《汽车空调检修》课件全套 项目1-6 汽车空调的使用与日常维护-新能源汽车空调系统故障检测与诊断

1项目一汽车空调的使用与日常维护2炎热的夏天，一辆大众朗逸汽车能够正常行驶，但打开空调开关后出风口没有冷风吹出，请结合实际确定是客户不会使用空调还是空调确有故障。任务描述3空调作为汽车的必要装置，一旦出现故障会影响汽车舒适性，特别是空调不出风，给出行带来的不适感更强烈，但实际使用中有些客户是由于不会正常使用与操作空调而导致没有冷风的，需要给客户介绍空调的正常使用与操作常识。任务分析41.能叙述汽车空调的功能、基本组成，并能就车识别各部件的安装位置。2.能运用汽车空调的工作原理，为客户提出正确使用和维护汽车空调的建议。3.能查阅汽车维修手册，制订计划并规范完成汽车空调维护作业。任务目标5一、汽车空调的功能汽车空调是对汽车车厢内空气进行调节的装置，它可以将车内的空气温度调节到使人感到舒适的程度，还可以对车内空气进行通风（净化）和除湿。汽车空调调节温度对比如图所示。相关知识汽车空调调节温度对比6汽车空调的功能主要有以下几点。（1）调节车内空气的温度。影响车内温度的因素有阳光的照射、外部环境的温度和发动机的热辐射等。在冬季，汽车空调可通过暖风装置使车内温度达18℃以上，并能除去风窗玻璃上的霜（雾）；在夏季，汽车空调可通过制冷装置使车内温度保持在25℃左右。（2）调节车内空气的湿度。空气湿度指空气中水蒸气的含量。7（3）调节车内空气的流动速度。调节车内的空气，使其以一定的速度和方向流动，即换气，保持车内有足够的新鲜空气和合适的风速。（4）净化车内空气。空气中含有的灰尘及一些有害物质，可通过空调的净化装置滤除或吸附，从而使进入车内的空气得到过滤净化，保证驾驶员和乘客的身体健康。8二、空调制冷基本原理1.温度温度是衡量物体冷热程度的一个物理量，是大量分子运动动能平均值的体现。测量温度的标尺称作温标，常用的温标有摄氏温标、华氏温标和热力学温标。三种温标之间的关系见下表。三种温标之间的关系92.湿度日常所说的湿度，表示空气里含水蒸气的多少，一定体积和温度的空气中含有水蒸气越多，空气越潮湿，反之，含有水蒸气越少，空气越干燥。这个水蒸气含量的多少，叫作湿度。空气中能容纳水蒸气的多少与温度高低有关，温度越高，空气能容纳的水蒸气也就越多。103.压力压力是指作用在物体单位面积上的力，也称压强，常用P表示，单位是Pa（帕）。大气对地球表面物体单位面积上产生的压强称为大气压力（简称大气压）。常用的表示压力的方式有绝对压力、表压力和真空度。（1）绝对压力：以绝对真空为基准所测的压力。（2）表压力：通过压力表读出的压力值，它将标准大气压作为零值。（3）真空度：指低于大气压力的压力数值。114.汽化与冷凝物质由液态转变为气态的现象称为汽化（蒸发），汽化时要吸收热量。空调就是利用制冷剂在蒸发器内低压下蒸发，不断吸收周围空气的热量进行制冷的。冷凝是指物质由气态转变为液态的过程，冷凝过程是放热过程。在制冷过程中，制冷剂在冷凝器中由气态凝结为液态，放出热量。所以，用手触摸冷凝器时感觉是热的。水的三种状态变化如图所示。水的三种状态变化12三、汽车空调的基本组成汽车空调包括制冷系统、暖风系统、通风配气系统、空气净化系统及控制系统，其作用主要是实现驾驶室内空气温度的降低、升高以及空气过滤净化和换气等。1.制冷系统的作用与组成制冷系统的作用是利用制冷剂蒸发时吸收热量，降低车内温度。13如图所示，制冷系统由压缩机、冷凝器、集液器（或储液干燥器）、节流元件（膨胀阀或孔管）、蒸发器等组成，它们之间由橡胶软管或金属管路连接起来。制冷系统的组成14如图所示为膨胀阀式制冷系统结构原理。膨胀阀式制冷系统结构原理152.暖风系统的作用与组成暖风系统的作用是将鼓风机吹出的空气送入加热器（暖风水箱）的散热片，将被散热片加热的空气送入车厢内，满足制热要求。暖风系统按热量来源不同可分为余热式和独立式两类。余热式暖风系统利用汽车发动机工作时产生的剩余热量取暖，它又分为水暖式和气暖式两种。独立式暖风系统利用燃料在燃烧器中燃烧所产生的热量，通过介质吸收，然后释放到需要加热的空间，加热器实质上由燃烧器和热交换器两部分组成。独立式暖风系统的加热器可分为水加热器、空气加热器、气水综合加热器等几种。16水暖式暖风系统主要由冷却液出口分水喉管、热交换器（加热器芯）等组成，其结构组成如图所示。水暖式暖风系统的结构组成173.通风配气系统的作用与组成轿车空调通风示意图如图所示。通风系统的作用是将外部新鲜空气引入车内，并将车内的污浊空气排到车外，同时还可以防止风窗玻璃起雾。配气系统的作用是将通风系统引入车内的新鲜空气与冷气、暖风进行有机地配合调节，形成冷暖适宜的气流并从不同的出风口吹出。轿车空调通风示意图18配气系统一般由空气进入段、空气混合段和空气分配段三部分组成，其结构如图所示。配气系统的结构19空气进入段：主要由进风口、车外空气/车内循环空气风门和鼓风机组成，用来控制车内循环空气和车外空气进入。空气混合段：主要由蒸发器、加热器芯和温度混合风门组成，用来调节所需空气温度。空气分配段：主要由中央风门、脚部/除霜风门和三个出风口（中央出风口、脚部出风口和除霜出风口）组成，使空气可吹向面部、脚部和风窗玻璃。204.空气净化系统的作用与组成空气净化系统一般由鼓风机、空气过滤器、杀菌器、负氧离子发生器和进风口、出风口等组成，其作用是使车厢内空气保持清新洁净。空气净化的方式有空气过滤式和静电集尘式两种。在一些高档轿车上，除了使用以上的方法外，还装备了负氧离子发生器，以增加空气中负氧离子含量，改善车内空气质量，提高舒适性，使车内空气更加清新洁净，利于人体健康。215.控制系统的作用与组成控制系统主要由空调控制面板和电气控制系统两大部分组成。电气控制系统根据驾驶员操作空调控制面板的指令来控制各个执行元件（也称执行器）的工作。自动空调中的所有执行元件都由控制单元来控制。如图所示为大众帕萨特自动空调控制原理。22大众帕萨特自动空调控制原理23（1）传感器负责信息的采集和反馈。（2）控制单元（ECU）也称电脑，负责信息处理和发出动作指令。（3）执行元件包括空调的各种阀、继电器、离合器、电动机和显示器，按ECU的指令发挥各自的功能。（4）自诊断单元具有存储记忆功能，空调ECU通过电信号随时对系统电路的状态进行检测，并把出现的情况以数字、字母或图形形式存储起来，当维修人员需要时，以一定操作指令将其显示在屏幕上。另外，当系统电路中出现故障时，ECU根据故障情况发出指令，使空调进入相应的故障安全状态并发出报警指示，防止故障进一步扩大。24四、汽车空调的类型（1）手动空调。手动空调是一种出现时间较早的空调，所有的控制，包括温度、风速、吹风模式等，都需要驾驶员手动操作。（2）半自动空调。半自动空调也称可实现自动控温的手动空调，半自动空调的操作方式与手动空调类似，与手动空调的最大区别是它的温度控制是自动的。（3）全自动空调。全自动空调自动调节功能包括车内温度和湿度自动调节、进风和出风模式自动控制以及运转方式和换气量自动控制等。25五、汽车空调控制面板的结构与功能（1）双区全自动空调控制面板。目前双区全自动空调控制面板在汽车上应用较多，如图所示为大众双区全自动空调控制面板。双区全自动空调能左、右温度独立控制，因此舒适性更高。后部区域中控台上设有调节温度及风速的按钮，可以提高后座区域的空气舒适度，使后座乘客更加舒适。大众双区全自动空调控制面板26（2）双区全自动空调控制面板的使用。