汽车空调毕业论文 汽车空调制冷系统常见故障及诊断方法

南京交通藏常技褥学院毕业论文论文题目：汽车空调制冷系统常见故障及诊断方法系部：汽车工程系专业名称：汽车检测与维修技术班级：101021学号:14姓名：任书德指导教师：郭伟东完成时间：2013 年 5 月 8 日目录一、汽车空调系统的发展以及分类1（一）汽车空调系统的发展1（二）汽车空调系统的分类1二、汽车空调系统的组成、结构及工作原理2（一）制冷系统2（二）暖风系统11（三）通风系统错. 误！未定义书签。（四）空气净化系统 13（五）电气控制系统 15三、汽车空调制冷系统的维护和检修 17（一）汽车空调制冷系统的维护 17（二）汽车空调制冷系统的检修 17四、故障案例分析 18（一）福特轿车检修案例 18（二）上海通用别克汽车空调系统排除案例 19结束语 21参考文献 22汽车空调制冷系统常见故障及诊断方法摘要 ： 随着汽车行业的迅速发展，广大消费者对舒适性的需求也有所提高，基本都装配了空调系统。空调系统最主要的作用是控制车内的温度，除了它的制热和制冷控制功能外，它还起到除湿的作用，也有助于除去车窗内表面的霜、冰和冷凝水雾一类的视觉障碍物。本论文就是对汽车空调系统的组成及各组成部分的作用，工作情况以及重要的组成元件做一个的介绍。并对空调系统中常见的故障做出详尽的介绍并加以分析，让我们对空调更加了解认识，从而高质量高效率的解决它所出现的故障。关键词 ： 汽车空调；组成与原理 ；故障分析一、汽车空调系统的发展以及分（一）汽车空调系统的发展汽车空调的发展历程通常习惯分成5 个阶段。1 、单一暖风系统。2 、单一制冷系统。3 、冷暖一体化空调系统。4 、自动控制的汽车空调。5 、计算机控制的汽车空调系统。（二）汽车空调系统的分类1、按空调性能分1）单一功能型将制冷、供暖、通风系统各自安装，多用于大型客车和载货汽车上。2）冷暖一体式制冷、供暖、通风共用鼓风机和风道，在同一控制板上进行控制，工作时可分为冷暖风分别工作的组合式和冷暖风可同时工作的混合调温式，轿车多用混合调温式。6 、按驱动方式分1）独立式专用一台发动机驱动压缩机，制冷量大，工作稳定，多用于大、中型客车。2）非独立式空调压缩机由汽车发动机驱动，制冷性能受发动机工作影响较大， 稳定性差，多用于小 型客车和轿车。3、按控制方式分1）全自动调节利用计算比较电路，通过传感器信号及预调信号控制调节机构工作，自动调节温度和风 量；微机控制的全自动调节，以微机为控制中心，实现对车内空气环境进行全方位、多功能 的最佳控制和调节。2）手动调节手动式，拨动控制板上的功能键对温度、风速、风向进行控制；电控气动调节，利用真 空控制机构，当选好空调功能键时，就能在预定温度内自动控制温度和风量。二、汽车空调系统的组成、结构及工作原理（一）制冷系统汽车空调制冷系统一般主要由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、贮液干燥器、管道、 冷凝风扇、真空电磁阀、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，如图 1所示。图1汽车空调制冷结构图1 、制冷系统主要结构部件1）压缩机压缩机是空调制冷系统的心脏，它是一种使制冷剂在系统内循环的动力源。（1）作用使制冷剂完成从气态到液态的转变过程，达到制冷剂散热凝露的目的。同时在整个空调 系统，压缩机还是管路内介质运转的压力源，没有它，系统不仅不制冷而且还失去了运行的 动力。（2）压缩机的控制方式压缩机的旋转轴是通过磁性离合器及皮带与发动机曲轴相连取得动力的，这是因为当装 在蒸发器出风口的传感器感知出风的温度不够低时，它就会通过电路使压缩机的磁性离合器 闭合，这样压缩机随发动机运转，实现制冷。