毕业设计（论文）别克汽车空调系统结构原理与检修

1、 目目 录录 一、汽车空调系统概述.1 （一）汽车空调的功能.1 （二）汽车空调的特点.2 二、 别克君威汽车空调制冷系统的工作原理与组成.2 （一）别克君威空调制冷系统工作原理.2 （二）别克君威空调制冷系统结构组成.3 三、别克君威空调控制系统.6 （一）别克君威 c68 全自动空调控制面板.6 （二）别克君威 c68 全自动空调控制原理.8 四、别克君威汽车空调系统的检修实例.17 （一）别克君威汽车空调系统的常见故障分析.17 （二）别克君威汽车空调控制系统故障码分析.20 五、别克君威空调系统维修后的性能测试.22 结束语.24 参考文献.25 别克汽车空调系统结构原理与检修 摘要：

2、摘要：本论文介绍了汽车空调的功能及特点，讲述了别克君威汽车空调制冷系 统的工作原理和结构组成，对别克君威 c68 全自动空调控制面板和控制原理进 行了研究，分析了别克君威汽车空调系统的常见故障，进行了别克君威空调系 统维修后的性能测试。 关键词关键词: : 汽车空调；别克君威；自动空调；制冷； 一、汽车空调系统概述一、汽车空调系统概述 （一）汽车空调的功能（一）汽车空调的功能 完善的汽车计算机控制的空调系统可以对车内空气的温度、湿度、清洁度、 风度和通风等进行自动调节，并使车内空气以一定的速度和方向流动，给乘客 提供一个良好的乘车环境，保证在各种外界气候和条件下使乘客都处于一个舒 适的空气环境

3、中，并能够防止车窗玻璃结霜，使驾驶员保持清晰的视野，为安 全驾驶提供基本保证。计算机控制的空调系统可以实现以下功能： 1、汽车空调自动调节功能 包括车内温度和湿度自动调节、回风和送风模式自动控制以及运转方式和 换气量控制等控制功能。电控单元将根据驾驶员或乘客通过空调显示控制面板 上的按钮进行的设定，使空调系统自动运行，并根据各种传感器输入的信号， 对送风温度和送风速度及时地进行调整，使车内的空气环境保持最佳状态。电 控单元还可以根据气候变化通过选择送风口，改变车内的温度分布。 2、经济运行控制功能 当车外温度与设定的车内温度较为接近时，电控单元可以缩短制冷压缩机 的工作时间，甚至在不启动压缩机

4、的情况下，就能使车内温度保持设定状态， 达到节能目的。 3、全面的显示功能 通过安置在汽车仪表盘上的空调显示控制面板，可以随时显示当时的设置 温度、车内温度、车外温度、送风速度、回风和送风口状态以及空调系统运行 方式等信息，使驾驶员能够及时全面地了解空调系统的工作状态。 4、故障自诊断和安全功能 电控单元通过自诊断系统可以对系统的状态进行检测，并对故障情况进行 判断，当系统中出现故障时，使系统传入相应的故障安全状态，防止故障进一 步扩大。 （二）汽车空调的特点（二）汽车空调的特点 汽车上使用的空调器性能要求有以下几点： （1）应能尽快地从炎热天气下的停车状态达到车内舒适的温度（急速降温） 。

5、（2）在寒冷的天气里，发动机启动后，应能尽快使车内暖和起来（急速升 温） 。 （3）在平常行驶状态中，不受气象状态和行走状态的左右，能保持稳定的 舒适温度。 （4）车内的空气流动应自然、萧静。 （5）对发动机和燃油消耗以及动力性能的影响应尽可能的小。 二、二、 别克君威汽车空调别克君威汽车空调制冷系制冷系统的工作原理与组成统的工作原理与组成 （一）别克君威空调制冷系（一）别克君威空调制冷系统统工作原理工作原理 别克君威汽车空调制冷系统的工作原理是利用了制冷剂的气态液态的相互 转变，利用液态物质的蒸发吸热达到制冷的目的。通过以下四个过程进行周而 复始的循环制冷。 （1）压缩过程 压缩机抽吸蒸发器

