毕业论文-丰田卡罗拉自动空调制冷系统的故障与检修

毕业论文说明书课题名称：丰田卡罗拉自动空调制冷系统的故障与检修学生姓名学号二级分院（系）专业班级指导老师摘要针对丰田自动空调的故障的问题，本文介绍了丰田空调制冷系统的组成及其各部件的工作原理，丰田空调的故障案例分析各个部件其工作原理。对于所学的知识进行良好的总结归纳，以更好的掌握熟悉汽车自动空调的检测与维修关键词：卡罗拉；自动空调；制冷系统；故障检修目录目录17203摘要 I7626第1章绪论 27964第2章卡罗拉自动空调制冷系统工作原理和组成 350092.1卡罗拉自动空调制冷系统工作原理 325302.2卡罗拉自动空调制冷系统的组成 513582第3章卡罗拉自动空调制冷系统故障类型 10116803.1卡罗拉自动空调制冷系统的机械故障 10103323.2卡罗拉自动空调制冷系统电气故障 11211873.3故障案例 1327626第4章总结 1724276参考文献 1829865致谢 19绪论随着当代人民生活水平的提高，车主对所使用的汽车内部空间舒适性要求也越来越高，所以当代汽车的自动空调成了必不可少的配置，自动空调系统可以根据电脑ECU对环境温度、阳光温度等传感器信号进行识别接收计算后与温度调节信号作比较，进一步控制相关执行元件的相关动作，使车内温度、湿度、风量等自动地维持在车主的设定温度，达到节能的同时兼顾操作便利性。使车内乘坐人员舒适性大大提高。作为全球最大的汽车生产以及销售公司之一的丰田汽车集团，其旗下车型卡罗拉保有量大，其自动空调系统具有典型性和代表性。本文以该款车型的自动空调制冷系统作为研究对象，重点论述了自动空调制冷系统的工作原理与故障检修。为同行或自己今后的技术维修提供一种技术参考。卡罗拉自动空调制冷系统工作原理和组成2.1卡罗拉自动空调制冷系统工作原理空调制冷系统是由压缩机、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。如图2-1空调制冷系统基本组成。图2-1空调制冷系统基本组成1、制冷系统工作原理制冷系统工作时，制冷记忆不同的状态在这个密闭系统内循环流动，每个循环分为四个基本过程：（1）压缩过程：压缩机吸入蒸发器出口处的低温抵压的制冷剂气体，把它压缩成高温高压的气体排除压缩机。（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）排除膨胀装。（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下去，便可达到降低蒸发器周围空气温度的目的。如图2-2所示为空调制冷系统原理图。图2-2空调制冷系统原理图2、自动控制系统原理（1）自动控制系统由车内温度传感器、车外空气温度传感器、蒸发器温度传感器、阳光传感器、空气控制电动机、加热器和冷凝器风扇、车内控制装置组成。（2）自动控制系统原理是根据各传感器检测到车内的温度、蒸发器温度、发动机冷却液温度以及其他有关的开关信号等输出控制信号，控制散热器风扇、冷凝器风扇、压缩机离合器、鼓风机电动机及其空气控制电动机的工作状态，实现自动控制车内温度。如图2-3各传感器的位置图。图2-3传感器的位置图2.2卡罗拉自动空调制冷系统的组成1）压缩机丰田卡罗拉空调采用定排量压缩机，它的排气量是随着发动机的转速的提高而成比例提高的，它不能根据制冷的需求而自动改变功率输，而且对发动机油耗的影响比较大。如图2-4卡罗拉空调压缩机。图2-4卡罗拉空调压缩机卡罗拉的压缩机控制一般通过采集蒸发器出风口的温度信号来实现，当温度达到设定的温度，压缩机停止工作;当温度升高后，压缩机开始T二作。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。2）冷凝器卡罗拉冷凝器采用鳍片式，以利于进一步提高换热效率和减轻重量，由于采取减薄管片厚度、增加管子内肋片、翅片开切口、改变翅片形状及开口角度等措施，加大了翅片散热面积，强化了气侧和液侧的热交换效率。如图2-5为卡罗拉冷凝器。图2-5卡罗拉冷凝器优势原因：卡罗拉卡罗拉通过提高制冷剂管道内部的鳍片的密度，使制冷剂与冷凝器之间的导热面积扩大了20％。同时还开发出新型加工技术，能够以与原来的管路相同的速度来量产，保证了生产效率。另外还使制冷剂管道内部的容积较以往产品加大了25％。3）储液干燥器1、卡罗拉储液干燥器结构贮液干燥器的结构主要包括过滤部分（过滤网）、干燥部分（干燥剂、吸湿剂）、密闭容器部分（筒体或罐体）及进、出孔。如图2-6为储液干燥器结构图。图2-6卡罗拉储液干燥器2、储液干燥器的作用：（1）、储存液体（2）、吸收水分（3）、过滤脏污（4）、观察制冷剂流动工况。4）膨胀阀1、膨胀阀作用（1）膨胀阀的节流：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。膨胀阀工作原理感温包内充注制冷剂，放置在蒸发器出口管道上，感温包和膜片上部通过毛细管相连，感受蒸发器出口制冷剂温度，膜片下面感受到的是蒸发器入口压力。如果空调负荷增加，液态制冷剂在蒸发器提前蒸发完毕，则蒸发器出口制冷剂温度将升高，膜片上压力增大，推动阀杆使膨胀阀开度增大，进入到蒸发器中的制冷剂流量增加，制冷量增大；如果空调负荷减小，则蒸发器出口制冷剂温度减小，以同样的作用原理使得阀开度减小，从而控制制冷剂的流量。如图2-7为卡罗拉膨胀阀工作示意图。图2-7卡罗拉膨胀阀工作示意图5）蒸发器蒸发器的作用：是将膨胀阀出来的低压制冷剂蒸发而吸收车内空气的热量，从而达到车内降温的目的。图2-8为卡罗拉空调蒸发器。图2-8卡罗拉空调蒸发器6）鼓风机其本质即为一个风扇，它的作用即吹蒸发器，把冷风带入车内。如图2-9为卡罗拉鼓风机。图2-9卡罗拉自动空调鼓风机

