汽车空调系统的制冷原理及维修保养措施分析

赵肖斌

摘 要：本文介绍了汽车空调系统制冷原理与基本构成，通过感官检查与仪表检查，进一步说明汽车空调系统故障检查方式类型。同时，围绕汽车空调中的关键性制冷零部件故障，总结其中原因，包括空调电磁离合器故障诊断、空调压缩机缸体故障诊断、冷凝器故障诊断、蒸发器与温度传感器故障诊断、膨胀阀故障诊断、压力开关故障诊断等，并提出相应的维修保养措施，以期促使汽车空调系统的正常运行。

关键词：汽车;空调系统;制冷原理

中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）21-0046-02

0 引言

汽车空调系统利用人工制冷与采暖的方式，实现车内温度、湿度、气流速度、洁净度的有效调节，有利于构建清新的车内环境，提高用户舒适度。特殊天气情况下，空调系统还可除去汽车上的雾气、霜雪，维护汽车内人员身体健康，提升车辆行驶安全性。汽车空调系统主要由制冷、取暖、通风装置构成，由于受到汽车动力系统及其他因素影响，维修工作难度大。

1 汽车空调系统的基本构成

汽车空调系统分为自动空调与手动空调两种，二者在机械装置上大体相似。自动空调系统是在手动空调系统基础上加以改造的，借助传感器、程序装置、控制模板、电动机组成执行机构。汽车驾驶人员利用系统控制单元按键，合理设置制冷溫度、鼓风机转速，通过传感器处理可随时查看车内空气温度、湿度，能够满足驾驶者需要。

汽车空调制冷系统包括：压缩机，负责将低气压气体转换为高气压气体;冷凝器，负责将气体与蒸汽转变为液体;储液器，负责存储液体;膨胀阀，是整个系统的重要组成部分;蒸发器，负责与外部空气实行热交换。除了上述部件外，汽车空调系统还包括风机、管路、控制部[1]。

汽车空调系统可根据实际需要，调节车内空气湿度、温度、噪音、清洁度等重要参数，将其控制在合理范围内。制冷装置有利于车内及车外空气的冷却、除湿，将车内空气调整为舒适状态;暖风装置的作用在于车内及车外空气的加热，便于供暖与除霜;加湿装置作用为对车内空气实施加湿处理，维持车内空气湿度;空气净化装置作用为消除车内空气异味、灰尘、有毒气体，为车内人员创造一个清新环境。

2 汽车空调系统的制冷原理

空调制冷系统采用压缩机为气体制冷剂提供一定压力，据此提升温度，加快制冷剂液化速度。气体制冷剂进入冷凝器，相应部件开始运行，帮助制冷剂在持续散热的同时，进一步液化。液化后的冷凝剂中通常含有杂质及水分，此时，干燥罐发挥其作用，能够有效清除其中存在的杂质与水分，并存有少数制冷剂，便于后续使用。制冷剂传入膨胀阀转变为雾态，后进入蒸发器。借助蒸发器实现制冷剂的有效降压，加快其蒸发气化，在此过程中，制冷剂势必要吸收大量热量，借助蒸发器的风扇，将其产生的冷空气不断传输至车内。据此，车内温度开始降低，在最后阶段，制冷剂重新返回压缩机，再次循环上述运行流程。

3 汽车空调系统故障检查方式

3.1 感官检查

感官检查指的是利用人体感觉器官，围绕某物品质量、应用性能、适用性与实用性实施评价，此方式呈现直观性特征，通过对检查压缩机的传送带的检查，根据其断裂情况、内部噪音大小及压缩机离合是否存在打滑现象来判断。压缩机如若处于正常运行状态，可查看冷凝器散热片完整度，兼顾风扇运转效果判定是否有运行故障。如若同样正常，可从鼓风机中风扇运转状态及制冷剂含量入手。假如上述环节全部无问题，应该查看暖通阀、热控风阀等处是否关闭。

3.2 仪表检查

采用感官检查方式无法准确判定故障时，可继续借助仪表检查的方式来解决。仪表检查法涉及到相应的检测工具，最为常见的就是压力表。首先关闭该压力表高压与低压端口开关，其次适量融入冷凝剂，最后将其与压缩机连通，保证连通管中的剩余空气能够全部流出。

仪表连接完成后，实施下一步判定。故障排定依据一般包括以下几种情况：（1）高压位置与低压位置处的压力表，数值较低，则产生原因为制冷循环系统漏气、制冷剂不够;（2）检查低压表及高压表指数，假如低压表处于负压状态，而高压表较低，则产生原因为膨胀阀、低压管堵塞;（3）收集高压侧压力表与低压侧压力表数值，将其与特定标准值仔细比对，如若二者相差甚远，现有数值高出标准值，则产生原因为制冷剂过多;（4）注意压力值表的波动变化，产生原因可能为干燥器饱和不当、制冷剂过于潮湿;（5）根据高低压压力来进行判断，假设高压侧压力低，而低压侧压力高，则产生原因为压缩机无法正常运行;（6）高低压侧相应数值均处于高值状态，产生原因可能是膨胀阀故障、制冷系统内部存有空气[2]。