大众双区全自动空调的所有设置均作为弹出信息在收音机/收音机导航系统的显示屏上进行显示。可以通过多功能显示器（MFA）中的“单位”设置，将温度在摄氏度和华氏度之间进行转换。通过操作控制面板上的座椅加热按钮，可以打开和关闭三级座椅加热装置，实现单个加热级的持续接通。操作ACMAX按钮，空调将新鲜空气鼓风机切换到最高挡，温度设置转换到“LOW”，循环空气风门关闭。头部出风口的控制在仪表板中部。27手动或自动打开和关闭循环空气风门。在自动模式中，根据传感器的信号控制循环空气风门。通过按钮下面的一个反馈信息或者收音机/收音机导航系统的显示屏显示实际的模式。通过SYNC按钮（同步按钮）将驾驶员侧的温度设置转移到副驾驶员侧。特定功能的后部操纵元件通过REAR按钮启动或锁定空调操作。28（3）全自动空调后部控制面板。如图所示为全自动空调后部控制面板。全自动空调安装了标配的后部控制面板。后部控制面板的操作按钮通过LIN总线与前部操作按钮相连。全自动空调后部控制面板29项目二汽车空调制冷系统的检查与补给30一辆大众帕萨特1.4T自动空调轿车，在夏天开空调制冷时发现空调制冷效果较差，来到4S店进行检查与修理。维修组长接到该任务后要求维修人员对该车的空调制冷系统进行检查，经初步分析，空调制冷剂不足导致该车制冷效果差，请对该车的空调制冷剂进行回收与补给作业。任务描述31制冷效果差是夏季汽车空调常见的故障，作为维修人员，在确认故障原因前要对汽车空调制冷系统进行制冷系统压力、出风口温度、风速、泄漏等检查，以缩小故障范围，而且在对汽车空调制冷系统进行维修前与维修后要对汽车空调制冷系统中的制冷剂进行回收和加注作业。任务分析321.能描述汽车空调制冷系统的组成及工作原理。2.能描述汽车空调制冷剂、冷冻机油的类型及特性，并能正确选用制冷剂。3.能正确使用汽车空调维修的各种专用仪器和工具。4.能根据汽车空调制冷系统工作原理向客户介绍制冷系统操作要领与检修项目，并完成常规检查。5.能查阅汽车空调相关维修手册和《汽车空调制冷剂回收、净化、加注工艺规范》（JT/T774—2010）等，规范完成汽车空调制冷系统的检查与补给作业。任务目标33一、汽车空调制冷系统的组成及工作原理1.汽车空调制冷系统的组成汽车空调制冷系统主要由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、蒸发器以及导管、软管、压力传感器（或压力开关）等组成。汽车空调制冷系统部分部件的功用及图示见下表。相关知识34汽车空调制冷系统部分部件的功用及图示35汽车空调制冷系统部分部件的功用及图示36汽车空调制冷系统部分部件的功用及图示372.汽车空调制冷系统的工作原理如图所示，压缩机运转时，将蒸发器内产生的低温低压（0～3℃，150kPa）气态制冷剂吸入气缸，经过压缩，使制冷剂变成高温高压（70～80℃，1500kPa）气态，然后排入冷凝器。车空调制冷系统的工作原理38在冷凝器中，高温高压气态制冷剂与外界空气进行热交换（散热），冷凝成中温高压（50～60℃，1500kPa）液态，然后流入储液干燥器，经过储液干燥器过滤、干燥后流出。经过膨胀阀的节流降压作用，制冷剂以低温低压液态进入蒸发器，低温低压液态制冷剂吸收蒸发器周围空气的热量汽化（吸热）。蒸发器附近被冷却了的空气通过鼓风机吹入车厢，实现车内制冷，同时，气态的制冷剂又被压缩机吸入，进入下一轮循环。如此使制冷剂在制冷系统内循环流动，蒸发器不断地吸收车厢内的空气热量，从而使车厢内降至适宜的温度。汽车空调制冷系统的制冷过程就是通过使制冷剂在封闭的系统内经过压缩、冷凝、节流和蒸发四个过程，让制冷剂的状态不断变化，从而实现车内连续制冷。39二、汽车空调制冷剂的类型与特性（1）环境友好性：随着全球对气候变化的关注，制冷剂的环保性能成为选择的重要指标。低全球变暖潜能（GWP）和零臭氧层破坏潜能（ODP）是当前制冷剂发展的主要目标。（2）高能效比：在保证冷却效能的同时，制冷剂应具有高能效比，以减少能源消耗和操作成本。（3）稳定性和安全性：制冷剂在不同温度和压力下都应保持化学和物理的稳定性，避免对空调制冷系统造成腐蚀或损害。同时，必须确保使用安全，特别是在高温高压的环境下。40目前，传统燃油汽车和新能源汽车采用的空调制冷剂类型主要有R134a、R1234yf、R744（CO2）、R410A四种。四种制冷剂的特性对比见下表。

四种制冷剂的特性对比41三、汽车空调冷冻机油的作用与类型1.汽车空调冷冻机油的作用（1）润滑作用。压缩机是高速运转的机器，轴承、活塞、活塞环、曲轴连杆等零件表面需要润滑以减小阻力、减轻磨损，从而延长使用寿命，降低功耗，提高制冷效果。（2）冷却作用。运动的摩擦副表面产生高温，需要用冷冻机油来冷却，冷冻机油不足会使压缩机的温度过高，降低制冷能力甚至会烧坏压缩机。同时，冷冻机油可以清洗掉摩擦产生的机械杂质，起到防锈和清洁作用。42（3）密封作用。冷冻机油在压缩机中起密封作用，使压缩机内活塞与气缸面之间以及压缩机与输出轴、各转动轴承之间密封，以防止制冷剂泄漏。（4）降低压缩机噪声。压缩机在运转过程中，通过冷冻机油不断冲洗摩擦表面，带走磨屑，减少摩擦件的磨损，降低压缩机的工作噪声。432.冷冻机油的种类及特性冷冻机油主要有PAG（聚醚类）产品和POE（多元醇酯类）产品两大类。两类冷冻机油的特性比较如下：（1）与制冷剂的相溶性方面，PAG产品比POE产品好，特别是PAG产品在低温下（-30℃）的相溶性更好。POE产品一般在

-20℃温度下易和R134a制冷剂分离。（2）与水的亲和性方面，PAG产品的吸水性更强，POE产品的吸水性稍弱。冷冻机油吸水后会产生酸，从而加速橡胶管路最内层材料的老化。44四、汽车空调制冷系统常用检测工具1.歧管压力表如图所示，歧管压力表主要由高压压力表、低压压力表、高压手动阀、低压手动阀及三根软管等组成。歧管压力表配有不同颜色的三根连接软管，一般规定蓝色软管通过低压适配接头与空调制冷系统低压检修阀连接，红色软管通过高压适配接头与空调制冷系统高压检修阀连接，黄色软管又称为中间维修软管，连接真空泵、制冷剂加注阀或制冷剂罐。歧管压力表所用压力表为弹簧管式压力表。低压压力表既用于显示压力，又用于显示真空度。45歧管压力表46歧管压力表是汽车空调维修常用的一种专用工具，它的主要功能有检测空调制冷系统压力、对制冷系统进行抽真空、加注制冷剂。为实现以上不同功能，歧管压力表中高、低压手动阀的工作状态也不同。歧管压力表高、低压手动阀不同工作状态对应的功能见下表。47

歧管压力表高、低压手动阀不同工作状态对应的功能48

歧管压力表高、低压手动阀不同工作状态对应的功能492.检漏工具空调制冷系统使用过程中制冷效果不好，一般是由于空调制冷系统密封性变差导致制冷剂泄漏引起的，这就需要进行空调制冷系统的检漏。（1）外观检漏。外观检漏是指用眼睛查看制冷系统（特别是制冷系统的管路接头部位）是否有冷冻机油渗漏痕迹的一种检漏方法。50（2）真空检漏。先把歧管压力表高压软管接到空调制冷系统高压检修阀上，再把低压软管接到低压检修阀上，把中间维修软管接到真空泵上。打开歧管压力表高压手动阀与低压手动阀，启动真空泵，并观察低压压力表上显示的真空度，直到将系统抽真空至真空度为

