毕业论文- 丰田皇冠轿车空调制冷系统故障诊断

PAGEPAGE21毕业设计说明书课题名称丰田皇冠轿车空调制冷系统故障诊断系别专业班级姓名学号指导教师

丰田皇冠轿车空调制冷系统故障诊断摘要为了能使丰田皇冠轿车空调系统各部件性能以至系统性能，在该工况得以最大限度地发挥。本文主要分析了丰田皇冠轿车空调制冷系统的组成、作用、特点与要求。并对系统的制冷原理，各设备结构和工作原理及系统中的故障诊断分析。丰田皇冠轿车空调制冷系统上所解决的问题，对该系统的压缩机，膨胀阀，冷凝器总成及管系等部件有着影响。关键词：丰田皇冠轿车；空调系统；制冷系统；故障诊断

目录第一章绪论 31.1引言 31.2汽车空调的组成 3第二章空调制冷系统组成和工作原理 52.1空调制冷系统组成 52.2空调制冷系统工作原理 8第三章汽车空调故障检修 93.1故障诊断方法 93.1.1使用歧管压力表组件来查找故障的方法 93.1.2使用电脑检测仪来查找故障的方法 113.2故障案例 113.2.1皇冠车空调不制冷 113.2.2皇冠2.5汽车空调不能持续制冷故障 13总结 15参考文献 16致谢 17

第一章绪论1.1引言随着皇冠车迅速进入家庭，它的保有量将会越来越多，空调是现代汽车中不可缺少的，他的作用是调节车内的温度和湿度及对车内的空气流速进行调节，还能净化车内空气。汽车空调就是采用人工制冷和采暖的方法，调节车内温度、温度、气流速度、洁净度等指标参数，从而为人们创造清新舒适的车内环境。因为空调是汽车的常用件所以很容易损坏，本论文就是重点分析皇冠轿车空调故障现象、原因及皇冠轿车空调故障的排除方法和维修工艺，这些都是具有重大而现实的意义。本文将重点通过皇冠轿车空调故障的分析，正确认识汽车空调故障，更好的使用和维护汽车空调。1.2汽车空调的组成由于汽车空调的这些不同的要求造就了汽车空调在结构上的特殊性。自动空调系统由制冷、暖风、送风、操纵控制等分系统组成。制冷系统：压缩机、冷凝器、蒸发器等，和手动空调相似。暖风系统：热交换器、水阀等。送风系统有风机、风道、吸入与吹出风门电子控制系统：空调电控单元(ECU)、传感器、执行元件等。如图1-1图1-1空调部件（1）制冷系统通过外界能量的输入，制冷剂在制冷系统内的循环运转，产生汽车车厢内所需要的冷源。（2）加热系统在天气寒冷的时候，加热系统给汽车车厢内提供热量，使汽车车厢内的温度能达到一定的要求。（3）空气分配与通风系统分配由制冷系统产生的冷源或者是加热系统产生的热源，由此来控制空气在车厢内的流动。（4）电气系统主要包括电源开关，电池离合器，风机转换开关及电阻器，各种温度控制器（或称恒温器），高、低压力开关，怠速继电器，加速延迟器，真空阀门控制及曹植装置等。电气系统是对制冷和加热系统的温度、压力进行控制，同时对车内的温度、风量、流量进行控制，实现空调系统的正常工作。

第二章空调制冷系统组成和工作原理2.1空调制冷系统组成1、压缩机(compressor)压缩机是把压力较低的蒸汽压缩成压力较高的蒸汽，使蒸汽的体积减小，压力升高。压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽，使之压力升高后送入冷凝器，在冷凝器中冷凝成压力较高的液体，经节流阀节流后，成为压力较低的液体后，送入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽，再送入压缩机的入口，从而完成制冷循环。2、压缩机的电磁离合器汽车空调压缩机是发动机通过皮带驱动的，电磁离合器用于控制空调压缩机的工作和停止，它的主要部件是定子，转子和压盘。3、冷凝器（condenser）汽车空调的冷凝器的作用是把压缩机排出的高温、高压制冷剂气体，通过冷凝器内通过金属管壁和翅片与冷凝器外部的空气进行热量交换，将高温、高压的制冷剂气体冷凝成较高温度的高压液体制冷剂，并把热量散发到车外环境中。汽车空调冷凝器有管片式、管带式及平行流式三种结构形式。4、膨胀阀(expansionvalve)膨胀阀又称为节流阀，汽车空调系统使用的膨胀阀为温度控制式膨胀阀，故又称为热力膨胀阀。热力膨胀阀是一种节流装置，它是制冷系统中自动调节制冷剂流量的元件，广泛用于各种空调制冷系统中。热力膨胀阀的工作特性好坏直接影响整个制冷系统能否正常工作。具体的说，热力膨胀阀有三个功能：1.节流降压2.自动调节制冷剂流量3.控制制冷剂流量，防止液击和异常过热发生。汽车空调制冷系统常用的热力膨胀阀有H形膨胀阀、内平衡式膨胀阀和外平衡式膨胀阀三种。5、蒸发器（evaporator）蒸发器的功用是将经过节流降压后的液态制冷剂在蒸发器内沸腾气化，吸收蒸发器表面周围空气的热量而降温，风机再将冷风吹到车厢内，达到降温的目的。蒸发器的工作原理图如2-1所示。图2-1蒸发器工作原理1-热空气；2-冷空气；3-热制冷剂气体；4-冷制冷剂液体6、储液干燥器（receiverdrier）储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。对于储液干燥器的功用：（1）对制冷剂进行过滤。（2）吸收系统中的湿气。（3）对过多的制冷剂进行存储作用。储液干燥器示意图如图2-2所示。冷凝器膨胀阀引出管外壳干燥瓶干燥剂过滤器图2-2干燥器构造

