丰田ls400空调控制系统分析毕业论文.pdf

毕业作业（设计）毕业作业（设计） 第三稿第三稿 毕业作业（设计）毕业作业（设计） 论文题目论文题目 丰田凌志丰田凌志 400400 空调系统分析空调系统分析 学生姓名学生姓名王王超超 学学号号200911230080200911230080 指导教师指导教师徐徐燕燕 专专业业汽车运用技术汽车运用技术 年年级级20092009 级级 系系部部汽车工程系汽车工程系 指导教师旁批 位置 四川警安职业学院毕业作业（设计） 2 丰田凌志 400 空调控制系统分析 摘要：本文对空调控制系统的重要组成部分（供暖通风系统、制 冷系统、自动温度控制系统） 、工作原理进行详细的讲解，并针对丰田 凌志 LS400 小轿车自动空调系统出现的常见故障，结合该车自动空调 控制系统的结构和原理，对故障进行比较深入的分析和探究，从源头查 起，并一一加以排除。最后着重介绍对空调控制系统的维护和保养等内 容，从而达到深刻分析其空调控制系统的目的。 关键词：空调控制系统丰田凌志 LS400故障检修维护保养 四川警安职业学院毕业作业（设计） 3 引言 随着我国汽车工业的发展和人们物质生活水平的提高，人 们对汽车、客车、工程机械车辆等驾乘的舒适性、可靠性、安 全性的要求越来越高。 而空调系统就是改变驾乘人员的舒适性， 采用人工制冷和采暖的方法，调节车内的温度、湿度、洁净度 等指标，从而为人们创造清新舒适的车内环境。汽车空调不再 是一种奢侈品的象征，是否配置空调以及空调性能的好坏已成 为汽车销售率的重要砝码之一。汽车空调的发展突飞猛进，建 立在机械和电子技术基础上的汽车空调技术的更新也不断加 快，随之而来的就是其维修与保养显得更加的重要。因此本文 将以丰田凌志 400 空调控制系统为例进行各方面的分析。 四川警安职业学院毕业作业（设计） 4 目录 1 汽车空调的发展史 (5) 1.1 汽车空调的概念(5) 1.2 汽车空调经历的五个阶段(5) 2 丰田凌志 ls400 空调控制系统分类和结构组成 (6) 2.1 空调系统的分类(6) 2.2 丰田凌志 400 空调控制系统组成及其原理(7) 3丰田凌志 ls400 空调控制系统的故障案例分析 (8) 3.1 丰田凌志 400 空调控制系统的自诊断功能(9) 3.2 出风口出风异常(9) 3.3 出风口风量很小 (10) 3.4 空调制冷系统不制冷 (10) 4 丰田凌志 400 空调控制系统的维护和保养(11) 4.1 空调控制系统维护及保养的重要性 (11) 4.2 汽车空调控制系统的保养措施及方法 (12) 结论(13) 参考文献(14) 注意对全文 认真审核， 修改 格式 四川警安职业学院毕业作业（设计） 5 1. 汽车空调的发展史 1.1 汽车空调的概念 空调是指对汽车座厢内的空气质量进行调节的装置。不管 车外天气状况如何变化，它都能把车内的湿度、温度、流速、 洁度保持在驾驶人员感觉舒适的范围内。 1.2 汽车空调发展经历的五个阶段 汽车空调的发展分为以下五个阶段： (1)单一供暖空调装置阶段：始于 1927 年，目前在寒冷的 北欧，亚洲北部地区，汽车空调仍使用单一供暖系统。 (2)单一供冷空调装置阶段：始于 1939 年，美国帕克汽车 公司率先在轿车装上机械制冷降温空调器。 (3)冷暖型汽车空调阶段： 始于 1954 年，原美国汽车公司， 首先在轿车安装于冷暖一体化空调器，这样汽车空调才具备了 降温、除湿、通风、过滤、除霜等空气的调节功能。 (4)自控汽车空调装置阶段： 通用汽车公司 1964 年率先在 轿车上应用自控汽车空调。自控空调只需预先设定温度装置， 便能自动在设定的温度范围内运行。装置根据传感器随时检测 车外温度， 自动地调制装置各部件工作， 达到控制车外温度和 行驶其他功能的目的。 (5)电脑控制汽车空调阶段：自 1977 年美国通用汽车公 司、日本五十铃汽车公司，同时将自行研制的电脑控制汽车空 调系统装上各自的轿车上后，即预示着汽车空调技术已发展到 一个新阶段。电脑控制的汽车空调功能增加，显示数字化，冷、 暖、通风调控三位一体化。电脑按照车内外的环境所需，实现 了调节的精细化。通过电脑控制实现了空调运行与汽车运行的 协调，极大地提高了制冷效果，节约了燃料，从而提高了汽车 的整体性能和舒适程度。 四川警安职业学院毕业作业（设计） 6 (6)环保型阶段： 多年来汽车空调采用 R12 制冷剂， 但已 被证明对臭氧层有害。因此，自 1996 年以后，汽车制冷剂采用 R134a,减小了对环境的破坏。 2.丰田凌志 ls400 空调控制系统分类和结构 组成. 2.1 汽车空调控制系统的分类 （1）按驱动方式分 独立式（专用一台发动机驱动压缩机，制冷量大，工作稳 定，但成本高，体积及重量大）和非独立式（空调压缩机由汽 车发动机驱动，制冷性能受发动机工作影响大，稳定性差）。 （2）按空调性能分 单一功能型 （将制冷、 供暖、 通风系统各自安装， 单独操作， 互不干涉）和冷暖一体式（制冷、供暖、通风共用鼓风机和风 道，在同一控制面板控制，工作时可分为冷暖分别工作的组合 式和可同时工作的混合调温式）。 （3）按控制方式分 手动式（波动控制板上的功能键对温度、风速、风向进行控 制）和电控气动调节（利用真空控制机构，当选好空调功能键 时，就能在预定温度内自动控制温度和风量）。 2.2 丰田凌志 400 空调控制系统组成及其原理 2.2.1 丰田凌志空调控制系统的类型和主要组成部分 丰田凌志 ls400 空调控制系统所采用的是非独立的冷暖一 体式系统。 丰田凌志汽车空调系统一般主要由空调制冷系统、 供暖通 风系统、温度自动控制系统组成。 2.2.2 空调制冷系统 制冷系统工作原理：由压缩机、冷凝器、贮液干燥器、膨 胀阀、 蒸发器和鼓风机等组成。 各部件之间采用铜管 （或铝管） 四川警安职业学院毕业作业（设计） 7 和高压橡胶管连接成一个密闭系统。制冷系统工作时，制冷记 忆不同的状态在这个密闭系统内循环流动， 每个循环又分四个 基本过程： (1)压缩过程：压缩机吸入蒸发器出口处的低温抵压的制 冷剂气体，把它压缩成高温高压的气体排除压缩机。 (2)散热过程：高 温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器， 由于压力及温度的降低，制冷剂气体冷凝成液体，并排出大量 的热量。 (3)节流过程：温度和压力较高的制冷剂液体通过膨胀装 置后体积变大，压力和温度急剧下降，以雾状（细小液滴）排 除膨胀装 (4) 吸热过程：雾状制冷剂液体进入蒸发器，因此时制冷 剂沸点远低于蒸发器内温度，故制冷剂液体蒸发成气体。在蒸 发过程中大量吸收周围的热量， 而后低温低压的制冷剂蒸气又 进入压缩机。上述过程周而复始的进行下去，便可达到降低蒸 发器周围空气温度的目的。 2.2.3 供暖通风系统 供暖通风系统工作原理： 利用暖风机的热量来源于发动机 冷却液，从冷却液循环管路中引出水管，与暖风机上的热交换 器相连，构成回路。热交换器将热量传给空气，使空气升温。 通过调节向暖风机输入的冷却液循环量和外部空气吸入量， 可 以控制暖风的温度， 用暖风装置加热阀的线缆可以控制冷却液 的循环量，利用鼓风机转速变化和挡风装置可以调节送风量。 2.2.4 自动温度控制系统 自动温度控制系统的原理：由车内温度传感器、车外空气 温度传感器、蒸发器温度传感器、阳光传感器、空气控制电动 机、加热器和冷凝器风扇、车内控制装置等组成。根据各传感 器检测到车内的温度、蒸发器温度 、发动机冷却液温度以及 其他有关的开关信号等输出控制信号，控制散热器风扇、冷凝 四川警安职业学院毕业作业（设计） 8 器风扇、压缩机离合器、鼓风机电动机及其空气控制电动机的 工作状态，实现自动控制车内温度。 