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汽车空调制冷系统的故障诊断与维修毕业论文 淮安信息职业技术学院毕业论文题 目汽车空调制冷系统的故障诊断与维修摘 要 汽车空调能保持车室内空气温度、湿度、流速、洁净度、噪声等在舒适的标准范围内,不仅有利于保护司乘人员的身心健康,提高其工作效率和生活质量,而且还对增加汽车行驶安全性具有积极作用。汽车空调制冷系统是汽车空调最易发生故障的部分。只有理解汽车空调制冷系统工作原理,熟悉该系统常见故障和排除方法,才有可能找到故障原因并对其检修。 本文主要阐述汽车空调制冷系统的组成及结构原理,空调制冷系统的维护,空调制冷系统常见故障的诊断与维修。通过对本课题的调查研究,能更好的了解汽车空调制冷系统,能更好的对汽车空调系统进行维护与保养。 关键词:汽车空调;制冷系统;结构原理;故障排除目 录摘 要i第一章 汽车空调系统的概述11.1汽车空调的发展11.2汽车空调系统的功能与组成21.2.1汽车空调系统的功能21.2.2汽车空调系统的组成3第二章 汽车空调制冷系统的结构原理62.1汽车空调制冷系统的组成62.2汽车空调制冷系统的工作原理10第三章 汽车空调制冷系统的维护与检修123.1汽车空调制冷系统的日常维护123.2常用的检测工具及操作133.3汽车空调制冷系统检漏163.4 汽车空调制冷系统制冷剂的补充与排放193.5 汽车空调制冷系统的抽真空203.5 汽车空调系统制冷剂的充注213.6 冷冻润滑油的加注23第四章 汽车空调制冷系统的故障诊断与排除254.1汽车空调制冷系统的故障诊断方法254.2汽车空调制冷系统的常见故障与排除25第五章 汽车空调制冷系统的故障检修实例305.1 普桑车空调制冷不良305.2卡罗拉的空调不制冷315.3 别克世纪星轿车空调制冷效果不足32第六章 总结与展望335.1总结335.2论文存在的不足与展望33致 谢34参考文献35第一章 汽车空调系统的概述1.1汽车空调的发展 在炎热的夏季里,您出行会想到乘坐舒适有空调的轿车和公交空调大巴士。但是否了解空调车的发展历史呢?早在1886年,德国的卡尔-奔驰制造出世界上第一辆三轮汽车以来,至今已有125年的历史。世界汽车工业经过几次的革命和飞跃发展,使汽车成为今天人们的重要交通代步工具,并成为各国工业的主要支柱产业。而汽车空调的问世,却比汽车发展整整迟了近半个世纪的时间。 1927年,(单一取暖)在美国纽约市场上出现了第一台汽车空调装置,当时轰动了世界各国汽车制造商。实际上这种装置只能称之为“加热器”,只是在汽车车厢内增加了热量,在欧洲寒冷的季节里,能起到一定的保暖作用。 到了1938年,(单一冷气)美国人帕尔德发明了汽车空调,他根据电冰箱“冷气”的原理,在一辆老爷车上进行了试验。又于1939年,将改进后的冷气机,安装在美国福特汽车公司制造的林肯v12型轿车中,效果很好。1940年,美国packard公司第一次将机械制冷用于车用空调,为世界汽车空调市场开辟了发展之路。第二次世界大战的爆发阻碍了汽车空调的发展。二战结束后,汽车空调的实用化、普及化开始逐渐恢复发展起来。1953年,美国的一些汽车制造厂商,将空调正式开始在普通的轿车上使用,接着便进行大批量生产汽车空调。当地装有冷气的汽车已达车辆总数的10%,计5万套。 1954年,冷暖一体化第一台冷暖一体化整体式汽车空调设备,安装在美国nash牌小客车上。1957年,日本参考美国的汽车空调也开始试制生产,然后欧洲的汽车制造厂商也相继开始生产轿车用空调。1960年,冷气装置的汽车空调开始普及于世界。据有关资料统计表明,截止1962年,世界上轿车装有空调设备的已达75万套。 1964年,第一台自动控温的汽车空调,装置在美国通用汽车公司的凯迪拉克名牌豪华轿车中。1967年,世界上装置汽车空调的轿车已达354万辆。1971年之后,日本丰田汽车公司的世纪、皇冠;英国的劳斯莱斯;德国的梅赛德斯-奔驰等豪华高级轿车中,都分别安装了自动汽车空调设备装置。1979年,美国和日本共同推出用电脑自动控制的汽车空调设备系统,并用数字显示,达到最佳控制。此时,汽车空调已进入第四代产品。1989年,美国通用汽车公司大量生产的初期产品,主要有专用循环空气进口的“突进型”汽车空调。由于其对空气循环、外部空气的选择、出气位置的确定,以及除湿和温度控制等都较难实现,因而将主流改为空气混合型空调。我国于70年代,最早的汽车空调装置使用在长春一汽红旗轿车上。1976年,由原上海内燃机油泵厂今上海汽车空调机厂制造汽车空调,配套在上海牌轿车sh760a轿车中。 