桑塔纳汽车空调不制冷故障诊断与分析毕业设计论文

常州工学院学士学位论文PAGEPAGE19目录

第一部分设计任务与调研一、毕业设计的主要任务1掌握桑塔纳汽车空调制冷系统工作原理、部件及电气元件总体布置及控制电路；2.了解桑塔纳汽车空调不制冷的故障原因分析；3.完成桑塔纳空调不制冷的故障诊断方案设计。二、设计的思路、方法等1通过检索相关专著、论文、汽车维修手册、培训材料等资料，收集与桑塔纳空调不制冷毕业设计相关的材料2经过分析、归纳、整理，系统分析桑塔纳空调不制冷故障原因3进行现场实践，对桑塔纳汽车空调制冷系统进行实车研究4开展方案设计，通过系统分析法和现场验证，比较各种方案，逐步优化设计方案、明确设计故障诊断方案5应用检验验证故障分析诊断思路的逻辑性和有效性；结合桑塔纳汽车空调制冷系统实践进行检验，进一步修改完善设计，验证科学性与实用价值.三、与本课题相关的资料参考以下书籍[1]徐昭高丽洁汽车电器设备构造与维修[M]哈尔滨工业大学出版社2013.7ISBN978-7-5603-4089-0[2]龚文资，吴东阳等.汽车电气设备原理与检修.北京：化学工业出版社，2010[3]马云贵，吴东阳等.汽车电路与电气系统检修.北京：机械工业出版社，2013[4]百度百科相关知识[5]汽车之家相关知识[6]中国知网相关专业论文四、调研的目的和总结通过调研,收集足够的、真实的和有效的专业信息,为本次毕业设计提供充分的理论基础及参考依据。调研的部门为汽车企业、汽车公司、汽车专业人士等一切与本次毕业设计相关的单位或个人,获得的信息有些是学术性的，也有些是实用性的。

