǒng)電氣控制主要有電磁離合器電路，鼓風機電路、空調(diào)系統(tǒng)保護電路裝置，溫度控制及發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制電路等。自動空調(diào)系統(tǒng)還包括電子控制單元（ECU）及多個感知傳感器元件。該系統(tǒng)一般具備故障自我診斷功能，且以一定的方式顯示故障情況，以便及時處理。由于汽車工作條件，雨水、灰塵容易使電器元件失效，造成空調(diào)系統(tǒng)不工作或工作效率降低。例如電磁離合器線圈因潮濕燒毀或溫控開關(guān)損壞，離合器無法接合、空調(diào)器不能制冷。其他如風機路（包括機電線圈及調(diào)速電阻）故障，則系統(tǒng)制冷效率下降或不能工作。采暖部分電路故障，則暖風系統(tǒng)不能工作。電器系統(tǒng)除以上常見故障外，蓄電池容量下降或性能變壞，也不可忽視。

4.2機械部分故障

汽車空調(diào)系統(tǒng)不制冷故障診斷，機械故障主要有電磁離合器機械零件工作不正常，造成壓縮機不工作。諸如離合器與發(fā)動機之間傳動帶過松，離合器摩擦片過度磨損以及離合器軸承損壞等。空調(diào)壓縮機故障有密封件磨損或損壞，進、排氣閥工作不正常等、使壓縮機不能有效壓縮制冷劑。此外還有制冷系統(tǒng)循環(huán)堵塞（冰堵、臟堵），發(fā)動機在停車制冷工作時怠速過低易熄火（可調(diào)節(jié)真空怠速提升裝置）。非獨立式暖風系統(tǒng)以發(fā)動機冷卻水為熱源，有的汽車平時把通往暖熱交換器冷卻水路關(guān)閉，冬季首次使用采暖時應(yīng)把冷卻水三通閥打開。4.3制冷劑和冷凍潤滑有引起故障根據(jù)統(tǒng)計制冷劑和冷凍潤滑有引起故障占空調(diào)系統(tǒng)制冷故障的30%左右，其特點是主要由于汽車工作的動載、振動及高溫或高寒露天環(huán)境條件下，制冷循環(huán)管路容易松動、變形甚至開裂造成制冷劑泄露，結(jié)果造成不制冷或制冷效率下降。封閉元件變形或損壞、也會引起上述故障。目前對制冷劑泄露的檢查方法主要有：肥皂液檢漏法、素燈檢漏法和電子檢漏儀檢漏法。專業(yè)檢漏一般采用電子檢漏，因為起使用方便、安全可靠。為了保證壓縮機運用副之間良好的潤滑，散熱、密封及降噪聲要求，冷凍機有不足或變質(zhì)，易使壓縮機發(fā)熱甚至損壞，故在補充制冷劑同時應(yīng)補充或更換適量的冷凍油。利用熱泵反向制冷采暖的冷暖空調(diào)系統(tǒng)，原理同制冷系統(tǒng)一致，所不同的是制冷循環(huán)回路中增加了電磁四通換向閥。這種空調(diào)系統(tǒng)只在少數(shù)過國外汽車產(chǎn)品上有，國內(nèi)汽車產(chǎn)品少見。空調(diào)在使用一定期限后，工作環(huán)境中的塵土易使熱交換器換熱效率降低而影響制冷效果，一般可采用清晰除塵去垢、制冷循環(huán)管路內(nèi)部亦可采用專業(yè)清晰出垢，以保證良好的制冷效果。