-90kPa左右，保持一段时间（一般数十分钟）。然后，关闭歧管压力表上的高、低压手动阀，观察压力是否回升，如压力回升，则表示空调制冷系统有泄漏。（3）荧光检漏。荧光检漏是利用荧光剂在紫外线灯照射下会发出亮光的原理，对各类系统中的流体渗漏进行检测的。51（4）电子检漏仪检漏。电子检漏仪如图所示，在使用时，要按照制造厂商的说明书进行操作。尽管不同的电子检漏仪操作程序可能不同，但电子检漏仪基本操作步骤见下表。电子检漏仪52电子检漏仪基本操作步骤53电子检漏仪基本操作步骤543.真空泵空调制冷系统在加注制冷剂前，或拆卸与更换制冷系统零部件后，必须对制冷系统进行抽真空操作，然后才能充注制冷剂。抽真空的目的是把制冷系统中的空气和水分抽出，但抽真空并不能直接把水抽出，而是让制冷系统内有一定真空度后降低水的沸点，水在较低的温度下沸腾或汽化，以蒸汽形式从制冷系统内排出。真空泵是制冷系统抽真空的必备设备。55真空泵的使用注意事项如下：（1）检查真空泵润滑油液面是否达到规定高度，若未达到规定高度，应加注润滑油。（2）检查吸、排气管是否畅通。（3）一般中、小型汽车空调维修时所用真空泵的抽气速率为1.5m3/h。564.制冷剂回收加注机在修理汽车空调的过程中经常要拆开空调制冷系统，如果将制冷剂排到大气中，既浪费又污染环境。可以用制冷剂回收加注机将制冷剂回收，在对制冷剂没有严格要求的场合，回收的制冷剂可继续使用，既起环保作用，又可将其再利用，以节省维修成本。57制冷剂回收加注机的主要功能如下：（1）回收制冷剂。使用制冷剂回收加注机时，可将制冷剂回收加注机上的高、低压软管快速接头关闭后，接到汽车空调制冷系统的高、低压检修阀上，打开快速接头，便可通过机器自带的高、低压压力表，观察汽车空调制冷系统高、低压侧压力。执行制冷剂回收加注机的回收程序，既可定量回收，也可自动回收，最后还会显示出回收量，既方便又人性化。58（2）排冷冻机油。汽车空调制冷系统中，因为有冷冻机油的存在，且冷冻机油会和制冷剂溶合在一起，所以，在回收制冷剂的时候，自然也会将制冷系统中的旧冷冻机油抽回机器中。手动或机器自动执行制冷剂回收加注机的排油流程，即可将旧冷冻机油排至排油瓶中。（3）抽真空、检漏。因泄漏或制冷剂不纯、品质低等原因，汽车空调制冷系统中会存在空气，而这会严重影响制冷效果。执行制冷剂回收加注机的抽真空功能，即可自由设定或按程序自定义时间完成制冷系统抽真空作业，并能自动停机。部分制冷剂回收加注机上也会带有真空表，可随时查看制冷系统真空状态，以判断车辆空调制冷系统是否存在泄漏。59（4）加冷冻机油。制冷剂回收过程中，将汽车空调制冷系统中的旧冷冻机油回收到了制冷剂回收加注机中，自然要重新向空调制冷系统补充新冷冻机油。传统的空调维修方法，需要在加冷冻机油之后，重新抽真空，以便进行后续的制冷剂加注工作。而制冷剂回收加注机可以省去这一重复操作过程，也减少了冷冻机油的消耗，只需保证制冷剂回收加注机中的注油瓶内有新油，执行加油程序即可。60（5）加注制冷剂。在确保汽车空调制冷系统无泄漏等故障后，即可按具体车辆标注参数设定制冷剂加注量，执行加注程序。整个过程无须启动车辆即可完成制冷剂加注操作，既安全又节约燃油。即使出现加注过程缓慢的情况，也可以关闭快速接头取下高压软管后，启动车辆，开启空调制冷系统，从低压软管加注。（6）测量制冷系统压力。可通过面板上的高、低压压力表测量车辆制冷系统压力，确定制冷系统中的制冷剂量并作为故障判断的依据。615.风速计风速计是专门用于检测出风口风量大小的仪器，如图所示为风速计与检测结果显示。风速计与检测结果显示626.温度计温度计用来检测空调各出风口的出风温度，如图所示为电子温度计与检测结果显示。测量出风口的出风温度时，应将采样探头插入出风口内10cm左右。电子温度计与检测结果显示637.制冷剂鉴别仪制冷剂鉴别仪主要用来检测制冷剂的类型、纯度、非凝性气体以及其他杂质。如图所示为制冷剂鉴别仪与检测结果显示，其检测结果的具体含义见下表。

制冷剂鉴别仪与检测结果显示64

制冷剂鉴别仪检测结果的具体含义65项目三汽车空调制冷系统主要部件的检修66一辆大众帕萨特1.4T自动空调轿车，在夏天开空调制冷时发现空调制冷效果较差，来到4S店进行检查与修理。维修组长接到该任务后要求维修人员对该车的空调制冷系统进行检查，经初步分析，空调制冷系统部件有故障导致该车制冷效果差，请对该车的空调制冷系统主要部件进行检查与更换。任务描述67汽车空调制冷系统涉及的部件比较多，安装位置较复杂且隐蔽，拆检有一定难度。对于自动空调，又涉及控制单元、传感器和执行器的检查与更换，这均要求维修人员对自动空调制冷系统主要部件的结构和工作原理较熟悉。任务分析681.能描述汽车空调制冷系统主要部件的作用及结构。2.能描述汽车空调制冷系统主要部件的工作原理。3.能查阅维修手册，规范完成汽车空调制冷系统主要部件的检查与更换。任务目标69一、压缩机1.汽车空调制冷系统的主要部件汽车空调制冷系统的主要部件有压缩机、冷凝器、储液干燥器、节流元件、蒸发器、鼓风机、风扇、管道等。相关知识702.压缩机的作用、类型及工作原理（1）压缩机的作用。压缩机作为制冷系统中必不可少的部件，它的主要作用是使制冷剂在系统内保持不断循环，达到制冷的目的。压缩机运转时，将蒸发器内产生的低温低压气态制冷剂吸入并压缩成为高温高压气态制冷剂，然后输送到冷凝器中。71（2）压缩机的类型及工作原理。汽车空调用的压缩机是一种通过机油来润滑的容积式压缩机。只有在电磁离合器接通空调装置后，压缩机才开始工作。压缩机从蒸发器中抽取低压、较凉、气态的制冷剂，经压缩后将较热的气态制冷剂压入冷凝器内（制冷剂循环管路的高压侧）。所以压缩机也是制冷剂循环管路高压侧和低压侧的分界点。72压缩机有以下几种类型：731）曲轴连杆式压缩机。曲轴连杆式压缩机作为早期产品，目前仍然大量应用在公共汽车和旅游汽车上。曲轴连杆式压缩机对制冷剂蒸气的压缩，是通过活塞在气缸内往复运动来完成的，它的动力通过带轮从发动机输入。曲轴连杆式压缩机的工作过程由压缩、排气、膨胀、吸气四个过程组成。如图所示为曲轴连杆式压缩机，其结构与发动机曲柄连杆机构相似。曲轴连杆式压缩机742）摇摆斜盘式压缩机。如图所示为摇摆斜盘式压缩机的结构，该类压缩机与曲轴连杆式压缩机一样，工作循环也具有压缩、排气、膨胀、吸气四个过程。摇摆斜盘式压缩机的结构75摇摆斜盘式压缩机的工作原理如图所示，当压缩机驱动轴（主轴）带动端面凸轮旋转时，端面凸轮推动斜盘左右摆动，从而带动斜盘另一端的活塞左右移动，驱动轴每转动一周，一个气缸便完成压缩、排气、膨胀、吸气的一个循环。一般一个斜盘配有三至五个活塞，这样在驱动轴转动一周时，相应的三个（五个）气缸就有三次（五次）排气过程。摇摆斜盘式压缩机的工作原理763）回转斜盘式压缩机。回转斜盘式压缩机的主要零件有缸体，前、后缸盖，前、后阀板，活塞等。如图所示为回转斜盘式压缩机的斜盘与活塞，斜盘固定在主轴上，钢球用滑靴和活塞的联结架固定。钢球的作用是使斜盘的旋转运动转换为活塞的直线运动时，由滑动变为滚动。回转斜盘式压缩机的斜盘与活塞774）涡旋式压缩机。涡旋式压缩机的结构如图所示，它的工作原理如图所示。涡旋式压缩机的结构1—进气口2—排气口3—涡旋定盘4—涡旋动盘5—缸体6—涡旋盘端面密封垫7—曲轴78涡旋式压缩机的工作原理79（3）压缩机电磁离合器的作用、组成及工作原理。1）电磁离合器的作用。汽车空调压缩机是发动机通过带轮驱动的。电磁离合器的作用是控制压缩机和发动机带轮之间的动力连接。电磁离合器可以按照驾驶员操作空调控制面板的指令或系统指令的要求使压缩机运转或停止。802）电磁离合器的组成。电磁离合器一般由吸盘、带轮和电磁线圈等组成，如图所示。