设计浅论汽车空调原理结构与维修.doc

1、 摘 要现代汽车空调是一个机电一体化的，多功能于一体的系统。要想合格快速的维修好汽车空调，第一、要彻底系统的了解汽车空调的原理和结构。第二、要具备机电一体化的维修技术。第三、要对维修车辆空调控制原理要了解，要有原厂的维修资料。第四、要有合格的、专业的维修设备。因此本文根据汽车空调的结构，分析了轿车空调的原理和制冷系统的维修。关键词：空调；结构；修理目 录第一章绪 论1第二章汽车空调基础知识22.1空调的作用22.2汽车空调的运行费用32.3汽车空调制冷剂42.4空调冷冻油42.5汽车空调工作原理42.5.1汽车空调的制热系统42.5.2汽车空调对车内空气的净化52.5.3汽车空调的制冷系统5第

2、三章汽车空调制冷元件及制冷系统分类63.1制冷元件63.2制冷系统分类63.2.1膨胀阀式制冷系统63.2.2节流管式制冷系统73.2.3制冷压缩机83.2.4热力膨胀阀83.2.5节流管93.2.6储液干燥器93.2.7积液器93.2.8冷凝器和风扇93.2.9蒸发器和鼓风机10第四章制冷系统压力、温度故障诊断114.1制冷剂外漏的检查114.2汽车空调制冷效果的检测114.3空调故障通常用压力表来诊断故障114.3.1平衡压力检测114.4系统压力七种基本工况（假设环境温度32）12第五章故障实例分析155.1空调不凉155.2空调不起动15总结16致 谢17参考文献18(说明：目录编制页

3、码一定要与论文内容页码一致，否则毕业论文将视为不合格，字体为小四仿宋，1.5倍行距。目录生成右键“更新域”即可自动生成全文目录)授人以渔能力为本四川科技职业学院毕业设计(论文) 第一章 绪 论汽车空调对于现代汽车来说是非常重要的，它不仅可以提高乘车人员的舒适程度，而且在很大程度上提高了驾驶的安全性。由于许多高科技在汽车上的应用，现代汽车空调的科技含量也越来越多，例如：变排量空调压缩机、自动空调等。所以对汽车空调有一个系统的了解，对于汽车空调的修理人员是非常有益和重要的。本文现就汽车空调的具体结构特点论述汽车空调的维修。第二章 汽车空调基础知识2.1空调的作用空调就是对空气进行温度、湿度、流量、

4、清洁度、异味等进行调整和处理，以满足人舒适的需求。如图2-1所示，显示了空气温度和空气流速舒适度的关系。舒适曲线：低的环境温度：20高的内部温度：28高的空气流速：8kg/min高的环境温度：40低的内部温度：23高的空气流速：10kg/min中等的环境温度：10低的环境温度：21.5低的空气流速：4kg/min图2-1空气温度和空气流速舒适曲线图世界健康组织研究表明，如图2-2所示：不同的环境温度对人的注意力和反应能力有很大的影响。最适合驾驶员驾驶的环境温度是20到22。强烈的阳光照射会使汽车内的温度急剧上升，尤其是头部的温度会比环境的温度上升15左右。车内温度的上升导致体温上升，这使人的心

5、跳加快，伴有大量的排汗，这样会使人的大脑供氧不足，可见环境温度上升的危险。当环境温度上升到35左右时，将使人的理解能力和判断能力下降高达20。这相当人的血液中酒精含量为0.5ml，严重影响行车安全。图2-2不同温度范围汽车内有、无空调的温度的对比汽车空调可以有效的调节汽车内的温度、湿度和车内风的流速，以适应人对安全驾驶和舒适的要求。同时进气滤芯和活性炭滤清器会过虑掉空气中的尘埃和有毒刺激的气味，进一步净化空气保证乘车人的身体健康。这也进一步说明了汽车空调对乘车人的重要性。2.2汽车空调的运行费用汽车空调作为汽车额外的负荷，显而易见的会消耗汽车的动力，增加油耗。据研究统计显示，当汽车处于走走停停

6、工况时开空调比不开空调的油耗高10左右。当汽车高速行驶时开空调的汽车比不开空调，开窗高速行驶的汽车，油耗低。2.3汽车空调制冷剂制冷剂是应用于机械制冷系统的冷媒，制冷剂的种类很多，在编号前加“R”（制冷剂）表示。目前，在汽车上应用广泛的制冷剂是R134a（四氟乙烷，CH2FCF3），标准大气压下R134a的沸点为26.5。由于R134a不含有氯不会破坏臭氧层，所以是一种被称为环保的制冷剂。2.4空调冷冻油空调冷冻油是淡黄色、无味、无毒的油状液体，能与制冷剂充分混合。2.6操作与保存制冷机油时的注意事项（1）制冷剂油不能开盖保存，应保存在干燥、密闭的容器中，放在阴暗处（特别是在高湿度地区）；（2