而当出风温度低于设定的温度，它则控制磁性 离合器切离，这样压缩机不工作。如果这一控制失灵，那么压缩机将不断工作，使蒸发器结 冰造成管道压力超标，最终破坏系统甚至造成损坏。（3）压缩机分类压缩机按照其运动形式分为往复活塞式和旋转式两类，曲轴连杆式，径向活塞式，和轴 向活塞式都属于往复活塞式压缩机，其中轴向活塞式又分为斜盘式和摇板式两种： 旋叶式（图 3）、涡旋式（图4）、转子式都属于旋转式压缩机。目前，比较常用的有曲轴连杆式压缩机、 摇板式（图2）压缩机、斜盘式盘式压缩机等。止匕外，压缩机还可分为定排量式和变排量式。1-压缩机主轴2油封总成3-轴承4-端面滚动轴承5-前缸盖6-连接板7-圆锥齿轮8-缸体9-钢球10-摇板滚动轴承11-圆锥齿轮12-连杆13-活塞14-阀板杆15-吸气腔16-压盖17-阀板18-排气阀片19-排气腔20-压紧弓t簧21-摇板22压盖缸垫图2摇板式压缩机1-气缸2-旋叶3-油孔4-单向阀5-排气阀6-排气口 7-转子8-气缸接触点9-进气口图3旋叶式压缩机1-轴封2-轴3-固定涡旋4-旋转?旋5-排气口 6-排气阀7-吸气口图4涡旋式压缩机卜面以曲柄连杆活塞式压缩机为例介绍其结构和工作过程，其结构如图51- 进气管2-进气腔3-进气阀4-排气腔5-排气阀6-排气管7-活塞8-气缸9-曲轴箱10-曲轴11-连杆图5曲柄连杆活塞式压缩机这种压缩机结构与发动机相似，由曲柄连杆驱动活塞往复运动，每个缸上方装有进排气 阀片。整个过程由压缩、排气、膨胀、吸气四个过程组成，如图 6和图7图6压缩和排气过程a.压缩过程活塞在曲轴带动下在气缸内运动，当活塞运行到最低点时，气缸内充满由蒸发器进入的 制冷器气体，活塞向上运动，进排气阀都关闭，气缸容积减小，压力温度升高，活塞上升到 某一位置时，气缸内压力高于排气阀上部压力，排气阀打开，开始排气。制冷剂在气缸内由 进气时的低压变为排气时的高压过程称为压缩过程。b.排气过程活塞继续往上运动直到最高点，排气结束，制冷剂气体由气缸向排气管输出的过程称为 排气过程。图7膨胀和吸气过程C.膨胀过程活塞从上止点位置移动到进气阀门打开的过程为膨胀过程。d.吸气过程进气阀门打开，低压制冷剂气体不断从蒸发器进入气缸，直到活塞运行至下止点，这一 过程为吸气过程。2)冷凝器汽车空调制冷系统中的冷凝器是一种由管子与散热片组合起来的热交换器。(1)作用将压缩机排出的高温、高压制冷剂蒸气进行冷却，使其凝结为高压制冷剂液体。(2)冷凝原理让外界空气强制通过冷凝器的散热片，将高温的制冷剂蒸气的热量带走，使之成为液态 制冷剂。制冷剂蒸气所放出的热量，被周围空气带走，排到大气中。(3)结构形式主要有管片式、管带式和平行流式三种。a.管片式，如图81-进口 2-圆管3-出口 4-翅片图8管片式冷凝器结构它是由铜质或铝质圆管套上散热片组成，片与管组装后，经胀管处理，使散热片与散热 管紧密接触，使之成为冷凝器总成。这种冷凝器结构比较简单，加工方便，但散热效果较差, 一般用在大中型客车的制冷装置上。b.管带式，如图9气体制冷摘人口图9管带式冷凝器结构它是由多孔扁管与S形散热带焊接而成，管带式冷凝器的散热效果比管片式冷凝器好一 些（一般可高10%£右），但工艺复杂，焊接难度大，且材料要求高。一般用在小型汽车的制 冷装置上。c.平行流式，如图101-圆筒集管2-铝制内肋偏管3-波形散热器片4-连接管5-接头图10平行流式冷凝器结构平行流式冷凝器也是一种管带式结构。它由圆筒集管、铝制内肋偏管、波形散热器片及连接管组成。