汽车空调工作原理与故障分析.docx

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毕业论文

题目 上海桑塔纳2000空调系统工作原理与故障分析
分 院：_____机电工程___________________
专　　业：____ 汽车检测与维修__________
　 　班　　级：_____2009级8班______________
学　　号：_____090324008017______________
　　 学生姓名：_____陆贵杰______________
　　 指导教师：_____韦煜杰______________
2011年 12月 16日

摘要
本材料介绍了上海桑塔纳2000空调的基本组成结构、工作原理、部分空调系统故障分析案例。内容有汽车空调系统的组成压缩机、膨胀阀、冷凝器、蒸发器和汽车空调其它铺助设备。详细讲解了汽车空调系统的工作原理：压缩、冷凝、蒸发、膨胀等四大过程。举例了汽车空调系统各大系统一般会出现的故障和汽车空调结霜故障等问题。随着汽车工业的发展和人们对汽车的舒适性、安全性、可靠性要求的提高，空调系统已成为现代汽车的标准配备。由于汽车电子技术的高度发展和在轿车上的广泛应用，空调系统的结果越来越复杂，控制部分的电子化程度也越来越高，特别是计算机与局域网技术普及与应用，使汽车空调的舒适度与技术性能有了明显的提高。
关键字：基本组成结构 工作原理 空调故障

Abstract
The material of santana 2000 air conditioning introduced the basic composition of the structure, working principle, part of the air conditioning system failure analysis case. The contents of the automotive air conditioning system of compressor, expansion valve, condenser, evaporator and automotive air conditioning other shop help equipment. Explains the working principle of automotive air conditioning system, compression, condensation and evaporation, expansion and so on four big process. For example automobile air-conditioning system each big system will generally failures and automotive air conditioning frost failure. Along with the development of the car industry and people on the car comfort, safety and reliability requirements increase, air conditioning system has become a modern car standard. Due to the height of the development of automobile electronic technology in cars and the application of, the result of the air conditioning system is more and more complicated, the degree of control part of the electronic more and more is also high, especially computer and technology of the network popularization and application, make automotive air conditioning comfort and technical performance have been significantly improved.
Key word: The basic composition structure principle air conditioning fault

目录
摘要 1
1.1汽车空调系统 4
1.1.1汽车空调的功能 4
1.1.2汽车空调系统的组成 4
2.1汽车空调系统的工作原理 5
3.1汽车空调故障诊断及维修 5
结论 9
谢辞 10
参考文献 11