2.2空调制冷系统工作原理空调制冷系统工作原理：压缩机由发动机带动旋转，由蒸发器出来的低温、低压气态制冷剂经低压管、低压阀进入压缩机。压缩机内的将气态的制冷剂吸入并压缩，变成高温、高压的制冷剂气体，由高压阀出来进过高压软管进入冷凝器，并将热量排出车外，被冷却的高温高压的液态的制冷剂从冷凝器底部流入储液罐经过滤、脱水后由高压管送至膨胀阀。经膨胀阀的高压液态制冷剂减压后变成低压、低温的雾状物进入蒸发器，通过蒸发器芯管吸收周围空气中的热量变成气体，冷却后的空气就是冷气，经风扇被强制送回车内，就完成了降温的目的。低温、低压的气态制冷剂，经低压软管回到压缩机，开始新一轮的工作循环。（如图2-3），具体是由四个过程组成：（1）压缩进程低温低压的气态制冷剂被压缩机吸入，并压缩成高温高压的制冷剂气体。该过程的主要作用是压缩增压，以便使气体液化。在压缩过程中，制冷剂状态不发生变化，而温度、压力不断上升，形成过热气体。（2）冷凝过程高温高压的制冷剂气体由压缩机排出后进入冷凝器散热，将其冷凝成高温高压的液态制冷剂。此过程的特点是制冷剂的状态发生改变，即在压力和温度不变的情况下，由气态逐渐向液态转变。冷凝后的制冷剂液体呈高温高压状态。（3）膨胀过程高温高压的液态制冷剂经热力膨胀阀节流降压后，转变成为了低温低压的液态制冷剂。该过程的作用是制冷剂降温降压、调节流量、控制制冷能力。其特点是制冷剂经过膨胀阀是，压力、温度剧下降，由高温高压液体变成低温低压液体。（4）蒸发过程低温低压的液态制冷剂经过蒸发器时，不断吸收车内空气的热量面汽化成低温低压的气态制冷剂。该气态制冷剂又被压缩机吸入进入下一次制冷循环。此过程的特点是制冷剂状态由液态变化成气态，此时压力不变。图2-3

第三章汽车空调故障检修3.1故障诊断方法3.1.1使用歧管压力表组件来查找故障的方法当条件已确定时读取歧管压力表压力：（a）开关置于RECIRC时进气温度为30-35℃。（b）发动机以1500转/分运转。（c）鼓风机转速控制开关置于高速。（d）温度控制置于最大冷风。提示：应当注意歧管压力表读数可能会随环境温度条件有轻微变化。1.正常工作的制冷系统歧管压力表读数：低压侧标准压力范围：0.15-0.25MPa；高压侧标准压力范围：1.37-1.57MPa正常情况下的压力表读数（如图3-1）： 图3-1