6、中的温度相对较低、压强较低的气态制冷剂，压缩成高 温高压气态制冷剂压入冷凝器。 （2）放热过程 高温高压气态制冷剂被压入冷凝器后，冷凝器管道外壳温度也随之升高。 在风机风力的作用下，空气通过冷凝器管道外壳，将大部分热量排到车室外的 大气中，使冷凝器内制冷剂温度降低并变成液态。 （3）节流过程 由于压缩机对蒸发器中气体制冷剂的抽吸作用，冷凝器中已经散去热量的 液态制冷剂通过节流管进入蒸发器。 （4）吸热过程 通过节流管的液态、雾状制冷剂，由于压缩机的抽吸作用和节流管的节流 作用，蒸发器内压强低，液态制冷剂在蒸发器内蒸发成气体，温度降低，在蒸 发过程中，蒸发器管道外壳温度降低。在风机风力作用下，蒸

7、发器管道外壳吸 收车内的热量，使车室内温度降低。 图图 1 1 制冷系统的工作原理制冷系统的工作原理 1 1压缩机压缩机 2 2冷凝器冷凝器 3 3蒸发器蒸发器 4 4集液器集液器 5 5节流管节流管 6 6液压管路液压管路 7 7泄压阀泄压阀 （二）君威空调制冷系（二）君威空调制冷系统统结构组成结构组成 1、压缩机 别克君威轿车采用 se5v16(v5)型变排量压缩机，能够满足不同状态下对汽 车空调机的要求，不需要电磁离合器的循环合。压缩机的外形及内部构造见图 2，其基本构造是有五只成轴向均布的气缸孔和可变倾角的摇盘。压缩机排量控 制的核心元件是位于压缩机后部盖的控制阀，它采用波纹管并根据压

8、缩机的吸 气压力进行控制，利用曲轴箱与吸气腔之间的压力差来看控制摇盘倾角的变化， 由此改变压缩机的排量。当空调系统要求高制冷能力时，吸气压力就高于控制 点，控制阀保持从曲轴箱到吸气箱的泄漏，使曲轴箱与吸气箱之间的压力为 0，压缩机有最大的排量。当空调系统要求低制冷能力时，吸气压力则达到控制 点，控制阀关闭从曲轴箱到吸气增压室的通道，压缩机排量减小。摇盘倾角受 作用在五个活塞上的力的平衡来控制，曲轴箱与吸气箱之间的压力差轻微升高 就会在活塞上产生一个合力，从而降低摇盘倾角。在空调压缩机的后部，安装 有泄压阀，当压缩机出口压力达 3636kpa 时，为防止系统损坏，泄压阀打开。 2、冷凝器 冷凝器

9、位于发动机散热器前端，由冷管和冷却翅片制成，铝管质量轻、散 热 图图 2 2 空调压缩机空调压缩机 性好，能尽快的将热量散发，冷却翅片增大了散热面积，进一步提高了散热效 果。从空调压缩机出来的高压、高温制冷剂蒸气流入冷凝器，再由蒸气凝结成 高压中温液体。 3、蒸发器 蒸发器与暖风加热器都安装在空调器总成中。低压低温制冷剂液体/气体混 合物经节流后进入蒸发器，流经蒸发管，吸收热量后变为蒸气状态，离开蒸发 器。制冷剂蒸发时从通过蒸发器的气流吸收热量，当空气中的热量传给蒸发器 芯时，空气温度降低，空气中的水分湿气会凝结在蒸发器芯的外表面，形成水 流从排气管流出。所以，蒸发器具有冷却室内空气和除湿的作

10、用。 4、集液器 集液器与蒸发器出口管相连，集液器储存来自蒸发器的制冷剂蒸气与液体 的混合物和润滑油，集液器底部的干燥剂可干燥系统中的湿气，防止产生冰堵， 集液器出口管端的机油排放孔提供至压缩机的机油回路。集液器破裂损坏或长 时间对外界空气开放时需更换新件，不能维修。见图 3。 图图 3 3 集液器集液器 1 1制冷剂蒸汽入口制冷剂蒸汽入口 2 2入口入口 3 3导流板导流板 4 4内置管内置管 5 5干燥袋干燥袋 6 6滤清器滤清器 7 7机油排放孔位置管道中机油排放孔位置管道中 8 8出口出口 5、节流管 节流管位于冷凝器出口与蒸发器入口之间，它对制冷剂产生节流作用，是 制冷系统高压和低压