第3章卡罗拉自动空调制冷系统故障类型3.1卡罗拉自动空调制冷系统的机械故障1、打开空调，冷气时有时无。造成这种现象的主要原因电磁离合器摩擦面粘有油污或严重磨损，造成离合器打滑，使压缩机工作不正常，导致冷气时有时无。排除方法：清洗电磁离合器摩擦面油污或重新调整间隙。2、空调运行正常，空调降温效果不好，高压压力和低压压力均偏高。造成这种现象的主要原因是空调系统中的制冷剂加注量过多或压缩机润滑油加注多。针对这种现象的排除方法：应重新回收制冷剂放出过多的压缩机润滑油，然后进行抽真空、保压、按空调系统规定的充注量加注制冷剂，故障即可排出。3、空调工作正常，使用一段时间后制冷效果越来越不好，高压压力和低压压力均偏低。造成这种现象的主要原因是汽车在运行过程中振动后使管路的各个接头部位有松动现象，制冷剂慢性泄漏造成。针对这种现象的排除方法：重新将各接头拧紧，然后进行抽真空、保压、按空调系统规定的充注量加注制冷剂，故障即可排出。4、空调开始运行时一切正常，但过一段时间后制冷效果明显下降直至不制冷，高压压力很高，低压压力非常低，停止运行一段时间后再起动又恢复正常，过一段时间又重复上次的现象。造成这种现象的主要原因是膨胀阀冰堵。针对这种现象的排除方法：更换干燥过滤器，然后重新进行抽真空、保压、按空调系统规定的充注量加注制冷剂，故障即可排出。5、空调系统运行10多分钟后，出风口温度偏高，制冷效果不好，低压压力偏高，压缩机有碰击声。造成这种现象的主要原因是膨胀阀失效。针对这种现象的排除方法：更换膨胀阀，然后进行抽真空、保压、按空调系统规定的充注量加注制冷剂，故障即可排出。6、空调系统运行正常，空调降温效果不好，出风口风量不足，风机噪声加大，蒸发器有结霜现象。造成这种现象的主要原因是蒸发箱通道中有脏物风阻加大，过滤网阻塞。

针对这种现象的排除方法：拆卸下蒸发器芯体和过滤网进行清洗（每年进行一次），然后重新装配，安装完毕后进行抽真空、保压、按空调系统规定的充注量加注制冷剂，故障即可排出。