第二部分设计说明1.桑塔纳汽车空调系统的组成及工作原理1.1汽车空调系统的介绍汽车空调装置按其功能可分为制冷系统、加热系统、通风系统、控制操纵系统和空气净化系统组成。1制冷系统目前汽车上所采用的制冷方式几乎都是蒸气压缩式,利用制冷剂蒸发时吸收热量,来实现降低车内温度的目的,作为冷源的蒸发器,其温度低于空气露点的温度，因此，制冷系统还具有除湿和净化空气的作用2加热系统轿车的加热系统一般采用冷却水加热,将发动机的冷却水引入车室内的加热器中,通过鼓风机将被加热的空气吹入车内,这就是暖风同时加热系统还可以对前风窗玻璃进行除霜、除雾。3通风系统将外部新鲜空气吸进车室内,起通风和换气作用。同时，通风对防止风窗玻璃起雾也起着良好的作用。4控制系统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，完善了空调系统的正常工作。5净化系统除去车内空气中的尘埃、臭味、烟味及有毒气体，使车内空气变得清新。1.2汽车空调组成及工作原理1.2.1汽车空调的组成汽车空调一般主要由压缩机(compressor)、电控离合器、冷凝器（condenser）、蒸发器（evaporator）、膨胀阀(expansionvalve)、贮液干燥器（receiverdrier）、管道（hoses）、冷凝风扇、真空电磁阀(vacuumsolenoid)、怠速器和控制系统等组成。汽车空调分高压管路和低压管路。高压侧包括压缩机输出侧、高压管路、冷凝器、贮液干燥器和液体管路；低压侧包括蒸发器、积累器、回气管路、压缩机输入侧和压缩机机油池。图1桑塔纳汽车空调布置贮液干燥器——实际上是一个贮存制冷剂及吸收制冷剂水分、杂质的装置。一方面，它相当于汽车的油箱，为泄露制冷剂多出的空间补充制冷剂。另一方面，它又像空气滤清器那样，过滤掉制冷剂中掺杂的杂质。贮液干燥器中还装有一定的硅胶物质，起到吸收水分的作用。冷凝器和蒸发器——它们虽然叫法不一样，但结构类似。它们都是在一排弯绕的管道上布满散热用的金属薄片，以此实现外界空气与管道内物质的热交换的装置。冷凝器的冷凝指的是其管道内的制冷剂散热从气态凝成液态。其原理与发动机的散热水箱相近（区别只在于水箱的水一直是液态而已），所以它经常被安装在车头，与水箱一起，共同享受来自前方的习习凉风。总之冷凝器是哪里凉快哪里去，以便其散热冷凝。蒸发器与冷凝器正好相反，它是制冷剂由液态变成气态（即蒸发）吸收热量的场所。汽车空调制冷系统由压缩机、冷凝器、贮液干燥器、膨胀阀、蒸发器和鼓风机等组成。各部件之间采用铜管（或铝管）和高压橡胶管连接成一个密闭系统。制冷系统工作时，制冷剂以不同的状态在这个密闭系统内循环流动，每个循环有四个基本过程：1、压缩过程：压缩机吸入蒸发器出口处的低温低压的制冷剂气体，把它压缩成高温高压的气体排出压缩机。2、散热过程：高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器，由于压力及温度的降低，制冷剂气体冷凝成液体，并排出大量的热量。3、节流过程：温度和压力较高的制冷剂液体通过膨胀装置后体积变大，压力和温度急剧下降，以雾状（细小液滴）排出膨胀装置。4、吸热过程：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，故制冷剂液体蒸发成气体。在蒸发过程中大量吸收周围的热量，而后低温低压的制冷剂蒸气又进入压缩机。上述过程周而复始的进行，达到降低蒸发器周围空气温度的目的。1.2.2桑塔纳汽车制冷系统的制冷系统汽车空调制冷系统的原理如图2所示。图2汽车空调制冷系统的工作原理压缩过程汽车空调系统工作时汽车空调系统工作时汽车空调系统工作时，压缩机在发动机驱动下旋转，气态制冷剂从蒸发器内被吸进压缩机，压缩机将制冷剂蒸汽压缩成高温、高压的气体后，输送给冷凝器。冷凝过程在冷凝器中制冷剂通过与流动大气进行交换，把制冷剂的热量散发出去。制冷剂由气态变成液态。膨胀过程液态制冷剂通过节流装置（膨胀阀或孔管）的节流、减压作用，体积突然变大，成为低温、低压的液雾状混合物进入蒸发器。吸热过程制冷剂在蒸发器内吸收周围空气中的大量热量，由液态变成气态。这些低温、低压制冷剂又被吸入压缩机，开始下一个循环的工作桑塔纳汽车质量冷系统如图3所示图3桑塔纳汽车制冷系统工作示意图压缩机汽车空调压缩机是汽车空调制冷系统的心脏，起着压缩和输送制冷剂蒸汽的作用。压缩机分：不可变排量和可变排量两种。桑塔纳压缩机属于定排量压缩机轴向摆盘式压缩机定排量压缩机气量是随着发动机的转速的提高而成比例的提高，它不能根据制冷的需求而自动改变功率输出，而且对发动机油耗的影响比较大。它的控制一般通过采集蒸发器出风口的温度信号，当温度达到设定的温度，压缩机电磁离合器松开，压缩机停止工作。当温度升高后，电磁离合器结合，压缩机开始工作。定排量压缩机也受空调系统压力的控制，当管路内压力过高时，压缩机停止工作。定排量压缩机的排工作原轴向摆盘式压缩机也称轴向翘板式压缩机，其主要组成部件有：主轴、摆盘、活塞和缸体等。轴向摆盘式压缩机一例如图3-8所示。主轴7与楔形传动板12通过键连接，并由滑动轴承9和钢球15支承。钢球也是摆盘17的支点，摆盘用球形万向节与连杆连接。缸体圆周上均布着与主轴平行的轴向气缸，摆盘绕钢球摆动时，气缸内的活塞作轴向运动。滚柱轴承16使楔形传动板与摆盘之间成为滚动摩擦，以减小其摩擦阻力和零件的磨损。轴向摆盘式压缩机工作原理如图3-9所示。压缩机工作时，由主轴带动楔形传动板转动，楔形传动板又带动摆盘绕其支点摆动，并推动活塞在气缸内作轴向往复运动，从而完成压缩、排气、膨胀和吸气过程。图4轴向摆盘式压缩机1-后盖2-阀板3-排气阀片4-排气腔5-弹簧6-后盖缸垫7-主轴8-轴封总成9-滑动轴承10—轴向滚柱轴承11-前缸盖12-楔形传动板13、18—圆锥齿轮14一缸体15—钢球16—摆盘滚柱轴承17—摆盘19一连杆20—活塞21—阀板垫22—吸气腔