11、的分界线。为防止节流管污染，在进口和出口侧安装有滤 清器， 图图 4 4 消声器内部构造消声器内部构造 如果诊断显示节流管堵塞，若管本身没有损坏，可清洁入口滤清器处的金属碎 屑和油泥后继续使用。 6、消声器 消声器安装在压缩机进口端，用以消除或降低由于高低压的振动而引起的 压缩机噪声。消声器内部有过滤器，并且要求在压缩机故障时也能工作。消声 器的安装位置及内部结构见图 4 7、空调压力传感器 空调压力传感器（acp）位于空调系统高压管上，它不是开关(on/off)式传 感器，而是把空调管路压力值转变为电压信号并传给动力系统控制模块(pcm)， pcm 根据 acp 信号来决定空调机的切断和风扇

12、的运转。 三、三、别克君威空调控制系统别克君威空调控制系统 （一）别克君威（一）别克君威 c68 全自动空调控制面板全自动空调控制面板 c68 全自动空调控制面板见图 5。 1、温度控制 每按一次向上的箭头温度上升 0.5；每按一次向下的箭头温度下降 0.5， 温度设定范围是 1632。空调自动控制起作用的温度范围是 1731，当温 度设置为 32时，系统锁定于完全加热，提高风扇转速且吹向地板；当温度设 置为 16时，系统锁死于完全制冷，提高风扇转速且吹向仪表板出口，处于内 循环状态。 图图 5 5 c68c68 全自动空调操作面板全自动空调操作面板 2 自动控制 按下 auto 键时，系统处

13、于自动控制状态，自动选择最佳风扇速度和气流模 式，自动控制空调机是否工作。自动控制起作用时选择温度的范围是 1731， 当外界温度低于 4时，空调机将停止工作。 3 关闭 按下 off 键时，自动空调系统关闭，此键上的指示灯亮。 4 空调机 该键控制空调压缩机的接通与关闭，压缩机接通时，该键上的指示灯亮。 在 auto 模式，只要按动此键则系统转为手动模式。在前除霜模式下，只要外界 温度高于 4空调机就自动吸合，此时如果再按下空调按钮，指示灯闪烁 2 次 后仍点亮。 5 内循环控制 用于选择气流内、外循环方式，在以下模式此键不起作用，如果在禁止该 功能时按下此键，指示灯闪烁 3 次后关闭。 （

14、1）除雾：在此模式下，气流一半流向地板，一半流向除霜和侧窗出口， 在环境温度高于 4时，空调机自动吸合。 （2）前部除霜：这种模式下系统自动处于外循环。 6 前部除霜 在此模式下，气流大部分从除霜器风口吹风，一部分空气也从地板和侧车 窗风口吹出。 7 后除霜 按下此键时，后挡风玻璃加热隔栅开始工作，15min 后会断开。如果再次 按下此键，它会接通 8min，如果在此时间内再按下则断开。 8 鼓风机转速 用于调节鼓风机风扇的转速。 9 出风模式选择 用于选择不同的气流方向。 （二）别克君威（二）别克君威 c68 全自动空调控制原理全自动空调控制原理 1 空调控制模块（hvac） 空调控制模块接

15、收控制指令，并根据各传感器的信号，经计算分析后，控 制各执行部件的动作，完成全自动空调的控制。图 6 中 hvac 之 c12 端为常电源 供电端，c5 是点火电压供电端，d1 端为传感器接地，c1 为系统接地。 2 鼓风机电动机控制模块 它位于鼓风机客体上，其转速由空调控制模块决定，控制模块根据收到的 不同脉宽的 pwm 信号来控制鼓风机两端的压差，从而调节鼓风机的转速。 3 串行数据线 c68 空调通过串行数据线与动力系统控制模块和数据连接插头通信。pcm 将 发动机温度、节气门位置、发动机转速、车速、空调压力等信号通过 class-2 数据总线传至 hvac 控制器，同时 hvac 将空

