汽车空调系统工作原理及故障诊断

汽车空调系统工作原理及故障诊断

赫飞   ,胡刚  ,杜海涛  ,杨丽   ,冯豪磊  ,郑梦杰

奇瑞商用车有限公司（安徽）河南分公司      河南开封     475000   

摘要：在社会经济水平持续提升、汽车产业不断发展的背景下，人民群众对汽车的要求已经不仅仅是满足其出行需求，更有着舒适性方面的追求。空调作为调节驾驶环境的汽车系统，其稳定性是夏季和冬季等极端天气下驾乘舒适度的重要保障，一旦发生故障将会导致驾驶环境的严重恶化。为了确保汽车空调系统有效应用，需要提高新能源汽车的故障排查效率。基于此，本文主要分析了汽车空调系统工作原理及故障诊断。475000

关键词：汽车空调；故障诊断；排除

中图分类号：U472文献标识码：B

引言

当空调制冷系统出现故障时，应结合其工作原理去分析故障，充分地利用各类仪器设备检测去判断故障部位。根据不同的原因制定对应的故障排查方法；结合诊断仪技术，提出相应的诊断步骤、诊断标准以及解决措施。从而达到快速解决汽车空调系统故障的目的，为解决汽车空调系统故障提供了一套较完整的流程及方法。

1汽车空调系统概述

汽车空调系统一般由制冷系统、暖风系统、通风系统、空气净化系统、控制系统五大系统组成，汽车空调系统中结构和原理最复杂、故障率最高的是制冷装置，它的主要组成部分包括空调压缩机、冷凝器、蒸发器、贮液干燥器、膨胀阀、电子控制系统、制冷剂、空气调节装置等，汽车空调的制冷过程就是利用制冷剂来制冷，从液态变成气态时吸收大量热能的原理来实现制冷的。

噪声、振动、声振粗糙度(NVH)是消费者选购汽车的重要评价指标，其性能好坏直接影响产品的市场竞争力，备受整车及部件厂商重视。在各汽车产品问题排名中，汽车空调系统NVH问题排名一直居高不下，新能源汽车无发动机噪声掩蔽，其空调系统NVH问题更加突出，亟须引起重视。汽车空调系统是构建乘员舱良好气候环境、保障驾乘舒适性的重要部件，主要由压缩机、供热通风与空气调节HVAC)总成、冷却模块、管路等核心零部件组成。压缩机、HVAC总成、冷却模块等零部件是汽车空调系统主要噪声源[1]。

2汽车空调系统工作原理

汽车空调系统利用水加热器总成PTC和发动机余热来实现空调暖风功能。通过高压供电给PTC，同时低压线路检测PTC工作温度来进行过热保护。加热器位于机舱内，暖风功能开启时，空调水泵将冷却液输送到PTC加热器内部加热。加热后的冷却液通过管路流经HVAC总成内的暖风加热器作为热源，加热HVAC风道内的空气形成空调暖风。若发动机余热能满足乘员舱制热需求，则不开启PTC；反之，则开启暖风水泵和PTC，由PTC和发动机余热共同给乘员舱制热。车辆采用高压供电的空调压缩机，并通过低压线路的LIN线控制压缩机进行循环制冷[2]。

3汽车空调系统故障诊断

3.1电气系统故障

汽车空调电气系统通常包括传感器信号、空调控制模块和执行元器件三大部分。其主要作用是控制鼓风机电路、压缩机相关电路，空调蒸发器温度，制冷剂压力等。由于车辆工作环境影响，电气系统故障时有发生，常见的故障原因有：车辆因涉水，使得相关电子元器件被水浸泡导致短路故障。车辆连接器受潮会使连接导线氧化，进而出现接触不良故障。车辆因维修或私自加装、改装电子设备，从而导致线路负荷过载，线路错接从而引发故障。车辆因使用年限过长，环境过于恶劣，从而导致元件击穿、元件老化或性能退化、线路故障。例如：空调无法开启故障排查步骤如下：首先检查蓄电池电压是否正常。蓄电池的标准电压值范围为11～14V，若电压值低于11V，则需给蓄电池充电或更换蓄电池；检查空调控制面板或中控屏是否正常。若中控屏黑屏或冻屏，则维修中控屏或线束。若空调控制面板按键卡滞、失灵或背光灯不亮，则维修控制面板或线束；将诊断仪连接到故障车辆的OBD接口读取车辆故障码。若有TCS相关的故障码，则依对应故障码的维修建议进行维修；检查空调控制面板线束。检测空调控制面板线束端连接器各个端子之间的电阻值，电阻测量值应小于１Ω。若线束检查出现问题，则需更换空调控制面板的线束或连接器，再进行功能验证[3]。