图5主轴1一主轴2—楔形传动板3—连杆4一活塞5—钢球6—圆锥齿轮7—摆盘冷凝器与蒸发器冷凝器和蒸发器是汽车空调系统的热交换容器。高压高温制冷剂气体在冷凝器中将热量传递给外界（放出热量）而冷凝（液化）成高压液体，从而改变了制冷剂的形态，但压力基本不变；低压液体在蒸发器中与外界（驾驶室）内的热量进行热交换（吸收热量）而产生沸腾（汽化）现象，从而使空间的温度不断得到降低，沸腾（汽化）后产生低压制冷剂气体，从而改变了制冷剂的形态，但压力也基本不变。图6冷凝器结构冷凝器冷中凝成温高压的液体，经节流阀节流后，则成为低温低压的液体。低温低压的液态工质送入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发而成为高温高压的蒸汽，再次输送进压缩机，从而完成制冷循环。膨胀阀和孔管膨胀阀和孔管是汽车空调系统制冷剂的节流装置，对空调的制冷效果有着直接和关键性的作用。高压制冷剂液体在通过膨胀阀时，根据蒸发温度自动调节进入蒸发器的流量和压力，使其与蒸发温度相对应。膨胀阀安装在蒸发器入口，常称为膨胀阀，主要作用有两个：

