空調鼓風機故障診斷案例分析

陳琨，劉春梅

（湖南汽車工程職業學院，湖南株洲 412001）

空調鼓風機故障診斷案例分析

陳琨，劉春梅

（湖南汽車工程職業學院，湖南株洲 412001）

1 鼓風機的高速擋不受控制

故障現象一輛2005年產的東風日產藍鳥轎車，發動機型號為SR20DE，行駛了15萬km。該車空調的鼓風機開關打到最高擋（HI擋）時，鼓風機不轉。

故障分析鼓風機風速通過改變加載在電動機上的電壓來調節。其原理是通過鼓風機開關改變加入線路的電阻值，分擋位控制加載電壓。手動空調是使用電阻來改變加載電壓；與手動空調不同，自動空調是利用功率三極管無級地改變風速。常見鼓風機控制電路如圖1所示。

圖1 常見鼓風機控制電路

不管是哪種情況，在HI擋時，線路都不通過電阻和三極管，直接將蓄電池電壓加在鼓風機電動機上。因此，將鼓風機開關打到HI擋時，觀察鼓風機轉不轉，可以判斷電機和控制電路有故障。

故障診斷根據前面的分析，將鼓風機風速開關打到HI擋位置，鼓風機不轉，說明控制線路和鼓風機電機有故障。于是，檢查故障是出在線路上還是在電動機本體上。查閱該車維修手冊，找到圖2所示的電路。將A／C自動放大器的端子34號搭鐵，鼓風機電機立即旋轉起來，說明電路和電機都沒有問題。那么，問題應在鼓風機控制部分。經過檢查整個空調系統的電路圖，并沒有發現HI繼電器。查閱廠家的說明書，原來該車自動空調系統的鼓風機控制已不是功率三極管，而是含有MOS-FET功率場效應管的調速模塊。

圖2 日產藍鳥鼓風機控制電路圖

MOS-FET全稱為Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，即金屬氧化物半導體場效應晶體管。一般的晶體管是通過電流進行控制，而MOS-FET管則是通過電壓進行控制。三極管的電極為E（發射極）、C（集電極）、B（基極），而MOS-FET管的電極稱為S（源極）、D（漏極）、G（柵極）。當漏極電源電壓UD一定時，如果柵極電壓負值越低，PN結交界面所形成的耗盡區就越厚，則漏、源極之間導電的溝道越窄，漏極電流ID就愈小；反之則溝道變寬，ID變大，所以用柵極電壓UG可以控制漏極電流ID的變化。調速模塊控制電路見圖3。

圖3 調速模塊控制電路圖

當MOS-FET管工作在可變電阻區時，UDS（漏極電壓）比較小，溝通電阻隨柵極電壓UGSS而改變。當柵極電壓UGS一定時，溝通電阻為定值，漏極電流ID隨UDS近似線性增大；當UGS＜UP（夾斷電壓）時，漏源極間電阻很大，MOS-FET管處于截止狀態。當UGS=0時，漏源極間電阻很小，MOS管處于導通狀態，ID=IDSS（飽和漏源電流）。這一特性使MOS-FET管具有開關作用。因此，當使用MOS-FET管控制鼓風機風速時，就不需要HI繼電器了。

于是，檢查鼓風機調速模塊。將電壓表置于調速模塊的2-3號端子上（圖3），接通鼓風機開關，從最小到最大調節開關位置，電壓表指示電壓在2～10V之間變化（標準為0～12V），說明調速模塊已損壞。

故障排除更換調速模塊，將鼓風機開關置HI擋，鼓風機正常工作。

2 空調的壓縮機和鼓風機都不工作

故障現象一輛2003年的廣州本田奧德賽轎車，發動機型號是K24A，行駛里程11萬km，空調系統為雙區空調。接通空調鼓風機開關，完全沒有風出來，按壓A／C開關，壓縮機的電磁離合器也不工作。