1.2汽车空调系统的功能与组成1.2.1汽车空调系统的功能汽车空调的基本功能是采用人工制冷和取暖方法,调节车内的温度、湿度、气流速度和洁净度等参数,从而为人们创造清新、舒适的车内空气环境。在夏天能使车内空气降温即制冷,冬天能使车内空气升温即取暖,并要求尽可能满足“头凉足暖”的循环送风原则,当车内空气浑浊时能补充新鲜空气。对于新型汽车空调系统,大都采用冷暖气一体化、集中控制模式,具有对车内空气或由外部引进的新鲜空气进行冷却和除湿,使车内的空气变得凉爽、舒适;对车内的空气或由外部引进的新鲜空气进行加热,达到取暖、除湿的目的;还可将外部新鲜空气引入车内,进行通风换气;并可除去车内尘埃、臭味、烟味及有毒气体,以清洁车内空气等功能。因此调节环境温度、空气湿度、气流速度、空气的清洁度,是空调系统的四大调节功能。1.调节温度调节温度是空调的主要任务。温度是人体对环境最敏感的参数之一。一般人们感觉到舒适的空气温度,夏天大约是22-28,冬天则为16-20,而头部要求比足部略低,温差大约为2。汽车空调应有暖气设备。汽车空调夏季的降温由制冷系统完成。2.调节湿度空气湿度也是重要的环境参数。人们感觉比较舒适的相对湿度,夏天为50%-70%,冬天为40%-60%。汽车空调一般具有调节湿度的功能。高级车辆采用了冷暖合一的再加热式空调器,可以适量地对车内空气进行除湿处理。首先由制冷系统降低空气的含水量,再通过取暖系统升温来降低空气的相对湿度。另外,增加汽车车内空气的湿度是比较困难的,只能通过开车窗和通风设备,引入车外新鲜空气来调节湿度。因此冬季取暖时,可以通过改变新鲜空气风门开度来调节车内空气的相对湿度。3.调节空气流速空气流速和方向对人体舒适性的影响是很大的,空气流动速度一般以0.1-0.2m/s为宜。空气速度稍大,有利于人体散热降温,打过大的风速直接吹到人身上,会使人感到不舒服。根据人体生理特点,头部对冷比较敏感,夏季冷风吹到头部比吹到身体其他部位更有效果,驾驶员容易保持头脑清醒,有利于行车安全。而足部对热比较敏感,只要足部暖和了,全身都会感到暖和。因而,布置汽车空调出风口时,应采取“头凉足暖”的布置方式,让冷风能吹到乘员头部,暖风能吹到乘员足部。4.过滤、净化空气保持空气的清洁及车内必要的通风换气是舒适度的一个条件。车内的空气应是清洁的,没有臭味、烟味、有毒气体及粉尘,有足够的氧气,这就要求汽车空调还具有一套通风过滤设备及空气净化装置。1.2.2汽车空调系统的组成 汽车空调系统一般由制冷系统、取暖系统、通风系统和控制系统组成。高级豪华汽车的空调系统自动化程度很高,冬季取暖系统和夏季制冷系统均由电子控制器控制。 1.制冷系统 对车室内空气或由外部进入车室内的新鲜空气进行冷却或除湿,使车室内空气变得凉爽舒适。汽车空调制冷系统基本上由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、蒸发器、管路,以及冷凝器风扇、蒸发器风机组成。其中冷凝器与冷凝风扇可各自独立,也可组成冷凝机组,蒸发器、鼓风机、膨胀阀、温度控制器以及调速电阻器等可组成蒸发箱或称冷风机。 2.取暖系统 汽车取暖系统具有冬季车内取暖、风窗除霜以及加热器与蒸发器一起调节空气的温湿度的作用(如图1-1)。汽车取暖系统主要由加热器、鼓风机、操作系统、送风管路等组成。将取暖系统与制冷系统合成一套装置,称为全空调装置,此时制冷系统与取暖系统共用一套风机及操作机构。 根据热量来源不同,取暖系统可分为发动机余热式与独立燃烧式两类。汽车的取暖系统一般为发动机余热式,以发动机的冷却水为热源进行取暖,由热水阀控制热水量,风机与制冷系统合用,前排上部热风口设在仪表板上,足部送风口设在取暖机壳体上,后部取暖从安装在前排座椅底下的扁管送图1-1 取暖系统出。 3.配气系统 汽车空调配气系统(如图1-2)主要解决车内温度、风量控制的自动化和各类通风温度调节方式问题,以提高舒适性。车内配气,有各种用途的吹出口,如前席、后席、侧面、冷风、取暖、除霜、除雾等出风口。吹出口风温由风口切换,所以风门布置是配气优劣的重要因素。 配气系统根据汽车空调的工作要求,可以将冷、暖风按照配置送到车内,满足空气调节需要。它主要由进气模式风门、鼓风机、混合气模式风门、气流模式风门、导风管的组成。汽车室内或室外未经调节的空气,经鼓风机作用送至蒸发器或加热器处,此时已被调节成冷空气或热空气的气流,根据风门模式伺服电动机开启角度而流向相应的出风口。 汽车空调配气系统通常由三部分构成,第一部分为空气进口段,主要由用来控制新鲜空气和车内循环空气的风门叶片和伺服器组成;第二部分为空气混合段,主要由蒸发器和加热器组成,用来提供所需温度的空气;第三部分为空气分配段,使空气吹向面部、脚部和风窗玻璃上。 