汽車空調系統工作原理及故障診斷

徐燕

汽車空調系統工作原理及故障診斷

徐燕

（泰州機電高等職業技術學校，江蘇 泰州 225300）

作為汽車的重要組成部分，空調系統一直都在汽車中扮演著重要角色。駕駛員可以借助空調系統，對車內環境（如溫濕度等）進行調節，既可提高車內人員舒適度，還可消除附著在擋風玻璃的霧氣，避免影響駕駛員的視線。但是經過長時間使用以后，汽車空調系統不可避免地會出現各種問題。文章首先對空調系統的運行原理進行了簡單描述，然后分別介紹了空調系統制冷量不足、不制冷以及制冷效果時好時壞三種情況下的故障診斷。

汽車；空調系統；故障診斷；工作原理

前言

空調系統作為汽車的重要組成部分之一，它可以根據需要有效調節車內的空氣溫濕度、潔凈度以及流動速度等參數。一方面可以提高乘車人員的舒適性，另一方面可以預防或者去除擋風玻璃表面的霧氣，避免對駕駛員的視線造成影響，保證駕駛的安全性。然而，由于汽車經過長時間的運行、維護保養的不及時，再加上其組成較為復雜，并且操作較為頻繁，極有可能導致空調系統出現各種問題，進而影響人體舒適性及駕駛安全性[1]。本文首先對空調系統的運行原理做了簡單介紹，然后分別介紹了三種情況下的故障診斷，為廣大車主提供參考。

1 汽車空調系統的組成及工作原理

1.1 汽車空調系統的組成

作為汽車的一部分，空調系統主要是用于調節車內環境，它對緩解駕駛員的疲勞強度，確保車輛的安全駕駛非常重要。通常情況下，汽車空調系統包括以下幾大部件：起增溫增壓作用的壓縮機、起換熱作用的冷凝器和蒸發器、起干燥作用的干燥罐、起節流作用的膨脹閥、起散熱作用的風扇、起鼓風作用的鼓風機以及用于連接各部件形成密閉環境的管道等[2]。

1.2 汽車空調系統的工作原理

本次以空調系統制冷為例，對其運行原理歸納如下：通過蒸發器，來自膨脹閥的低溫低壓液態制冷劑和附近空氣實現熱交換，吸熱以后成為低溫低壓的氣態制冷劑，同時蒸發器附近的空氣溫度隨之降低，低溫空氣被鼓風機送至車內，實現制冷。氣態制冷劑隨后經壓縮機作用后以高溫高壓氣態形式進入冷凝器，并經風扇散熱后液化，液化制冷劑再經干燥管干燥去水后流進膨脹閥，高溫高壓的制冷劑相應地變成低溫低壓制冷劑，最后再次進入蒸發器，進行下一次循環[3,4]。

2 汽車空調系統常見故障診斷及原因分析

對于汽車空調系統而言，由于其組成部件相對較多，出現問題的種類也多種多樣。如果汽車空調系統發生故障，為避免影響到駕駛人員的駕駛安全性以及車內乘客的舒適性，應當及時根據空調系統的表現分析判斷可能存在的問題，對潛在問題進行故障診斷，以便快速準確地找出實際存在的問題，從而消除故障。下面就上述幾類故障進行詳細分析。

2.1 制冷量不足

制冷量不足是汽車空調系統常見的故障之一，對于汽車空調系統，其制冷量不足的直接體現是，盡管調大風速，降低溫度，車內仍然感覺不到明顯的風量及溫降，車內的溫濕度無法滿足人體對舒適性的要求。導致該現象的主要原因包括以下幾個方面。

2.1.1壓縮機驅動皮帶松弛[5]