16、调请求等信号通过数据线传至 pcm。 4 传感器 （1）内部空气温度传感器：它是一个负温度系统（ntc）热敏电阻，用以 感知车内温度。 （2）外部环境空气温度传感器：它是一个负温度系统热敏电阻，用以感知 车外环境温度。 （3）阳光载荷传感器：位于前挡风玻璃下，它是一个光敏二极管，可以测 量阳光照射到车辆所产生的热量，并把信号传给 hvac 控制器。 5 空调机控制电路 空调机控制电路见图 8，hvac 控制器将空调请求信号通过 class-2 数据总 线传至动力系统控制模块 pcm 之 c1-58 脚，pcm 经分析如果认为需接通空调机， 则先提升发动机转速，然后其 c2-39 脚接地，空调继

17、电器工作，触点闭合，空 调机电磁离合器吸合，空调机工作。在以下情况下，pcm 切断空调机： （1）节气门开度大于 90%。 （2）空调压力超过 3080kpa(4.27v)或低于 287kpa(0.35v)。 （3）点火电压低于 10v。 （4）发动机转速超过 4700r/min。 （5）发动机冷却液温度高于 125。 （6）进气温度低于 5。 （7）动力系统控制模块（pcm）与空调控制模块（hvac）通信故障。 图图 6hvac6hvac 供电、数据通信与鼓风机电路供电、数据通信与鼓风机电路 图图 7 7 传感器电路传感器电路 图图 8 8 空调机控制电路空调机控制电路 图图 9 9 真空电

18、磁阀控制电路真空电磁阀控制电路 图图 1010 后窗除霜电路后窗除霜电路 图图 1111 后鼓风机控制电路后鼓风机控制电路 图图 1212 温度执行器电路温度执行器电路 6 温度执行器电路 温度执行器电路图 12，温度执行器实际上是一个带有位置反馈的电动机， 外部有五根连线，内部可分为两个部分：一是电动机，其 5 脚为 12v 供电端， 7 脚接地，6 脚是电动机转动控制信号端；二是位置传感器：10 脚是 5v 供电端， 7 脚接地，9 脚是位置信号端。下面分析 hvac 对电动执行器的控制过程： c7 脚：电动机转动控制端，输出电压为 5v 时电动机向热方向旋转；输出 电压为 0v 时电动机

19、向冷方向旋转；输出 2.5v 时电机停止旋转。 c8 脚：电动机位置信号反馈端，最热位置状态时约 3.86v；最冷位置状态 时约 0.23v；因电动机可以停止在任何位置，所以停止时信号电压可在两者之 间不确定。 7 真空电磁阀控制电路图 9 8 后窗除霜电路 10 9 后鼓风机控制电路 11 四、四、别克别克君威君威汽车空调系统的检修实例汽车空调系统的检修实例 （一）别克君威（一）别克君威空调系统的常见故障分析空调系统的常见故障分析 空调系统的故障诊断分析，应做到以下四点：一要了解空调系统的基本工 作条件；二要对故障进行综合考虑；三要按系统要求充注定量合格与系统相对 应的冷媒、润滑油；四要经常

20、保持系统的清洁，保持吸热与散热的条件。只有 这样才能对汽车空调系统的故障进行定性和定量分析。 下表 1 即为空调系统的常见故障分析 表表 1 1 空调系统的常见故障分析表空调系统的常见故障分析表 故障现象分析 （一）风量正常， 压缩机不旋转 （1）电磁离合器故障 1、保险丝烧断 2、接头断开、电路断开 3、线圈短路、断路 4、连接线错乱 5、电源电压太低 6、开关烧坏 7、继电器烧坏 8、离合器打滑 9、怠速稳定器放大器有故障 （2）电磁离合器正常 1、压缩机皮带断裂或太松 2、压缩机有故障 一、空调系统 不能制冷 （二）风量正常， 压缩机旋转 1、节流管脏堵 2、蒸发器故障（泄漏） 3、冷气

