淺談汽車空調制冷系統故障診斷

楊志民

淺談汽車空調制冷系統故障診斷

楊志民

（漳州市林業規劃設計隊，福建 漳州 363000）

現代社會中，社會大眾對環境的要求日益嚴格，各種型號的汽車上均安裝有空調系統，其故障發生率較高。對此，文章結合自身多年工作經驗，以汽車空調系統結構及運行原理為切入點，深入剖析了空調系統常見故障，并提出了針對性診斷及排除對策，對業內人士有一定的借鑒意義。

汽車空調；制冷系統；故障；方法

前言

汽車空調制冷系統出現故障時無法隨便拆檢，必須請專業維修人員檢修。同時，這一系統密封性能相對較高，增加了故障維修的難度。為了能夠及時排查故障，應熟練掌握制冷系統常見故障診斷方法。

1 空調的結構與工作原理

汽車安裝空調系統的目的是調節車內空氣的溫度、濕度，改善車內空氣的流動性，提高空氣的清潔度。因此，汽車空調系統主要由以下幾部分組成：

1.1 制冷裝置

針對車內所產生的空氣或從外部進入到車廂中的新鮮空氣，這一裝置能夠對其進行除濕或冷卻等處理，確保車內空氣始終處于涼爽狀態。

1.2 暖風裝置

這一裝置的根本作用在于取暖，對車內存在的空氣或從外部流入到車內的新鮮空氣實施加熱處理，進而實現除霜、取暖等功效。

1.3 通風裝置

這一裝置的作用在于能夠把外界新鮮的空氣迅速地吸入到車內，實現換氣、通風的功效。

1.4 空氣凈化裝置

這一裝置能夠把空氣中煙氣、臭味、塵埃等進行徹底清潔，確保車內的空氣始終處于清潔狀態。

1.5 控制裝置

這一裝置的作用表現在可準確、自動控制制冷、取暖及空氣配送等系統，可根據實際情況調節車內溫度、流向及風量，并配備網絡通信、故障診斷等獨特功能，自動化水平較高。

2 空調制冷系統組成及工作過程

汽車空調制冷系統，由壓縮機、冷凝器、儲液器、膨脹閥（或膨脹節流管）、蒸發器等組建而成，制冷系統的工作循環可以分為以下四個階段：壓縮過程：壓縮機運行過程中，可借助蒸發器低壓回路，將低溫低壓的氣態制冷劑進行完全吸收。通過壓縮機將其進行有效壓縮后生成高溫高壓的氣體，并通過高壓管將其輸送到冷凝器進行冷卻處理。冷凝過程：對于高溫高壓氣體而言，在冷卻風扇的作用下進行。高溫高壓制冷劑從冷凝器中滋生出大規模的熱量，制冷劑便從高壓氣體轉變為中溫高壓液體。膨脹過程：中溫高壓液體制冷劑進入膨脹閥后。因膨脹閥中的閥孔相對較小，則是進空間較小，出空間大，所以發揮著節流的功效，制冷劑通過膨脹閥后體積越來越大、壓力持續下降、溫度不斷降低，成為了低溫低壓的液態制冷劑（噴霧狀）。蒸發過程：通過膨脹閥節流處理后進入蒸發器的便是液態霧狀制冷劑，在蒸發器里由液態蒸發為氣態，將蒸發器附近的熱量進行完全吸收，則是把周圍空氣轉變為冷空氣，通過鼓風機將其慢慢地輸送到車內，使車內溫度降低。

3 汽車空調常見故障診斷方法

當空調系統出現故障時，不得立即將其拆除，應根據實際情況進行細致檢查。常見的檢查與分析方法可總結為“一看、二聽、三摸、四查”。

3.1 看

使用雙眼對空調系統進行全面、細致地觀察。首先，對空調系統整體運行情況進行觀察，如控制線路是否完好銜接、重要零部件是否緊固、繼電器及電源保險是否存在損壞等，對其基本性能是否完好進行判斷分析。然后，查看儲液干燥器制冷工作時的流動狀況。視液玻璃普遍安裝在儲液干燥器上，有的也安裝在儲液器到膨脹閥之間或冷凝器到儲液器之間的管道輸尿管。對此，我們可借助視液玻璃，對發動機運行、空調是否運行進行判斷分析。結合實際，從視液玻璃可觀察到如下幾種典型的情形：