為確保壓縮機的正常運行，其傳遞動力的皮帶應當松緊適度，但是經過長時間的運行以后，傳動皮帶不可避免會出現一定程度的松弛，其直接結果就是在壓縮機運行過程中出現打滑，不但會發出尖銳的聲音，還會嚴重影響到動力的有效傳遞，進而導致壓縮機的轉速及制冷劑的輸送速度下降，嚴重影響空調的制冷效果。對皮帶松緊度的診斷方法一般是：用手撥動皮帶，如果翻轉角度在90°左右，則表明皮帶松緊度適中，如果反轉角度明顯偏大，則說明該皮帶已經出現松弛，另外，還需要檢查皮帶是否存在損傷，如果損傷明顯，則應當及時更換。

2.1.2膨脹閥開口過大

膨脹閥的主要作用是節流降壓，其位置一般設置在儲液筒及蒸發器中間，經過膨脹閥以后，制冷劑處于低溫低壓不飽和液體狀態，便于進入蒸發器進行蒸發。其閥口的開度大小會對膨脹閥產生重要影響。若是閥口開度過大，其表面溫度會有所降低甚至是結霜，導致上游壓力降低，下游壓力升高，進而對制冷劑的流動性產生不利影響，進而到達空調系統的制冷量不足。

2.1.3制冷劑不足

制冷劑是制冷系統的載體，制冷劑不足是導致汽車空調系統制冷量下降的主要原因之一。通常依靠觀察干燥罐可以有效判斷制冷劑是否滿足需求，具體做法是：打開空調系統，待其運行穩定后，觀察視液鏡，若有緩慢且連續的氣泡產生，則表明制冷劑不足，若有氣泡不斷翻轉，則表明制冷劑嚴重不足。出現上述狀況以后，需要及時對制冷系統補充制冷劑。補充時，既可以從高壓側補充，也可以從低壓側補充，若是由高壓側補充，為避免制冷劑倒流，應當關閉汽車發動機，若是由低壓側補充，為避免壓縮機出現“液擊”現象，應當避免倒置制冷劑。

對于空調系統而言，因為其工作環境為密閉空間，一旦出現制冷劑不足的情況，基本可以認為是系統存在局部泄漏，這就需要借助于制冷劑系統檢漏儀對整個制冷系統進行泄漏檢查，查找泄漏位置并及時維修。

2.1.4制冷劑過多[6]

若汽車空調系統制冷量不足的問題發生在新添加制冷劑之后，那很有可能是添加的制冷劑過多的原因。由于在設計空調系統時，其散熱系統的散熱量與設計制冷劑用量是相互匹配的，如果添加的制冷劑過多，那么被壓縮機壓縮后的氣態制冷劑也必將攜帶更多的熱量，散熱系統將無法將系統內高壓側的熱量及時排出，進而影響制冷效果。此時同樣可以依靠觀察視液鏡來判斷制冷劑是否過量。如果制冷劑添加過量，一般可以在低壓側適當排出一部分制冷劑，進而提升系統的制冷量。

2.1.5冷凝器散熱效果差

為確保冷凝器的散熱效果，必須保持其表面的清潔及風機的送風量。然而，汽車在長時間的行駛過程中，由于其工作環境的差異，再加上清理不及時，冷凝器表面可能會被泥土或是油污等雜物覆蓋，進而影響其散熱效果。這就需要對冷凝器表面進行定期清理，以確保其表面的清潔；如果風扇的驅動皮帶松動，會影響到風扇的進風量，進而降低冷凝器的散熱能力，此時應及時更換皮帶；如果風扇進口被遮擋，進而影響進風量，則需要對其及時清理。

2.2 不制冷[7,8]

不制冷也是空調系統的主要故障種類之一，這種情形下空調完全喪失制冷功能，導致該現象的主要原因包括以下幾個方面。

2.2.1制冷系統中制冷劑消失殆盡

如果汽車空調系統存在泄漏現象而未被及時發現，那么經過一定時間以后，制冷劑便會被全部泄漏，無論如何增加風速，或者是降低溫度，都無法產生制冷效果。這時需要對整個制冷系統做泄漏檢測，并將查出的泄漏點修復，抽真空以后重新向系統內加入制冷劑，以恢復制冷效果。

