汽车检测与维修技术专业毕业论文-凯美瑞空调系统原理与检测维修.doc

24装订线凯美瑞空调系统组成与检测维修毕 业 论 文课 题 名 称凯美瑞空调系统原理与检测维修分 院/专 业 机械工程学院/汽车检测与维修技术班 级汽维1021学 号学 生 姓 名指导教师： 2013年5月25日 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：汽车空调； 结构； 检修 Abstract car air conditioning is a mechanical and electrical integration, multi-function in one of the system. To quickly qualified maintenance good car air conditioning, first, the principle of thoroughly understanding of automotive air conditioning system and structure. Second, to be in maintenance of mechanical and electrical integration of technology. Third, to repair vehicles air conditioning control principle to understand, must have the original factory maintenance information. Fourth, there should be qualified, professional maintenance of equipment. So according to the structure of automobile air conditioner, analyzes the principles of car air conditioning and refrigeration system maintenance.Keywords: Automotive air conditioning; Structure; maintenance窗体底端目 录一2（一）制冷系统2（二）暖风系统5（三）通风系统6二、制冷剂和压缩机油7（一）制冷剂7（二）压缩机油7三、制冷原理8四、空调制冷剂和压缩机油的检查与加注9（一）空调制冷剂数量的检查9（二）空调制冷系统的检漏10（三）汽车空调系统制冷剂充注11（四）压缩机油的检查与添加13五、空调系统常见故障14六、实例分析15七、空调的日常维护16八、空调系统使用注意事项17结束语18 绪 论 汽车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。最原始的汽车空调仅是开窗换气式。最早的汽车空调装置始于1927年，它仅由加热器、通风装置和空气过滤器三者组成，且只能对车室供暖。准确地讲，汽车空调的历史，应该从制冷技术应用在车上开始。20世纪30年代末期美国的几部公共汽车上装上了应用制冷技术的冷气装置。直到20世纪60年代，应用制冷技术的汽车空调才开始逐步地普及起来。以后，人们对汽车空调的兴趣逐年增加，汽车空调技术日趋完善，功能也越来越全面。它的发展大体上可以分为如下几个阶段：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。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。目前单一降温的汽车空调仍在热带、亚热带部分地区使用。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。该方式目前仍然大量的使用在低档车上，是目前使用量最大的一种方式。自控汽车空调装置阶段 由于前述的冷暖型汽车空调需依靠人工调节，这既增加上司机的工作量，还使控制不理想。