3.2卡罗拉自动空调制冷系统电气故障故障码故障码检测项目故障可能发生部位存储器00正常11车内温度传感器电路1、车内温度传感器2、空调放大器3、车内温度传感器和空调放大器之间的线束连接8.5分钟或更长12环境温度传感器电路环境温度传感器环境温度传感器和空调放大器之间的线束连接3、空调放大器8.5分钟或更长13蒸发器温度传感器电路蒸发器温度传感器蒸发器温度传感器与空调放大器之间的线束连接3、空调放大器8.5分钟或更长14水温传感器电路水温传感器水温传感器和发动机ECU之间的线束连接发动机ECU和仪表ECU之间的线束和连接器仪表ECU和空调放大器之间的线束和连接器空调放大器21日光传感器电路（短路）日光传感器日光传感器和空调放大器之间的线束和连接器空调放大器8.5分钟或更长日光传感器电路（断路）23压力开关电路压力开关空调放大器空调混合风挡位置传感器和空调放大器之间的线束和连接器1分钟或更长31空气混合风挡位置传感器电路空气混合风挡位置传感器空调放大器空气出风口挡位置传感器和空调放大器之间的线束和连接器33空气出风挡位置传感器电路空气出口风挡位置传感器空调放大器空气出口风挡位置传感器和空调放大器之间的线束和连接1分钟或更长41空气混合控制伺服电机空气混合控制伺服电机空气混合风挡位置传感器空气混合风挡伺服电机和空调放大器之间的线束或连接器空调放大器15秒43空气出口控制伺服电机空气出口控制伺服电机空气出口风挡位置传感器空气进口风挡，伺服电机和空调放大器之间的线束或连接器空调放大器15秒卡罗拉自动空调制冷系统电路图鼓风机控制电路图如图3-1所示。鼓风机电动机插接器处是由+B（常电源）、GND和S1三线组成。测量+B与GND电压为12V，检查FLMAIN、ALT、HTR熔断丝连接。图3-1鼓风机控制线路电动冷却风扇控制电路图3-2电动冷却风扇控制电路空调工作时，高压端压力大于3.5MPa，且水温低于93℃。水温开关处于闭合状态，而高压开关打开。两风扇电动机串联工作，两风扇同时低速运转，以满足冷凝器散热需要。3.3故障案例1）故障描述故障现象：丰田卡罗拉07款，5.9万公里，冷车启动后开空调正常制冷，行驶5公里后，制冷效果就会变差。此车前部曾出过事故，修复后就如此。2）故障分析故障分析：通过故障现象，可大致判断故障范围如下：（1）空调压缩机不工作；（2）空调压缩机皮带打滑、破裂、太松；

（3）空调管路破损或制冷系统出现泄漏；

（4）膨胀阀损坏；

（5）制冷系统内部堵塞；（6）熔断丝烧断。3）故障检测使用工具1、歧管压力计图4-1歧管压力计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0~0.1MPa，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2.11MPa。如图4-1。制冷剂注入阀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4-2。图4-2制冷剂注入阀3、真空泵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。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。如图4-3为真空泵。真空泵图4-3真空泵4）故障检测过程冷车检测空调压缩机抵压侧和高压侧压力正常，温度正常。致冷系统的气流通道无堵塞。散热器风扇可以由低速过渡到高速，制冷效果良好。路试发现空调制冷效果越来越差，但无故障码，高压压力升到1.72MPa，过高了。于是检查冷凝器，发现冷凝器脏，彻底冲洗，制冷效果好了，压力降为1.39MPa，正常了，可一会儿制冷效果又差了，压力又升高。于是又检查了空调压力传感器，无问题。蒸发器也不结霜。由于用自来水冲洗冷凝器的时候，冷凝效果变好，最后终于意识到还是冷凝器散热的问题。最终发现冷却风扇反转，无法正常散热。检查冷却风扇线束，发现白线接白线，红线接黑线，应该是白线接黑线，红线接白线，是修理工维修时给接错了。将两根线从新连接后故障排除。打开空调观察制冷剂含量，发现制冷剂量正常。压缩机工作正常，且鼓风机工作正常。用手感觉空调管路高低压无明显温差。用压力表测量高低压侧压力基本相同。基本判定膨胀阀损坏。5）排故结论确认故障后，换上同型号膨胀阀，试车，故障成功排除。

第4章总结在论文完成之际，我首先向关心帮助和指导我的指导老师老师表示衷心的感谢并致以崇高的敬意！在论文工作中，遇到了很多自己不能解决的问题，一直得到老师的亲切关怀和悉心指导，使我不断克服困难，从而对汽车空调系统的相关知识有了更加的了解，对我以后走上工作岗位打下坚实的基础。伟老师以其渊博的学识、严谨的治学态度、求实的工作作风和他敏捷的思维给我留下了深刻的印象，我将终生难忘。再一次向他表示衷心的感谢，感谢他为学生营造的浓郁学术氛围，以及学习、生活上的无私帮助!值此论文完成之际，谨向老师致以最崇高的谢意!在学校的学习生活即将结束，回顾三年来的学习经历，面对现在的收获，我感到无限欣慰。为此，我向热心帮助过我的所有老师和同学表示由衷的感谢!感谢参考文献所列举的各位作者，他们的研究成果给予我很大启迪和帮助。在此，谨借此文向所有给