状况制冷系统内发现的症状可能原因诊断补救措施周期性制冷然后制冷失效工作时，低压侧压力有时出现负压，有事正常制冷系统内的水分在膨胀阀嘴处冻结暂时停止循环，一段时间后，冰融化后将恢复正常状态干燥器处于过饱和状态；制冷系统内的水分在膨胀阀嘴处冻结并赌赛了制冷剂的循环更换储液器/干燥器；通过重复放气来除去循环的水分；填充适量的新制冷剂制冷剂不足低压和高压侧压力都低；观察窗连续看到气泡；制冷性能不足制冷系统内的某些地方存在气体泄漏系统内制冷剂不足制冷剂泄漏如果有必要，则用测漏器检查有无气体泄漏；如果连接歧管压力表时指示的压力值在0附近，则应在检查和修理泄漏处后建立真空度制冷剂循环不良低压和高压侧压力都低；从储液器到装置的管路上结霜制冷剂流动受到储液器内的污渍阻塞储液器足赛更换储液器制冷剂不循环低压侧指示真空度，高压侧指示非常低的压力；霜或露珠出现在储液器/干燥器或膨胀阀前后的管路上。制冷剂流动被制冷系统内的水分或污渍足赛；制冷剂流动被从膨胀阀感应管泄漏的气体足赛。制冷剂不循环。检查热感应管、膨胀阀和EFPR；吹入空气来清除膨胀阀内的污渍或更换膨胀阀更换储液器；排放空气并填充适量新制冷剂，如果热感应管有气体泄漏，则更换膨胀阀。过量填充制冷剂或冷凝器制冷不足低压和高压侧压力都过高；即使发动机转速低时通过观察窗也看不见气泡由于系统内有过量制冷剂使得系统性能不足；冷凝器制冷不足循环中制冷剂过量→过量填充制冷剂；冷凝器制冷不足→冷凝器风冷却阻塞或风扇电机故障清洁冷凝器；检查风扇电机工作情况；如果前两步状态正常，则检查制冷剂的量，填充适量制冷剂。制冷系统内出现空气高、低压侧压力都过高；触摸低压管时感觉到热；观察窗看到气泡空气进入制冷系统制冷系统内出现空气；真空排气不足检查压缩机机油，观察是否不足或有污渍；排放空气并填充新制冷剂膨胀阀安装不正确／热感应管故障（开度过大）低压和高压侧压力都过高；霜或者大量露珠出现在低压侧的管路上膨胀阀故障或热感应管安装不正确低压管路内制冷剂过量↓；膨胀阀开度过大检查热感应管安装状；如果上步状态正常，检查膨胀阀；如果有故障，则更换。压缩机压缩故障低压侧压力过高；高压侧压力过低压缩机内部有泄漏压缩机异常；阀泄漏或滑动零件破损修理或更换压缩机3.1.2使用电脑检测仪来查找故障的方法在按住AUTO开关和REC键的同时,将点火开关接通,指示器灯在1秒间隔内会亮灭4次,同时蜂鸣器会响4次.此时检查结束,进入故障码检查模式,诊断代码会在液晶温度显示处输出故障代码:

00正常

11车室温温度传感电路开路或短路

12环境温度传感器电路开路或短路

13蒸发器温度传感器电路开路或短路

14水温传感器

21太阳能传感器

22压缩机锁止传感器电路故障

23.压力开关电路故障

31混合气风档位置传感器电路故障

33出风口风档位置传感器电路故障

41混合气风档控制伺服电机故障

43出风口风档控制伺服电机故障

清码:在故障码检查期间,同时按下FRONTDEF和REARDEF开关,可清除故障码.或者拔下空调保险丝20S以上可以清除故障码!3.2故障案例3.2.1皇冠车空调不制冷1、故障现象客户反映车辆空调使用一段时间后空调无冷气吹出，只有自然风出来，车辆首次进厂故障不能在现，客户不能知道何时故障才能出现，但车户反映故障出现时只要从新启动开空调故障又会再现。2、诊断内容1，2009/7/26车辆首次进厂检查空调压力正常见照片，用IT-2读码正常，因故障不能再现请客户配合试车，同时请客户注意故障再现时离开空调多长时间，还有当故障再现时最好不要熄火和开关空调请客户将车直接开到我站2，2009/7/27车辆带故障再现进厂，客户同时反映本次是开空调后15分钟故障出现，用空调压力表检查空调压力发现正常图3-23，用IT-2检查无故障码，读取数据留发现与其他数据对比正常车都一样，唯一蒸发箱温度越来越高，正常车显示小于5度图3-34，图3-3数据说明，压缩机不工作，膨胀阀，调节温度高，导致无高温高压的制冷液从膨胀阀过检查压缩机正常，因为故障时压力正常，其次数据流上看控制电流正常，排除检查调节温度高，发现电脑已接受到调节温度见数据流图3-45，膨胀阀检查，拆下比较的麻烦，结合车辆开空调一段时间后故障出现，会不会空调管路内有水分产生冰堵，但压力表在故障出现时并没有出现低压低的现象，但锐志车的空调泵为变频式的，对空调系统反复抽真空，从新加注制冷液，试车故障不出现，车辆出厂一周后故障未出现3、修理内容对空调系统反复抽真空，从新加注制冷液，4、修理结果试车故障不出现，车辆出厂一周故障未出现5、结论通过对数据流的分析解决未出现故障的故障非常重要，传统吸盘式压缩机通过压力表看冰堵故障在新款压缩机上已不能用了3.2.2皇冠2.5汽车空调不能持续制冷故障故障现象：一辆2007年产丰田皇冠2.5L轿车(GRS12系列)，用户反映空调工作不正常，空调持续工作10min左右，出风口就开始吹热风。此时如果关闭空调后再次打开，空调就又开始制冷。