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，便能自动地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。目前，大部分的中高级轿车，高级大客车都装备自控空调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。目前电脑控制的空调都装上豪华车。 可是在越来越多的空调故障中会出现各种各样的故障，总的来说大多数的故障总是在出现在制冷系统，所以在下面我们会重点讨论一下制冷系统的组成和检测与维修对于暖风和通风系统因为出现的故障较少所以在下面将会简要的说明其结构组成研究凯美瑞空调系统的检测与维修原理，常见故障检测与故障维修。有助于增加自己的专业知识，提高自己的实践能力，可以为以后从汽车维修行业打下基础。开拓视野，加深自己的专业水平可是在越来越多的空调故障中会出现各种各样的故障，总的来说大多数的故障总是在出现在制系统，所以在下面我们会重点讨论一下制冷系统的组成和检测与维修对于暖风和通风系统因为出现的故障较少所以在下面将会简要的说明其结构组成研究凯美瑞空调系统的检测与维修原理，常见故障检测与故障维修。有助于增加自己的专业知识，提高自己的实践能力，可以为以后从汽车维修行业打下基础。开拓视野，加深自己的专业水平。 1 凯美瑞空调系统组成的介绍图1 空调系统的组成凯美瑞汽车空调主要由制冷系统、暖风系统、通风系统、空气净化系统、电子控制系统组成。1.1制冷系统制冷系统主要由压缩机、电控离合器、冷凝器、蒸发器 、膨胀阀 、贮液干燥器、管道、冷凝风扇 、和控制系统等组成。（1）压缩机图2空调压缩机空调压缩机种类繁多，常见的有曲轴连杆式 斜盘式 旋叶式 涡旋式 以及各种类型的变容器式压缩机等若干种。曲轴连杆压缩机的制造工艺比较成熟，比较简单，维修业比较方便，但是不平衡惯性力大，气流脉动也大，震动和噪声较大，斜盘式压缩机没有连杆机构，主轴上的惯性力小，结构紧凑，体积小，重量轻。旋转式压缩机与活塞压缩机想比较，有许多的优点。如输汽系数受冷凝温度在主轴上只有较小的不平衡质量，汽缸压力变化小，震动就减小，螺杆式压缩机和涡旋式压缩机上的力比较小，利用安装在发动机不同部位上的各种传感器所测得的工作参数，按电控单元中设定的控制程序，通过对汽油喷射时间的控制来调节喷油量，从而改变混和气浓度，使发动机在各种情况下多能获得与所处工况相比配的最佳空然比。当然各类旋叶式压缩机和螺杆式压缩机还可以进行能量调节，但是在制造过程中，比较困难，要求较高。在国外，这些设计制造技术促成了新压缩机的开发和改进工作迅速发展。（2）冷凝器图3冷凝器汽车空调冷凝器的作用就是把压缩机排除的高温制冷气体的热量散发到车外空气中，从而使高温高压的制冷剂气体冷凝成较高温度的高压液体，汽车空调冷凝器有管片式 管带式 以及平行流式三种结构形式。凯美瑞汽车采用的是管带式冷凝器，管带式冷凝器的散热效果好一些(一般可高10%左右，但工艺复杂，焊接难度大，且材料要求高。管道式冷凝器一般的宽度为 22mm 32m 44mm 48mm 的扁平管弯成蛇形管，在其中安置散热带（三角行赤坂或者其他类型版带）然后进入真空加热炉，将管带间焊好。将与扁管一起预热一起保温在高温的前提下，在高温的真空条件下，进行焊接，焊接后做防氧化处理，并进行试露。这种冷凝器的作用传热效率效率比管片式可提高15%20%. (3) 蒸发器 蒸发器的作用是将经过节流降压后的液态制冷剂在蒸发器内沸腾气化，吸收蒸发器里面的空气热量而使其降温，风机再将冷风吹到车内，达到降温的目的。汽车车间的空间小，对空调器尺寸有很大的限制，为此要求空调器（主要是蒸发器具有制冷效率高，尺寸小，重量轻等特点）。汽车空调蒸发器有管道式 管片式 层叠式三种结构。 凯美瑞的空调蒸发器是采用的层叠式蒸发器层叠式蒸发器由于两片冲成复杂形状的铝板叠在一起组成制冷剂通道，每两片通道之间夹有蛇形散热履带。这种蒸发器也需要双面复合铝材，焊接要求高，加工难度最大，但其换成热效率也最高，结构也最紧凑。层叠式蒸发器结构经历了由双储液式向单储液式的变化过程。