图1-2 典型汽车空调温度调节与配气 1?轴流风扇;2?空调器外壳;3?加热器芯;4?下风门;5?下风口;6?侧风口; 7?中风口;8?侧风口;9?中风门;10?上风口;11?除霜门;12?调温门; 13?蒸发器;14?空气进口风门;15?外来新鲜空气;16?车外循环空气口 4.控制系统 控制系统一般由电气系统、真空系统和操作装置组成,对制冷和暖风系统的温度、压力进行控制,同时对车室内空气的温度、风量、流向进行控制,保证空调系统正常工作。为了使汽车空调系统能正常工作,车内能维持所需的舒适性条件,汽车空调系统中设有一系列控制元件和执行机构,对空调的工作状态进行必要的调节和控制,并且保护系统安全运行。控制对象可按参数划分,如:温度、压力和转速等;也可按部件划分,如蒸发器、压缩机离合器、风门以及风机、电机等。汽车空调控制系统的控制元件有: 温度控制组件、压力控制组件、电磁离合器、车速调节装置、真空控制组件等等。如图1-3。 图1-3 控制系统元件 1?空调开关;2?卸压阀;3?风扇;4?空调三功能开关; 5?冷却液温度开关;6?散热器风扇双温开关;7?蒸发器温度开关; 8?鼓风机;9?发动机控制单元;10?电磁离合器第二章 汽车空调制冷系统的结构原理2.1汽车空调制冷系统的组成 汽车空调制冷系统主要由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、储液干燥器及管路等组成。压缩机能对进入压缩机的制冷剂进行压缩;冷凝器可散热促进冷凝,储液干燥器能干燥、过滤、储存制冷剂;蒸发器可让制冷剂蒸发在此蒸发,产生空调冷气;膨胀阀是节流降压的装置,是制冷系高低压分界处。以上部件间由空调管连接成一密封系统。如图2-1。图2-1 空调制冷系统的组成压缩机 汽车空调压缩机(如图2-2)是汽车空调制冷系统的心脏,在制冷循环系统中主要起着压缩和运输制冷剂的作用。压缩机吸入来自蒸发器的低温低压气态制冷剂,压缩气态制冷剂,使其压力和温度升高,并将压缩后的制冷剂送进冷凝器。传输作用:压缩机是维持制冷剂在制冷系统中循环流动的动力源,在整个空调系统中,压缩机还是管路内介质运转的动力源,没有它,系统不仅不制冷而且还会丢失运行的动力。汽车空调压缩机是制冷系统中低压和高压、低温和高温的转换装置。它一般安装在汽车发动机旁边,由主发动机或电动机通过带轮驱动。 图2-2 压缩机 汽车空调制冷压缩机主要采用容积式压缩机。大多是斜盘式压缩机和立式往复式压缩机。容积式压缩机是指蒸汽在汽缸中的原有容积被强制压缩(缩小),使单位容积内气体分子数目增加,来提高制冷蒸汽的压力。压缩机使制冷循环系统内产生低压条件,压缩制冷蒸汽,将由蒸发器出来的气态制冷剂从低压压缩至高压,并使其温度提高,并将压缩后的制冷剂送进冷凝器,使制冷剂在制冷系统中进行循环,由蒸发器吸收的热量在通过冷凝器时散发掉。 斜盘式压缩机是目前轿车空调中应用最多的一种机型。它主要由缸体、前缸盖和后缸盖、前阀板和后阀板、活塞、主轴、斜盘(与主轴连成一体)、钢球和滑靴(支持盘)等零件构成,工作原理如图2-3所示。装在主轴上的斜盘的旋转运动,经钢球转换为双向活塞沿轴线的往复运动。当主轴带动斜盘转动时,斜盘驱动活塞作轴向移动,斜盘每转动一周,前后两个活塞各自完成吸气、压缩、排气、膨胀过程,完成一个循环,相当于两个汽缸工作。 图2-3 斜盘式压缩机的工作原理 1?主轴;2?斜盘;3?双向活塞;4?钢珠 2.热交换器 汽车空调中的冷凝器(如图2-4)和蒸发器(如图2-5)统称为热交换器。他们的作用都是实现两种不同温度的流体之间的热交换。冷凝器使管内的高温高压气态制冷剂通过管壁和翅片放出热量给空气,从而冷凝成液体。而通过冷凝器的空气则被加热升温。蒸发器使管内的低温低压液态制冷剂通过管壁和翅片吸收来自车内的空气中的热量,而沸腾汽化,是吸热过程,管内的空气被降温减湿,是放热过程。热交换器的性能直接影响汽车空调的制冷性能。 图2-5 蒸发器 图2-4 冷凝器 3.膨胀阀 为使从冷凝器出来的高温高压液态制冷剂在蒸发器内更容易汽化,以及适应大多数汽车空调制冷系统在运行过程中制冷负荷和压缩机转速的变化特点,要求有一个能起到节流降压和自动调节控制制冷剂流量的装置,即节流膨胀装置,主要是热力膨胀阀。热力膨胀阀以蒸发器出口的过热度为信号,根据信号偏差来自动调节制冷系统的制冷剂流量,因此,它是以发信器、调节器和执行器组合成一体的自动调节器其功用就是把从储液干燥器来的高温高压液态制冷剂节流降压成为容易蒸发的低温低压雾状制冷剂送入蒸发器,起到节流降压的作用,调节和控制进入蒸发器的制冷剂流量以满足制冷循环要求,同时防止压缩机发生液击和蒸发器出口蒸气异常过热现象。 