电磁离合器的组成813）电磁离合器的工作原理。电磁离合器的工作原理如图所示。电磁离合器的工作原理82二、冷凝器1.冷凝器的作用及工作原理冷凝器的作用是将来自压缩机的高温高压气态制冷剂散热冷凝成为中温高压液态制冷剂。冷凝器一般安装在散热器的前方，这样可以提高冷凝器的效率。冷凝器的工作原理如图所示，工作时，从压缩机出来的高温高压气态制冷剂被压入冷凝器的上部，冷凝器的蛇形管和金属薄片会吸收热量，较冷的环境空气穿过冷凝器也会吸收热量，于是高温高压气态制冷剂冷凝成为中温高压液态制冷剂。83冷凝器的工作原理842.冷凝器的结构与类型冷凝器由迂回的蛇形管构成，蛇形管与金属薄片刚性连接在一起，这样就可获得较大的散热面积和更好的热传递效果。在打开空调后，冷凝器由冷凝器风扇来冷却，以保证制冷系统的正常工作。冷凝器的类型见下表。冷凝器的类型85冷凝器的类型86三、蒸发器1.蒸发器的作用、安装位置及工作原理如图所示，蒸发器也是一个热交换器，其作用是将低温低压的制冷剂气液混合体（低温低压雾状制冷剂）吸热汽化，使之成为低温低压的气体（低温低压气态制冷剂），然后被压缩机吸入。轿车空调的蒸发器一般都安装在仪表板内。蒸发器的外形及作用87膨胀阀喷出的雾状制冷剂在蒸发器中蒸发汽化，热空气在鼓风机作用下强制通过蒸发器时，空气中的热量被汽化的制冷剂吸收，最终液态的制冷剂逐渐汽化变为饱和蒸气，从而达到降低车内空气温度的目的。蒸发器还有除湿的功能，冷却的空气中的水分在低于露点温度处会聚集在一起形成冷凝水，于是空气就脱水变干燥了，从而改变车内的温度和空气质量。除了水分会聚集到蒸发器上，空气中的悬浮物也会聚集到蒸发器上，因此蒸发器还会“净化”空气。882.蒸发器的类型蒸发器与其他零部件构成了蒸发箱总成，轿车一般将蒸发箱总成布置在仪表板右下侧；面包车、中型客车经常采用车内吊顶式蒸发箱总成。蒸发器的类型见下表。蒸发器的类型89蒸发器的类型90四、节流元件1.膨胀阀的作用（1）节流降压。它将从冷凝器来的中温高压液态制冷剂节流降压，成为容易蒸发的低温低压雾状制冷剂，即分开制冷剂的高压侧和低压侧。（2）自动调节制冷剂流量。由于制冷负荷的改变以及压缩机转速的改变，制冷剂流量要有相应的调节，以保持车厢内温度稳定。膨胀阀能自动调节进入蒸发器的制冷剂流量，以满足制冷循环的要求。（3）控制制冷剂流量，防止“液击”和异常过热的发生。912.膨胀阀的类型根据外形不同，常见的膨胀阀有F型和H型两种。根据平衡方式不同，F型又可分为内平衡式和外平衡式两种。如图所示为三种类型的膨胀阀。三种类型的膨胀阀923.膨胀阀的工作原理（1）F型外平衡式膨胀阀的结构与工作原理。如图所示为F型外平衡式膨胀阀的结构。当蒸发器温度稳定时，感温包压力、弹簧压力及蒸发器内制冷剂压力处于平衡状态，球阀处于静止状态，制冷剂的流量稳定。F型外平衡式膨胀阀的结构1—制冷剂进口2—制冷剂出口3—感温包4—测量小孔5—球阀6—弹簧7—膜片8—制冷剂9—压力补偿管93当蒸发器温度升高时，其出口温度上升，感温包压力上升，克服弹簧压力的作用，使球阀下移，阀门开度增大，制冷剂流量增大。当蒸发器温度降低时，其出口温度下降，弹簧压力大于感温包压力，球阀上移，阀门开度减小，制冷剂流量减小。94（2）H型膨胀阀的结构。如图所示为H型膨胀阀的结构，该H型膨胀阀是热控型的，配有带热敏头和球阀的控制装置。位于膜片一侧的热敏头内填充有特殊气体，另一侧则通过压力平衡孔与蒸发器出口（低压端）相连。球阀由推杆驱动。特殊气体的压力以及制冷剂的喷注量取决于低压端的温度。膨胀阀总是配有隔热装置。H型膨胀阀的结构95H型膨胀阀中有三种作用力，如图所示。H型膨胀阀中的三种作用力96（3）H型膨胀阀的工作原理。制冷负荷的增加将提高蒸发器出口的温度，致使热敏头内特殊气体的压力（Pa）升高，工作过程如图所示。H型膨胀阀工作过程（一）97球阀的截面通过膜片和推杆增大，工作过程如图所示。制冷剂流入蒸发器，并在从高压变为低压的过程中吸收热量。当暖空气流经蒸发器时，空气中的热量被吸收。H型膨胀阀工作过程（二）98当蒸发器出口处制冷剂的温度下降时，热敏头中的压力（Pb）也会下降，工作过程如图所示。球阀的截面减小，流向蒸发器的制冷剂流速下降，工作过程如图所示。H型膨胀阀工作过程（三）H型膨胀阀工作过程（四）994.孔管的结构与工作原理孔管又称为节流管，是主要用于孔管系统的节流元件，其结构如图所示，它没有感温包、平衡管，而是由一个小孔节流元件和一个网状过滤器组成。与膨胀阀相比，孔管结构简单，可靠性好，价格便宜，但是孔管只有节流膨胀的作用，没有调节制冷剂流量的功能。孔管的结构100项目四汽车空调暖风及通风配气系统的检修101一辆大众帕萨特1.4T自动空调轿车，在冬天开空调制热时发现空调没有暖风，来到4S店进行检查与修理。维修组长接到该任务后要求维修人员对该车的空调暖风系统进行检查，经初步分析，空调暖风系统部件有故障导致该车空调没有暖风，请对该车的空调暖风系统主要部件进行检查与更换。任务描述102传统汽车空调暖风是利用发动机余热来实现的，涉及发动机冷却系统、暖风和通风配气系统，以及控制单元、传感器和执行器，这就要求维修人员对汽车空调暖风及通风配气系统的组成、结构和工作原理很熟悉。任务分析1031.能描述汽车空调暖风系统的组成与工作原理。2.能描述汽车空调通风配气系统的组成与工作原理。3.会检查汽车空调通风配气系统中各个部件的工作情况。4.能就车更换空调滤清器、热交换器及鼓风机。5.会对通风配气系统进行检查，并能排除通风配气系统简单故障。任务目标104一、汽车空调暖风系统1.汽车空调暖风系统的分类（1）余热式暖风系统。余热式暖风系统利用发动机的余热来直接供暖，其多用于需要热量较少的轿车、货车和中小型客车。余热式暖风系统设备简单，使用安全，运行经济，其缺点是受汽车运行工况的影响，发动机停止运行时，就没有暖风提供。余热式暖风系统又分为水暖式和气暖式两种。相关知识105（2）独立式暖风系统。独立式暖风系统在专门的燃烧器里燃烧汽油、煤油、柴油等燃料，产生的热量加热空气，并将加热后的空气输送到车内提高温度。独立式暖风系统一般适用于大型的豪华旅游车，其特点是产生的热量多，且不受汽车运行工况的影响，但设备复杂，使用和维护成本都较高。1062.汽车空调暖风系统的结构及工作原理现在轿车上大多采用水暖式暖风系统，利用发动机冷却液的温度进行取暖，其工作原理如图所示。水暖式暖风系统的工作原理107发动机运转时，带动水泵（冷却液泵）工作，使发动机的冷却液经过热水阀流入加热器芯（热交换器），这时鼓风机送来的冷空气经过加热器芯，把冷却液的热量带走，从而变成热空气并被送入车内实现取暖，冷却液的温度下降，通过水泵又流入发动机冷却液管路。水泵不停地循环工作，冷却液不断地流入加热器芯，使车内不断地有热风吹出。通过控制热水阀的开度改变冷却液的流量，从而控制车内温度的高低。现在汽车空调大多采用冷暖一体化空调，暖风系统热水阀已经被取消，即发动机运转时冷却液就会流经加热器芯，这时暖风温度通过通风配气系统中的温度混合风门进行控制。108二、汽车空调通风系统1.自然通风自然通风是指利用汽车行驶时产生的风压，将外部空气引入车内，空气的引入口设在正压部位，车内空气的排出口设在负压部位，如行驶过程中打开的车窗玻璃。如图为自然通风示意图。自然通风示意图1092.强制通风不管是轿车还是客车，它们的强制通风方式都是利用鼓风机强制引入车外新鲜空气，如图为强制通风示意图。不同的是轿车的进风口设置在车头，而客车的进风口一般设置在车顶，但出风口都设置在车体尾部。