2.2.5 丰田汽车自动空调系统的原理 如图1丰田凌志ls400自动空调通过空调 ECU 检测车内外 温度和太阳辐射等等，根据驾驶员所设置的温度，自动地调节 鼓风机转速和空气温度，从而将车内温度保持在设定的温度。 (图 1)微电脑控制自动空调系统图 1.空气混合控制伺服马达 2.蒸发器传感器 3.水温传感器 4.进气 伺服控制马达 5.鼓风机马达 6.功率晶体管 7.压缩机 8.车内气温传 感器 9.太阳能传感器 10.车外气温传感器 微电脑控制自动空调系统图在自动空调中，每个传感器独 立地将信号传送到空调器 ECU， 空调器 ECU 根据预先编制程序 的标准，识别这些信号，从而独立地控制一个或多个执行器。 3.丰田凌志 ls400 空调系统的自诊断功能和常见 故障分析 3.1 自诊断功能 当空调 ECU 检测到某些传感器或执行元件控制电路发生故 障时，其故障自诊断系统将故障以故障码的形式存储起来，在 检修时只要按下操作面板上的指定键，就可以读取故障码。 3.1.1 丰田汽车自诊断码的读取方法 (1) 同时按下控制面板上的“自动空调”与“车内空气循 四川警安职业学院毕业作业（设计） 9 环”键。 (2) 打开点火开关到“ON”位置。 A/C 指示灯及温度显示屏 上的指示灯以 1 秒的时间间隔连续闪烁， (3) 此时，13 14 同时蜂鸣器叫 40ms。 (4) 从温度显示屏上读出故障码。 (5) 查出故障码的含义。 (6) 故障排除后，按下控制面板上的 OFF 键退出诊断状态， 并拔下保险丝盒中的“DOME”保险丝 10 秒以上， 即可削除故障 码。 3.2 出风口出风异常 3.2.1 故障现象 故障现象：该车在打开点火开关，按下 A/C 按键后，空调 控制器上的“A/C”开关指示灯闪烁，然后按下 AOTO 键，分别 设置几种不同的温度和进风模式，出风口所出的风时冷时热， 而且是断断续续吹出，打开引擎盖检查，发现压缩机工作时进 行时停，停车一段时间后，再重复试验，开始吹冷风，偶然又 会出现上述现象。 3.2.2 故障诊断 (1)读取故障码。最先使用元征汽车电脑检测仪进行检测， 测出来的故障码 22，查阅故障码表得知是压缩机同步传感器电 路开路或短路故障。 (2)检查压缩机同步传感器。根据故障码的指示，故障部位 应为压缩机位置，检查压缩机同步传感器：拆开同步传感器连 接插头，用万用表的欧姆档测得传感器的阻值正常。由于传感 器安装在压缩机内部固定不动的，输出的导线和接头表面也看 不到有明显的破损。再次用万用表测量同步传感器时，稍用力 拉电线，万用表指针就摆动，后来发现表面看起来完好的传感 器信号线上有一并不起眼的口子，里面依稀看见有几根细小的 铜线连着，问题就在这里，属于线束破损。 四川警安职业学院毕业作业（设计） 10 3.2.3 故障排除 用一根新的导线替换原来传感器的导线，并且用绑带固定 好线束同时紧固周围机件螺丝， 消除空调 ECU 原先的故障记忆 码。试车后，AOTO A/C 指示灯不再亮起。再读取故障码，空调 系统显示为正常码。 3.3 出风口风量很小 3.3.1 故障现象 首先起动发动机，打开空调，空调压缩机开始工作，出风 口温度下降较快。5 分钟后，冷凝器电子扇开始运转，观察空 调系统管路，低压侧管路上已经有水珠凝结，用手触摸，感觉 很凉。操作空调控制面板上的按钮，温度调节、鼓风机风量、 送风模式、内外循环以及自动调节等功能均正常。 3.3.2 故障诊断 (1)进行基本检查， 连接空调歧管压力表，查看空调系统压 力，低压侧指示值为 0.26mpa，高压侧指示值为 1.53mpa，均在 正常范围之内。拆下空调滤清器，检查蒸发箱并无脏堵现象， 检查鼓风机线束连接器、继电器及相关线路，是否发现有烧蚀 或连接不良现象。 (2)运行空调自诊断程序，显示故障码为 21，含义是光照 强度传感器短路或开路。 3.3.3 故障排除 拆下 5 线制功率管式鼓风机调速装置，其中 b1 和 b2 与鼓 风机插脚相连，a1 白黑线为搭铁线，a2 白红线为主电源线，a3 浅绿色信号线上的电压随着空调控制面板上风速调节的变化而 变化。测量 a1 脚与 b1 脚之间的电压为 12.3V，使用短接线将 a1 与 b2 短接，鼓风机可以高速运转，因此可以确定鼓风机调 速器损坏，更换新件后，故障排除。 3.4 空调控制系统不制冷 3.4.1 故障现象 四川警安职业学院毕业作业（设计） 11 打开空调后，空调压缩机工作时，制冷系统没有起到制冷 作用。 3.4.2 故障诊断 用压力表检测制冷系统的高压和低压的侧压力值，发现高 压侧的压力值比正常时低，而低压力侧的压力值成真空状态， 制冷剂没有循环流动，前后温差很大，可知是由于制冷系统严 重堵塞造成的无法制冷。 3.4.3 故障排除 用氮气对着储液干燥器和膨胀阀的进口和出口吹气，发现 其不通畅，故应对其更换。 4.丰田凌志 400 空调系统的维护和保养 4.1 空调控制系统维护及保养的重要性 为了保证汽车空调能够良好的运行,充分发挥它应有的功 能,除了在正常使用过程中,按照使用说明书的要求操作外,加 强日常维护和保养也是非常之重要的。因为通过日常的维护、 保养可以发现一些明显的故障隐患， 比如接件磨损、接头松动、 制冷剂泄露和异常响声等，针对发现的隐患，及时进行修理和 更换，来确保空调控制系统的正常工作运行。 随着空调在汽车上的迅速普及，显然，对空调的安装，使 用，维护和修理方面的技师的需求也将增长。几年前增加空调 维修项目，并将其作为附带经营项目的许多维修店，现在将空 调维修保养作为业务的主要项目。所以各个维修店要求技师具 有汽车空调日常维修保养重要性的意识并掌握全面的空调维修 保养技能。 4.2 汽车空调控制系统的保养措施及方法 4.2.1 维护保养措施 (1)先放热气再开空调。 先把所有车窗都打开，启动外循环， 把热气排出去，等车厢内温度下降后，再关闭车窗，开启空调。 但不宜频繁开启和关闭空调，以免损坏空调系统。 四川警安职业学院毕业作业（设计） 12 (2)车内开空调时，不应在车内吸烟。 (3)在空气进气口附近不能对方物品，以免进气口被堵，致 使空调系统空气流通受阻。 (4)经常清洁出风口和驾驶室内的灰尘与污垢。 (5)停车后使用空调系统时间不宜过长。车门窗紧闭，这样 极易导致车内一氧化碳浓度升高而引起中毒。 (6)在停车前几分钟关掉冷气，稍后开启自然风，在停车前 是空调管道内的温度回升，消除与外界的温差，从而保持空调 系统的相对干燥，避免因为潮湿造成大量霉菌的繁殖。 (7)在低速行驶时尽量不使用空调。这样做对发动机和空调 压缩机的使用寿命有不利影响。 (8)不要先熄火再关空调。因为车辆在下次启动时，发动机 会带着空调的负荷启动，高负荷会损伤发动机。 (9)空调滤芯过滤空气中的灰尘等杂质，应经常检查更换， 保证空调有足够的进风量，从而保证空调的制冷效果。 (10)冷凝器容易积聚灰尘和小飞虫，这会影响冷媒的散热， 应常用清水清洗，除去污垢，保证空调制冷效果。 4.2.2 保养方法 汽车空调系统保养有四种方法： (1)全面检查空调 夏季首次使用空调时应先检查一下空调系统，如通过储液 罐检查制冷液及空调滤芯是否过脏、散热器是否有异物等。 (2)注意空调的清洗 空调滤清器要定期更换。另外，冷凝器也要定时清洗，而 且要将水箱拆下来，清洗才能彻底。 (3)定期开放大风量 定期开大风能将空调风道内表面的浮尘吹出来。另外，也 要用专用的风道清洗液进行杀菌、清理和除异味. (4)停车后先不要关闭空调系统 因此车主应在到达目的地之前