7、）用完后马上关闭打开的盖子，防止空气中水分进入；（3）必须使用相应的制冷剂，不同的空调系统应使用该系统规定的制冷机油；因为不相容的油混合物会引起空调系统的严重损坏；（4）更换系统部件时应适量补充制冷机油；（5）应按空调系统规定量添加制冷机油；加注制冷剂前应先添加制冷机油；（6）制冷剂油因其化学属性，不能象发动机油或变速箱油一样随便处置。2.5汽车空调工作原理2.5.1汽车空调的制热系统汽车空调的制热系统按其热源来说可分为两类：余热式和独立燃烧式。（1）独立燃烧式取暖系统，就是利用独立热机燃烧产生的热量向车厢内加热。多用于大型车辆和工程车。个别高档轿车装有独立的驻车加热系统。（2）余热式取暖系统

8、，就是利用尾气余热或冷却液的热量加热车厢内的空气。2.5.2汽车空调对车内空气的净化现代轿车空调的外界进风口大多都装有空调滤芯，过滤掉外界空气中的尘埃和花粉，保证乘车人员的身体健康。更高级的轿车在外界进风口和车内进风口都装有活性炭滤芯除了过虑掉尘埃还可以净化掉有害、有味的气体，进一步净化车内的空气。2.5.3汽车空调的制冷系统汽车空调制冷是利用制冷剂的物理特性吸收车内的热量，降低车内的温度，同时降低汽车内的湿度。汽车空调制冷的特点：（1）工作环境恶劣，外部温度非常高（据气象部门统计夏天的马路的地表温度达到6070），发动机仓内的温度也非常高。制冷压缩机的输入转速随发动机的转速不断变化，非常不稳

9、定。所以要求汽车空调的制冷能力高，特别是发动机转速低，气温高时需要大的制冷能力。（2）由于汽车和发动机的抖动非常严重、发动机仓的温度很高且发动机仓空间非常紧凑，空调管路比家用空调管路易发生泄漏,所以对制冷管路密封性要求非常高。第三章 汽车空调制冷元件及制冷系统分类3.1制冷元件1）空调压缩机：将低温低压气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂。2）冷凝器：将高温高压气态制冷剂散热冷凝成液态制冷剂。3）干燥过滤器：过滤干燥制冷剂，并储存一定量的制冷剂，对微量的渗漏进行补充。4）节流元件：主要有节流管、膨胀阀。它们的作用是将高温高压液态制冷剂节流降压成低压低温的雾状制冷剂。5）蒸发器：雾状制冷剂在蒸发

10、器中吸收车内的热量，蒸发成低温低压气态的制冷剂。降低车内温度和湿度。3.2制冷系统分类制冷系统按节流膨胀的形式可分为：根据低压侧温度闭环控制制冷剂流量达到最大制冷效能的膨胀阀式和固定流量的膨胀管式。3.2.1膨胀阀式制冷系统膨胀阀式制冷系统主要由压缩机、冷凝器、储液干燥罐、热力膨胀阀、蒸发器、和制冷管路组成，如图3-1所示。A压缩机B冷凝器C干燥罐D高压开关E高压检测口F膨胀阀G蒸发器H低压检测口I过热管图3-1膨胀阀式制冷系统实物图3.2.2节流管式制冷系统节流管式制冷系统主要由压缩机、冷凝器、节流管、蒸发器、积液器和制冷管路组成，如图3-2所示。A压缩机B高压开关C冷凝器D高压检测口E节流

11、管F蒸发器G低压开关H低压检测口I积液器图3-2节流管式制冷系统实物图3.2.3制冷压缩机压缩机的种类有很多种（曲柄连杆式、斜板式、摇板式、转子式等）但是其功能是一样的，既从蒸发器侧吸入低温低压的气态制冷剂，压缩成高温高压的气态制冷剂，将高温高压制冷剂送入蒸发器，维持制冷剂在系统内运行。压缩机是制冷系统的心脏，吸气、压缩和泵气是它的三大作用，如图3-3所示。图3-3摇板式压缩机实物剖图压缩机在使用过程中，常见的失效形式是噪音，磨损失效；咬缸，缺少润滑油压缩机抱死；压力低，进排气阀损坏或活塞环损坏。有的压缩机有泻压阀（开启压力404bar）失效后压力不准。压缩机电磁离合器：标准间隙0.40.6m

