汽車HVAC在線檢測風量分配故障分析

谷中昌，石 林，高衛杰

（豫新汽車熱管理科技有限公司，河南 新鄉 453003）

1 引言

隨著科技不斷的發展，人們對汽車的舒適性要求越來越高，空調性能好壞是影響舒適性關鍵因素，因此在空調設計時，對每個模式和出風口的風量分配都有明確定義，如果風門關閉不嚴、漏風或者風量不符合要求，都會影響到乘客的舒適性。因此，空調出風口風量在線檢測也是必不可少的檢測項目，目前多數檢測設備采用的是風速傳感器對出風口風速進行采集，成本低、性能好。

本文從現場空調風量故障現象進行分析，找出原因，確保產品品質，提升下線合格率及生產效率，對實際生產應用具有指導意義。

2 風量不達標故障現象及原因分析

2.1 故障現象

汽車空調生產線每天生產空調260套，每天都有約5套左右在性能檢測房工位，提示某個出風口風速不達標，要求不低于2.6m／s，實測值在1.9～2.4m／s；再次對故障件進行測試，有一部分檢測合格，仍有一部分檢測不合格，更換不同空調箱體和風門驅動步進電機，此現象仍存在，未完全消除。

2.2 原因分析

首先對生產線的各個零部件進行排查，例如風速傳感器等，無發現問題，排除了生產線的硬件問題。根據故障現象，可以初步判斷部分空調箱負載過大或者步進電機驅動力矩過小，導致風門步進電機丟步，造成風門不能完全打開到相應的位置，造成風量過小。

對故障空調箱負載進行了兩次測試，結果如圖1～圖4所示，我們發現正轉第1次負載最大值為58N·cm，第2次負載最大值為64N·cm，反轉第1次負載最大值為65N·cm，第2次負載最大值為55N·cm，測試結果反饋空調箱負載偏大，但是在公差范圍之內。因此可以初步排除空調箱負載過大引起的原因。

對故障件步進電機進行性能測試，具體參數如表1所示，測試結果顯示所有性能參數都正常，因此可以排除步進電機的問題。

圖1 第1次正轉負載曲線

圖2 第2次正轉負載曲線

圖3 第1次反轉負載曲線

圖4 第2次反轉負載曲線

在生產線上對整個產品進行性能檢測時，測試電機的最大力矩，發現最大力矩只有60N·cm，電機的性能參數滿足不了需求。

表1 步進電機性能參數

3 結果分析

通過對生產線的電機驅動方式進行排查，發現電機的驅動方式有所不同，技術要求采用的是5線驅動方式，如圖5所示，而生產線采用的是4線驅動方式，如圖6所示，采用4線驅動方式導致電機輸出力矩偏低，在運行過程電機失步，導致風門不能開合到正確位置，風量偏小。改成5線驅動方式，實測最大力矩110N·cm，且故障現象消除。

圖5 步進電機5線驅動方式

圖6 步進電機4線驅動方式

4 結論

通過這次故障現象發現產品的負載因素是一方面，但是引起問題的主要原因并不是產品本身所導致的，而是檢測設備自身造成的，導致電機輸出最大的力矩處于產品最大負載的臨界點，容易造成一種假現象，誤判斷產品有問題，因此導致分析問題有一定的難度。本文的分析方法對實際生產起到了很好的指導作用，不僅提高了生產效率，而且還保證了產品的合格率。