空调系统技术培训

轿车空调

保养、维修手册上海恒安空调设备股份有限公司1

一、KQZN4.5-LF空调系统的工作原理工作原理空调系统原理图

制冷剂（R134a）经压缩机压缩后变为高温高压的气态，经过排气软管至冷凝器，在冷凝风机及迎面风等作用下，高温高压的气态冷媒变成温度略低，压力不变的液态制冷剂，进入设在冷凝器出液侧的储液干燥器中，经干燥过滤后，再经液体管路至安装在蒸发箱总成内的膨胀阀、经膨胀阀的节流作用，液态制冷剂即变成低温低压的雾态（气液混合态），该状态制冷剂进入蒸发器，吸收由蒸发风机送来的车内空气中的热量，蒸发变为气态，同时车内空气温度得以降低，并通过风道送达至车内各个部位。从蒸发器出来的气态冷媒经吸气管回到压缩机内，并开始新一轮循环。二、空调系统主要结构和功能：空调主要由以下部件组成：压缩机-冷凝器-节流装置-蒸发器-连接管路-控制系统1、压缩机：作用­—将蒸发器出来的低温低压制冷剂气体压缩成高温高压气体，然后送到冷凝器冷却，压缩机是系统的心脏，系统循环的动力源泉。目前轿车主要采用的是斜盘式、旋叶式、涡旋式、活塞式。活塞式压缩机属于传统结构，工艺成熟、零件数量少、可靠性高，但其效率较低，尺寸较大，并且往复惯性大不适用于高速运转，目前仅用于大排量工作场所。

斜盘式压缩机其结构紧凑，便于向变排量压缩机转化，目前市场上用的较多。涡旋式压缩机其结构紧凑、效率高（能效[CPO]最低已达到3.3的值）。允许转速高为主要特点，但工艺要求高，加工困难，怠速效率降低。随着工艺成熟、结构改进，涡旋式压缩机已成为市场主力。2、冷凝器：作用—将压缩机排出的高温高压过热制冷剂蒸气，通过冷凝器管壁外翅片放出给冷凝器外空气，从而使过热气态制冷剂冷凝成高温高压的液体换热设备。冷凝器结构型号式有管片式、管带式、平行流式，管带式换热性能优于管片式（10—35%），平行流优于管带式，且后者除换热效率高外、还有体积小、重量轻，风阻小优势，目前已广泛应用于轿车空调上。