21、系统漏气 4、集液器上的可熔塞熔化 5、压缩机的进、排阀门损坏 6、集液器内的过滤器被脏物堵塞 7、制冷剂软管破损 8、压缩机轴的密封件损坏 表表 1 1 空调系统的常见故障分析表空调系统的常见故障分析表 故障现象分析 一、空调系统 不能制冷 （三）冷风机无 风量 1、保险丝烧断 2、冷风机电动机电刷损坏 3、冷风机开关损坏 4、冷风机控制电阻器损坏 5、配线接头断开或线路断路 6、连接线错乱 二、冷气不足（一）风量正常（1）压缩机运转正常 1、高、低压侧压力均低 a 节流管处有障碍 b 节流管处有堵塞 2、高、低压侧压力均高 a 高低管路有障碍，流动不畅 b 热敏电阻失效 c 感温泡安装不当

22、 d 冷冻油油量过多 e 制冷剂量过多 f 冷凝器散热不好 3、高压侧压力过低 a 低压管路损坏 b 低压管路堵塞 4、低压侧压力过低 a 蒸发器结霜 b 节流管堵塞 c 低压管路不畅通 d 热敏电阻失效 e 感温泡安装不当 5、低压侧压力有时正常，有时是负压冷气系统内 有水分，有冰堵现象 6、低压侧负压，高压侧压力过低冷气系统内被脏 物所堵 7、低压侧压力过低，高压侧压力过高 a 集液器内堵塞 b 高压管堵塞 8、低压侧压力过高，高压侧压力过低 a 压缩机衬垫泄漏 b 压缩机阀门损坏 （2）压缩机运转不正常 1、压缩机内部有故障 2、压缩机皮带过松、打滑 表表 1 1 空调系统的常见故障分析

23、表空调系统的常见故障分析表 故障现象分析 （一）风量正常3、电磁离合器工作有故障 a 电源电压太低 b 定子与转子间相互干涉 c 线路断开，连接部分脱离 d 开关、继电器工作不良 e 线圈短路、断路 f 接地不良 （3）其它原因 车厢密封不好，外部热空气经车窗、车门等处 流入车内 二、冷气不足 （二）风量不正 常 （1）冷风电机正常 1、吸气口有障碍物 2、蒸发器结霜 3、集液器中的过滤器堵塞 4、送风管堵塞 5、送风管损坏 （2）冷风机不正常 1、冷风机开关不正常 2、电阻器不良 3、保险丝烧断 4、电源电压太低 5、线路断开，连接部脱离 6、冷风机电机接触不良 7、冷风机固定不良 8、冷风

24、机外部损坏或变形 （一）压缩机运 转正常 1、冷气系统有冰阻 2、热敏电阻失灵 3、冷风机电机损坏或电机开关损坏 三、冷气系统 有时制冷器， 有时不制冷气 （二）压缩机有 时运转有时不转 1、离合器打滑 2、离合器线圈松脱 3、离合器线圈接地不良 4、开关、继电器时断时合失控 四、冷气系统 失控 1、开关、电磁阀失控 2、空调控制模块有故障 3、热敏电阻失灵 五、冷气系统 噪音大 （1）系统外部噪音 1、皮带过松或过度磨损 2、压缩机安装支架固定螺钉松动 3、压缩机安装支架破裂 4、压缩机内部零件损坏 5、冷冻油量太少或无油 6、离合器打滑噪音 7、离合器轴承缺油或损坏 8、冷风机电机轴承损坏

25、 9、冷风机支架断裂或松动 10、冷风机叶片断裂或破损 11、冷风机叶片与其它部件擦碰 （2）系统内部噪音 1、制冷剂过多，工作有噪音 2、制冷剂过少，工作有噪音 3、系统有水汽 4、高压侧压力过高，引起压缩机振动 （二）别克君威汽车空调控制系统故障码分析（二）别克君威汽车空调控制系统故障码分析 别克君威空调控制系统故障码如表 2 所示。 表表 2 2 空调控制系统故障码空调控制系统故障码 故障码含义模块 dtc b0332 外部空气温度传感器对接地短路 hvac dtc b0333 外部空气温度传感器开路 hvac dtc b0337 车内空气温度传感器对接地短路 hvac dtc b033