它是适应新工质 R134a而研制的新结构冷凝器3 ）蒸发器蒸发器和冷凝器一样，也是一种热交换器，也称冷却器，是制冷循环中获得冷气的直接 器件(1)类型有管片式、管带式、层叠式三种结构类型(2)作用将来自热力膨胀阀的低温、低压液态制冷剂在其管道中蒸发，使蒸发器和周围空气的温 度降低。同时对空气起减湿作用。(3)结构和工作原理如图3所示，进入蒸发器排管内的低温、低压液态制冷剂，通过管壁吸收穿过蒸发器传 热表面空气的热量，使之降温。与此同时，空气中所含的水分由于冷却而凝结在蒸发器表面, 经收集排出，使空气减湿，被降温、减湿后的空气由鼓风机吹进车室内，就可使车内获得冷 气。因此，蒸发器是制冷装置中产生和输出冷气的设备。1- 散热片2-管子3-排水管4-水槽图11蒸发器结构图4 )膨胀阀膨胀阀是一种感压和感温自动控制式膨胀阀，膨胀阀安装在蒸发器入口管路上，一是降 低制冷剂压力，保证在蒸发器内沸腾蒸发；二是调节流入蒸发器的制冷剂流量，以适应制冷 负荷变化的需要。需要注意的是膨胀阀并不控制蒸发器的温度。(1)类型分为内平衡热力膨胀阀、外平衡热力膨胀阀、H形膨胀阀三种形式，具结构如图12 (a)、 图12 (b)和图13#(a)(b)1-针K2-膜片3-毛细管4-感温包5-蒸发器6-平衡管图12内平衡式膨胀阀和外平衡式膨胀阀图13 H型膨胀阀(2)工作原理以H型膨胀阀为例介绍其工作原理，如图13,它由四个接口通往汽车空调系统，其中两 个接口和普通膨胀阀一样，一个接储液干燥罐接口，另一个接蒸发器进口；另外两个接口， 一个接蒸发器进口，另一个接压缩机进口，感温包和毛细管被膜片左边的热敏杆取代，热敏 杆处在进入压缩机的制冷剂气体中，制冷负荷的变化通过膜片右方气体的压力发生变化体现 出来，从而使阀门开度变化，调节制冷剂的流量。5)孔管的工作原理孔管是固定孔口节流装置。两端都装有滤网，以防止系统堵塞。和膨胀阀一样，孔管也 装在系统高压侧，但是取消了贮液干燥器，因为孔管直接连通冷凝器出口和蒸发器进口。孔 管不能改变制冷剂流量，液态制冷剂有可能流出蒸发器出口。因此，装有孔管的系统，必须 同时在蒸发器出口和压缩机进口之间，安装一个积累器，实行气液分离，以防液击压缩机。 孔管是一根细钢管，它装在一根塑料套管内。在塑料套管外环形槽内，装有密封圈。有的还 有两个外环形槽，每槽各装一个密封圈。把塑料套管连同孔管都插入蒸发器进口管中，密封 圈就是密封塑料套管外径和蒸发器进口管内径间的配合间隙用的。安装使用后，系统内的污染物集聚在密封圈后面，使堵塞情况更加恶化。就是这种系统内的污染物，堵塞了孔管及其 滤网。这种孔管不能修，如需维护，只能清理滤网。坏了只有更换，孔管内孔的积垢，也不 能清理。6 ）储液干燥器储液干燥罐安装在冷凝器和膨胀阀之间。是临时贮存从冷凝器流出的液态制冷剂，以便 制冷负荷变动和系统中有微漏时，能及时补充和调整供给热力膨胀阀的液态制冷剂量，以保 证制冷剂流动的连续和稳定性。同时，可防止过多的液态制冷剂贮存在冷凝器里，使冷凝器 的传热面积减少而使散热效率降低。而且，还可滤除制冷剂中的杂质，吸收制冷剂中的水分, 以防止制冷系统管路脏堵和冰塞，保护设备部件不受侵蚀，从而保证制冷系统的正常工作。 其结构如图151-气态制冷剂2-干燥剂3-过滤器4-液态制冷剂图14储液干燥罐结构图2、汽车空调制冷系统的工作原理汽车空调制冷系统都是采用 R134a （新型无氟环保制冷剂）为制冷的蒸汽压缩式循环系 统，它主要由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、蒸发器、储液干燥器过滤器、冷却风 扇和鼓风机的配风装置等组成。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