冷凝器布置方式：，常用的方法是将冷凝器安装在发动机前面，两者重叠布置，靠水箱风风扇（另加冷凝风扇）和汽车行驶进行冷却。3、蒸发器：作用—经膨胀阀节流降压后的制冷剂气体进入蒸发器后在低温低压下蒸发气化吸热。蒸发器主要结构型式：管片式、管带式、层叠式、平行流式，后者换热效率高（10—35%）、体积小、重量轻，目前已广泛应用于轿车空调上.冷凝器、蒸发器统称换热设备、在空调中金属材料消耗大，体积大，目前主要是朝着如何强化传热、降低热阻、提高换热效率以及减轻质量、缩小体积、提高单位传热的方向发展。4、节流装置—膨胀阀、毛细管：工作原理：在汽车空调系统中，常温高压下有一定过冷度的饱和液体进入膨胀阀后，由于节流，其压力有很大下降，出了膨胀阀后，流体通道突然扩大，饱和液体迅速膨胀，变成低温低压不饱和液体，即液气两相状态制冷剂。膨胀阀除了节流降压，使进入蒸发器的制冷剂在此低温低压下蒸发气化吸热，实现制冷外，还能根据外界热负荷大小，调节进入蒸发器的制冷剂，使蒸发器在最佳状态下工作。5、储液过滤干燥器作用：去除制冷剂中多余的水份、过滤制冷剂中杂质，防止堵塞膨胀阀、贮存多余制冷剂，当系统微漏时得到补充、其它功能，如装视液镜、充注阀、压力开关、易熔塞等。储液过滤干燥器结构：一般做成圆筒状，上面装视液镜、充注阀、压力开关、易熔塞等。内部过滤网和分筛干燥器。6、制冷剂：空调系统中循环流动的介质叫制冷剂（又称制冷工质），由于受到压缩机所做压缩功的作用，它在系统的各个部件中循环流动，从而进行能量的转换和传递，完成制冷剂向高温热源放热和从低温热源吸热的过程，实现制冷的目的。制冷剂选择：1995年前，汽车空调基本上都以R12（FCF12）为制冷剂，因为全球汽车量大，汽车运行条件恶劣，容易泄漏，FCF进入大气层后，对大气层的臭氧层破坏很大，并加剧温至效应。臭氧能大量吸收太阳紫外线，使人类、动植物及室友外建筑材料免受过量的紫外线辐射的侵害，一旦臭氧大量消耗掉，紫外线增加，，将使人的免疫系统受到破坏，人体抵抗力大为下降，皮肤癌、白内障增多，动植物也受到影响。温室效应加剧，海平面上升，土地沙漠化日趋严峻。汽车空调替代工质为HFC134a（R134a），R134a热力性质与R12接近，对臭氧没有破坏，温室效应只是R12的10%。1991年我国成为《蒙物利尔议定书》的签约国，承诺2001年12月21日起全面禁止新空调中使用R12。7、润滑油：又称冷冻机油，在制冷系统中起到润滑、冷却、密封作用，需要注意的是一定要与制冷剂匹配，不同的制冷剂对润滑油的要求不同，R134a与矿物油不相溶，只能使用PAG或PAE油，最好是按空调产品说明书操作。8、轿车空调的安全保护（1）低压保护：轿车空调上装在高压管路上，当系统压力低于0.196Mpa时，低压开关动作，压力传感器无信号输出，电磁离合器断电。此时要查明系统当系统压力过低时（通常是无制冷剂，或压缩机高低压阀板窜通），低压触点接通，将压缩机断开停止运转，压力升至0.221Mpa时,压力传感器复位，压缩机重新开机。（2）高压保护：装在高压管路上，当系统压力过高于2.95Mp时，高压触点接通，将压缩机断开，低于2.36Mpa时，压力传感器复位，压缩机又重新开机。（3）压缩机过温保护、泄压开关，当排气温度过高时，压缩机温度保护开关动作，电磁离合器断电。当压缩机排气压力过高时，压缩机泄压阀动作，电磁离合器断电，通过泄压阀放出部分制冷剂后，泄压阀自动复位。（086奥特加压缩机高压保护:4±0.4Mpa，泄压阀回复0.35Mpa。温度保护：130±5℃，（4）储液器上易熔塞和泄压阀，，当系统高压侧制冷剂量的和压力发生异常升高时，易熔塞合金熔化，释放高温高压的制冷剂，保护系统部件不受损坏，易熔塞是将制冷剂全部放掉，泄压阀是制冷剂泄掉部分后，当压力回复到一定值时，泄压开关回位。9、空调传感器与恒温器：传感器安装在蒸发器出风端，感应蒸发器的温度，当温度低于设定值时，压缩机断开，当温度高于设定值时，压缩机开启，如力帆520空调，设定为吸合温度Ton=4±0.5℃，断开温度Toff=2.3±0.5℃。