汽车空调系统用的感温式热力膨胀阀根据平衡方式可分为内平衡式(如图2-6)和外平衡式(如图2-7)。内平衡热力膨胀阀膜片下面的制冷压力是从阀体内部通道传递来的膨胀阀孔的出口压力,即蒸发器入口压力;而外平衡式热力膨胀阀的膜片下面的平衡压力是通过外接管,从蒸发器出口处引来的压力。由于两者的平衡压力不同,它们的使用场合也有区别。中小型轿车空调压力损失小,因而常选用内平衡式热力膨胀阀;在大中型汽车空调制冷系统中,由于蒸发器流动阻力较大,因而常选用外平衡式热力膨胀阀。 图2-6内平衡式图2-7 外平衡式 h型膨胀阀(如图2-8)是一种整体式膨胀,它取消了外平衡式膨胀阀的外平衡管和感温包,使其直接与蒸发器进、出口相连。如图所示为h型膨胀阀的结构。实际上并没有取消感温包,而是把感温包缩到阀体内的回气管路上,从而提高了阀的工作灵敏性,但这种结构加工难度较大,膜片中心开孔也会影响膜片的性能。h型膨胀阀有四个接口通往汽车空调系统,其中两个接口和普通膨胀阀一样,一个接储液干燥器出口,另一个接蒸发器出口,但另外两个接口,一个接蒸发器出口,另一个接压缩机进口,感温包和毛细管均由薄膜下面的感温元件所取代,感温元件处在进入压缩机的制冷剂气流中。h型膨胀阀结构紧凑、性能可靠,适合汽车空调的要求。h型膨胀阀可安装在 离开蒸发器的其他地方,如装在驾驶员前围板外的发动机舱内,安装、调换方便。 图2-8 h型膨胀阀结构1?感温元件;2?来自蒸发器;3?至蒸发器;4?球阀;5?来自储液干燥器;6?至压缩机 4.储液干燥器 由于汽车空调正常工作时,制冷剂的供量大于蒸发器的需求量,所以高压侧液态制冷剂要有一定的储存量。同时,随着季节的变化,在系统不运行或检修、更换系统内部的零件时,可以将系统中的制冷剂收入到高压侧进行储存,以免制冷剂泄漏。另外,制冷工质遇到水会对金属产生强烈的腐蚀作用,而且水在膨胀阀中易形成冰赌现象,需要有干燥制冷剂装置。因此,在汽车空调制冷系统中,必须设置储液干燥器。一般在储液干燥器头部还安装有便于观察制冷剂流动状态的视液镜以及作为安全措施的易熔塞及高、低压力开关。 图2-9 储液干燥器 1?干燥器体;2?干燥器盖;3?视液玻璃镜;4?易熔塞;5?过滤器; 6?干燥剂;7?引出管 储液干燥器安装在发动机室内,装在冷凝器和蒸发器之间,一般与冷凝器组装在一起,用来临时储存冷凝器液化的制冷剂并进行干燥和过滤处理,其具体功能为:储存冷凝剂;过滤制冷剂;干燥制冷剂;易熔塞作用(易熔塞是一种压力保护装置,一般装在储液干燥器头部,用螺栓拧入。螺塞中间是一种铜铝合金,挡高压侧压力急剧升至100以上,易熔合金熔化,制冷剂逸出,避免了系统中其他部件损坏);视液镜作用(视液镜一般安装在储液罐的出口处,可以指示系统中是否有足够的制冷剂和制冷剂中是否有水分)。 储液干燥器结构如图2-9。它由储液罐、滤网、干燥剂、顶盖、引出管等组成。顶盖上设有进液孔和出液孔,并装有视液镜和易熔塞。它的外壳由钢材焊接或拉伸而成。从冷凝器出来的液态制冷剂进入储液干燥器,经滤网、干燥剂到储液罐底层,通过引出管流向膨胀阀。 5.管路 管路把制冷系统各元件连成一个封闭系统。由于发动机在工作时会产生抖动,安装在发动机上的压缩机也会随之抖动,因此汽车空调装置中与压缩机进、排气接头相连的管路都采用橡胶软管。此外,走向复杂地方的金属管不容易满足要求,也使用橡胶软管因为橡胶软管具有很好的随和性。但橡胶软管易泄漏,所以应尽量少用或不用,而多用金属管。2.2汽车空调制冷系统的工作原理 汽车空调制冷系统提高了汽车的舒适性,但也是汽车空调最易发生故障的部分。只有理解汽车空调制冷系统工作原理,熟悉该系统常见故障和排除方法,才有可能找到故障原因并对其检修。 工作原理:启动空调,压缩机在发动机带动下工作,制冷剂在系统中循环流动,不断重复液化、汽化四个主要过程(如图2-10): 图2-10 空调制冷系统的工作原理 1.压缩过程。 压缩机吸入蒸发器出口处的低温低压(约0,0.15mpa)的制冷剂气体, 把它压缩成高温高压(约70-80,1.50mpa)的气体排出压缩机。 2.冷凝过程。 高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器, 与车外空气进行热交换。制冷剂气体冷凝成液体(约40-50,1.50mpa),并放出大量的热量。然后进入起干燥及过滤作用的干燥过滤器。 3.膨胀过程。 膨胀阀具有节流作用, 高压的制冷剂液体通过膨胀阀后体积变大, 其压力和温度急剧下降, 使制冷剂液体变成低压低温(约-5,0.15mpa)的雾状(细小液滴)液体排出膨胀阀进入蒸发器。 