3.2制冷系统故障

空调制冷系统故障的主要现象有不制冷和制冷不足两类。空调不制冷的主要原因有制冷剂泄漏、制冷管路堵塞、压缩机相关部件损坏。空调制冷的主要载体是制冷剂，一旦出现泄漏会出现制冷不足甚至完全不制冷，并且在泄漏的部位会出现漏油痕迹。当压缩机工作时，制冷管路出现严重堵塞，就无法实现制冷循环，也就失去了制冷效果。压缩机出现缸垫窜气，进排气阀门损坏，此时压缩机不能压缩制冷剂，也就无法实现制冷。例如：空调风速不可调故障排查步骤如下：检查鼓风机调速电阻模块。用万用表检查调速电阻模块IP134的电阻值。若电阻值不在标准范围内，则需更换调速电阻模块；将诊断仪连接到故障车辆的OBD接口读取车辆故障码。若有故障码，则根据对应故障码的维修建议进行维修；检查调速电阻模块线束。断开电阻模块IP134，测线束电阻值，电阻值应小于１Ω。若电阻不在范围内，则需要更换调速电阻电路线束；故障解除后，重启车辆进行功能验证

[4]。

3.3机械系统故障

空调机械系统故障主要包括鼓风机故障、蒸发器故障、膨胀阀故障、储液干燥剂、冷凝器故障、散热风扇故障、压缩机故障。主要故障原因有压缩机驱动皮带松动，磨损过度导致打滑。皮带轮偏斜，涨紧轮轴承损坏导致异响。压缩机安装支架或压缩机本身损坏导致空调不制冷。电磁离合器间隙不当、磨损过度、表面油污等原因导致打滑。鼓风机电机磨损过度，损坏或有异物导致空调不出风或空调鼓风机异响。例如：空调风扇不出风故障排查步骤如下：检查鼓风机保险。用相同规格的保险丝替换原有的鼓风机保险。若安装新的保险丝后，故障解除，可判断故障由鼓风机保险丝熔断或虚接引起，更换新的保险丝即可。若保险丝再次熔断，利用电路图检修短路处；检查鼓风机继电器。用相同规格继电器替换原有的鼓风机继电器。若安装新的继电器后，故障解除，则可判断故障由继电器损坏引起，更换新的继电器即可；将诊断仪连接到故障车辆的OBD接口读取车辆故障码。若有故障码，则根据对应故障码的维修建议进行故障维修[5]。

3.4空调系统有异味

一般来说，因气候原因导致使用空调时产生的霉味，是蒸发器芯内微生物的滋生，是暂时的，随着气候的改变，气味会消失。如果还是存在气味，就需要使用适当的清洁剂清洁蒸发器芯。该类故障主要表现在有霉味、冷却液气味、制冷机油气味。可能存在的故障原因：车身有漏水，蒸发器排泄管堵塞，蒸发器芯发霉；加热器芯体泄露，加热器芯体管路或者软管泄露；故障诊断：找出漏水部件并进行维修，清理蒸发器排放管，清洗蒸发器；更换暖风、通风和空调箱体[6]。

结束语

汽车空调的发展方向大致向着保护环境、提高效率、节能节材、减轻重量、压缩体积、降低振动与噪音、操作维修简便及安全可靠等几个方向发展。在汽车空调系统发生故障后，快速找到故障发生的原因并解除故障，对车辆用户具有重要意义。

参考文献：

［1］高丽洁.科鲁兹轿车空调系统故障检修[J].湖南:汽车电器,2018.11:72-73

［2］别克威朗轿车维修手册.上海通用汽车.[Z]2016.

［3］潘维国,陈李军别克威朗空调故障案例分析[J].汽车维修,2020.2:26-28

［4］张鹏程，张轶.汽车空调系统制冷故障的诊断分析与排除［J］.汽车实用技术，2018（4）：160-161.

［5］王前汝.汽车空调系统的原理及故障诊断维修办法分析［J］.汽车与驾驶维修（维修版），2020（1）：66-67.

［6］白玉娥.2013款五菱宏光S车空调不制冷［J］.汽车维护与修理，2021（13）：51-53