1）节流作用：高温高压的液态制冷剂经过膨胀阀的节流孔节流后，成为低温低压的雾状的液压制冷剂，为制冷剂的蒸发创造条件；

2）控制制冷剂的流量：进入蒸发器的液态制冷剂，经过蒸发器后，制冷剂由液态蒸发为气态，吸收热量，降低车内的温度。膨胀阀控制制冷剂的流量，保证蒸发器的出口完全为气态制冷剂，若流量过大，出口含有液态制冷剂，可能进入压缩机产生液击；若制冷剂流量过小，提前蒸发完毕，造成制冷不足；图7膨胀阀结构外平衡式膨胀阀的工作过程如图8所示，膨胀阀的开度取决于感温筒的压力P1、蒸发器出处的压力P2及弹簧弹力F，而压力P1、P2的大小则取决于制冷剂在蒸发器出口处的温度。因此制冷剂的喷出量受蒸发器出口温度的控制。膨胀阀的容量一定要与蒸发器热负荷相匹配，一般情况下膨胀阀的容量比蒸发器负荷大20%~30%为宜，过大会引起调节性能不好，过小，无法满足热负荷的需求，而且膨胀阀的容量大小还与其前后压力差和蒸发温度有关。（a）-膨胀阀关闭（b）-膨胀阀部分开启（c）膨胀阀全开1-弹簧2-球阀3-壳体4-顶杆5-膜片6-毛细管7-感温筒图8膨胀阀的工作过程电磁离合器汽车空调电磁离合器是汽车发动机和汽车空调压缩机之间的一个动力传递装置，汽车空调压缩机是由汽车发动机通过电磁离合器来驱动的。汽车空调电磁离合器由带轮总成、线圈总成和驱动盘总成这三个部分组成。汽车空调电磁离合器是较为典型的机电一体化产品。图9吸盘总成（吸盘）；2-带轮总成；3-线圈总成汽车空调电磁离合器受空调开关(AC)，在需要的时候接通或切断发动机与压缩机之间的动力传递。另外，当压缩机过载时，它还能起到一定的保护作用。图10其中，电磁线圈固定在压缩机的外壳上，驱动盘与压缩机的主轴相连接，皮带轮通过轴承安装在压缩机头盖上，可以自由转动。当空调开关接通时，电流通过电磁离合器的电磁线圈，电磁线圈产生电磁吸力，使压缩机的驱动盘与皮带轮结合，将发动机的扭矩传递给压缩机主轴，使压缩机主轴旋转。当断开空调开关时，电磁线圈的吸力消失，在弹簧片作用下驱动盘和皮带轮脱离，压缩机停止工作汽车空调控制装置汽车空调控制器属于手动机械式，可以自动/手动调节出风风量。可分为﹕1）手动机械式-早期汽车配置2）电动电子式-较经济配置3）全自动--最佳方案4）多温区自动-高端配置桑塔纳空调控制装置如图11所示图11桑塔纳轿车控制开关由左至右1-扇开光2-风速开光3出风模式开光桑塔纳轿车空调电路图图12桑塔纳2000GSi空调系统电路图E9—鼓风机开关；E30—A/C开关；E33—冷量开关；F18—热敏开关；F38—环境温度开关；F40—冷却液温度控制开关；F129—空调压力开关；J220—发动机控制单元；J26—空调压缩机切断继电器；J32—鼓风机继电器；J1—散热风扇低速挡继电器；J2—空调压缩机电磁离合器继电器；J3—散热风扇高速挡继电器；J293—散热风扇控制器；N25—空调压缩机电磁离合器；N63—空气内循环风门电磁阀；V2—鼓风机；V7—左散热风扇；V8—右散热风扇散热风扇控制器各端子说明端子导线参数端子作用T4/2红、黑2.5散热风扇高速挡电源输出T4/3红、白2.5散热风扇低速挡电源输出T4/4红6.0常电源T10/2红、黑2.5空调压力开关中压信号T10/3蓝、红0.5空调压力开关高低压信号T10/6棕0.5搭铁T10/7红、黑1.0热敏开关高挡输入信号T10/8绿1.0空调压缩机电磁离合器控制信号T10/9黑、黄0.5X号电源T10/10绿、黄1.0空调压缩机电磁离合器电源第三部分设计成果1﹕桑塔纳汽车空调系统不制冷故障诊断与排除1.1:空调系统不制冷故障故障现象：启动发动机后，打开空调开关、鼓风机工作正常，各出风口出风正常，不能出冷风。故障原因：1制冷剂泄漏.(表现为内外机都工作,压缩机也工作,但就是没效果).2压缩机电容损坏或不良,导致压缩机不工作.(现象内外机都工作,但压缩机不转,且过热).3室温感温头阻值变值,导致空调外机不工作.(现象和空调达到设定温度后停机一样).4遥控器不良或空调接收器不良.(表现为开机空调无反映,或时灵时不灵).5压缩机高低压串气,空调工作但无效果.(表现为内外机都工作,压缩机也工作,但就是没效果).6空调内机或外机控制板故障致使空调不制冷.(表现为开机无反映或空调乱动).7空调电源零火线接反.(少数空调会出现此故障,一般是在装机的时候).8内机或外机风扇损坏(电容坏的较多),(外机风扇坏表现为排温过高或高压过高保护.内机风扇坏则表现为,内机结霜,外机一直工作,且内机会结露).故障诊断出现汽车空调不制冷问题一般出现在两部分1是电路问题2是制冷系统本身问题首先应检查压缩机驱动皮带是否断裂，如皮带完好，就检查系统有无泄漏、表现为高低压皆低于正常值；检查空调压缩机工作是否正常，若不正常须检查空调压缩机电磁离合器的控制装置及空调压缩机，空调压缩机电磁离合器的控制装置有：空调压缩机继电器、外部温度开关、三向压力开关，电磁离合器线路松脱、线圈失效等。诊断步骤检查方法一：1.压缩机运转状态：①传动皮带是不是断裂或松弛若传动皮带太松就会打滑，加速磨损而不能传递动力。②压缩机内部是不是有噪音。噪音可能是由于损坏的内部零件造成的，内部磨损就不能有效压缩。③压缩机离合器是不是打滑。2.冷凝器及风扇状态：①冷凝器散热片是不是被尘土覆盖如果冷凝器散热片被尘土覆盖，冷凝器的效率就会大大降低。②冷凝器风扇是不是运转良好。3.鼓风机风扇运转状态使风机在“低、中、高”三速度下运转，若有异响或电动机运转不良，则应进行维修或更换，否则送风气流不足。4.制冷剂液量的检查①通过观察窗如看到大量气泡，说明制冷剂不足。若向冷凝器泼水，使其冷却，在观察窗口仍见不到泡沫，说明制冷剂过量。②检查各装置连接处和接缝是不是有油污在连接处或接缝有油污，表明该处有制冷剂泄漏，应重新坚固或更换有关零件。5.暖通阀或热控风挡是不是关闭，其他风挡调节是不是正常（注：若压缩离合器不能吸合，鼓风机风扇不能运转，冷凝器风扇不能运转等等，应先进入相关电气系统检查，如继电器、传感器、电路断路或短路，控制单元等）。总结：