10、轿车空调控制系统手动空调、电动空调、全自动空调主要区别在于控制方面手动空调：HVAC上风门由软拉丝带动，开启人工操作。风量大小、制冷、制热、通风模式也是人工操作。电动空调，：HVAC上风门由伺服电机带动。（3）自动空调：全自动空调的工作原理—在全自动空调系统中，有一套计算比较电路，通过对传感谢器信号和预调信号处理、计算、比较、输出不同的电信指挥控制机构工作，使温度调节风门的位置不断改变调节车内空气温度，并使风机的转速随着空调参数的改变而改变，当车内温度达到设定值时，压缩机自动开启或停机，或者调整压缩机排量，有些空调还具有调节空气质量指标功能，如带有臭氧、负离子发生器、花粉过滤器。三、空调系统的日常保养定期检查内容:1、冷凝器的清理：冷凝器安装在发动机散热水箱的前面，高速行驶中，会使其上面粘上尘土、杂物等，因而影响气流畅通，使散热效果降低，所以需经常清理，清理时注意将倒伏的散热片扶正。2、制冷剂检查：由于空调系统经过长时间的运行，有的会因为微漏而使制冷剂减少，从而影响空调效果，检查的办法是将引擎盖打开并撑起，找一块抹布将视液镜擦干净，启动空调，正常运转后，根据以下二种情况判断是否需补充制冷剂。1）制冷剂充量适中（不需要补充制冷剂）：空调系统起动后进入正常运行阶段，从视液镜观察可见到少量不连续小气泡，并且用手触摸压缩机排气管有烫手的感觉，而用手触摸压缩机吸气管感到冰手，即表明系统中制冷剂合适，无需补充制冷剂。2）制冷剂不足（需要补充制冷剂）：空调系统进入正常运行，从视液镜观察，可见大量持续不断的气泡，有时甚至见到雾蒙蒙一片。此时用手触摸压缩机的吸、排气管感到温差不大（或不明显），同时蒸发器从出风口吹出的风不甚凉爽。这表明系统制冷剂不足，需补充。注意：补充制冷剂请到专门维修点进行，不要自行处理，以免发生危险。3、压缩机传动三角带在使用一段时间后会伸长，使张力变小，这时压缩机会出现有时转有时不转（俗称打滑）现象，调整的办法是调节压缩机支架上端的张紧轮调节螺栓，使张紧轮往上移，直至压缩机在皮带的传动下恢复正常运转即可。4、空调回风过滤网的清洗：空调回风过滤网装在发动机仓右侧与仪表盘连接处，使用时间过长后会因为灰尘与杂物将过滤网堵塞，从而影响车外进风量，过滤网太脏的话，还有可能霉变，产生异味，因而需定期清洗。5、因汽车是运动部件，空调各管路之间、电器元件与插接件之间、空调部件与车身连接之处因振动有可能产生松动，因而需定期检查。四、空调系统的常见故障的诊断与排除汽车空调系统的维修和维护的基本要求：汽车空调系统故障的维修有三个基本的要求：1.精良的设备(如真空泵、冷媒测漏仪、系统压力表、冷媒回收机等)；2.经验丰富的专业技术人员；3.品质纯正的零部件。所以要想确保维修质量一定要慎重选择维修厂，最好是到重庆力帆乘用车有限公司指定维修站维修，其理由是：冷媒泄漏的原因有管路中的密封胶圈老化、制冷剂压力异常、系统部件损坏等。在泄漏故障修复后还有一个必要的程序就是补充冷冻机油、将系统内抽真空并充加制冷剂。在维修过程中一定要保证制冷剂和冷冻机油的品质，如果使用了劣质或不同型号的冷媒，将导致压缩机异常，制冷不良，管路腐蚀、泄漏、管路爆炸、重要部件损坏等。若使用了劣质或不同型号的冷冻机油将出现压缩机异常，制冷剂变混浊，制冷不良等故障。对于制冷不良的诊断，要求维修人员的技术水平非常高，所涉及的知识比较专业。另外一套完整的空调系统涉及的零部件较多、且运行时间较长、工作环境较恶劣，因而对零部件的要求也较高，一旦出现零件损坏需要更换时，必须选用正规空调生产厂、最好是原配套厂提供的品质纯正的零部件。空调制冷系统是否正常运行的初步判断：将空调设置到最大制冷、风量最大直吹的位置，且空气内循环，Ａ／Ｃ开关打开。如果冷凝风机、蒸发风机、压缩机运行正常、无异常响声，出风口的温度，大约在4-6摄氏度左右为正常。如将歧管压力表分别接在制冷系统的高、低压管上，测量压缩机工作时高、低压侧的压力值。正常情况下，其压力测试值如表1所示。（一）、空调系统完全没有冷气吹出