26、8 车内空气温度传感器开路 hvac dtc b0348 阳光负载温度传感器电路开路 hvac dtc b0361 执行器反馈电路对接地短路 hvac dtc b0363 执行器反馈电路开路 hvac dtc b0441 执行器超出范围 hvac dtc b0530 空调系统（a/c)压力传感器 pcm dtc b1546 空调离合器继电器控制电路 pcm dtc b1605 与空调系统失去通信 pcm dtc b0532 空调压力传感器线路输入信号过低 ecm dtc b0533 空调压力传感器线路输入信号过高 ecm dtc b1605 与空调系统失去通信 ecm 以下列举 dtc b03

27、32/333 及 dtc bo337/b0338 分析 1.dtc b0332/333 外部空气温度传感器 （1）dtc b0332 外部空气温度传感器对地短路 外部空气温度传感器电路见图 7。环境温度传感器是一个热敏电阻，其内 部电阻随着温度升高而降低。空调控制模块通过 d1 端为外部空气温度传感器提 供接地，通过 d3 提供参考电压，d3 端同时也是外部空气温度信号输入断。空 调控制模块通过环境温度传感器的输入确定外部空气温度，通过检测外部空气 温度和车内空气温度传感器之差来确定吸入的空气的需冷却或加热程度，以最 快达到所选择的车内温度。空调控制模块还用环境温度传感器信号以在 hvac 显

28、 示器上显示外部空气温度。空调控制模块执行环境温度传感器的检查并检测到 电路 735 接地短路时，设置故障码 dtc b0332，并以 9作为环境温度替代值， 允许空调系统继续运行。产生故障码 dtc b0332 的可能原因有电路 735 与接地 短路、hvac 损坏或外部空气温度传感器故障。 （2）dtc b0333 外部空气温度传感器开路 空调控制模块检查环境温度传感器的工作并检测到电路 735 开路时，设置 故障码 dtc b0333，并以 9作为环境温度替代值，允许空调系统继续运行。产 生故障码 dtc b0333 的可能原因有电路 735 与 hvac 断开或接触不良、电路 61 断

29、开或接触不良、hvac 损坏或外部空气温度传感器故障。 更换外部空气温度传感器后，空调控制模块的显示屏上可能还会显示原来 的车外温度值，为刷新新环境温度，车辆以 32km/h 行驶 1.5min 或以 72km/h 的 速度行驶 1min 即可。 2.dtc bo337/b0338 车内温度传感器 （1）dtc bo337 车内温度传感器对接地短路 车内温度传感器电路参见图 7。车内温度传感器是一个热敏电阻，其内部 电阻随着温度升高而降低。空调控制模板（hvac）通过 d1 端为车内温度传感器 提供接地，通过 d2 提供参考电压，d2 端同时也是车内空气温度信号的输入端。 空调控制模板通过车内

30、温度传感器的输入确定车内空气温度，hvac 通过检测室 内空气温度和外部车内温度传感器之差来确定吸入的空气的需冷却或加热程度， 以最快达到所选择的车内温度。空调控制模板执行车内温度传感器的检查并检 测到电路 734 对地短路时，设置故障码 dtcb0337，并以 24作为车内温度替代 值，允许空调系统继续运行。产生故障码 dtcb0337 的可能原因有电路 734 对地 短路、hvac 损坏或室内空气温度传感器故障。 （2）dtc b0338 车内温度传感器开路 车内温度控制模板（hvac）执行车内温度传感器的检查并检测到电路 734 开路时，设置故障码 dtc b0338，并以 24作为车内

31、温度替代值，允许空调系 统继续运行。产生故障码 dtc b0338 的可能原因有电路 734 与 hvac 断开或 接触不良、电路 61 断开或接触不良、hvac 损坏或室内空气温度传感器故障。 3.dtc b0338 阳光负载温度传感器电路开路 阳光负载温度传感器电路见图 7，它是一个光敏二级管。空调控制模板 （hvac）通过 d1 端为阳光负载温度传感器提供接地回路，通过 c2 端为阳光 负载温度传感器提供参考电压，c2 端同时也是信号输入端。hvac 通过阳光负 载温度传感器的输入确定阳光光照量，当太阳光变强时，阳光负载温度传感器 中的电流增大。当空调控制头处于自动（auto）模式时，hvac 使用阳光负 载温度传感器的信息来控制鼓风机的速度和上、下空气流动模式。当空气控制 模块检查阳光负载温度传感器的工作并检测到电路 590 开路时，设置故障码 dt b0348