强制通风示意图1103.汽车空调的空气净化方式（1）空气过滤式。空气过滤式空气净化系统在空调的进风口处设置空调滤清器，空调滤清器如图所示，它仅能滤除空气中的灰尘和杂物，结构简单，工作可靠，只需定期清理过滤网上的灰尘和杂物即可，现在汽车空调广泛采用此方式。空调滤清器111（2）静电集尘式。静电集尘式空气净化系统在进风口的过滤器后再设置一套静电除尘装置或单独安装一套用于净化车内空气的静电除尘装置，如图所示。它除了能够过滤和吸附烟尘等微小颗粒杂质外，还具有除臭、杀菌作用，有的还能产生负氧离子，使空气更为新鲜洁净。此方式一般用在高档车上。静电集尘式空气净化系统112三、汽车空调配气系统1.汽车空调配气系统的作用汽车空调配气系统的主要作用是根据驾驶员的需要，把不同温度的空气通过不同出风口（中央出风口、脚部出风口和除霜出风口）送出。2.汽车空调配气系统的组成汽车空调配气系统主要由空气进入段、空气混合段和空气分配段三部分组成。汽车空调配气系统的结构如图所示。113汽车空调配气系统的结构114（1）空气进入段。空气进入段主要由新鲜空气（车外空气）入口、车内循环空气入口、新鲜空气/车内循环空气风门（车外空气/车内循环空气风门）和鼓风机组成，其作用是控制车外空气和车内循环空气的进入。如图所示为鼓风机与车外空气/车内循环空气风门实物。如图所示为车外/车内循环原理。鼓风机与车外空气/车内循环空气风门实物115车外/车内循环原理116（2）空气混合段。空气混合段主要由蒸发器、加热器芯和温度混合风门（调温门）组成，其作用是调节驾驶员所需温度的空气。如图所示为蒸发器、温度混合风门和加热器芯实物。蒸发器、温度混合风门和加热器芯实物117（3）空气分配段。如图所示，空气分配段主要包括中央风门、脚部/除霜风门和三个出风口（中央出风口、脚部出风口和除霜出风口），其作用是使调节好的空气吹向面部、脚部和风窗玻璃。空气分配段1183.汽车空调配气系统的工作原理鼓风机将车内或车外的空气引入配气系统内，经过蒸发器后变为冷风，如果温度混合风门把加热器芯完全关闭，这时吹出的空气最冷，反之，如果温度混合风门完全打开，这时吹出的空气最热。如果把温度混合风门开在最冷位置与最热位置之间的不同位置，吹出的空气即为不同温度的空气。最终不同温度的空气经过空气分配段进入车内。119项目五汽车空调控制系统的检修120一辆大众帕萨特1.4T自动空调轿车，在夏天开空调时发现空调不制冷，来到4S店进行检查与修理。经维修组长检查，确认是汽车空调控制系统有故障导致的空调不制冷，要求维修人员对该车的空调控制系统进行检测，并排除该故障。任务描述121汽车空调控制系统有故障导致空调出现不制冷的问题时，作为维修人员，首先要熟悉汽车空调控制系统的组成及控制原理，其次要会使用诊断仪对车辆空调控制系统进行自诊断检查，以缩小故障范围，另外根据电路图分析故障原因，通过线路和元件测量，最终确认故障点并修复。任务分析1221.能描述汽车空调控制系统的组成及功能。2.能描述汽车自动空调控制系统的组成及控制原理。3.能描述汽车空调信号输入装置的作用，并进行检测。4.会使用诊断仪进行汽车自动空调控制系统自诊断检查。5.能描述汽车空调执行器的控制原理，并能对汽车空调执行器进行检测。任务目标123一、汽车空调控制系统1.汽车空调控制系统的组成汽车空调控制系统由空调控制面板、空调控制器、压缩机、鼓风机、冷凝器风扇电动机、各类风门执行器及传感器等组成。汽车空调控制系统的作用一方面是对制冷系统和暖风系统的温度、压力进行控制，另一方面是对车内空气的温度、风量、风向进行控制，以完善空调的各项功能。相关知识1242.汽车自动空调控制系统的功能（1）汽车空调自动调节功能。包括车内温度和湿度自动调节、进风和出风模式自动控制等功能。控制单元将根据驾驶员或乘员操作空调控制面板上的按钮进行的设定，使空调自动运行，并根据各种传感器输入的信号，对送风温度和送风速度及时地进行调整，使车内的空气环境保持最佳状态。控制单元还可以根据气候变化，通过选择进风口，改变车内的温度分布。125（2）经济运行控制功能。当车外温度与设定的车内温度较接近时，控制单元可以缩短压缩机的工作时间，甚至在不启动压缩机的情况下，就能使车内温度保持设定状态，达到节能目的。（3）全面的显示功能。通过安置在汽车仪表板上的空调显示仪表和指示灯，可以随时显示当时的设置温度、车内温度、车外温度、送风速度、进风和出风口状态以及空调运行方式等信息，使驾驶员能够及时全面地了解空调的工作状态。126（4）故障检测和安全功能。控制单元通过自诊断可以对空调的状态进行检测，并对故障情况进行判断，当空调出现故障时，使空调转入相应的故障安全状态，防止故障进一步扩大。除此之外，为满足车上乘员对温度的不同要求，出现了多温区自动空调，实现了车厢内不同区域的温度单独调节，如大众凌渡的双温区自动空调、大众途安L的三温区自动空调和大众辉昂的四温区自动空调。1273.汽车自动空调控制系统的组成及控制原理汽车自动空调控制系统主要由信号输入装置（传感器或开关信号）、控制单元和执行器三部分组成。如图所示为自动空调控制系统的结构，自动空调控制系统中的传感器主要有环境温度传感器、仪表板温度传感器、阳光照度传感器、中央及脚部出风口温度传感器、高压传感器（空调压力传感器）、各个风门伺服电动机电位计和蒸发器温度传感器等；执行器主要有压缩机电磁离合器（或压缩机控制电磁阀）、鼓风机、散热器风扇（冷凝器风扇）和各个风门伺服电动机等；控制单元主要有空调控制单元、发动机控制单元、仪表控制单元和车身控制单元等，控制单元之间通过CAN总线经网关进行信息传输。128自动空调控制系统的结构129如图所示，自动空调控制系统的控制原理是空调控制单元根据车内温度传感器、车外温度传感器、阳光照度传感器、蒸发器温度传感器、发动机冷却液温度传感器等各个传感器检测到的车内与车外温度、阳光照度、蒸发器温度、发动机冷却液温度等信号，以及其他有关的开关信号（主要指空调控制面板上的按键操作信号），控制压缩机、鼓风机、风扇及各个伺服电动机的工作状态，实现自动控制车内温度、湿度、风量和风向。130自动空调控制系统的控制原理131二、汽车空调信号输入装置汽车空调控制系统信号输入装置主要有环境温度传感器（车外温度传感器）、仪表板温度传感器（车内温度传感器）、新鲜空气温度传感器、空气质量传感器、阳光照度传感器、高压传感器（空调压力传感器）、蒸发器温度传感器、发动机冷却液温度传感器、中央出风口温度传感器、脚部出风口温度传感器、空调控制面板上的不同开关按键等。不同车型的各传感器在名称上会有所区别，但作用与原理是相似的。如图所示为汽车自动空调部分传感器在车上的安装位置。132汽车自动空调部分传感器在车上的安装位置1331.环境温度传感器（车外温度传感器）环境温度传感器又称车外温度传感器。如图所示，环境温度传感器安装在车辆前端，进气格栅后面，采用负温度系数的热敏电阻，控制单元提供5V的参考电压，电阻的变化能反映实际的环境温度。环境温度传感器的信号直接传给车身控制单元，车身控制单元通过CAN总线将温度信号传给空调控制单元，空调控制单元根据环境温度来调整温度混合风门的位置和鼓风机的转速。环境温度传感器的安装位置1342.仪表板温度传感器（车内温度传感器）仪表板温度传感器又称车内温度传感器，一般安装在空调控制面板上，如图所示。仪表板温度传感器的安装位置135仪表板温度传感器的结构如图所示，它主要由一个“集成式热敏光学传感器”组成。