1、吹出的风不凉。开机后（按AC开关），如果冷凝风机、蒸发风机、压缩机运转正常、手所感觉到的空调高低压管的温度正好符合正常情况，问题可能在于：HVAC上的冷热风门控制方面，L520空调制冷与制热是由冷暖风门控制的，暖风水箱始终通热水，制冷时冷暖风门将暖风水箱进风关闭，空气流经空调的蒸发器后直接吹出，制热时冷暖风门将暖风水箱进风打开，空气流经蒸发器后，再进暖风水箱吹出，如果出现前面所述现象，检查位于HVAC底部的冷暖风门拉索(黑色)、转轴是否脱落、查看冷暖风门是否处在暖风关闭的位置。可以用手触摸送风口处出风是否温度偏高，如不能有效地关闭暖风门则需要对其进行维修。

2、制冷系统严重堵塞。这时，用压力表检测制冷系统的高、低压侧的压力值，可发现高压侧压力值比正常时低，而低压侧的压力值成真空状态，且堵塞部位前后有明显的温差，甚至出现结霜现象，该故障一般出现在储液干燥器(装在冷凝器上)或膨胀阀内。因此，可用氮气对着储液干燥器或膨胀阀的进口或出口吹气，如不通畅，说明其堵塞，需更换。

3、压缩机不工作（1）压缩机有故障。压缩机缸垫窜气、进排气阀损坏，均能造成压缩机不能压缩制冷剂或压缩不良。此时，用压力表检测压缩机工作时的进气压力和排气压力，可发现两者压力相同或相差不大，提高发动机转速时，其压力值仍无明显变化；用手触摸压缩机上的进气管和排气管，可感觉两者温差不大。

需说明的是，当压缩机出现缸垫窜气故障时，用手触摸压缩机会感觉非常烫手。压缩机出现上述故障时，一般需更换。（2）压缩机电磁离合器线圈烧坏，离合器吸合不上，压缩机不工作，引起离合器线圈烧坏的原因有可能（1）线路故障造成电流过大；（2）周围温度过高；（3）负载过大。离合器线圈正常阻值约4欧母，如大大超出此范围，则需更换。（3）操纵机构上AC开关失效，无信号输出，电磁离合器断电。（4）温度传感器、恒温控制器有故障，无信号输出，电磁离合器断电。（5）压力开关保护：空调系统缺制冷剂，当高压侧压力低于0.196Mpa时，低压开关动作，压力传感器无信号输出，电磁离合器断电。此时要查明系统制冷剂泄漏的原因。空调系统压力过高，当高压侧压力高于2.95Mpa时，高压开关动作，压力传感器无信号输出，电磁离合器断电。此种情况，一般会会造成压缩机频繁停机，此时要查明系统压力过高的原因。造成空调系统压力过高通常有以下几种原因：制冷剂加注量过多；系统内有空气；冷凝风扇不工作、冷凝器有灰尘散热效果不好。（6）压力开关损坏或接线不好，无信号输出，电磁离合器断电。

（7）如果启动空调制冷系统（开AC）后，两个电子扇同时运转，但就是压缩机不吸合则很可能是汽车主电脑ECU烧穿了，可以修理。（8）当排气温度过高时，压缩机温度保护开关动作，电磁离合器断电。（086奥特加压缩机高压保护:4±0.4Mpa，泄压阀回复0.35Mpa。温度保护：130±5℃，回复105±5℃。（9）当压缩机排气压力过高时，压缩机泄压阀动作，电磁离合器断电，通过泄压阀放出部分制冷剂后，泄压阀自动复位。（10）压缩机保险（F9）是否烧坏，压缩机继电器是否损坏，检查控制面板至压缩机之间线束是否完好。上述故障现象可检查空调控制电路：如电源→熔断丝→空调开关→恒温器(温控开关）→空调继电器线圈的电路完好，故障可能在恒温器→电磁离合器线圈的电路上。这时可用直流电压表先测量恒温开关上输入端插接线与车身搭铁之间的电压，如有电源电压，再检测其两端插接线之间是否导通，若导通，说明故障不在恒温开关上；然后用相同的方法对低压开关进行检测，也可把低压开关两端的插接线短路一下，如压缩机电磁离合器恢复工作，说明低压开关损坏，需更换，如仍不工作，再进一步检查压缩机电磁离合器线圈:从蓄电池正极直接引出一根火线接压缩机电磁离合器线圈，此时压缩机电磁离合器应吸合，否则说明其已损坏，需更换。4.制冷系统中无制冷剂。空调运行时从视液镜观察不到制冷剂流动，制冷系统高、低压侧管路温度无区别，用压力表检测制冷系统的高、低压侧的压力值，高压侧压力与低压侧的压力值一样。

