基于凯越车的自动空调故障诊断教学设计

陈琨，刘春梅

（湖南汽车工程职业学院，湖南 株洲 412000）

基于凯越车的自动空调故障诊断教学设计

陈琨，刘春梅

（湖南汽车工程职业学院，湖南 株洲 412000）

随着汽车空调的普及，自动空调的占有率也越来越高。装备自动空调的汽车操作起来简单方便，但是发生故障时，就要求维修人员具备更深的专业知识和更丰富的维修经验。在自动空调故障中，制冷不足的故障发生频率很高，尤其集中在炎热的夏天，并且维修花费时间也是最多的，因此在空调故障诊断时，维修人员希望能快速、正确地判断出故障原因，找出故障部位。本研究针对汽车维修专业的学生，制作自动空调故障诊断模型，在进行故障诊断实训时，能够帮助学生学习空调的理论知识，设计自动空调的诊断流程，掌握自动空调的诊断技能，让他们能快速、正确地诊断并修理自动空调的故障。

1 学生对自动空调的了解程度

为了掌握授课前学生对自动空调了解的程度，对汽车维修专业二年级110名学生进行问卷调查，得知无修理自动空调经验的学生占全体学生的93%，约50%的学生知道自动空调具有自诊断功能，这说明自动空调故障诊断方法的实训在空调教学中的作用非常重要。

2 教材车的设计

教学模型用教材车是2008年生产的上海通用凯越车，直列4缸汽油发动机，排量为1800cc，自动空调车，且具有自诊断功能，完全符合本研究的条件（表1）。教学时，为了能让更多的学生同时观察得到，将车辆从中心柱切断，只使用前半部分。另外，使用实车的内部仪表板部分，更能接近现实的故障诊断。

3 教学模型的制作

3.1 检测装置的安装

为了有效地掌握故障诊断技术，需要将教材车进行适当的改造，在车内安装检测装置和故障设置盒，改造后大多数的检查和测量作业可以坐在驾驶座上完成。检测装置的安装状态如图1所示。

表1 教材车的空调规格

1）歧管压力表拆下乘客侧的安全气囊，将歧管压力表设置在空间内，可以在驾驶员侧确认制冷剂压力，而且还可以确认进气口的动作状态。

2）各温度计和湿度计取下手套箱，将外部空气温度计、进气口（内部空气）温度计、出风口温度计、进气口湿度计设置后，可以从驾驶员侧确认各处的温度。

3）空调ECU的维修端子取下自动空调ECU和发动机ECU的维修端子线束防护罩，并取下中控台上的音响，设置后可以在驾驶员侧用万用表进行测量。

4）鼓风机电机等的维修端子设置在乘客侧脚下的维修端子，在驾驶员侧可以用万用表进行测量。

3.2 故障部位的设置

故障部位的设置包括制冷系统堵塞1处，包含自动空调ECU在内的控制系统8处。

1）制冷系统

在储液干燥器和膨胀阀之间安装能开关的阀门，可以模拟储液干燥器堵塞。

2）包含自动空调ECU在内的控制系统

在控制系统中，设定8处故障，包括比较容易发生的且自诊断功能可以诊断出来的故障（①～④）和自诊断功能不能诊断的故障（⑤～⑧）。故障设定在能操作全部故障的控制盒内部。图2为自动空调电路图。

4 故障诊断方法

4.1 故障诊断流程

诊断时要制作单独的故障诊断记录表。记录表的特征是可以根据顺序，检测并记录系统的工作状态，判断出是制冷系统的故障还是含自动空调ECU控制系统的故障，诊断时控制系统的故障可以使用自诊断系统来诊断。在进行故障诊断教学时，先进行Auto时及Manual时的控制检查，推断出故障部位。然后再进行自诊断，用万用表测量推断的部位，从结果确定故障部位，记录产生这种故障的原因，自动空调的故障诊断就结束了。

下面以自动空调ECU与室内温度传感器之间断路引起制冷不足为例进行说明。

4.2 制冷不足的诊断流程

实施性能检测约10min前，将汽车空调处于表2所示的状态，发动机暖机结束后，确定发动机的转速是否为规定的怠速转速。

表2 性能检测前的设定

然后，进行性能检测。首先，使A／C开关ONOFF，确认压缩机电磁离合器动作的声音。如果可以确认工作的声音，接下来读取环境温度计、室内温度计、出风口温度计、室内湿度计、制冷剂的高压侧压力和低压侧压力，记录到故障诊断表上。读取的数值标记在环境温度-压力特性（图3）和进气温度-出风口温度特性图（图4）上。如果在基准值外，说明制冷系统发生了故障，要对制冷系统进行检查。图例是在基准值内，说明没有发生故障。