1.1汽车空调系统
1.1.1汽车空调的功能
（1）调节车内的温度 汽车空调在冬季利用其采暖装置升高车室内的温度。轿车和中小型汽车一般以发动机冷却液作为暖气的热源，而大客车则采用独立式加热器作为暖气的热源。在夏季，车内降温则有制冷装置完成。
（2）调节车内的湿度 普通汽车空调一般不具备这种功能，只有高级豪华汽车采用的冷暖一体化空调，才能对车内的湿度进行适量调节。
（3）调节车内的空气流速 空气的流速和方向对人体舒适性影响很大。夏季，气流速度稍大，对利于人体的散热降温；但过大的风速直吹到人体上，也会使人感到不舒服。舒适的气流速度一般为0.25m/s左右。
（4）过滤、净化车内的空气 由于车内空间小，乘员密度大，车内极易出现缺氧和二氧化碳浓度过高的情况；汽车发动机废气中的一氧化碳和道路上的粉尘、野外的花粉动容易进入车内，造成车内空气污浊，影响乘员的身体健康，因此必须要求汽车空调具有补充车外新鲜空气、过滤和空气净化的装置。
1.1.2汽车空调系统的组成
汽车安装空调系统的目的是为了调节车内空气的温度、湿度，改善车内空气的流动性，提高空气的清洁度。因此，汽车空调系统主要由以下几部分组成：
（1）制冷装置 对车内空气或由外部进入车内的新鲜空气进行冷却或湿，使车内空气变得凉爽舒适。制冷装置由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、蒸发器、冷凝器散热风扇、制冷管道、制冷剂等组成。
（2）暖风装置 主要用于取暖，对车内空气或由外部进入车内的新鲜空气进行加热，达到取暖除霜的目的。他由加热器、水阀、水管、发动机冷却液组成。
（3）通风装置 将外部新鲜空气吸进车内，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）空气净化装置 除去车内空气中的尘埃、臭味、烟气及有毒气体，使车内空气变得清洁。
（5）控制装置 对制冷、取暖和空气配送系统的温度、压力进行控制，同时对车内的温度、风量、流向进行调节，并配有故障诊断和网络通信的功能，完善了控制系统的自动程度。
2.1汽车空调系统的工作原理
汽车空调制冷系统是由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器四大部件以及辅助设备和耐氟和软管组成的，制冷剂在封闭的系统中循环流动。㈠
压缩机运转时，将蒸发器内产生的低压低温蒸气吸入气缸，经过压缩，使蒸气的压力和温度增高后排入冷凝器。
在冷凝器中高温高压的制冷剂蒸气与外面的空气进行热交换，放出热量使制冷剂冷凝成高压液态，然后流入储液干燥器，并过滤流出。
经过膨胀阀的节流作用，压力和温度急剧下降，制冷剂以低压的汽液混合状态进入蒸发器。在蒸发器里，低压制冷剂液体沸腾汽化，吸取车厢内空气的热量，然后又进入压缩机进行下一轮循环。
这样，制冷剂便在封闭的系统内经过压缩、冷凝、节流和蒸发四个过程，完成了一个制冷循环。
在制冷系统中，压缩机起到压缩和输送制冷剂蒸汽的作用，它是整个系统的心脏。膨胀阀对制冷剂起到节流降压作用，同时调节进入蒸发器制冷剂液体的流量，它是系统高低压的分界线。蒸发器是输出冷量的设备，制冷剂在其中吸收被冷却空气的热量实现降温。冷凝器是放出热量的设备，从蒸发器中吸收热量连同压缩机消耗功能所转化的热量一起从冷凝器中让冷却空气带走。压缩机所消耗的功起到了补偿作用，只有消耗外界的功，制冷剂才能把从车内较低温度的空气中吸取的热量不断地传递到车外较高温度的空气中去，从而达到制冷的目的。
3.1汽车空调故障诊断及维修
空调系统的常见故障分为电气故障和制冷系统故障两大类对于独立式空调组，还有机械故障。常见的故障现象是压缩机-离合器故障和制冷剂不足。
空调压缩机电磁离合器易烧坏
⑴故障现象：桑塔纳LX型轿车，装用JV型发动机，行驶里程为8万km。驾驶员反映，在炎夏行驶途中，空调电磁离合器线圈突然被烧毁。为使该空调及时投入使用，维修时换上一新的的电磁离合器线圈。但只行驶了1500km左右，电磁离合器线圈又被烧毁。
⑵故障原因：制冷剂加注过量。
⑶故障诊断与排除：空调电磁离合线圈被烧毁，除零件质量问题外，主要是空调系统内德压力过高，带动压缩机运转的阻力过大，超过该电磁线圈的电磁吸力，使离合器主、被动盘产生相对滑移摩擦，导致过热而烧毁。
空调系统压力过高有以下三种原因：
①停车时发动机怠速运转，且长时间在太阳暴晒下使用空调。
②当散热风扇出故障时，还长时间、高强度地使用空调（散热风扇是与空调冷凝器风扇共用的）。
③制冷系统中加入的制冷剂过量
在压缩机工作时，注意查看储液干燥器的视液镜，发现视液镜内一点气泡都没有，再将空调高、低压表接入制冷系统中，检查其压力，发现高压侧和低压侧压力均偏高。显然制冷剂加注过量。
将制冷剂从低压侧适量排出后（以高压侧压力1.2―1.8MPa、低压侧压力0.15―0.30 MPa为适宜），故障排除。
