一例多用途汽車空調系統故障排除

宋健

荊州職業技術學院新能源汽車學院 湖北 荊州 434100

故障診斷和排除 接到故障車后首先對故障車進行了故障驗證。首先打開車窗，保證空氣流通，讓車內車外環境溫度一致；連接空調歧管壓力表，將溫度計放置在空調出風口；啟動發動機后關閉車窗并啟動空調，空調溫度調制最低檔，空調出風模式調為內循環，發動機轉速穩定在1500RPM/MIN，鼓風機調至第3檔，等待十分鐘后發現在環境溫度29 ℃時空調出風口溫度為17.4 ℃，而正常溫度應該在10 ℃以下，確認故障車空調制冷效果不良。

接著對實車做檢查發現，水箱前兩散熱風扇在高速工作時發動機溫度表指針在中間位置，表明發動機溫度正常。空調蒸發器的低壓連接管路經人手觸摸反應偏涼，但溫度不夠低。由檢測壓力表讀出高壓的數值為1.48 MPa，由檢測壓力表讀出低壓的數值為0.37MPa,一般大多數車輛在正常工作的情況下高壓側壓力約為1.4 MPa，低壓管路一側壓力約為0.35 MPa，綜上可見此車的高、低壓管路顯示值均偏高。和車主溝通后得知，此故障車輛曾經更換了空調壓縮機、膨脹閥和干燥器。由于該車配置前后雙空調系統，以前修理過程又重新加注了1.2公斤的制冷劑，但是空調效果一直不好，沒有改善，于是又建議客戶去更換散熱器和冷凝器，客戶覺得維修很盲目沒有接受，然后將故障車輛寄予我這里維修。

圖1 故障車空調系統管路高、低壓側壓力及空調出風口溫度

經查閱相關資料后得知，空調系統高、低壓管路壓力的高低主要由車輛內外溫度差、制冷劑的加注量、熱負荷決定。如果制冷劑加注過多會導致空調系統高低壓管路壓力增高；一般情況下，當環境溫度在30 ℃～35 ℃時，空調系統高壓管路壓力應為1.35 MPa～1.5 MPa，低壓管路壓力應為0.18 MPa～0.25 MPa，另外當環境溫度增高或車內熱負荷增加都會導致空調系統高低壓路壓力上升。但此故障車輛空調出風口溫度比正常高很多，而且兩管路壓力較高，屬于非正常情況。

故障車輛制冷劑加注量為標準的1.2KG，發動機溫度正常，但空調系統高低壓管路壓力仍然偏高，只有車輛的熱負荷過高一種情況會造成此結果。車輛熱負荷過高的情況可能會是車輛密封性能不良導致外部熱量進入車內。

檢查車輛的密封情況為正常；車輛的內循環系統也已接通，車輛維修人員在車外查看后發現刮水器下的循環進風口有氣流聲，將薄紙片放在進風口，紙片會被牢牢吸住，吸力很強，說明外循環進風口吸入了 大量的外部熱量進入車輛駕駛室內，車輛的內外循環控制系統出現故障，內循環開關不工作、內外循環風門受損、空調控制單元失靈、風門控制電動機異常、相關線路受損等可能是是導致內外循環系統不能工作的原因。

圖2 測試外循環進風口的吸力

遵循由簡到繁的準側對上述問題一一進行排查，第一步我們是檢查了內、外循環風門的工作是否正常，拆卸掉儀表臺靠近前窗玻璃的裝飾板后后檢查循環風門，發現該循環風門在外循環模式。第二步，我們著重檢測檢查循環風門控制電機，檢測其控制電路和搭鐵線，檢查后確認風門控制電動機供電線路和內外循環控制電路均正常。經過檢查，供電和搭鐵均工作正常。嘗試更換內外循環控制電動機后重新啟動空調系統，發現內外循環控制風門工作正常。運行十分鐘后，空調系統高低壓路壓力分別為1.35 MPa和0.28 Mpa，空調出風口溫度為8.4 ℃。

圖3 空調系統恢復正常后管路高、低壓側壓力和出風口溫度

圖4 內外循環電機總成

圖5 分解后的循環電機總成（依次為風門驅動齒、步進電機、電阻組件及其分解件）

自動空調內外循環電機控制原理 具體原理是空調ECU根據駕駛員所設溫度及各傳感器發送的數據，計算TAO值，從而確定風門開度及鼓風機轉速等[什么是TAO值？即車內溫度保持在設定溫度的必要風機出風口空氣溫度，空調控制器根據輸入的信號（室內溫度傳感器、室外溫度傳感器、光照強度傳感器）和溫度設定計算出來的。空調控制器參照這個TAO值對執行器進行控制。TAO值可由以下公式計算得出： TAO=A×TSET-B×TR-C×TAMD×TS+E 式中：TSET—設置溫度,TR—室內溫度,TAM—室外溫度,TS —陽光強度,A到E—常數。 然后空調控制器根據TAO值和蒸發箱溫度傳感器信號，計算空氣混合控制風擋的開度（SW）。 式中： A、B、C—常數，TE—蒸發器溫度傳感器信號]來確定RECIRC（循環空氣）或FRESH（新鮮空氣）是否作為當時工作方式，并將這個決定輸出至 進氣控制伺服電機，從而執行控制。

圖6 進氣內外循環控制電路圖

如果給予端子③與①或②與①上足夠的電壓時，電動機開始工作。內置于自動空調器放大器中的微電腦，參考TAO值，最終確定以最合適的工作方式作為當前工作方式，并根據這一決定（圖中的示例是FRESH方式），接通FRS（新鮮空氣）晶體管FRS Tr。從而使觸點B接地，在端子③與①之間產生電壓差，這一電壓差使電流從端子①流至電機，經移動觸點至端子③，然后到FRS Tr，最后搭鐵，從而啟動步進電機，使移動觸點離開RECIRC位置至FRESH位置。將觸點B與移動觸點斷開，進入FRESH工作方式。

當微電腦參考TAO值的時候，首先要確定當前要在RECIRC方式工作，其運作程序與進入FRESH方式是相仿的。

當按下DEF開關時，就將強制進氣方式轉至FRESH，清除風擋玻璃內側上的霧氣，并防止霧氣繼續形成，此功能為新鮮空氣強制進氣控制 。 空調供氣控制還有一個功能則是改變循環空氣和新鮮空氣的比值，他們的工作原理與溫度的控制基本相同。

總結

該故障車輛空調制冷效果不理想，高低壓管路側壓力過高。這種故障情況一般由制冷劑加注過量或制冷效果不良造成。在實際維修過程中，不但要考慮上述因素還要考慮車輛內部熱負荷過大造成空調制冷效果不良的情況，而造成內部熱負荷增大的情況有多種，除了車輛密封性能不好會導致上述結果外，內外循環風門和控制電機工作異常以及控制相關電路損壞都會造成車內熱負荷增大。在實際維修過程中，不同車型對應不同的內外循環系統設計，實際操作要多加注意。

一般車輛的內外循環風門都隱藏在前儀表臺的內部，不容易觀察，可以通過以下方法判斷內外循環風門工作是否正常：啟動發動機以后，將空調循環模式調整為內循環模式，鼓風機風速調到最高風速檔，然后用薄紙片或直接用手放置在前擋風玻璃下方，即刮水器下的循環進風口處，此處一般為外循環進風口，觀察感受是否有強勁氣流通過，如果紙片被牢牢吸住則表明車輛空調系統不能正常工作，內外循環不能正常切換，需要仔細檢修。