4.蒸发过程。 节流后的低压低温的雾状制冷剂液体进入蒸发器, 因此时制冷剂沸点远低于蒸发器内温度, 因此制冷剂液体蒸发成气体。制冷剂在蒸发过程中大量吸收车内的热量, 而后低温低压的制冷剂气体又进入压缩机。 上述过程周而复始地进行下去, 便可以达到降低蒸发器周围空气温度的目的。鼓风机将室外或室内的空气流经蒸发器, 使其温度降低后送入车内, 进入车内的冷气起到了制冷的作用。第三章 汽车空调制冷系统的维护与检修3.1汽车空调制冷系统的日常维护 1.保持冷凝器和蒸发器的清洁。因为它们的清洁程度与其换热状况有很大关系,所以应经常检查表面有无污物、散热片是否弯曲或被阻塞等现象。如发现表面脏污,应及时用压缩空气吹净或用压力清水清洗干净,以保持良好的散热条件。防止因散热不良而造成冷凝压力和温度过高、制冷能力下降。在清洗冷凝器的过程中,应注意不要把散热片碰倒,更不能损伤制冷管道。 2.保持送风通道空气进口过滤器的清洁。送入车厢内的空气都要经过空气进口过滤器的过滤,如果滤网堵塞会使风量减少。因此应经常检查过滤器是否被灰尘杂物所堵塞并进行清洁,以保证进风量充足。一般每星期应检查一次。如发现堵塞,可打开蒸发器检查门,卸下滤网。然后用压缩空气或带有中性洗涤剂的温水洗净。也可将滤网浸在水中,用毛刷刷净污物。 3.经常检查制冷剂是否充足。可低速运转空调,从观察窗上察看是否有气泡出现。如出现气泡说明制冷剂不足,应及时进行检查修理或补充。 4.应定期检查制冷压缩机驱动皮带的使用情况和松紧程度。皮带过紧会增加磨损,导致轴承损坏。过松则易使转速降低,造成制冷不足,甚至发出异常声响。如皮带过紧或过松应及时调整,如发现皮带裂口或损坏应采用汽车空调专用皮带进行更换。另外,新装冷气皮带在使用36-48h后会有所伸长,应重新张紧。 5.在春秋或冬季不使用空调的季节里,应每半个月启动空调压缩机一次,每次5-10min。这样制冷剂在循环中可把冷冻油带至系统内的各个部分,从而可防止系统管路中各密封胶圈,压缩机轴封等因缺油干燥而引起密封不良和制冷剂泄漏,并使压缩机、膨胀阀以及系统内各活动部件的动作,不致结胶粘滞或生锈。还要注意的是在进行这项维护时,应在环境温度高于4时进行,否则,环境温度过低会因冷冻油粘度过大而流动性变差,当压缩机启动后不能立即将油带到需要润滑的部位而造成压缩机磨损加剧甚至损坏。 6.经常检查制冷系统各管路接头和连接部位、螺栓、螺钉有否松动现象,是否有与周围机件相磨碰的现象,传动机构的工作是否正常,胶管有否老化,在进出叶子板孔处的隔震胶垫是否脱落或损坏。 7.由于有些辅助发动机有单独供油系统,所以还需经常注意空调油箱的储油情况,并要检查辅助发动机的水温、水位、油压等情况,及时补充到规定的位置。 8.检查电路连接导线,插头是否有损坏和松动现象。 9.经常注意空调在运行中有无不正常的噪声、异响、振动和异常气味,如有应立即停止使用并送专业修理部门及时检查和修理。3.2常用的检测工具及操作 汽车空调维修和安装常用的检测工具有歧管压力计、检漏仪、制冷剂注入阀及真空泵等。由于r12释放到空气中对大气臭氧层有破坏作用,新型制冷r134a目前价格昂贵,而且释放到空气中,还是会造成一些温室效应,因而需要对维修中排出的制冷剂进行回收再利用,也就是最好要有制冷剂回收机。 由于在一定时期内(大约最长要延续到2010年左右)有两种甚至更多的制冷剂同时在汽车空调领域中存在,r12与r134a这两种制冷剂及其润滑油在性质上有许多不同,不能混用,因此为这两种制冷系统进行安装、维修、检测、加注的工具(例如歧管压力计、检漏仪、注入阀等)不能混用,要分开使用。这一点在工作时要特别引起注意。 为保证加入正确的制冷剂量,还需要有量筒、磅秤之类计量设备。目前具有一定规模的汽车空调维修站常采用将歧管压力计、量筒或磅秤、真空泵等组成一体的制冷剂加注机或制冷剂回收加注机。 1.歧管压力计 歧管压力计也称压力表组(如图3-1),是维修汽车空调制冷系统必不可少的重要工具。它与制冷系统相接可进行抽真空、加注制冷剂及诊断制冷系统故等。 歧管压力计有两个压力表,一个压力表用于检测制冷系统高压侧的压力,另一个压力表用于检测制冷系统低压侧的压力。低压侧的压力表既可用于显示压力,也可用于显示真空度,真空度读数范围为0-0.1 mpa,压力刻度从0开始,量程不小于1mpa,高压侧压力表测量的压力范围从0开始,量程不得小于2.11 mpa。图3-1 歧管压力计1?低压表;2?高压表;3?高压手动阀;4?高压侧软管;5?维修用软管;6?低压侧软管;7?低压手动阀;8?