该传感器是一个带有光电二极管的NTC元件，不仅可以测量日光照射表面的温度，还可以测量日光照射强度。因此，该传感器能够在传感器表面受热较大的情况下准确测量车内空间的空气温度。该传感器信号通过信号导线传输给空调控制单元，随后空调控制单元对传感器信号进行分析，并调节乘员区的温度。当仪表板温度传感器失灵时，空调控制单元会假设车内温度为24℃而应急运行。仪表板温度传感器的结构1363.新鲜空气温度传感器如图所示，新鲜空气温度传感器安装在空调的进风口处，为负温度系数热敏电阻传感器，在停车或低速行驶时，它能提供更为准确的外部温度信号。空调控制单元记录新鲜空气温度传感器和环境温度传感器检测的温度值，并选用较低的温度值，以确保车内可获得最佳空气温度调节。新鲜空气温度传感器的安装位置1374.空气质量传感器如图所示，空气质量传感器安装在空调的进风口处。空气质量传感器主要用于检测进入车内的空气质量好坏，以控制进气内外循环模式的转换。如图所示，在自动空气外循环运行模式接通的情况下，空气质量传感器会检测吸入空气中的有害物质浓度。如果空气质量传感器检测到有害物质浓度明显升高，则暂时接通空气内循环运行模式。当有害物质浓度下降到正常水平时，自动切断空气内循环运行模式，以便重新向车内输送新鲜空气。138空气质量传感器的工作原理1395.阳光照度传感器如图所示，阳光照度传感器安装在前风窗玻璃下方的除霜出风口中间位置。阳光照度传感器用于检测阳光照射强度，主要为温度和风速自动控制提供信号依据。阳光照度传感器的安装位置140阳光照度传感器为光电传感器，利用光电效应，将阳光照射强度转变为电信号，并输送给空调控制单元，以修正控制温度混合风门的位置和鼓风机的转速。如图所示，阳光照度传感器主要由光学元件、光电二极管、空气滤清器和壳体等组成。阳光照度传感器的供电电压为5V，一般情况下，在强阳光下测量，它的电压小于1V，电阻为4kΩ；用布遮住阳光照度传感器，它的电压大于4V，电阻为无穷大。当阳光照度传感器失灵时，空调控制单元以假设固定值应急运行。141阳光照度传感器的结构1426.高压传感器高压传感器又称空调压力传感器，安装在空调制冷系统的高压管路上，如图所示。高压传感器的安装位置143高压传感器主要用来检测空调制冷系统高压管路中制冷剂的压力，空调控制单元根据该压力信号，可以控制散热器风扇转速、调节压缩机的负荷并且能够检测制冷剂的消耗情况。高压传感器的工作原理如图所示，12V电源为高压传感器供电，高压传感器中的电子元件发出一个与压力匹配的脉宽调制信号，脉宽调制信号的占空比决定与压力匹配的散热器风扇转速，在此情况下，散热器风扇以无级调速方式启动。制冷剂压力达到大约7bar后才启动散热器风扇；脉宽调制信号的占空比大约为75%时，制冷剂压力会达到大约30bar；脉宽调制信号的占空比大约为25%时，制冷剂压力大约为4.7bar。144高压传感器的工作原理1457.蒸发器温度传感器自动空调还装有蒸发器温度传感器，它安装在蒸发器出口处的空气道中，如图所示。蒸发器温度传感器为空调控制单元提供蒸发器出口处空气温度连续的数据，从而进一步修正温度混合风门的位置，也更精确地控制压缩机，防止蒸发器结霜。蒸发器温度传感器的安装位置146三、汽车空调执行器1.汽车空调压缩机的控制原理压缩机控制电路的功用是控制压缩机电磁离合器吸合，从而使汽车空调制冷系统工作，给车内驾乘人员提供冷气。压缩机控制电路主要由空调开关、空调压力传感器、环境温度传感器、蒸发器温度传感器、空调继电器、空调控制单元、发动机控制单元等主要部件组成。压缩机控制电路的工作要求是防止蒸发器结霜、保护制冷循环、保持车辆性能。147（1）防止蒸发器结霜。当热空气通过蒸发器散热片时，热空气会被冷却，热空气中的水蒸气开始凝结，然后在散热片上形成水滴。如果散热片被冷却到低于0℃，则水滴就结冰继而成霜。当结霜时，蒸发器的热传递效率就会降低，导致不能获得足够的制冷能力。因此，压缩机控制电路采用温控器或蒸发器温度传感器，检测蒸发器表面温度，以防止蒸发器结霜。148（2）保护制冷循环。制冷剂不足或冷凝器散热不良都会造成制冷循环中出现异常低压或异常高压的情况。因此，压缩机控制电路采用空调压力开关或空调压力传感器，检测空调管路异常压力，以控制切断压缩机，保护制冷循环。（3）保持车辆性能。因为压缩机的驱动力来自发动机，所以发动机就会多承受一个负荷。为了将压缩机对车辆性能的影响减小到最低程度，需要进行加速切断控制和低速切断控制。另外，当发动机冷却液温度高于120℃时，压缩机也会被切断。1491）加速切断控制。当车辆加速，尤其从低速加速时，需要很大的发动机输出功率。为了有效地把所有的发动机输出功率用于加速并维持冷却效率，压缩机电磁离合器要关闭几秒来降低发动机的负荷。发动机ECU根据发动机转速、歧管真空度、节气门开度和车辆速度等来控制压缩机电磁离合器的切断，如图所示。加速切断控制的工作原理1502）低速切断控制。如图所示，当发动机怠速转速低于指定的怠速转速时，发动机ECU将检测发动机转速、节气门开度，然后切断电磁离合器继电器的供电，使压缩机停止工作，以降低发动机的负荷。低速切断控制的主要目的是防止由于突然减速而造成发动机的停机。低速切断控制的工作原理1512.汽车空调鼓风机的控制原理鼓风机控制电路的功用主要是根据鼓风机挡位的变化，改变鼓风机转速，以调节出风量的大小。鼓风机控制电路一般有三种型式：串联电阻切换型、线性控制型和PWM（脉宽调制）控制型，如图所示。手动空调控制系统主要采用串联电阻切换型，直接控制鼓风机的转速；而自动空调控制系统主要采用线性控制型或PWM控制型，通过ECU控制鼓风机的转速，控制精度更高，鼓风机的转速可以实现更多的变化。152串联电阻切换型线性控制型153PWM（脉宽调制）控制型154手动空调鼓风机控制电路主要由鼓风机开关、调速电阻器和鼓风机组成。自动空调鼓风机控制电路主要由鼓风机开关（空调控制面板上）、空调控制单元和带有控制单元的鼓风机（见下图）组成。带有控制单元的鼓风机155在自动空调中，鼓风机带有控制单元，由鼓风机控制单元进行调速，区别于手动空调的串联电阻切换式调速。在大众帕萨特1.4T自动空调轿车中，空调控制单元与鼓风机控制单元之间有两条线路连接，如图所示，一条是信号线，空调控制单元通过PWM信号控制鼓风机；另一条是反馈线，用于向空调控制单元发送诊断反馈信息。如果诊断反馈信息中传输一个脉冲，空调控制单元借此识别到没有故障；两个脉冲表示电流限值；三个脉冲表示温度过高，且可能导致鼓风机功率降低或关闭。156鼓风机的控制原理1573.汽车空调冷凝器风扇的控制原理冷凝器风扇控制电路的功用是根据发动机冷却液温度信号和空调制冷剂压力信号，控制冷凝器风扇工作，同时满足散热器散热和冷凝器散热的需要。冷凝器风扇不仅为发动机冷却系统提供足够的冷却风量，将散热器内高温的冷却液冷却，还对空调制冷系统冷凝器进行散热冷却，将冷凝器内的高温高压气态制冷剂冷凝成中温高压液态制冷剂。158冷凝器风扇控制电路的控制原理是当发动机冷却液温度或空调制冷剂压力超过规定的限值时，发动机控制单元根据发动机冷却液温度、空调开关情况、空调制冷剂压力等信号控制风扇继电器（或风扇控制器）工作，驱动风扇电动机，使冷凝器风扇运转，并控制冷凝器风扇实现转速变化。冷凝器风扇的控制方式有两种：第一种是开关控制方式，如图所示；第二种是PWM控制方式，如图所示。