如果可以确定制冷系统没有发生故障，那么就要对Auto控制时和Manual控制时的风量控制、温度控制、出风口控制、进气口控制进行检查。Auto控制时的检查方法是压下Auto开关，将温度设定为最冷的18℃～32℃，每次上升2℃，检查风量控制、温度控制、出风口控制和进气口控制。

Manual控制时的检查方法是检查风量控制、出风口控制、进气口控制、温度控制。只有在最冷和最热时才能用Manual控制，所以要在18℃和32℃时进行确认。

推断故障发生的部位。先检查Manual控制，所有的控制都正常；再检查Auto控制，发现出风量固定在最大风量；温度控制除最冷时可以控制之外，其它温度都控制在最热模式；出风口控制固定在吹脚的模式，进气口控制固定在外界空气导入的状态，因此可以推断空调ECU正处于室内极低温时的工作状态。作为极低温时的工作条件，可能是室内温度传感器内部断路，也可能是与室内温度传感器相关线路断路；如果室内温度传感器及线路正常，则可能是空调ECU的故障造成空调处于极低温时的工作状态，因此，可以推断故障部位是：①室内温度传感器不良；②自动空调ECU不良；③室内温度传感器至ECU间线路断路；④室内温度传感器至搭铁间线路断路。

利用自诊断功能可以得到以下诊断结果：第1步：检查显示部分，正常；第2步：检查各传感器，室内温度传感器异常；第3步：检查伺服电机位置，正常；第4步：检查各输出元件，正常；第5步：检查各传感器的检测温度，室内温度传感器指示-30℃。

在第5步自诊断中，控制系统判断室内温度为-30℃，从而可以推断为极低温时的动作，故障发生在室内温度传感器上。

为了找出故障部位，使用万用表测量空调ECU与室内温度传感器端子1相连维修端子的电压。正常的室内温度传感器的输出电压为2.7V（室内温度传感器的负温度系统热敏电阻特性依车内温度的大小而定），而实测值为4.8V，说明空调ECU到室内温度传感器端子1的线路正常。可能是ECU的端子之后，包括室内温度传感器在内的线路有断路现象。再测量室内温度传感器的端子2的电压，正常值应为2.7V，实测值为0V，说明此线路有故障。从以上的检测结果来看，故障原因可以确定为ECU端子到室内温度传感器端子2之间断路。

由于室内温度传感器故障，使得ECU判断车内温度为-30℃，从而进入极低温时的工作状态，不让制冷系统工作，导致制冷不足。

本来故障诊断出来后还需要对故障部位进行修理，再一次确认是否还存在故障，但考虑到时间有限，授课中只要查出故障原因，确定故障部位，故障诊断就结束了。

5 总结

本研究中的教学模型模拟了自动空调多种故障诊断，设计了故障的设置方法和诊断的教学流程，制作了故障诊断记录表。在教学中，学生可以根据故障诊断记录表上的内容，来诊断设置的故障，推断故障原因，确定故障部位。从学生的问卷调查结果来看，可以确定学生对故障诊断有了深刻的理解。掌握了这些知识，在自动空调故障诊断时，能够学习到更高层次的知识，同时也能够运用在实际工作中。

［1］上海通用汽车股份有限公司.上海通用别克凯越维修手册［Z］.2008.

［2］鲁植雄，袁越阳，等.汽车空调故障诊断图解（第2版）［M］.南京：江苏科学技术出版社，2007.

［3］潘伟荣.汽车自动空调技术［M］.广州：华南理工大学出版社，2008.

［4］中国汽车维修行业协会.汽车空调制冷剂回收、净化、加注工艺规范宣贯资料［Z］.2010.

（编辑杨景）

U463.851

A

1003－8639（2014）06－0078－03

2013-10-24；

2013-11-25

陈琨（1971-），男，湖南双峰人，硕士，讲师，主要从事汽车维修专业相关课程开发与教学；刘春梅（1971-），女，湖南常德人，硕士，副教授，主要从事汽车电工和CAD课程开发与教学。