3.1.1清晰、無氣泡，說明制冷劑適宜

氣泡過多或過少，可采取交替開關空調機的方法進行重點檢查。如果開關空調時瞬間制冷劑產生了大量的泡沫，并慢慢澄清，這表明了制冷劑較為適宜；若開關空調時，從玻璃窗中觀察不到任何變化，且出口風并未變冷，壓縮機進出口也未產生尾插，這表明了制冷劑已經完全沒有。如果出風口溫度不夠低，且壓縮機關閉時并未出現流動、氣泡的情況，這表明了制冷劑相對較多。

3.1.2有時產生氣泡，且同時存在膨脹閥結霜

這表明了空調系統中存在一些水分，如果沒有膨脹閥結霜的情況，這表明了制冷劑不足。

3.1.3存在氣泡且從未間隔地流出，這表明了制冷劑量較低

若出現了大量泡沫，這說明存在空氣；如果判斷為制冷劑量較低，需對原因進行探查，不得隨意增加制冷劑。因膠管一年可能會自然泄露100～200 g制冷劑，若使用2年后發現制冷劑量不足便可將其判斷為膠管存在自然泄露的情況[1]。

3.1.4有長串油紋，觀察孔玻璃表面存在條紋狀，說明潤滑油超標

對此，可適當地減少潤滑油，并添加適量制冷劑。如果玻璃上存在的油漬為黑色，并存在一些雜物，這表明系統中潤滑油存在變質、污濁的情況，對此應對制冷劑系統進行徹底清洗。

3.2 聽

使用耳朵對空調系統運行過程中所產生的聲響進行聆聽。首先，聽一聽壓縮機電磁離合器通電時是否產生吸合的聲音，對電氣控制系統是否正常運行進行判斷分析。壓縮機運行時噪音較大時，往往是因為電磁離合器通電后所出現的電磁力較低或離合器片磨損造成間隙過大，導致離合器打滑而產生一系列尖叫聲[2]。對此，可及時將離合器線圈進行更換，也可合理地調整墊片，漸漸縮小離合器之間的空隙，避免出現打滑情況，有效消除噪音。若壓縮機內部出現各種噪音，這表明其存在較大的故障，需及時更換或進行解體檢修。若送風系統產生噪聲，往往是由于風機運行阻力較大或電動機存在故障所造成的，可對其進行解體檢修。

3.3 摸

打開空調，且要求冷卻壓縮機至少運行十五分鐘。這時，便可用雙手摸一摸或使用專業儀器測量空調系統主要管路部件的溫度。一般情況下，高壓端管路溫度范圍為55～65 ℃，低壓端管路溫度相對較低，且在部件與管路連接處會產生水露。使用雙手謹慎地觸摸高壓區，尤其是高壓端金屬部件（如壓縮機的出口閥、冷凝器及儲液干燥劑器等），溫度較高但是不燙手，屬于正常現象；若溫度較高，感到燙手，應對冷凝器的冷卻功能進行檢查，查看其表面是否存在雜物，風扇風力是否過小；若高壓端手感溫度較低，則說明制冷劑相對較少；若感覺不到溫度，則說明沒有制冷劑。若儲液器表層存在水露或霜冷的情況，則表明干燥劑已經完全破碎，且將制冷劑管道予以堵住。對于膨脹閥而言，其手感較為特別，制冷劑進出部位溫度相對較高，但是出口處卻比較涼爽，存在水露，這一情況是正常的。若膨脹閥出口部位存在霜冷，表明膨脹閥閥口已經被堵塞，需立即處理。低壓管手感比較冰涼，存在水露，但是不會出現存在霜冷的情況。若出現霜冷狀況則表明膨脹閥感溫度包中傳感器液體完全消失，應迅速更換，也有可能是制冷劑相對較多，或者是蒸發器溫度傳感器、恒溫器或壓力控制器存在孤戰。雙手觸摸壓縮機進出氣口，手感溫度差異較大，若不存在差異則表明沒有制冷劑；若差異不明顯，則表明需添加制冷劑。