故障分析查閱該車鼓風機回路電路圖（圖4），了解到該車使用調速模塊對鼓風機進行無級控制。

圖4 廣州本田奧德賽轎車鼓風機驅動回路

調速模塊有4個端子，端子1號是鼓風機PWM（脈寬調制器）控制信號端子；端子2號是調速模塊的搭鐵端子；端子3號是空調控制單元監控鼓風機旋轉狀況的端子，即控制反饋信號端子，當電壓值為蓄電池電壓或0時（圖5），判斷鼓風機沒有正常旋轉，目的是為了防止蒸發器表面結冰，同時也停止給電磁離合器供電；端子4號是鼓風機電機負極控制端子。

故障診斷首先對鼓風機的電源進行檢查。測量端子4號的電壓，為蓄電池電壓，說明鼓風機電源正常；再測量端子3號也為蓄電池電壓，說明鼓風機沒有旋轉；測量端子1號也為蓄電池電壓，說明調速模塊沒有工作。

圖5 鼓風機的旋轉速度與端子電壓的關系

斷開調速模塊的插頭，使用裝有30A熔斷絲的跨接線，短接端子4和2，鼓風機快速旋轉，壓縮機電磁離合器也動作，判斷調速模塊斷路故障。

故障排除更換調速模塊后，所有的功能都正常。因為懷疑空調濾清器長期沒有更換，從而造成風量下降，調速模塊不能充分冷卻，過熱而燒壞，所以在更換調速模塊的同時，也將空調濾清器更換。

3 開空調鼓風機不轉

故障現象一輛2009年的東風日產陽光轎車，發動機型號是HR15，行駛里程9萬km。接通空調鼓風機開關，鼓風機不轉。

故障分析查詢維修手冊，該車空調鼓風機風速控制為一個8插頭的調速模塊，如圖6所示。端子1號是調速模塊搭鐵；端子6號是鼓風機電機控制；端子7號是鼓風機旋轉狀況監控；8號端子是空調控制單元PWM信號。

圖6 日產陽光鼓風機的控制回路

故障診斷與排除首先按工作順序檢查電機電源供給情況，正常。在電機輸出端用裝有30A熔斷絲的跨接線搭鐵，鼓風機旋轉，判斷電機正常。

接下來測量調速模塊的端子8號的電壓，為蓄電池電壓。根據第1章故障分析可知，控制信號搭鐵，使UGS=0時，漏源極間電阻很小，MOS管處于導通狀態，鼓風機會以最高速度動作。于是，使端子8號搭鐵，鼓風機電機不轉，可以判斷是調速模塊的故障，需要更換。

4 總結

1）鼓風機控制有3種方式：分壓電阻式、功率三極管式和調速模塊式。分壓電阻式用于手動空調系統；功率三極管式和調速模塊式用于自動空調系統。功率三極管通過PWM控制三極管的功率輸出變化，調節風機轉速，最高轉速由高速繼電器來控制，因此可以通過有無高速繼電器來判斷是否是功率三極管控制式。調速模塊式用于自動空調系統中，空調工作時，空調控制單元根據程序設置和車內反饋信號發指令調節PWM的占空比，經光耦隔離轉換，用功率場效應管（MOSFET）作為主開關元件，通過改變開關元件的導通方式及通斷比來改變輸出電壓的大小，從而調節風機轉速。通過調查常見汽車自動空調鼓風機控制方式（表2），可知從2007年左右開始，大部分汽車自動空調系統采用調速模塊（含功率場效應管）的方式控制鼓風機的風速。

2）診斷鼓風機調速模塊的故障時，先找到電機輸出端，用裝有30A熔斷絲的跨接線使其搭鐵，判斷鼓風機電機和線路是否有故障；再找到調速模塊上的控制單元輸出信號端子，使其搭鐵，通過鼓風機旋轉情況判斷調速模塊是否有故障。

U463.851

B

1003－8639（2016）08－0063－02

2015-12-01；

2015-12-16