現代汽車空調的結構原理與故障檢修分析

張 鵬，胡 劍

(1.江蘇省贛榆中等專業學校，江蘇 贛榆 222100；2.連云港市政府辦公室，江蘇 連云港 222000)

0 引言

空調是現代汽車制造中不可或缺的系統之一，可以通過改善溫濕度為車內人員提供舒適環境，同時保證車內空氣清潔[1]。然而，由于汽車空調系統結構復雜，其故障檢修也相對繁瑣，所以想要充分發揮空調系統的作用和功能，需要掌握其結構原理，并結合實際情況實現故障檢修。

1 現代汽車空調的結構原理

1.1 組成結構

現代汽車中的空調系統主要功能具體可以集中在三個方面，分別為供暖、制冷以及排風。通過這三個功能能夠實現改善車內空氣質量以及調節車內溫濕度的要求。具體可以從以下幾個方面進行分析：第一，制冷系統。大多數中小型汽車的制冷系統，都是先將熱交換器冷卻，再將鼓風機吹進車內的空氣冷卻，從而降低車內溫度。第二，除濕系統。如果汽車內部濕度較大，通過蒸發器進行冷卻，車內水分會凝結在一起，有利于降低車內濕度。第三，供暖系統。現代汽車中的暖風系統，其主要功能在于供暖和除霜。大部分中小型汽車的暖風系統在運行過程中，都是依靠發動機冷卻液來提高車內溫度，使車內溫度滿足人體舒適需求。第四，排風系統。排風系統的主要作用是將車內空氣與外部新鮮空氣交換，從而改善車內空氣質量。第五，加濕系統。如果汽車內部過于干燥，可以利用蒸發器提高車內濕度[2]。第六，空氣過濾系統。該系統能夠將汽車內部粉塵、異味以及有害氣體過濾，保證車內空氣清新，安全舒適。

1.2 工作原理

第一，汽車空調制冷系統工作原理。汽車空調在運行過程中，通過制冷器吸收蒸發器管外空氣熱量，達到降低溫度的最終效果。具體來說，就是先將制冷劑利用空調壓縮機進行壓縮，使制冷劑在高溫作用下轉換為氣體，而后進入管道。在此過程中，制冷劑遇到冷凝器會降低溫度。并通過儲液干燥器處理，使其形成高壓液體。隨后利用膨脹閥節流，降低高壓液體的壓力，使其形成低溫、低壓液體。最后液體流動到蒸發器時，與通風口處空氣熱量發生反應并蒸發，從而達到降低車內溫度的目標。結合大部分汽車構造來看，大多數空調系統的冷凝器和散熱器都安裝在汽車車頭發動機附近，這種布局方式存在一定科學性，在運行過程中，發動機能夠通過自身動力驅動風扇吹風，從而為空調系統的冷凝器和散熱器進行散熱。如果車輛逆風行駛，會進一步提高散熱效果[3]。

第二，汽車空調供暖系統工作原理。現代汽車空調系統常見的供暖方式有兩種，一種為利用水暖進行供暖，另一種是利用空氣進行供暖。其中利用水暖方式供暖時，制冷系統會自動停止，此時汽車發動機中的儲水會通過熱水閥進行加熱，而后進入熱交換器，利用風扇裝置將升溫后的熱氣吹入車內。而空氣供暖是將發動機排放的廢氣進行回收、處理，使其能夠將外界空氣進行加熱，從而改善車內溫度。

第三，汽車空調排風系統工作原理。排風系統的工作原理是利用風機使車內空氣強制性循環運動。具體來說，就是風機將外界空氣從風口吸入，經過熱交換器時空氣被加熱，而后通過出風口進入車內，從而改善車內空氣質量。現代汽車排風系統中馬達驅動鼓風機是最為常見的風扇裝置之一。與此同時，通過不同風門，還能夠實現調節風量大小的功能。