3.4 查

選擇使用萬用表對空調系統電力中傳感器、控制器、執行器進行細致檢查，分析零部件及電力正處于哪一種形態。當采用邏輯檢修測——通過看、聽、摸這一流程，只會發現一些表面的故障，為了能夠準確診斷，還需利用儀器及儀表進行深層次測試，在了解一些基本情況的前提下，細致分析相關情況，準確指出故障處，并進行一一排除。同時，可采用檢漏儀對系統管路、結合處是否存在泄漏等情況進行全面建成，并進行有效修復。

4 自動空調故障診斷的特點和基本方法

相比于傳統車型而言，自動空調系統電路更加復雜，維修難度也相對較大。然而，這一系統往往自帶自我診斷及失效保護等功能，運行時ECU能夠對系統進行全程監測，及時發現潛在故障，并將系統現狀同程序參量進行對比。若某一狀況超出了極限值，ECU便可迅速檢測到這一故障，并設定故障碼表明系統故障具體部位。因此，空調系統維修時，可先借助自我診斷的功能了解故障具體情況，如讀取故障碼、做元器件動作測試等。基于了解的信息開展深入的檢修。只要對空調系統運行原理有所了解，選擇恰當的方法與流程進行檢修，便可迅速排查到故障。其檢修的基本方法是：

4.1 就車提取故障碼

對于自動空調系統而言，電子儀表可顯示儲存器故障碼。針對各個車型，故障碼提取的方法有所不同。維修時，應對維修手冊中所提到的操作規程進行認真閱讀。基于系統設計，計算機可較長時間存儲代碼，然而點火開關關掉時一些故障碼便會消失。針對點火開關關閉時難以保持故障碼的情況，汽車駕駛時故障會再一次出現。這時計算機可探測到故障，需在關閉點火開關前將故障碼提取出來。值得注意的是，故障碼并不是明確指出了故障部件，其只是顯示了系統存在故障的電路。如，當故障碼表明系統中制冷劑高壓側溫度傳感器存在故障，這并不能說明傳感器已經被損壞，可能是導線、連接點等方面的問題。因此，查找故障時，應嚴格按照維修手冊中診斷操作流程開展。

4.2 使用故障診斷儀

對于現代汽車而言，設計了大量計算機模塊，其往往一個多路系統同ECU共同享有相關信息，采用故障診斷儀，將其連接到診斷口能夠獲取大量故障碼。基于此，根據檢修流程便可迅速找到故障部位[3]。例如，針對通用得OBDII診斷系統而言，其設計安裝有大量車型適配器與程序存儲卡。

4.3 使用普通儀表檢修

因ECU系統軟件往往是提前寫入且完全固化，出現問題的情況較少。因此，傳感器信號輸入與輸出控制部分是故障發生的高發部位，在沒有專業設備或無法讀取故障碼的情況下，只要對ECU工作原理及規律了如指掌，便可采用普通儀表（如萬能表）對故障進行一一排查[4]。先對EUC系統主模塊的實際情況進行判斷分析，一般情形下，狀態指示燈正常電量，相關部件可正常運行，那么計算機就不會存在較大故障。然后，對熔斷器及相關接線端子進行細致檢查，查看是否存在短路、斷路、磨損等情況。若正常輸入，應對繼電器、電動機狀態進行檢查，若存在損壞應及時更換。若輸入正常而沒有輸出，這表明ECU輸出單元被損壞，可臨時接入機械開關手動控制。

5 汽車空調常見故障排除方法

5.1 冷媒不夠

若管路中冷媒由于長時間使用沒有及時補充、管路滲漏及空氣混入等源造成空調系統冷媒量較低，這時便會出現制冷效果差的情況。對此，在冷氣使用時可從儲液罐上透明窗口，對管路內冷媒量進行檢查，若窗口出現大量氣泡，則表明冷媒量相對不足。另外，冷媒填充量若超標也會造成制冷不足的情況，且管路泄露的風險較高。