检查分析：维修人员接车后，首先连接丰田ITⅡ故障诊断仪读取空调系统故障码，有3个故障码存储，其中2个是关于左、右阳光传感器的故障码，另一个是空气混合控制伺服电机电路(乘客侧)的故障码B1441。对于前2个故障码，应该是外界光线不足引起的，当将车辆开到车间外面时，故障诊断仪上显示的当前故障码就只有B1441了。从空调系统数据流中可以看到，空气混合风挡控制伺服电机(乘客侧)的脉动数值始终是105，没有变化，而其余风门电机的数值在进行风向和温度调节时是变化的，这说明乘客侧伺服电机存在问题。

为了确定是线路问题还是电机问题，利用故障诊断仪的主动测试功能，从菜单中选择了空气混合风挡控制伺服电机电路(乘客侧)的控制，然后人为地控制该电机动作。此时发现电机的脉动数值有变化，同时能明显听到电机发出“喀哒”一声。退出主动测试时，电机会发出同样的声音，而对其他风门电机测试时无异常声音发出。因此，维修人员判断是风门发卡或电机内部滑齿，但此故障应与空调不制冷没有直接关系。

检查空调A/C开关，当断开A/C开关时，压缩机电磁离合器断开，当A/C开关闭合时，电磁离合器可以吸合。在车辆静止时，空调工作时间超过了20min空调仍然工作正常。而进行路试时，只行驶了3km，感觉车内的温度开始上升，用手感觉出风口吹出的是自然风，但停车检查发现空调压缩机的电磁离合器始终吸合着。观察故障诊断仪上显示的蒸发器温度传感器的数值在逐渐升高，此时压缩机控制电流的值为0.80A，压缩机的压力传感器数值却只有0.80MPa左右。从该车的空调工作状况曲线图中可以看出，点1对应的蒸发器温度是2.4℃，点2处的压缩机压力传感器值是1.19MPa，点3处的压缩机控制电流是0.35A。从这个时间开始，蒸发器的温度在逐渐上升，直到屏幕右侧曲线最高点20.8℃。在这个过程中(点5开始)，压缩机控制电流始终为0.80A，而压缩机压力传感器的数值则始终较低，从1.19MPa下降低到0.80MPa左右。从这个过程来看，空调控制单元在蒸发器温度较低时，已经减小了对压缩机的控制电流(降到0.35A)，从而避免蒸发器结冰。但是在蒸发器温度开始上升后，压缩机控制电流从观察点3到点5，已经恢复到正常电流值0.80A，但是压缩机的压力却始终没有上升。

接上空调压力歧管表，路试开始前，空调系统正常的高低压分别为1.50MPa和0.20Mpa。当行驶3km左右时，发现空调不制冷了，此时停车检查压力表，高低压分别是1.15MPa和0.54MPa，这是不正常的。因为之前已经确定压缩机电流控制处于正常状态，再结合断开A/C开关后稍等片刻，再按下A/C开关空调系统又可以正常工作来分析，故障原因应是压缩机内部的可变腔室存在问题所致。维修人员认为，在压缩机工作一段时间后，工作容积发生变化时，内部出现泄漏的情况(或者由于电磁控制阀密封不严导致泄漏)，此时关闭开关，然后再打开A/C开关，压缩机电磁控制阀通电后暂时可以恢复正常，压力可以建立，空调能再次制冷。

故障排除：更换新的空调压缩机，并按标准制冷剂量充注后，空调可以正常工作，试车故障再未出现。

回顾总结：我们知道，变排量空调压缩机是通过电磁控制阀控制内部斜盘的旋转来改变工作容积。在对变排量压缩机的检查维修中，通过故障诊断仪的数据流监控各传感器状态(尤其是电磁阀电流的控制和压力的变化)是一种很有效的检测方法，但也应该结合常规的压力表检测的方法对高低压进行检查。而且，无论是变排量压缩机还是定排量压缩机，都应该严格按照厂家规定的量加注制冷剂，有条件的应该采用冷媒加注机，有很多空调系统的故障是因为冷媒质量差或加注过多、过少引起的。

总结本论文论述了一汽丰田皇冠车空调制冷系统的结构、原理与常见故障的诊断。空调制冷系统中起主要作用的压缩机，膨胀阀，冷凝器总成及管系等部件。这些部件在额定运行工况匹配得最合理，才能使空调的制冷性能发挥的最好。压缩机、膨胀阀、冷凝器总成及管路，在日常维护空调系统中要特别引起重视，因为这些部件都是会影响汽车空调制冷系统的正常运行，只有经常维护空调系统才用提高它的使用寿命！通过本次实