159冷凝器风扇采用开关控制方式的控制电路160冷凝器风扇采用PWM控制方式的控制原理161冷凝器风扇采用开关控制方式时，其优点是控制电路简单，仅受热敏开关（发动机冷却液温度开关）及空调压力开关控制，满足任何一个开关的条件即自动接通风扇电动机；缺点是风扇电动机转速仅有高、低两挡。冷凝器风扇采用PWM控制方式时，控制元件主要有空调压力传感器、空调控制单元、发动机冷却液温度传感器、发动机控制单元、风扇控制器、风扇电动机等。其优点是发动机控制单元对发动机及其周围环境的参数考虑较为周全，风扇可实现多级调速，而且有应急运行模式，能效更高，达到了节能降耗的目的；缺点是信号控制较复杂，维修难度增加。162如上图所示，发动机控制单元控制冷凝器风扇，风扇转速取决于发动机冷却液温度和空调制冷系统的制冷剂压力两个信号的变化。发动机控制单元通过脉宽调制信号启动风扇控制器。如果发动机控制单元没有收到来自空调控制单元的信息，则发动机控制单元将以100%脉宽调制启动风扇，以应对紧急情况。1634.汽车空调风门伺服电动机的控制原理（1）新鲜空气风门伺服电动机。新鲜空气风门伺服电动机通过带两个导向槽的驱动盘同时控制着风滞压力风门和新鲜空气/车内循环空气风门。汽车行驶速度发生变化时，对空气的分流能力有很大影响，车内新鲜空气的流量也会发生变化。164空调控制单元根据汽车行驶速度、鼓风机转速和车内温度来控制和调整新鲜空气风门伺服电动机，通过风滞压力风门改变吸入管道流通截面积，保证新鲜空气流量的恒定。其调整范围为从“底部”终端位置到“上部”终端位置。新鲜空气风门伺服电动机带有电位计，它通过反馈值将风门的位置信号传给空调控制单元。风滞压力风门和新鲜空气/车内循环空气风门的工作情况见下表。165

风滞压力风门和新鲜空气/车内循环空气风门的工作情况166

风滞压力风门和新鲜空气/车内循环空气风门的工作情况167（2）温度混合风门伺服电动机。温度混合风门伺服电动机如图所示，它安装在空调器总成下部。温度混合风门用于改变冷热空气的混合程度，保证车内温度在所有运行状态下保持大致的恒定。温度混合风门伺服电动机根据空调控制单元的指令操纵温度混合风门。温度混合风门伺服电动机带有电位计（需5V电源供电），可将相应的温度混合风门位置信号反馈给空调控制单元。温度混合风门伺服电动机的调整范围为从“采暖”终端位置（空气通过加热器芯）到“制冷”终端位置（空气不通过加热器芯）。168温度混合风门伺服电动机169（3）中央风门伺服电动机。中央风门伺服电动机如图所示，它安装在空调器总成下部。中央风门伺服电动机170（4）脚部/除霜风门伺服电动机。脚部/除霜风门伺服电动机如图所示，它安装在空调器总成左侧。脚部/除霜风门伺服电动机171项目六新能源汽车空调系统故障检测与诊断172在酷热的夏天，一辆大众朗逸纯电动汽车在使用中发现能上电但空调不正常，打开空调开关后出风口有风但没有冷风，来到4S店进行检查与修理。汽车维修技师接到此任务，阅读维修工单，明确任务要求，通过查阅大众维修手册，确定作业流程与技术标准，在规定工期内完成新能源汽车空调系统无冷风故障的诊断与维修，在工作过程中遵循汽车维修企业现场工作管理规范，最终使汽车恢复正常性能。自检合格后，填写维修工单，交付班组长进行质量检验。任务描述173空调系统作为新能源汽车的重要组成部分，一旦出现故障，会给汽车使用带来很大不便，特别是在酷热的夏天，会极大影响汽车使用的舒适性。对新能源汽车空调系统进行检测与诊断之前，需要熟悉新能源汽车空调系统的结构组成与工作原理。任务分析1741.能够准确描述新能源汽车空调系统的结构组成及工作原理。2.能够完成新能源汽车空调系统制冷故障的检测与诊断。3.能够完成新能源汽车空调系统暖风故障的检测与诊断。任务目标175一、新能源汽车空调制冷系统1.新能源汽车空调制冷系统的组成新能源汽车空调制冷系统由电动空调压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、散热风扇（冷凝器风扇）、储液干燥器及制冷剂管路等组成，如图所示。相关知识176新能源汽车空调制冷系统的组成及工作原理1772.新能源汽车空调制冷系统的工作原理如上图所示，电动空调压缩机将气态制冷剂从蒸发器中抽出，并将其压入冷凝器。高压气态制冷剂经冷凝器时液化而释放热量，热量被车外的空气带走。高压液态制冷剂经膨胀阀的节流作用而降压，低压液态制冷剂在蒸发器中汽化而吸收热量，蒸发器附近被冷却了的空气通过鼓风机吹入车厢。气态制冷剂又被电动空调压缩机抽走并压入冷凝器，如此使制冷剂进行封闭的循环流动，不断地将车厢内的热量排到车外，使车厢内的气温降至适宜。178工作时，通过空调控制面板打开空调后，空调控制单元根据管路上的空调压力传感器，车内、车外温度传感器，阳光照度传感器和蒸发器温度传感器等的信号，控制电动空调压缩机工作。由膨胀阀精确控制制冷剂流量，整体提升空调制冷系统的工作效率。179二、新能源汽车空调暖风系统1.新能源汽车空调暖风系统的功能新能源汽车空调暖风系统是汽车空调的组成部分，它将冷空气送入热交换器，吸收某种热源的热量，提高空气的温度，并将热空气送入车内。其功能是与蒸发器一起共同将空气调节到使人感到舒适的温度，在寒冷的冬季向车内供暖，提高车内空气的温度；当车窗结霜，影响驾驶员和乘客的视线，不利于行车安全时，可通过暖风装置吹出热风来除霜。180与燃油汽车不同的情况是，新能源汽车运行时，没有发动机产生的热量来取暖，因此在这个模式中要用暖风，通常采用电加热方式。电加热方式分为两种：一种是目前主流的通过加热冷却液，再经过循环为暖风水箱提供热量；另一种是直接加热经过蒸发箱总成的空气。1812.新能源汽车空调暖风系统的类型及工作原理（1）热泵式暖风系统。暖风系统有一种实现方式是热泵式暖风系统。新能源汽车空调热泵式暖风系统如图所示，其制冷或制热模式由四通换向阀转换，实线箭头所指示的流向表示制冷模式，虚线箭头所指示的流向表示制热模式。新能源汽车空调热泵式暖风系统182（2）PTC加热器暖风系统。暖风系统另一种实现方式是PTC加热器暖风系统。PTC是泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件，通常是指正温度系数热敏电阻。PTC加热器是采用PTC热敏电阻元件为发热源的一种加热器。PTC热敏电阻通常是用半导体材料制成的，具有随环境温度高低的变化，其电阻值随之增大或减小的特性，所以PTC加热器具有节能、恒温、安全和使用寿命长等特点。183按材质不同，PTC热敏电阻可分为陶瓷PTC热敏电阻和有机高分子PTC热敏电阻。用于空调电加热器的通常是陶瓷PTC热敏电阻，其由若干单片组合后与波纹散热铝条经高温胶黏结而成，具有热阻小、热交换效率高的显著优点。它的最大特点在于安全性，即遇鼓风机有故障而停转时，PTC加热器因得不到充分散热，功率会自动急剧下降，此时PTC加热器的表面维持限定温度（一般为250℃