新型单储液蒸发器与旧蒸发器相比较，正面面积相同，将芯子厚度减薄了18%，在保持冷气装置能力的同时，具有如下优点：空气侧压力损失下降 20%，质量减轻15% 内部容积减小30%，节省制冷剂50g 左右。 (4) 膨胀阀 图4膨胀阀膨胀阀也称为节流阀，是组成汽车空调制冷装置的主要部件，它安装在蒸发器入口前，为制冷循环高压与低压之间的分界点。在膨胀阀前，制冷剂是高压液体，在膨胀阀后制冷剂是低压低温饱和液体和蒸汽的雾状混合物。膨胀阀的功能：（1） 将高压制冷剂液体节流减压，由冷凝压力降至蒸发压力；（2） 自动调节制冷剂进入蒸发器的流量，以适应制冷负荷变化的需要;三是控制制冷剂的流量，防止液击(即未蒸发的液态制冷剂进入压缩机后被压缩，极易引起压缩机阀片的损坏)和蒸发器出口蒸气异常过热。 (5 ) 贮液干燥器 图5贮液干燥器贮液干燥器简称贮液器。安装在冷凝器和膨胀阀之间，其作用是临时贮存从冷凝器流出的液态制冷剂，以便制冷负荷变动和系统中有微漏时，能及时补充和调整供给热力膨胀阀的液态制冷剂量，以保证制冷剂流动的连续和稳定性。同时，可防止过多的液态制冷剂贮存在冷凝器里，使冷凝器的传热面积减少而使散热效率降低。而且，还可滤除制冷剂中的杂质，吸收制冷剂中的水分，以防止制冷系统管路脏堵和冰塞，保护设备部件不受侵蚀，从而保证制冷系统的正常工作。 (6) 鼓风机汽车空调制冷系统采用的风机，大部分是靠电机带动的气体输送机械，它对空气进行较小的增压，以便将冷空气送到所需要的车室内，或将冷凝器四周的热空气吹到车外，因而风机在空调制冷系统中是十分重要的设备。1.2暖风系统汽车暖风系统是用来为车厢内取暖及风窗除霜用的，它是汽车空调的重要组成部分。暖风系统，俗称汽车空调暖风装置，是将新鲜空气送入热交换器，吸收某种热源的热量，从而提高空气的温度，并将热空气送入车内的装置。凯美瑞采用水暖式暖风系统。水暖式暖风装置以发动机冷却系统中的冷却液为热源，将冷却液引人车厢内的热交换器中，使鼓风机送来的车厢内空气或外部空气与热交换器中的冷却液进行热交换，鼓风机将加热后的空气送人车厢内。发动机冷却系中的热水由进水管从发动机水套引出，再通过出水管返回发动机冷却系。进、排风系统是由进风筒、出风筒、出风口和控制风门组成，如下图所示。暖风机本体由直流电动机、鼓风机、本体进风口、机箱和本体出风口以及螺旋室等组成。图6水暖式暖风装置的结构与工作原理水暖式暖风装置通过发动机上的冷却液控制阀分流出来的冷却液送人暖风机的加热器心，放热后的冷却液由管道回到发动机。另一路冷却液通过管道进入散热器，放热后的冷却液由管道回到发动机。在发动机冷却液进口装有水泵，它是冷却液循环的动力。冷空气则在鼓风机的作用下，通过加热器加热后，由不同的风口吹向车厢内。暖风装置的暖风流经驾驶员座位左右的空间，在车内均匀分布。为了防止风窗玻璃结霜，暖风可以通过风窗玻璃下面的出风口，将暖风吹到风窗玻璃上，以保持风窗玻璃内侧温度在零摄氏度以上。1.3通风系统通风系统的控制就是通过控制进气门 温度门 送风门的位置，改变送风方向和送风温度，以满足空气调节的需要。风门的控制方式有机械拉索控制 真空控制和电机控制三种方式。目前轿车多采用的是电机控制方式， 实现最佳送风方式的控制。通风系统的作用是吸入来自车外或车内的空气 ，经蒸发器制冷或加热器加热后通过一些风门的控制后送到车内各个部位。由动压通风 、强制通风（加热器与空调蒸发器 ）和综合通风三种组成。 (1) 动压通风动压通风也是自然通风，他利用汽车行驶时对汽车身外所产生的风压为动力，在适当的地方开设进风门和排风门，以实现车内的通风换气目的。进 排风口的位置决定于汽车行驶时车身外表面的风压分布状况和车身结构形式。风口应设置在进排气风门，离地面尽可能的高，以及进入汽车行驶时所扬起的带有尘土的空气。排气口则设置在汽车车厢后部的负压区，尽量加大排气口的有效流通的面积，提高排气效果，还必须注意到灰尘，噪声以及雨水的侵入。吸气段包括外界（ 新鲜 ）空气吸进 、车内（ 回流 ）空气吸进和外界/ 回流空气风门 ，这一段出口段为鼓风机 。一般来讲， 当处于最大制冷档的模式时 ，空气由车内回流空气供给 ，其余档位模式的空气均来自外面环境 ，有些系统甚至在最大制冷档时 ，亦提供超过20 的新鲜空气， 以保证车内略有正压 ，以防止有害排气进入车内而危害人的健康。 (2) 强制通风强制通风是利用鼓风机强制将车外空气送入车厢内进行的通风换气的通风方式 这种方式需要方式需要能源和通风设备。在冷暖一体化的汽车空调上，大多数采用的通风 供暖 和制冷的联合装置，将外部空气与空调冷暖混合气混合后送入车内，是系统的中心段 ，它包括： 加热器 、蒸发器以及混合门。 所有空气均通过蒸发器。 车内舒适性所要求的所有温度和湿度， 正是这一段完成的。(3) 综合通风综合通风是指一辆汽车上同时采用动压通风和强制通风两种方式，此种结构较为复杂但是能够满足各种各样的条件变化，而这种结构能够很好地省电，经济性好，运行成本低，特别是在春秋季节的天气，空气分配段将经蒸发器制冷或加热器加热后的空气或从地面出风口 、或从除霜出风口 、或从仪表板出风口排出 。这取决于模式门的位置。 2 制冷剂和冷冻机油2.1制冷剂 在制冷系统中用于转换热量并循环流动的物质称为制冷剂。制冷剂又称为冷媒，是一种化学物质，它是制冷系统中完成制冷循环的工作介质。常用的是R134a。R134a在标准大气压力的沸点是-26.9.在98Kpa的压力下沸点是-10.6.在常温常压下如果将其释放，R134a便会立即吸收热量开始沸腾为气体，到冷去密封和降低噪音的作用。在制冷系统中的润滑油还有一个特殊的要求，就是要与制冷剂相容，并且随制冷剂一起循环，因此，在压缩机油的选用上一定要注意正确选用冷冻机油的型号对R134a加压后很容易化为液体。R134a具有压力越低蒸发温度越低，压力越高蒸发温度越高的特性。与水几乎不相容，若制冷剂中混有水分，就会在膨胀阀部位形成冰塞现象。2.2 冷冻机油制冷系中使用的润滑油为压缩机油，又称冷冻机油。压缩机油除了起润滑作用以外还可以起到冷去密封和降低噪音的作用。在制冷系统中的润滑油还有一个特殊的要求，就是要与制冷剂相容，并且随制冷剂一起循环，因此，在压缩机油的选用上一定要注意正确选用冷冻机油的型号，不可乱用，否则会造成严重后果。压缩机油量不够，压缩机不能充分润滑。另一方面，如果油量过多，大量油会涂在蒸发器内壁上，不利于热交换，并降低系统的制冷能力。为此，在制冷系统中维持规定量的油很重要。、对于冷冻机油的性能要求：（1） 冷冻机油的凝固点要低，在低温下具有良好的流动性，若低温流动性差则冷冻机油会在蒸发器内影响制冷能力，或者凝结在压缩机底部，失去润滑作用损坏运动部件。（2） 冷冻机油具有一定的粘度，受温度的影响较小，粘度岁温度的变小增大，徐州耐用粘度较高的冷冻机油比较好，但是不能选择太高的，否则需要启动的转矩大，压缩机启动困难，压缩机会因为缺油而加剧磨损。3、 制冷原理图7制冷原理压缩机将低温低压（14，0.15-0.3MPa）的制冷剂气体压缩为高温高压（70，1.3-1.5 MPa）的制冷剂气体，目的是使制冷剂比较容易液化放热。高压的气态制冷剂进入冷凝器，冷凝器风扇使空气通过冷凝器的缝隙带走制冷剂放出的热量，从而使制冷剂转变为中温高压（50，1.3-1.5 Map）制冷剂液体。液化后制冷剂进入储液干燥灌，过滤掉其中的杂质、水分，同时存储适量的液态制冷剂防止制冷负荷发生变化时断流。从储液干燥灌出来的制冷剂流至膨胀阀，经过膨胀阀中的节流孔的节流降压作用转变为低温低压（-5，0.15-0.3 MPa）的雾状制冷剂。雾状制冷剂进入蒸发器，由于节流降压作用，低压的制冷剂很容易蒸发，吸收热量。鼓风机使空气不断通过蒸发器的缝隙，使温度下降，车内温度降低。蒸发器出来的气态制冷剂再进入压缩机重复上述过程（1）用漏气检测仪器检查制冷剂的泄漏。下面是用漏气检测仪应该检查的主要部位。1、送风机电阻 2、空调压缩机 3、冷凝器 4、蒸发器 5、收集器或调制器 6、排放软管 7、管道的连接部位 8、EPR（蒸发器压力调节器） 9、漏气检测器图10检漏部位用漏气检测器检测漏气,越靠近泄漏区域，闪光和蜂鸣的间隔越短，提高灵敏度将能检测到轻微的泄漏。检测注意事项：实施检查时，发动机要停止转动。由于制冷剂比空气重，把检测器置于管道较低一侧，并随管周移动;实施检测时，要轻微震动管道。图11检漏仪（2） 压力检漏向制冷系统中充入氮气，然后用肥皂水检漏，若有泄漏，泄漏处会出现肥皂泡。