2 現代汽車空調系統使用時應該注意的問題

通過上文分析可以看出，現代汽車空調系統構造復雜，在日常使用過程中，需要嚴格遵循使用要求，才能夠在發揮空調系統功能和作用基礎上延長其使用壽命，從而為后期維護管理提供便利。具體來說，第一，需要嚴格按照正確操作使用空調系統按鍵裝置。汽車內部的空調系統所有功能都集中在一個面板，通過選擇不同按鍵實現空調系統不同功能運行需求。然而，由于空調系統按鍵裝置上的標識大多為英文縮寫，所以在實際使用過程中，需要全面掌握不同標識的意義，并正確操作按鍵裝置，避免操作失誤，導致空調系統紊亂，從而產生故障[4]。第二，盡可能減少空調系統按鍵裝置的使用次數，尤其對于按鍵裝置中的開啟按鈕，如果頻繁啟動會引發機械故障。第三，由于汽車在運行過程中時常處于復雜工作狀態，因此空調系統在使用時也時常存在不同功能交替運行情況。因此，為避免空調系統故障，需要定期對空調系統內部零件進行更換和保養，從根源上減少故障幾率。

3 現代汽車空調系統故障檢修方法

3.1 故障檢查方法

(1)觀察法。觀察法是汽車空調系統故障檢查中最基礎、最常見的方法之一，在故障維修方面發揮重要作用，觀察法簡單易行，適用于較為明顯的空調故障檢查。例如：接入空調后，技術人員可以利用視液鏡對氣泡流動實際情況進行科學觀察，在觀察過程中，如果氣泡在一段時間后消失，說明汽車空調系統運行正常，相反，如果氣泡一直存在，則說明空調系統內部缺少制冷劑作用，導致內部存在故障。另外，如果在觀察過程中始終沒有氣泡產生，并且伴有濺水現象，則可以判斷制動機存在問題，需要結合實際情況適當調整。雖然故障觀察法簡單易行，并且故障判斷及時、快速，但是僅適用于顯而易見的小型故障，針對復雜故障無法做出及時、正確的判斷，因此存在一定局限性和制約性。

(2)表檢法。引發空調系統出現故障的原因有很多種，其中包括人為因素、環境因素、自身因素等。因此，一旦空調系統出現故障，并且無法通過觀察法對故障類型進行判斷，就需要借助表檢法進行檢測。表檢法主要是利用先進的儀器設備對空調系統故障進行排查，具有科學性和準確性特點。在實際使用過程中，首先技術人員需要將壓力表分別連接在汽車壓縮機高壓閥和低壓閥中，并結合壓縮機運行和靜置狀態進行分析，利用監測數據對空調故障進行確定。其次，如果氣溫在30 ℃左右的情況下發動機轉速為1500～2000 r·min-1，說明空調系統運行正常，如果超出或低于該范圍，則說明空調系統存在故障，需要技術人員進一步對故障進行分析[5]。表檢法是建立在先進科學技術基礎上發展而來的故障檢測方法，能夠提高故障檢測質量和效率，降低故障檢測不利影響，但是在使用表檢法過程中，技術人員需要提前對壓力表進行測試和試驗，保證壓力表運行正常，從而避免壓力表不準確造成的檢測結果誤差。

3.2 常見故障維修

(1)空調系統制冷故障維修。汽車空調系統出現的制冷故障大多為電器故障引發。例如：電路開關、風機開關等產生問題，或者壓縮機線圈和電磁閥短路以及接地不良等。此時，在故障檢查過程中，技術人員可以利用萬用表對電路開關、風機開關等容易產生故障的位置進行排查，并對壓縮機皮帶松緊程度以及電磁離合器線圈完整性進行分析，從而確定故障位置，并采取措施進行維修。

(2)空調系統聲音異常。空調系統在運行過程中如果產生噪聲，需要技術人員通過停機檢查方式進行排查。第一，需要對壓縮傳動帶進行排查，如果發現傳動帶松弛，需要及時調整或更新。第二，對風扇電機的扇葉以及其他部件進行排查，如果出現松散或互相碰撞情況，需要及時調整校正。第三，對電機軸承整體性進行檢查，在條件允許情況下，可以將電機軸承拆除并涂抹潤滑劑，或者更換壓縮機。

綜上所述，現代汽車空調系統內部構造復雜，為后期維護檢修帶來巨大挑戰，本文結合空調內部構造以及工作原理進行分析，提出了維護檢修具體方法，希望為提高汽車內部舒適性有所幫助。