如果你的车子不是不制冷了，而是制冷效果比较差！制冷效果的好坏是由多个原因造成的，比如压缩机工作不正常，冷媒压力不够，冷热循环路线运行不畅等等。检查方法二：1打开空调开关，检查压缩机电磁离合器工作情况，电磁离合器不吸合，用导线将蓄电池（+）端与三向压力开关的输出端短暂连接，给压缩机电磁离合器直接供电，观察压缩机电磁离合器工作情况，如果吸合检查空调开关；检查三向压力开关；检查外部温度开关；检查线路。如果不吸合压缩机电磁离合器故障2打开空调开关，检查压缩机电磁离合器工作情况，电磁离合器吸合，检查制冷剂量，如果制冷剂正常，制冷循环内部有堵塞或者空调压缩机有故障；如果无制冷剂或制冷剂不足的话系统检漏后充注制冷剂1.2空调制冷剂泄漏夏季，制冷剂泄漏是空调使用中最为常见的故障。制冷剂有的需要一年添加一次，有的可能2个月添加一次。

目测检漏发现系统某处有油迹时，此处可能为渗漏点。目测检漏简便易行，没有成本，但是有很大缺陷，除非系统突然断裂的大漏点，并且系统泄漏的是液态有色介质，否则目测检漏无法定位，因为通常渗漏的地方非常细微，而且汽车空调本身有很多部位几乎看不到。

肥皂水检漏

向系统充入10-20kgcm2压力氮气，再在系统各部位涂上肥皂水，冒泡处即为渗漏点。这种办法是目前路边修理厂最常见的检漏方法，但是人的手臂是有限的，人的视力范围是有限的，很多时候根本看不到漏点。

氮气水检漏向系统充入10-20kgcm2压力氮气，把系统浸入水中，冒泡处即为渗漏点。这种方法和前面的肥皂水检漏方法实质一样，虽然成本低，但有明显的缺点：检漏用的水分容易进入系统，导致系统内的材料受到腐蚀，同时高压气体也有可能对系统造成更大的损害，进行检漏时劳动强度也很大，这样就使维护检修的成本上升。

卤素灯检漏点燃检漏灯，手持卤素灯上的空气管，当管口靠近系统渗漏处时，火焰颜色变为紫蓝色，即表明此处有大量泄漏。这种方式有明火产生，不但很危险，而且明火和制冷剂结合会产生有害气体，此外也不易准确地定位漏点。所以这种办法现在几乎没有人使用了，如果您能够看到，那可能是正处在非文明社会阶段。1.3膨胀阀故障1故障原因（1)膨胀阀堵塞。表现为车内冷气出风口温度偏高，高压侧压力偏低，低压侧呈负压值。微堵时，膨胀阀进口端会出现霜层或凝霜；全堵时，膨胀阀进出口无温差。（2)膨胀阀开度过小或失灵，其现象同堵塞故障一样（3)膨胀阀开度过大，表现为车内冷气出风口温度偏高。低压侧压力偏高。2故障检修1)膨胀阀堵塞除冰外，检修时可拆下膨胀阀，根据不同的堵塞情况确定维修方案（2)若进口过滤网过脏堵塞，可用汽油或酒精清洗后，重新充灌制冷剂若清洗膨胀阀孔后任不通，则是感温剂泄露引起的堵塞，应更换膨胀阀，重新灌制冷剂。若膨胀阀孔结冰堵塞除更换干燥剂外，还须进行二次抽空，重新灌制冷剂。2桑塔纳轿车空调不制冷的故障诊断与排除案例大众桑塔纳2000Gsi轿车空调不制冷一辆行驶里程约48000KM的大众桑塔纳2000GSi轿车，车主反映：该车每次打开空调开关，压缩机都只工作几分钟就停机，空调制冷效果不明显。即使调大风量，出风口吹出的风没有凉的感觉。

松开高压管的保护盖，轻轻按压高压排气顶针，有强劲的制冷剂喷出，说明制冷剂不缺。启动发动机，按下空调A/C开关，将温度设定至最低，风量开至最大，观察储液干燥瓶上的玻璃窗，有制冷剂流动。将空调高、低压测试表与相应的高、低压维修阀接口连接，测得高压表压力为1540千帕，低压表压力为180千帕。触摸高压管和低压管，有明显温差，并且低压管有结露现象。没过几分钟，当低压表压力低于100千帕时，压缩机电磁离合器跳开，压缩机停止工作。检查蒸发器，发现蒸发器左侧结了一层白霜，拆开鼓风机罩盖后，看到膨胀阀被厚厚的白霜包着，据此可判定故障出在膨胀阀。

故障排除:拆下膨胀阀进行检查，发现膨胀阀入口很脏，清洗干净，重新安装并按规定加注制冷剂后试车，故障排除。

故障分析:在汽车空调系统中，膨胀阀主要起着节流降压和调节流