歧管座歧管压力计由高压表、低压表、手动低压阀、阀体以及高压接头、低压接头等组成。使用时高、低压接头分别通过软管与制冷系统的高、低压阀相接,中间接头与真空泵或制冷剂钢瓶相接。只能用手拧紧各软管与歧管压力计的接头,不可用扳手,否则,会拧坏接头螺纹。有些在中间管道设有放气阀门,以方便在加注制冷剂时,排尽软管内空气。歧管压力表的具体操作步骤如下: (1)当低压阀7开启、高压阀3关闭时,此时低压管路、中间管路、低压表相通,这时可以向低压侧管道加注制冷剂或排放制冷剂,并同时监控高、低压侧的压力。 (2)当低压阀7关闭、高压阀3开启时,此时高压管路、中间管路、高压表相通,这时可以向高压侧管道加注制冷剂(压缩机不能工作)或排放制冷剂,并同时监控高、低压侧的压力。 (3)当低压阀7和高压阀3均关闭时,可监控高、低压侧的压力,并依据得到的高、低压的压力来诊断制冷系统。 (4)当低压阀7和高压阀3都开启时,可进行加注制冷剂(此时压缩机不能工作)、抽真空、加注压缩机油,并检测高、低压侧的压力(真空)。 2.制冷剂注入阀 图3-2 制冷剂注入阀1?阀体;2?螺柄;3?注入阀接头;4?手柄;5?阀针 为便于维修汽车空调和随车携带方便,制冷剂生产厂制造了一种小罐制冷剂(一般为350g左右),但要将它注入到汽车空调制冷系统中去,要有注入阀才能打开此罐(如图3-2)。制冷剂罐内装有制冷剂,接头用软管与歧管压力计的中间接头相连,其具体使用方法如下: (1)逆时针方向旋转注入阀手柄4,直到阀针退回到位为止。 (2)逆时针方向旋转板状螺母2直到最高位置,将注入阀装到制冷剂罐上。 (3)将板状螺母2按顺时针方向旋转到紧,再将歧管压力计上的中间软管固定到注入阀的接头上。 (4)顺时针拧动制冷剂注入阀手柄4,直到注入阀嵌入并刺穿制冷剂罐密封塞。 (5)若要充注制冷剂,则逆时针方向旋转制冷剂注入阀手柄4,使阀针升高,并放软管中的空气,后打开歧管压力计上的手动阀(在压缩机工作时,只能打开歧管压力计的低压阀门) (6)若要停止加注制冷剂,则顺时针方向旋转手柄,使阀针再次进入密封塞,起到密封作用,并同时关闭歧管压力计上的高压阀门和低压阀门。 3.真空泵真空泵一般为叶片式旋转泵,靠偏置旋转的叶片产生抽吸作用,使被抽系统形成真空条件,从而降低系统内的压力,排除系统内的空气和水分(如图3-3)。这种方式使系统中的水分在低压时冷凝,然后和残留的空气一起排出。真空泵有单级泵和双级泵两种。单级泵应用范围广,真空度能低到100.3kpa,而且重量轻、价格低。双级泵能生成更高的真空度,因为真空先从一级开始,再排到二级,好的双级真空泵能在长时间内保持101kpa的真空度。 图3-3 真空泵 4.紫外线灯与荧光泄漏探测染料 这是将一种荧光泄漏探测染料压入制冷系统中,用紫外线灯照射,若系统某处有泄漏,则会发出黄色或黄绿色光。这种荧光染料在制冷系统中的有效期可保持两年(如图3-4)。 图3-4 紫外线灯与荧光泄漏探测染料 紫外-荧光染料检漏的工作原理是:紫外线光能激励染料中的荧光分子发出黄色或黄绿色荧光(颜色根据各制造厂的染料不同而异)。用于检漏的紫外光是一种uv-a长波光,一般称为黑光,波长为(320-400)10-9,各种紫外激励染料的峰值激励和峰值发射不同,各种紫外线外也不同,但都能在黑光照射下发出荧光。 在荧光染料中,只对一种制冷剂有效,因而不同的被检漏物质,采用不种荧光染料。紫外灯光越强,染料浓度越强,则显示效果越好。但还需考虑其他因素,如紫外线灯的价格、设备携带的方便性、灯的性能及寿命等。目前常见的紫外线灯强度在(5000-7000)mw/0.3m距离内,少数也有11000mw的。 5.制冷剂的加注、回收设备选择设备的型号应由维修便利的需要而定。例如,偶尔进行空调维修,则人工回收装置就够了。这种设备便宜,且每分钟回收约0.454kg(0.472ml)的量,但它不能回收再利用。一种电子回收设置在回收系统制冷剂时,技术人员可以不必理会它而去干别的事情。这一装置价格是人工回收装置的2倍。每分钟回收制冷剂0.354kg(0.368ml)。这种装置亦不能用于再利用。 多数回收装置只能单独回收r12和r134a。有一些设备有无油压缩机亦可用于r134a回收。尽管初期投资较贵,但考虑制冷剂昂贵的价格,能较早地回收投资。许多用于汽车空调回收的设备,可用于回收、抽真空、再利用和再充灌。这就不需要单独的真空泵与充灌站(如图3-5)。 图3-5 回收机 6.其他维修工具 除上述工具和设备外,还需要各种扳手、割管器、弯管器、涨管器等。另外压缩机还应配备离合器扳手、离合器毂拉出器、锁紧螺母套筒、六角套筒、气缸盖拆卸器等专用工具。