5.2 壓縮機不運轉

在管路中，冷媒循環需借助壓縮機的運輸功能，若壓縮機由于冷媒壓力不正常、線路故障、溫度傳感器損壞或電磁離合器燒毀而難以正常運轉，便會導致制冷不足的情況。如果冷凝器散熱效果差，如輔助風扇沒有運轉和冷凝器散熱片存在大量灰層被阻塞等，也會造成煤液化效果較差，制冷能力下降。

5.3 異響

5.3.1壓縮機噪聲

冷氣使用時，一般情況下壓縮機自會在電磁離合器接合或分離的狀態下出現“咔”的聲響，運行過程中較為安靜。若運行過程中會聽見“隆、隆”的響聲，那么壓縮機中冷凍油已經用完，這時需更換壓縮機。

5.3.2皮帶噪聲

當帶動壓縮機皮帶較為松弛，且壓縮機結合處負荷狀態下便會打滑，進而出現尖銳的聲音。針對這一情況，可采取上進或更新傳動皮帶的方法。

5.3.3風扇噪聲

這里所提到的風扇主要有兩處：其一，水箱前方幫助冷凝管冷卻的輔助風扇；其二，輸送冷氣的鼓風機。如果這些風扇的發動機軸承存在磨損的情況，轉動過程中便會隨著轉速的增加而噪音加大。

5.4 泄露

空調壓縮機泄露部位一般出現在壓縮機同高低壓管的結合部位。若制冷劑泄露，壓縮機潤滑油也會不斷地降低，造成空調系統無法運行或壓縮機潤滑不到位。當這兩種液體完全泄露后，先使用檢漏儀對漏點進行查明，并不是只是用眼睛觀察壓縮機是否存在油（空調系統允許制冷劑自然、微小滲漏）。然后更換壓縮機，并修好密封部件。最后，再抽真空，將制冷劑灌注其中。

5.5 壓縮機部件損壞

使用壓力表對壓縮機運行時進排氣壓力進行檢測，若兩者壓力相一致或差異較大的情況下，增加發動機轉速，其壓力值依然沒有任何改變；雙手觸摸壓縮機進出氣管，能夠明顯感受到兩者溫差較小。若壓縮機出現缸墊竄氣的狀況，使用雙手摸一摸壓縮機，若感到十分燙手，那么需更換損壞部件或壓縮機。

6 結論

通過全文闡述，充分認識到汽車空調中的制冷系統結構復雜，接頭管線多，加上所處的運行環境惡劣，因此空調故障中多數出現在該系統，應給予特別重視。我們應掌握對不同車型空調制冷系統結構及運行原理知識，不得一味地拆卸部件，應科學、全面地檢測與分析，高效率找到故障部位及原因，實施有效的維修方法來排除故障。

[1] 毫軍,林為群.汽車空調[M].北京:機械工業出版社,2004:131-132.

[2] 張茂國.汽車電氣設備構造與維修[M].北京:人民交通出版社,2004: 292-295.

[3] 劉迎春,劉天賀.汽車空調維修與檢測[M].北京:電子工業出版社, 2008:5-7.

[4] 李百軍.汽車空調常見故障的診斷[J].汽車維修與保養,2004(08): 31.

Discussion about the Fault Diagnosis of Automobile Air Conditioning Refrigeration System

YANG Zhimin

( Zhangzhou Forestry Planning and Design Team, Fujian Zhangzhou 363000 )

In modern society, the public has increasingly strict environmental requirements, various models of cars are installed with air conditioning system, its high failure rate.In this regard, the article combines with its own years of work experience, takes the automobile air conditioning system structure and operation principle as the entry point, deeply analyzes the common faults of the air conditioning system, and puts forward targeted diagnosis and elimination countermeasures, which has certain reference significance for the industry.

Automobile air conditioning; Refrigeration system; Fault; Method

A

1671-7988(2021)22-159-04

TB657.2

A

1671-7988(2021)22-159-04

CLC NO.:TB657.2

楊志民（1971—），男，技師，就職于漳州市林業規劃設計隊。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.022.041