4.4汽車空調(diào)系統(tǒng)故障診斷方法

1、看：（1）一般大客車車空調(diào)制冷系統(tǒng)的高壓液路上單獨設(shè)有一玻璃觀察窗，小型車的觀察窗一般則裝在干燥過慮器罐上?？照{(diào)系統(tǒng)運行過程中，通過系統(tǒng)的玻璃觀察窗，可以大致判斷制冷流量是否合適。（2）檢查制冷劑軟管的管路上是否有油污和損壞，油污和油垢表示可能有泄漏。應(yīng)當蓋上每一個空調(diào)測試口。（3）檢查通往離合器、鼓風機電動機和所有空調(diào)開關(guān)的電線是否是好的、緊密的連接，是否存在損壞。（4）檢查散熱器冷卻風扇、風扇離合器或電動機和風扇罩的狀況；（5）2、聽：就是聽機器運轉(zhuǎn)的聲音是否有異常，主要包括：(1)聽壓縮機運轉(zhuǎn)時有無雜音是否有異常，有則不正常；(2)聽鼓風機、冷凝風扇電動機等運轉(zhuǎn)時是否有雜音，有則為不正常；(3)若有皮帶聲，說明皮帶打滑；(4)若有尖叫聲，則為電磁離合器磁力線圈老化，磁吸力不夠，離合器片打滑所致。3、摸：當制冷系統(tǒng)及其主要部件出現(xiàn)故障是，常會導(dǎo)致系統(tǒng)管路及主要部件的外表溫度出現(xiàn)異常。因此，根據(jù)外表溫度的變化，可以粗略地判斷系統(tǒng)的工作狀態(tài)及主要部件性能的好壞4、測：通過看、聽、摸診斷方法的同時，如果能夠使用壓力表側(cè)出制冷循環(huán)系統(tǒng)高、低壓兩側(cè)壓力，將使判斷的結(jié)果更為準確。利用短路實驗方法判斷系統(tǒng)控制電路的工作狀況在空調(diào)系統(tǒng)的使用過程中，若電器系統(tǒng)存在故障，一般應(yīng)首先對控制電路的工作狀況進行檢查。如經(jīng)檢查排除線路故障的可能性后，才可對用電裝置和控制元件進行拆修或檢查。判斷空調(diào)系統(tǒng)控制電路的工作情況時，一般可以采短路試驗法，用導(dǎo)線將某段控制電路或電路中個別元器件短接，讓電流從導(dǎo)線上經(jīng)過。如果用電裝置工作恢復(fù)正常，則說明被短接的這段電路或元器件有故障。但利用短路試驗法檢查空調(diào)系統(tǒng)的空制電路時應(yīng)注意，如果是電路的熔斷器燒壞，不能用導(dǎo)線短接。為防止損壞用電裝置或電器元件，一定要在查清熔斷器的熔斷原因并加以排后，再用規(guī)格相同的熔斷器進行更換。第三章空調(diào)供暖系統(tǒng)3.1空調(diào)供暖系統(tǒng)的組成空調(diào)供暖系統(tǒng)是由加熱芯、軟管等組成，有些系統(tǒng)包括控制閥。3.2工作原理通向加熱器芯的進口管與發(fā)動機節(jié)溫器或者發(fā)動機上冷卻液最熱區(qū)域附近的出口相連，加熱器芯的出口軟管通向發(fā)動機水泵進口附近的一個接頭，這個區(qū)域的冷卻液壓力最低。當發(fā)動機工作時，冷卻液流經(jīng)發(fā)動機的水套和加熱芯，被加熱的冷卻液使加熱器芯和流經(jīng)它的空氣變暖。在一些發(fā)動機上有一個三相設(shè)計自動調(diào)溫器，當發(fā)動機過熱時，用來關(guān)閉流向加熱芯的冷卻液。3.3發(fā)動機關(guān)閉狀態(tài)下加熱器的工作

有些車輛可以在發(fā)動機可以在發(fā)動機關(guān)閉時使加熱器繼續(xù)保持工作。在天冷時，這會使車內(nèi)的乘客保持溫暖。加熱器的主要部件是一個電泵和一個旁通閥關(guān)閉，當加熱器打開且發(fā)動機關(guān)閉時，旁通閥關(guān)閉，電泵繼續(xù)工作來維持熱的冷卻液流經(jīng)加熱器芯；當加熱器打開，發(fā)動機工作時，泵關(guān)閉而旁通道打開，使加熱器正常工作。3.4電動和混合動力車輛的供暖系統(tǒng)電動車輛沒有發(fā)動機；混合動力車輛用發(fā)動機，但工作時間短，不足以使冷卻液熱起來，并把熱量提供給加熱器。一些超低排量的車輛也不能產(chǎn)生足夠的余熱提供給加熱器。豐田Prius混合動力車輛在加熱芯內(nèi)有兩個PTC(正溫度系數(shù))加熱元件。電動車輛給空調(diào)配的熱泵包括一個閥門，這個閥門在冷凝器和蒸發(fā)器之間轉(zhuǎn)換流體的流動。熱泵轉(zhuǎn)換了冷凝器到蒸發(fā)器的熱傳遞，這與國內(nèi)的家用熱泵加熱住宅的原理一樣。一些電動和混合動力車輛用一個電阻加熱器作為加熱器的補充，這大大增加了蓄電池的耗電量，明