采用压力检漏时严禁用压缩空气进行检漏，因为压缩空气中含有水分，水分随空气进入系统后会在膨胀阀处产生冰堵。 5空调系统常见故障（1）打开空调，冷气时有时无。造成这种现象的主要原因电磁离合器摩擦面粘有油污或严重磨损，造成离合器打滑，使压缩机工作不正常，导致冷气时有时无。排除方法：清洗电磁离合器摩擦面油污或重新调整间隙。（2）空调运行正常，空调降温效果不好，高压压力和低压压力均偏高。 造成这种现象的主要原因是空调系统中的制冷剂加注量过多或压缩机润滑油加注多。针对这种现象的排除方法：应重新回收制冷剂放出过多的压缩机润滑油，然后进行抽真空、保压、按空调系统规定的充注量加注制冷剂，故障即可排出。 （3）空调工作正常，使用一段时间后制冷效果越来越不好，高压压力和低压压力均偏低。 造成这种现象的主要原因是汽车在运行过程中振动后使管路的各个接头部位有松动现象，制冷剂慢性泄漏造成。针对这种现象的排除方法：重新将各接头拧紧，然后进行抽真空、保压、按空调系统规定的充注量加注制冷剂，故障即可排出。 （4）空调开始运行时一切正常，但过一段时间后制冷效果明显下降直至不制冷，高压压力很高，低压压力非常低，停止运行一段时间后再起动又恢复正常，过一段时间又重复上次的现象。 造成这种现象的主要原因是膨胀阀冰堵。针对这种现象的排除方法：更换干燥过滤器，然后重新进行抽真空、保压、按空调系统规定的充注量加注制冷剂，故障即可排出。（5） 空调系统运行10多分钟后，出风口温度偏高，制冷效果不好，低压压力偏高，压缩机有碰击声。造成这种现象的主要原因是膨胀阀失效。针对这种现象的排除方法：更换膨胀阀，然后进行抽真空、保压、按空调系统规定的充注量加注制冷剂，故障即可排出。（6）空调系统运行正常，空调降温效果不好，出风口风量不足，风机噪声加大，蒸发器有结霜现象。造成这种现象的主要原因是蒸发箱通道中有脏物风阻加大，过滤网阻塞。针对这种现象的排除方法：拆卸下蒸发器芯体和过滤网进行清洗（每年进行一次），然后重新装配，安装完毕后进行抽真空、保压、按空调系统规定的充注量加注制冷剂，故障即可排出。 6 实例分析1、故障现象：一辆广汽丰田凯美瑞在使用过程中突然出现不制冷的现象试车时候发现空调工作不间歇出风口出风不冷。初步观察离合器打滑，更换电磁离合器后压缩机还是不间歇工作。故障分析：通过对空调系统的组成和工作原理了解可以推论以下几点：（1） 制冷效果差，压缩机连续工作不满足设定的要求（2） 压缩机线故障使压缩机不能间歇工作（3） 驱动皮带轮松动或者坏掉（4） 压缩机阀门不工作，在发动机不同的转速下，高低压表读数仅有轻微震动。故障诊断 空调系统不制冷分风机不工作和风机正常工作两个方面，而风机工作正常又有可能是由于压缩机工作和压缩机不工作两种现象。经过专门仪器的诊断先判断出师电磁离合器正常结合通过观察皮带没有出现松动或者断裂的现象在由于压缩机正常旋转，检测系统中有足够的制冷剂，排除了管道堵塞的原因，在沿着管道寻找排除掉过滤器的堵塞原因最后寻找到膨胀阀发现膨胀阀堵塞现象严重，于是取下膨胀阀将其清理，再重新启动发现制冷正常，最后确定是由于膨胀阀堵塞原因导致2、故障现象：凯美瑞空调长时间运行，车厢内温度能够下降，但是吹风口吹出的风不冷，没有舒适的清凉感觉，制冷量不足。 故障分析：通过故障现象，可大致判断故障范围如下：（1）压缩机离合器打滑；（2）出风通道空气不足；（3）制冷剂不足，观察玻璃处有气泡，高压表读数太低；（4）辅助阀定位不对；（5）鼓风机的电动机运转不顺畅。故障诊断: 首先观察鼓风机风量不正常 ，观察得到鼓风机不旋转，调动开关调试发现鼓风机各个档位均不运转，推断可能是鼓风机开关或者熔断器坏掉，首先检查继电器工作是否良好，发现继电器不能正常工作于是更换掉继电器重新调试发现正常工作可以判断出师继电器出现故障 7 空调的日常维护正确的汽车空调保养可提高空调使用寿命，而且可保持空调系统良好的工作状态，尤其进入夏季，对空调的保养与维护更成为驾驶员朋友所应掌握的。 (1)检查压缩机皮带是否良好。如果皮带表面与皮带轮槽接触侧面光亮，并且启动空调时有“吱吱”的噪音，说明皮带打滑严重应更换皮带和皮带轮；如果皮带过松应给予调整，否则易使空调系统制冷不良。 (2)