12、m，标准工作电流3.64.2A。压缩机电磁离合器的工作电压为12V，电压过低，说明电路接触性故障，应检查线路。压缩机电磁离合器工作电流3.64.2A，电流过大，说明线圈、压缩机回路短路；电流为零，说明线圈短路或过热保险损坏。压缩机一般不做维修，做更换处理。3.2.4热力膨胀阀热力膨胀阀是制冷系统的节流装置，对制冷剂进行节流，降低制冷剂的压力，向蒸发器喷洒雾状低温低压制冷剂，由蒸发器出口处的温度控制控制制冷剂的流量，控制过热。膨胀阀时刻根据蒸发器出口温度调整制冷剂流量，保证最大制冷量，保证过热，维持制冷系统稳定。膨胀阀常见故障有异响、震动，制冷效果差，制冷压力异常。主要原因是冰堵、脏堵，使膨胀阀

13、卡涩无法调整。3.2.5节流管节流管又称孔管，安装在蒸发器的进气口处，作用跟膨胀阀一样，但是节流管只是一个固定孔径、固定长度的节流元件，没有调整元件，只是靠高低测的压力差来调节制冷剂的流量。节流管的失效形式主要是O型圈老化损坏，导致流量增大。压力检测低压侧压力很高。易装反，装反后制冷效果级差。没有装干燥储油罐的系统易脏堵。压力检测低压侧压力低，高压侧压力高。3.2.6储液干燥器储液干燥器安装在冷凝器到蒸发器间的高压侧管路上。主要应用在膨胀阀制冷系统上，向膨胀阀提供液态制冷剂并储存液压制冷剂，除去制冷系统中的水分，过滤制冷系统中的杂种。储液干燥器失效形式有干燥剂失效，膨胀阀发生冰堵。杂质过多堵塞

14、，储液干燥罐进出口温差明显很大。若干燥剂失效，膨胀阀发生冰堵，应更换储液干燥罐。3.2.7积液器积液器安装在蒸发器到压缩机间的低压管路上。用在节流管式制冷系统上，向压缩机提供气态制冷剂，过滤液态制冷剂和冷冻油的杂质，保证冷冻油回到压缩机。储存一定量的制冷剂和冷冻油，保护压缩机。3.2.8冷凝器和风扇冷凝器是热交换器，由带散热片的空心螺旋管组成，散热面积很大，散掉制冷剂的热量，将从压缩机压缩来的高温高压气态制冷剂放热冷凝成液态制冷剂。把热量排到车外。外部堵塞造成冷却不良。三年以上的制冷系统冷凝器的管路内部会积上一层磨损出的杂质，同样使散热不良。另外风扇工作不良也影响散热。3.2.9蒸发器和鼓风机

15、蒸发器是一个热交换器，从膨胀阀来的低温低压雾态制冷剂吸收鼓风机送来的空气的热量，蒸发成低温低压的气态制冷剂。既蒸发器冷却车内空气起到降温的作用，同时使空气中的水蒸汽凝结成水排到车外，起到除湿净化车内空气的作用。蒸发器和鼓风机失效形式：翅片脏堵。第四章 制冷系统压力、温度故障诊断4.1制冷剂外漏的检查（1）目测，因为制冷剂混有冷冻油，所以制冷剂渗漏后会有油迹。（2）向系统内充注1.5-2Mpa的压缩空气，配合肥皂水或荧光测漏剂使用查找漏源。（3）专业测漏仪检测。4.2汽车空调制冷效果的检测室内、环境温度3035，发动机转速为9001000r/min，风扇正常运转，车门窗关闭出风速0.2m/s，压

16、缩机工作1015min。此时车内空调出风温度应为5以下，为空调正常。否则不能满足夏季日照下汽车内降温的需要。4.3空调故障通常用压力表来诊断故障温度对压力的数值影响很大，所以在诊断故障时要对检测的压力值和温度进行综合分析，才能得出正确的结论。4.3.1平衡压力检测在压缩机静止状态下，接上高低压压力表，根据读数判断故障。压缩机停转10h后高低压读数应相等。不同温度下的平衡压力，如表4-1所示。表4-1不同温度平衡压力表环境温度()20253035平衡压力（Mpa）0.42-0.520.52-0.0.620.60-0.700.700.82当平衡压力过高时，一般由于制冷剂充注过多造成，应适当放出部分