为避免此类故障发生，平时在以下三种情况下不应使用空调。
一是制冷剂加入量超过规定时，要及时放出，否则不准使用空调。检查制冷剂多少的方法是：在压缩机开始工作时，看储油器视液镜内有无气泡，如果没气泡，说明制冷剂太多，适量放出；如果气泡太多，说明制冷剂太少，应适量添加制冷剂。
二是散热风扇发生故障停止运转时，应立即停止使用空调，否则制冷系统将产生超高压，使电磁离合器打滑而烧毁。
三是停车时，发动机怠速运转不良情况下最好不开空调。
使用空调时蒸发器上结一层白霜
⑴故障现象：桑塔纳2000GLi型轿车，装用AFE发动机，行驶里程为6万km。驾驶员反映，使用空调时，发现空调蒸发器结霜的故障，影响空调效果。
⑵故障原因：驾驶员对空调系统操作不当。
⑶故障诊断与排除 正常情况下蒸发器是不应该结霜的，所以需要及时排除。空调蒸发器结霜的原因很多，但主要可能有：
①驾驶员操作不当
②热风漏入驾驶室内。在炎热的夏季，热风漏入轿车室内会使轿车室内热负荷增加。通过蒸发器的空气流量会因热风漏入而降低，引起制冷能力不足及蒸发器结霜。
③驾驶室内热负荷增加。一般事通过门窗及仪表板等部位导入轿车室内的热量增加，将引起压缩机开停比减少。
④制冷能力下降。引起制冷能力下降的原因也很多诸如制冷剂缺少，膨胀阀堵塞，蒸发器回路内存在堵塞，蒸发器风量减少等。
⑤温控开关误动作，温度控制器停机温度通常设定为最冷档-2—-3℃。如果温度低于上述设定范围仍不停机，则温控开关发生故障。
热风漏入驾驶室内，通常是由于引入新鲜空气风门拉索松弛、新鲜空气风门控制杆操作不当、风门或风门组件变形引起的。于是对这部分机构进行检查和重新调整，未发现异常现象；接着对制冷剂量进行观察，从观察窗观看，制冷剂充足；随后对膨胀阀、蒸发器回路均进行了检查，也未发现有异常现象。
蒸发器结霜发生在操作不当的比例比较大，也就是说，当轿车加速或空调风量转至抵挡时，空调系统蒸发器温度降到0℃。如果轿车室内温度设定在25℃以下时，车速为80km/h，即使空调风量开高档，蒸发器温度也会下降到0℃以下。当蒸发器降到0℃以下时，蒸发器上就会结霜，这项任务是由温控开关来完成的。在控制温度时很多驾驶员喜欢将风量开关从高转到底，而降温控开关置于强冷档这样很容易结霜。
经询问，驾驶员的操作与上述情况相符，说明该车故障是由于操作不当引起的，而不是机械和电气故障。除操作不当引起结霜外，温控开关感温包接触不良或脱落也会引起结霜。
更换膨胀阀后空调制冷效果差
⑴故障现象 桑塔纳2000GLi型轿车，装用AFE型发动机，行驶里程为10万km。在一次空调故障检修中，发现膨胀阀损坏，采购员就买来一只热力膨胀阀装上。经过使用，发现空调不正常，即冷气严重不足，制冷效果差。
⑵故障原因 更换膨胀阀不匹配
⑶故障诊断与排除 空调出现冷气严重不足的原因很多，其中主要原因可能有：
①压缩机吸气压力过高，放气压力过低
②压缩机吸气和放气压力都异常低
③制冷剂严重不足
④膨胀阀有故障或不匹配
⑤冷却系统高压开关有故障
⑥温控开关失灵
根据分析，需要逐个检查。桑塔纳2000GLi型轿车空调热力膨胀阀比普通桑塔纳轿车有所改变，由于制冷剂由R12改用R134a，它们的热力特性不同，因此热力膨胀阀的技术参数及结构材料也相应作了更改。具体改动项目如下：
①开阀压力设定值不同
②内部材料有更改，由弹簧钢改用不锈钢
③进出液接头尺寸有改动，螺纹由英制改为米制
④ O形密封圈材质有改动
⑤节流装置已由原F型热力膨胀阀改为H型外平衡式热力膨胀阀，使蒸发器中的温度控制与整个系统匹配得更好。
检查换上的热力膨胀阀是否为H型外平衡热力膨胀阀，打开发动机机室盖进行检查，发现换上的热力膨胀阀是F型热力膨胀阀，问题可能就出在这里。
买来一只H型外平衡式热力膨胀阀换上，经过几天的使用和实验，空调恢复原来的正常状态，故障排除。

结论
汽车空调装置已成为汽车中具有剧组轻重的功能部件。汽车空调系统为汽车提供制冷 取暖 除霜 空气过滤和湿度控制功能，使乘室内人员更加舒适。本论文对空调系统结构，组成及工作原理作了详细说明还举例了几项桑塔纳轿车的空调故障案例，以便加深对所研究内容的深入理解。

谢辞
通过此次的论文，我学到了很多知识，跨越了传统方式下的教与学的体制束缚，在论文的写作过程中，通过查资料和搜集有关的文献，培养了自学能力和动手能力。并且由原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识，这可以说是学习方法上的一个很大的突破。在以往的传统的学习模式下，我们可能会记住很多的书本知识，但是通过毕业论文，我们学会了如何将学到的知识转化为自己的东西，学会了怎么更好的处理知识和实践相结合的问题。

参考文献
[1]汽车空调结构原理与维护/范爱民主编 北京：机械工业出版社2009.3