制冷系统中的制冷剂泄漏后，首先要查明漏点，并将其修复好，再重新抽真空，灌注制冷剂。

检查方法：4.1利用油迹检漏。由于制冷剂漏出时会带出来一些油，在泄漏的地方形成油迹，因此可通过检查油迹的方法找出漏点。

4.2利用肥皂水检漏。当制冷系统中无制冷剂时，首先需对系统输入15×105pa压力的氮气，然后把肥皂水涂抹在系统的各连接处和焊缝上，如出现气泡，则说明该处为泄漏部位，应及时修复。

4.3利用电子检漏仪检漏。利用电子检漏仪检漏，不是向系统输入氮气，而是向系统输入制冷剂蒸气，并且使其压力值达到3.5×105Pa，然后将电子检漏仪上的检测开关置于检测位置，使之能听到有固定节奏的电子信号声(“嘟……嘟”声)，再把电子检漏仪上的吸管口对准可能有泄漏的部位，顺着系统路径连贯地移动。如吸管口吸到制冷剂，电子检漏仪的电子信号声便明显增强，并且吸管口与漏点越接近，发出的电子信号声也就越大，由此来确定漏点。

为了能迅速准确判断漏点，应将电子检漏仪和肥皂水法配合使用。首先用电子检漏仪查出泄漏的范围，然后将肥皂水涂抹在其范围内的接头上或容易泄漏的部位，即能快速、准确地检查出来。4.4荧光检漏。它是利用荧光检漏剂在紫外/蓝光检漏灯照射下会发出明亮的黄绿光的原理，对各类系统中的流体渗漏进行检测的。在使用时，只需将荧光剂按一定比例加入到系统中，系统运作20min后，戴上专用眼镜，用检漏灯照射系统的外部，泄漏处将呈黄色荧光。荧光检漏的优点是定位准确，渗漏点可以直接用眼睛看到，而且使用简单，携带方便，检修成本较低，代表了汽车检漏的发展方向。

据了解，TP荧光检漏技术在国外已经有50多年的历史了，得到了包括通用、大众、三菱在内的世界主要汽车制造商的认可和应用。

4.5查出泄漏点并维修好后，添加制冷剂R134a时，必须先将空调系统内的空气抽干净，还要注意添加压缩机专用的冷冻机油（见技术参数表）。因为冷冻机油与制冷剂混合在一起，当制冷剂发生泄漏时，机油也随之渗漏；如果只添加制冷剂，而未相应添加冷冻机油的话，那么由于冷冻机油的缺乏，润滑不够造成冷气系统各部件的磨损加快，会大大缩短空调的寿命。

制冷剂添加要适量，如果制冷剂添加过量的话，产生“液击”，同样严重影响制冷效果请注意！（1）汽车空调制冷剂:R134a

冷冻机油：见技术参数表（2）系统重新加注制冷剂时加注量：见技术参数表（二）

输出的制冷量不足

造成输出的制冷量不足(即吹出的冷气不凉)的原因如下。

1、制冷剂不足

当制冷系统中循环制冷剂不足时，高、低压侧的压力值均会比正常时低，且从观察窗内可看到气泡流动。

此时，在检查系统无泄漏后，应添加适量的制冷剂。

2、制冷剂过多

如充注的制冷剂量超过制冷系统的正常容量，必然使冷凝器内液体制冷剂增加，从而减少了散热面积，使冷却效率降低。其主要表现是:系统的高、低压侧压力值比正常时高；用手触摸高压管，感觉烫手；断开空调开关约45s后，从观察窗中仍看不见有泡沫状态的制冷剂流过。这时，需从低压侧放掉适量的制冷剂，使其达到正常的排气压力和温度。

3、散热效果差

冷凝器散热片变形，表面过脏会使散热效果变差，从而导致系统的高、低压侧压力值过高和排气温度过高，且用手触摸从冷凝器出来的