17、制冷剂；当平衡压力过低，一般由于制冷剂充注不足所致，在检查没渗漏的情况下补充制冷剂；当高低压表指示的压力不等，表明系统内部堵塞。需进一步检测故障部位。当发动机转速9001200r/min之间，压缩机运转，观察压力表读数，诊断制冷系统。标准值见表4-2。表4-2不同温度正常压力表相对湿度（）气温（）高压压力（Mpa）低压压力（Mpa）4080250.971.260.120.17301.101.410.140.20351.231.560.160.22401.361.720.170.254.4系统压力七种基本工况（假设环境温度32）根据制冷系统压力得七种基本工况，可以清晰地了解和掌握在不同的工况下系

18、统压力值是不同的。如表4-3表4-9所示，分析了一种正常工况，六种不正常工况，并指出可能的故障点。但是仅仅通过压力并不能完全十分准确的判断出故障点，还应配合制冷系统各部的温度检测制冷系统，任何的比正常的温度高或低都说明有故障存在，应通过检测到的压力值和温度值与标准值对比进行故障分析。表4-3第一种正常工况制冷剂高压压力（Mpa）低压压力（Mpa）故障描述R121.281.310.210.28系统压力正常R134a1.411.450.200.21表4-4第二种工况：制冷不足制冷剂高压压力（Mpa）低压压力（Mpa）故障描述R121.310.10低压压力低，膨胀阀堵塞或系统有水R134a1.410

19、.08表4-5第三种工况：制冷不足或不制冷高压压力（Mpa）低压压力（Mpa）故障描述R120.89-0.930.12高压低、低压低，制冷剂不足，系统有水R134a0.96-0.990.1表4-6第四种工况：制冷不足或不制冷制冷剂高压压力（Mpa）低压压力（Mpa）故障描述R121.70.15高压高、低压低，高压侧有堵塞R134a1.940.14表4-7第五种工况：制冷不足或不制冷制冷剂高压压力（Mpa）低压压力（Mpa）故障描述R120.970.30高压低、低压高，压缩机故障或膨胀管装反R134a1.030.3表4-8第六种工况：制冷不足制冷剂高压压力（Mpa）低压压力（Mpa）故障描述R1

20、21.170.28高压正常、低压低，膨胀阀故障R134a1.300.26表4-9第七种工况：制冷不足或不制冷制冷剂高压压力（Mpa）低压压力（Mpa）故障描述R121.620.29高压高、低压高，系统有空气，制冷剂过多，冷凝器冷却不良R134a1.810.26第五章故障实例分析5.1空调不凉现象：一辆普桑，报修空调不凉。故障检测及排除：外部检查正常压缩机、风扇正常运转。环境温度30。压力检测高压压力1.6Mpa，低压压力0.24Mpa。高压压力正常，低压压力高，分析应为低压侧阻塞，进一步观察低压管路，低压管靠近压缩机的半截结有露水，手感很凉；靠近蒸发器的半截手感不是很凉。此时出风温度15。提高

21、发动机转速到2500r/min发现低压管的下半截结上一层白霜直到压缩机进气口。因此，判断低压管内部阻塞，更换低压管，抽真空充制冷剂。检查怠速时二档风出风温度3，故障排除。5.2空调不起动现象：一辆04款宝莱，报修空调不起动。故障诊断及排除：该车是自动空调，电脑检测无故障存储，数据流显示室外温度为60。外部温度传感器装在前保险杠内，检查发现外部温度传感器插头严重锈蚀断路。维修线路后仍然显示60。根据电路图和维修手册检查线路和传感器阻值都正常，进一步查询维修手册原来车速低于15km，水温大于70，显示不改变。因此，装好后试车，开出2km后显示正常，空调正常工作。反思维修过程因没有仔细的阅读维修手册

22、使得维修走了弯路，要是没有维修设备和维修手册就更难维修了。总 结汽车制冷控制系统基本的原理是一样的，但是不同车型控制的思路又都不一样，特别是自动空调相差的就更大。所以维修汽车空调电器部分需要原厂的维修资料和原厂的检测设备，这样可以取得事半功倍的作用，否则可能绕很多的弯路也解决不了问题。综上所述，我认为要快速准确的维修好汽车空调，就必须深刻系统的了解空调制冷系统的组成和各部原理，了解各个部位的压力和温度。同时还要有维修资料和相应的检测设备。致 谢在论文的最后，参考文献1陈家瑞.汽车构造M.北京：人命交通出版社，2002.2许林.长安微型汽车使用维修图册.北京：人民交通出版社，2002.3赵福堂.汽车电器与电子设备M.北京：北京理工大学出版社，2009.4汤定国.汽车发动机构造与维修M.北京：人民交通出版社，2011.