2.2.2制冷系統堵塞

在正常運行過程中，制冷劑只有保持在制冷系統內循環流動，才能夠起到一定的制冷效果。然而，如果因壓縮機磨損而出現碎屑或者是因使用較為劣質制冷劑而產生腐蝕，均會導致制冷系統出現堵塞。一旦系統部分管路發生堵塞，制冷劑的循環量將會降低，如果堵塞嚴重，制冷劑便會被堵塞于某一空間無法實現正常循環，也就難以實現氣態和液態之間的轉換，導致壓縮機進行空載運行，也就無法制冷。大量資料顯示，汽車空調系統的堵塞經常位于干燥器或者是膨脹閥。對于干燥器發生堵塞，可以通過用手觸摸干燥器前后管路溫度的方式來判斷，若干燥器前后溫度有明顯差異，基本可以判斷干燥器發生了故障，應對其及時更換。

對于膨脹閥的堵塞，可以通過檢測低壓側壓力及溫度的方法來判斷。

2.2.3管路水分太多

空調系統的干燥罐主要用于干燥來自冷凝器的制冷劑，降低制冷劑中的水分含量。然而，如果其內部的干燥劑飽和，就無法有效吸收水分，便會導致大量水分進入膨脹閥，待其溫度及壓力下降后，制冷劑中的水分便會出現結凍現象，導致后續制冷劑無法正常流動，空調也就不能進行制冷。

3 制冷效果時好時壞

如果空調系統在運行過程中，存在制冷效果時好時壞的情況，也就是冷氣的輸出存在間斷性，這基本上均為電器故障所致。通常需要用萬用表分別對電路開關、風機開關及電機、壓縮機電容等進行檢測，發現故障及時維修或更換，確保制冷效果的連續性。

4 結語

空調系統是汽車的重要組成部分，其運行是否正常不但影響到駕駛員的安全，同時也影響車內環境的舒適。本文首先對空調系統的工作原理進行了簡要介紹，然后分別從空調系統制冷量不足、不制冷以及制冷效果時好時壞三方面的故障進行了原因分析及應對措施，為駕駛人員提供參考。

[1] 李鵬翅.汽車空調常見故障的診斷方法[J].科技與企業,2016(01): 206+208.

[2] 楊偉.汽車空調系統故障診斷與排除方法[J].科技創新,2017(5): 219.

[3] 張丹譯.汽車空調系統的原理及故障診斷維修方法探討[J].測試工, 2019(8):77-78+136.

[4] 劉曉光.汽車空調制冷系統常見故障及診斷方法的研究[J].機電信息,2011,24:107- 108.

[5] 鄧才權.汽車空調制冷系統常見故障檢修分析[J].科技風,2016(11): 92.

[6] 張新成,楊月海.汽車空調的故障診斷方法[J].汽車電器,2004(7): 33-34.

[7] 孫重祥,曾志斌.汽車空調的使用維護和檢修方法[J].汽車電器, 2005(7):39-41.

[8] 高中山.汽車空調系統常見故障的診斷方法[J].科技論壇,32.

Working Principle and Fault Diagnosis of Automobile Air Conditioning System

Xu Yan

( Taizhou Mechanical and Electrical Higher Vocational Technical School, Jiangsu Taizhou 225300 )

As an important part of automobiles, air conditioning systems have always played an important role in automo -biles. The driver can use the air conditioning system to adjust the environment (such as temperature and humidity) in the car, which can not only improve the comfort of the occupants in the car, but also eliminate the fog attached to the windshield and avoid affecting the driver's sight.However, after a long time of use, various problems will inevitably occur in the automobile air conditioning system. This article first briefly describes the operating principle of the air-conditioning system,then separately introduces the fault diagnosis of the air-conditioning system under the conditions of insufficient cooling capacity, no cooling, and the cooling effect.

Automobile; Air conditioning system; Fault diagnosis; Working principle

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.03.064

U463.85+1

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1671-7988(2021)03-202-03

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徐燕，碩士研究生，就職于泰州機電高等職業技術學校，主要從事汽修教學方面的工作。