3.3汽车空调制冷系统检漏 汽车空调系统工作条件比较恶劣,极易造成部件、管道损坏和接头松动,使制冷剂发生泄漏,其泄漏的常发部位见表3-1。 表3-1 汽车空调制冷系统常发生泄漏的部位 部 件 泄漏常发生的部位 冷凝器 冷凝器进气管和出液管连接处 冷凝器盘管 蒸发器 蒸发器进口管和出口管的连接处 蒸发器盘管 膨胀阀 储液干燥器 易熔塞 管道接头喇叭口处 制冷剂管道 高、低压软管 高、低压软管各接头处 压缩机 压缩机轴封 压缩机吸、排气阀处 前、后盖密封处 与制冷剂管道接头处 汽车空调制冷系统常用的几种检漏方法如下: 1.检查油迹: 如果制冷剂泄漏,就会带出一些冷冻油,所以系统中有油迹的地方一般都是泄漏的迹象。 2.肥皂水检漏: 肥皂水检漏是一种简便有效的方法:若零件、管路表面有油迹,要事先擦净。然后把肥皂液涂在受检处,若检查接头处,要整圈均匀涂上。仔细全面地观察,若有气泡或鼓泡,则可判为有泄漏。在制冷系统低压侧检漏,必须关机;在高压侧检漏时,可关机,也可不关机检查。关键是肥皂水的浓度要掌握好,太稀、太浓都不行。这种方法比较经济、实用,适用于暴露在外表,人眼能看得到的部位及周围有制冷剂气体的场合。但精度较差,不能检查微漏和压缩机、蒸发器、冷凝器等不便于涂抹肥皂液和不便观察的部位。 3.着色法:(1)用棉球蘸制冷剂专用着色剂检测,当这种着色剂一遇到制冷剂时,就会变成红色。据此可以判定泄漏点。(2)目前有些制冷剂溶有着色剂,使用这类制冷剂时,系统一旦有泄漏,便在泄漏点显示鲜艳的着色剂,可以据此方便的检测出泄露部位。 4.使用电子检测仪检漏: 使用电子检漏设备时,应该注意以下几点: (1)将检漏仪电源接上,一般需要预热十分钟左右。 (2)大部分电子检漏仪有校核档,在使用前应该确认校验正确,并使指示灯和警铃工作正常。 (3)将仪器调到所要求的灵敏度范围。 (4)检测时,将探头放到被检测的全方位,防止漏检。 (5)一旦查出泄漏部位,探头应立即离开,以免缩短仪器寿命。 5.压力检漏: 加压试漏时,首先应正确连接歧管压力计,如图3-6所示。高压软管接在排气管道上(高压侧),低压软管接在吸气管道上(低压侧)。将软管连接在压缩机的高、低压检修阀上,打开高、低压检修阀,向系统中充入干燥氮气,其压力一般应为1.5mpa左右。当系统达到规定压力后,用检漏设备进行检漏,泄漏大的地方有微小声音,检漏必须仔细,并反复检查3-5次,发现渗漏处应作出记号并及时加以修复,然后再去检漏其他接头处,直至渗漏彻底排除。修漏完毕,应试漏,让系统保压24-48h,若压力不降低,则检漏合格,倘若压力有显著降低,必须重新进行检漏,直到找出泄漏处并加以消除为止。 图3-6 压力检漏系统连接方式 6.真空检漏: 应用真空泵进行,真空度应达到0.1mpa,保持24h内真空度没有明显变化即可。抽真空的目的有三个,一是抽出系统中残留的氮气;二是检查系统有无渗漏;三是使系统干燥。只有在系统抽真空后才能加注制冷剂。 7.检漏工作注意事项: (1)必须检查每一个接头的整个圆周。 (2)探头要靠近被检查点,离检测点约3mm, (3)探头移动的速度要慢,不能高于3cm/s (4)因为制冷剂比空气重,所以要从部件(总成)顶部开始检漏,然后沿着部件或管路的底部移动。出于同样原因,在下部测出的泄漏,泄漏点不一定在下部。 (5)如发现制冷剂大量渗漏时,应进行通风处理,防止引起人窒息事故发生。3.4 汽车空调制冷系统制冷剂的补充与排放 1.制冷剂的补充 如果汽车空调系统的制冷剂不足并非由于管道暴露于空气之中,或并非因大量泄漏而导致水分和空气进入空调系统,而是经过一段时间运行后,由于汽车振动等原因,使汽车空调系统的某些部位的接头松动,制冷剂泄漏,制冷效果变差。经过查漏、排漏后,不必排空旧的制冷剂、抽真空后再注入制冷剂,而是可以从低压侧向系统补充不足的制冷剂,具体步骤如下: (1)开动汽车空调,使其运转几分钟。 (2)从视液玻璃窗口处检查制冷剂的流动情况。若气泡连续出现,则表明系统内缺少制冷剂。若气泡间断出现,需要再运转一会,观察气泡是否消失,若仍然有气泡,就表明系统缺少制冷剂。 (3)将歧管压力计、制冷剂罐和系统连接起来,如图所示。 (4)打开制冷剂罐上的阀,拧松歧管压力计上的中间软管接头,使制冷剂放出几秒钟,然后拧紧接头,以排出中间软管内的空气,防止它进入制冷系统。 (5)关闭手动高压阀,将制冷剂钢瓶直立,起动发动机,并稳定在快怠速位置上(六缸发动机为1600r/min,八缸发动机为1300r/min),打开空调,风速为高档,这时应打开汽车门窗,让排气压力保持在1.55-1.68mpa,如果排气压力不够高,可挡住送至冷凝器的通风,使其压力升高。 (6)打开手动低压阀,让气态制冷剂从低压侧进入空调系统(注意吸入制冷剂压力不得超过0.35mpa),在补注时,应保持制冷剂罐竖立,以防止液态制冷剂进入系统,造成事故。 (7)待制冷剂达到规定量时关闭手动低压阀和制冷剂罐开关。从系统上卸下歧管压力计和制冷剂罐。 (8)停止发动机运行。 2.制冷剂排放 由于修理或其他原因,需将系统内的制冷剂排放掉,其排放方法有两种,一是将制冷剂放到大气中,此法污染环境。二是回收制冷剂,但要有回收装置。排放时,周围环境一定要通风良好,不能接近明火,否则会产生有毒气体。制冷剂排放的具体操作步骤如下: (1)关闭歧管压力计上的手动高、低压阀,并将其高、低压软管分别接在压缩机高、低压检修阀上,中间软管的自由端放在工作擦布上。 (2)慢慢打开手动高压阀,让制冷剂从中间软管向上排出,阀门不能开得太太,否则压缩机内的冷冻涧滑油会随制冷剂流出。 (3)当压力表读数降到0.35mpa以下时,再慢慢打开手动阀,使制冷剂从高、低压两侧同时排出。 (4)观察压力表读数,随着压力下降,逐渐开大手动高、低压阀,直至高、低压表的读数指示为零为止。3.5 汽车空调制冷系统的抽真空 抽真空是为了排除制冷系统内的空气和水分,它是空调维修中一项极为重要的工序。因为对空调制冷系统进行维修或更换元件时,空气会进入系统,且空气中含有一定量的水蒸气(湿空气)。 图3-7 汽车空调制冷系统抽真空a)轿车空调系统连接图b)客车空调系统连接图 抽真空并不能直接把水分抽出制冷系统,而是产生真空后降低了水的沸点,水汽化成蒸汽后被抽出制冷系统。因此,系统抽真空时,时间越长,系统内残余的水分就越少。为最大限度地将系统内的空气及湿气抽出,必要时采用重复抽真空法,即第一次抽真空完毕后,再连续抽30min以上。 图3-7所示为抽真空管路连接方法,具体操作过程如下: (1)将歧管压力计上的两根高、低压力软管分别与压缩机上的高、低压阀接口相连;将歧管压力计上中间软管与真空泵相连。 (2)打开歧管压力计上的手动高、低压阀,启动真空泵,并注意两个压力表,将系统压力抽真空至96.60-99.99kpa。 (3)关闭歧管压力计上的手动高、低压阀,观察压力表指示压力是否回升。若回升,则表示系统泄漏,此时应进行检漏和修补。若压力表针保持不动,则打开手动高、低压阀,启动真空泵继续抽真空15-30min,使其真空压力表指针稳定。 (4)关闭歧管压力计上的手动高、低压阀。 (5)关闭真空泵。先关闭手动高、低压阀,然后关闭真空泵,目的是防止空气进入制冷系统。3.5 汽车空调系统制冷剂的充注 当制冷系统抽真空达到要求,且经检漏确定制冷系统不存在泄漏部位后,即可向制冷系统充注制冷剂。充注前,先确定注入制冷剂的数量,充注量过多或过少,都会影响空调制冷效果。维修手册或压缩机的铭牌上一般都标有所用的制冷剂的种类及其充注量。 充注制冷剂的方法有两种,一种是从压缩机排气阀(高压阀)的旁通孔(多用通道)充注。称为高压端充注,充入的是制冷剂液体,其特点是安全、快速,适用于制冷系统的第一次充注,即经检漏、抽真空后的系统充注。但用该方法时必须注意,充注时不可开启压缩机(发动机停转),且制冷剂罐要求倒立。另一种是从压缩机吸气阀(低压阀)的旁通孔(多用通道)充注,称为低压端充注,充入的是制冷剂气体,其特点是充注速度慢,可在系统补充制冷剂的情况下使用。 图3-8 高压端充注制冷剂 图3-9低压端充注制冷剂 1.高压端充注制冷剂 (1)当系统抽真空后,关闭歧管压力计上的高、低压手动阀。将歧管压力计与系统连接。 (2)将中间软管的一端与制冷剂罐注入阀的接头连接起来,如图3-8所示,打开制冷剂罐开关,再拧开歧管压力计软管一端的螺母,让气体溢出几分钟,把空气赶走,然后再拧紧螺母。 (3)拧开高压侧手动阀至全开位置,将制冷剂罐倒立,以便从高压侧充注液态制冷剂。 (4)从高压侧注入规定量的液态制冷剂。关闭制冷剂罐注入阀及歧管压力计上的手动高压阀,然后将仪表卸下。 (5)装回所有保护帽和保护罩。 特别要注意,从高压侧向系统充注制冷剂时,发动机处于不起动状态(压缩机停转),更不可拧开歧管压力计上的手动低压阀,以防止产生液压冲击。另外,如果低压表不从真空量程移动到压力量程,表示系统堵塞。则应按要求消除堵塞后重新对系统抽真空并继续充注制冷剂。 2.低压端充注制冷剂 (1)按图3-9所示,将歧管压力计与压缩机和制冷剂罐连接好 (2)打开制冷剂罐开关。关闭高、低压手动阀,拆开高压端检修阀和胶管的连接,然后打开高压手动阀,再打开制冷剂罐开关。在胶管口听到制冷剂蒸汽出来的嘶嘶声后,立即将软管与高压检修阀相联,关闭高压手动阀。用同样的方法清除低压端和管路中的空气,然后关好高、低压手动阀。 (3)