左右），从而不致产生电热管类加热器表面的“发红”现象，排除了发生事故的隐患。184PTC加热器的外形如图所示，PTC加热器的内部组成如图所示。PTC加热器的外形PTC加热器的内部组成185（3）加热丝加热冷却液的暖风系统。暖风系统还有一种实现方式是在冷却液循环系统上安装一个加热丝式加热装置。加热装置串联在冷却液循环系统中，加热冷却液，使冷却液达到合适的温度，从而给车内提供足够的热量。如图所示为帕萨特新能源汽车高压加热装置（PTC）Z115（即PTC加热器），帕萨特PHEV（插电式混合动力汽车）车就采用这种类型的加热装置。Z115由加热芯，控制单元，高、低压插接器等组成。温度由空调控制单元进行控制和调节。帕萨特新能源汽车高压加热装置（PTC）Z115186PTC加热装置控制电路板如图所示，PTC加热装置控制单元内部通过mos管对高压电进行分配，以对PTC电流进行调节，从而控制对冷却液的加热。PTC加热装置控制电路板187三、典型混合动力新能源汽车空调系统（一）大众混合动力新能源汽车空调系统1.制冷系统的组成大众混合动力新能源汽车空调制冷系统主要包含电动空调压缩机、与空调操控开关一体的空调控制单元、蒸发器及冷凝器等部件，空调控制单元通过LIN总线来组成空调子网。1882.电动空调压缩机的作用与结构大众混合动力新能源汽车空调制冷系统的心脏是电动空调压缩机，其作用是吸入来自蒸发器的低温低压气态制冷剂，将其压缩成高温高压状态后送往冷凝器，保证制冷剂在系统中循环流动。大众混合动力新能源汽车电动空调压缩机实物如图所示。大众混合动力新能源汽车电动空调压缩机实物189大众混合动力新能源汽车电动空调压缩机采用涡旋式压缩机，由一个固定的涡旋定盘和一个旋转的涡旋动盘组成，这两者彼此贴合。旋转的涡旋动盘通过三相电流异步电动机驱动，进行螺旋线的偏心旋转。该偏心旋转产生的螺旋造成多个越来越小的密封空间，该空间内的制冷剂得以压缩。如图为大众涡旋式电动空调压缩机及内部控制原理图。190大众涡旋式电动空调压缩机及内部控制原理图1913.暖风系统的组成大众混合动力新能源汽车空调暖风系统由空调控制面板、PTC加热器、鼓风机和风道等部件组成。大众PTC加热器的结构组成1924.暖风系统的工作原理暖风系统依据驾乘人员对车厢内温度的需求，通过空调控制单元采集空调控制面板上温度调节旋钮的具体指示位置，以初步判定驾乘人员对车厢内温度的期望值，并参考环境温度传感器反馈的实时车厢外温度和蒸发器温度传感器的温度信号，综合计算出暖风系统所需的制热量以及温度混合风门的开启度。通过空调控制单元的LIN总线收发模块将控制指令发送给PTC控制器。PTC控制器接收到该信号并对信号解析处理，依据内部程序存储器中的控制程序控制PTC加热器工作，并通过PTC温度传感器的温度反馈监控PTC加热器的状态。1935.空调系统电路控制原理（1）低压电源电路。如图所示，空调继电器J32的线圈由空调控制单元J255通过T20c/18端子控制，其控制触点闭合后，分别通过T8aa/8、T8z/1端子给电动空调压缩机V470及PTC加热器Z115提供12V低压电源，T8aa/5、T8z/2端子分别是电动空调压缩机V470及PTC加热器Z115的接地端。低压电源是电动空调压缩机控制单元及PTC控制器通信信号传输及控制功能得以正常运行的可靠保证。194大众帕萨特混合动力新能源汽车空调继电器的控制电路195大众帕萨特混合动力新能源汽车的空调控制电路196（2）低压控制电路。如上图所示，空调控制单元J255通过LIN总线与电动空调压缩机V470的T8aa/2端子、PTC加热器Z115的T8z/4端子同时连接，用以传输空调控制单元J255分别让电动空调压缩机V470及PTC加热器Z115运行的指令。197（3）电动空调压缩机V470的高压电路。车载充电装置A11通过T5aw/1与T5aw/2端子加载到电动空调压缩机V470上T5av/1与T5av/2端子的高压电源“HV+”与“HV-”，在接收到空调控制单元J255通过LIN总线发来的运行指令后，驱动电动空调压缩机控制单元控制电动空调压缩机V470低压电路工作，完成逆变与功率控制。A11上的高压插头上的T5aw/3、T5aw/4端子分别与电动空调压缩机V470的T5av/3、T5av/4端子相连接，是先导线路，其主要功能是保证高压上电前整个高压系统的完整性，使高压系统处于一个封闭的环境下工作，提高安全性。A11上的T5aw/5S端子与电动空调压缩机V470上的T5av/5S端子相连接，是屏蔽线。198（4）PTC加热器Z115的高压电路。车载充电装置A11通过T5ay/1与T5ay/2端子加载到PTC加热器Z115上T5ax/1与T5ax/2端子的高压电源“HV+”与“HV-”，在接收到空调控制单元J255通过LIN总线发来的运行指令后，驱动PTC加热器Z115正常工作。A11上的T5ay/5S端子与PTC加热器Z115上

的T5ax/5S端子相连接，是屏蔽线。199（二）比亚迪秦混合动力新能源汽车空调系统1.比亚迪秦混合动力新能源汽车空调暖风系统（1）暖风系统的组成。如图所示，比亚迪秦混合动力新能源汽车空调暖风系统为冷却液加热系统，主要包括水泵、PTC加热器（图中简写为PTC，下同）、暖风芯体及发动机冷却系统（图中未示出）。200比亚迪秦混合动力新能源汽车空调暖风系统的组成201（2）暖风系统的工作原理。如图所示，暖风系统通过空调控制单元驱动PTC加热器，PTC加热器加热冷却液后供给暖风芯体。条件不满足的情况下，开启发动机制热。比亚迪秦混合动力新能源汽车空调暖风系统的工作原理202（3）PTC加热器的控制原理。如图所示为PTC加热器实物，如图为PTC加热器控制原理图。控制电路由低压电路与高压电路组成，低压电路是高压电路工作的前提。PTC加热器实物PTC加热器控制原理图203（4）空调系统控制网络。比亚迪秦混合动力新能源汽车空调系统控制网络如图所示。比亚迪秦混合动力新能源汽车空调系统控制网络2042.比亚迪秦混合动力新能源汽车空调制冷系统（1）制冷系统的组成及安装位置。如图所示，比亚迪秦混合动力新能源汽车空调制冷系统由机械压缩机、电动空调压缩机、冷凝器、单向阀、蒸发器（图中未示出）、膨胀阀（图中未示出）及制冷剂管路（图中未示出）等组成。比亚迪秦混合动力新能源汽车空调制冷系统205（2）制冷系统的特点。比亚迪秦混合动力新能源汽车空调制冷系统及电动空调压缩机实物如图所示。比亚迪秦混合动力新能源汽车的空调制冷系统采用双压缩机，即电动空调压缩机与由发动机驱动的机械压缩机，两个压缩机采用并联形式。冷冻机油型号为POE，加注量为120mL，制冷剂为R134a，加注量为600g。比亚迪秦混合动力新能源汽车空调制冷系统及电动空调压缩机实物206（3）制冷系统的工作原理。比亚迪秦混合动力新能源汽车空调制冷系统的工作原理如图所示。比亚迪秦混合动力新能源汽车空调制冷系统的工作原理207（4）双压缩机的控制原理。比亚迪秦混合动力新能源汽车空调制冷系统双压缩机的控制原理如图所示。比亚迪秦混合动力新能源汽车空调制冷系统双压缩机的控制原理208空调控制器（空调控制单元）接收到空调控制面板传来的空调开启需求，并结合空调系统压力、蒸发器温度、车内与车外温度等相关空调运行条件，向发动机控制单元（ECM）发出运行请求。发动机控制单元反馈允许运行前提下，并结合高压电驱动条件，空调控制器给电动空调压缩机发出运行指令，然后电动空调压缩机在高压电驱动下开始正常工作，发动机控制单元同时让风扇开始运转。高压电驱动条件不具备时，电机控制器反馈到发动机控制单元，发动机控制单元发出机械压缩机开始运行的指令，让风扇运转的同时，也让空调继电器闭合，使机械压缩机投入运行。209（5）电动空调压缩机的控制电路。电动空调压缩机的控制电路如图所示。电动空调压缩机在接收到空调控制器通过CAN总线发送来的运行指令，并在高压配电箱高压电正常的情况下，驱动压缩机电动机投入运行。电动空调压缩机的控制电路210（6）鼓风机的控制电路。鼓风机是空调系统通风的核心部件，其工作不正常将导致空调系统不出风