4 汽车空调系统故障及维修保养措施

4.1 常见故障

4.1.1 制冷故障

通过对汽车空调系统故障分析可知，其制冷故障通常分为四种：（1）制冷剂泄漏。确定制冷剂泄漏后，使用者应查明漏点，修复完成后实施抽真空、灌入冷凝剂步骤;（2）压缩机故障。例如，压缩机卡死、进排气阀损坏、压缩机缸、压缩机垫窜气，难以保证空调系统正常压缩制冷液，阻碍了汽车空调系统的稳定运行。在查明故障原因的基础上，可借助压力表判断出进气口、排气口实际压力值，及其压力值差异大小，发动机运行状态下的压力变化通常不太明显，压缩机进排气管温度差异小，故障一旦产生，使用者应及时更换新型压缩机;（3）空气冷却程度不够的情况下装置将其输送。安全阀内湿气处于凝结状态，压缩机则无法顺利输送制冷剂，据此需优化或更换干燥器，还可采用系统真空处理，重新填入制冷剂的方法;（4）制冷系统中制冷液数量少，或根本不存在制冷液。无制冷液引发的制冷系统失效，应首先明确泄漏点，修复成功后二次真空处理，同时向其灌注制冷液。

例如，针对大众汽车而言，大众汽车空调系统正常压力值为2至3MPa，高压管路正常压力值为10至15MPa。至于电气部分，需在发动机水温正常的前提下，利用诊断仪检测空调电磁离合器电路，面向保险、插头、导线、开关进行仔细查找，重点观察蒸发箱温度传感器、环境温度传感器、压力开关、鼓风机开关控制电路等处。

4.1.2 压缩机自动停转异常

引发该故障的原因多为低压保护开关及高压压力开关失效、线路短路。检测到压缩机运行异常后，观察压缩机吸气与排气实际压力值，基于此确定具体故障。例如，当吸气压力值小于起跳值的情况下，故障类型通常为低压开关故障;当排气压力值大于起跳值时，故障类型为高压开关故障。维修并更新压力继电器，最后切断温控器电源，查看其起跳状态是否正常。

4.1.3 送风机及制冷剂循环故障

观察选择器在不同位置时送风机运行情况，保险丝烧断，应查看电线短路、断路，同时立刻更换保险丝。端子接头接触不良，产生松动的情况下，应该需固定处理，及时更换。选择器开关、马达工作异常也应适时更换。

检查期间注意到低压侧呈现出负压状态，高压侧压力值较低，且输入过滤器与膨胀阀周围管道处，存有零点，上述现象全部表明制冷剂无法循环，有必要将原有制冷剂放出，更换过滤器，始终保持膨胀阀与管道清洁，重新放入新的制冷剂[3]。

另外，还包括暖风系统故障，基本表现在供暖效果較弱上，引发该故障的原因为送风系统、加热器系统、冷却液管路等处发生问题。为了有效解决此问题，有必要使用万用表对其检查，了解继电线路电阻的实际数据，当电阻为零或数值过大时，需更换故障部件，保证系统顺利运行。

4.1.4 系统运行噪音问题

长时间使用后，空调系统往往会产生不小的噪音，常见原因为制冷剂、冷冻油含量不当、冷却电风机与相应设备过多接触、设备存在损坏情况、传动带不够紧固、电机轴承摩擦严重。汽车空调系统运行中，如若产生较大噪音，应根据噪音判断声音出现原因，系统停止运行后需要遵循检测步骤认真检查噪音来源。首先，检验压缩机传送带磨损程度，必要情况下需立刻更换;其次，有效隔离风扇电机风叶与其他设备，对其适当调整;最后，查看汽车电机轴承油量，保证润滑油持续不间断，若非此原因引发的故障，应更换电机轴承。

空调系统设置时，假如排空流程不完善，排空工作处理不当，很有可能在系统中掺入空气，致使制冷管压力大，制冷剂循环不良，由此产生的冷气不足。一般是由制冷系统密封性差引起的。基本表现为低压侧与高压侧仪表压力值大，低压管路表面过烫。当出现该现象时，更换过滤器，系统为真空状态的前提下，放入制冷剂。

4.2 具体保养措施

部分车内空调系统都设有两种进风模式：其一为车内循环模式，车驾驶路段外界空气条件恶劣时可利用该模式，具有降低车外灰尘对车体影响的作用，防止烟雾进入车内;其二为车外循环模式，车驾驶外界空气状态正常时利用该模式，始终维持车内空气清新无异味。车辆挡风玻璃底部如若设有车外进风口，定期查看其是否存在堵塞情况，同时注意不可遮挡温度传感器，切忌溅上各类液体物质，防止造成损坏。

汽车使用期间需遵守一般性维护原则，大致如下：（1）车辆经过长时间烈日暴晒后不可立即启动空调，确保车内热气全部散出后方可;（2）空调系统运行过程中避免车内吸烟;（3）保证出风口清洁程度;（4）停车后空调系统继续使用时，将其时长控制在一定范围内，防止造成车内人员一氧化碳中毒;（5）空调系统不可处于潮湿状态;（6）低速行驶中避免开启空调系统;（7）关闭空调系统后才可熄火。汽车使用人员定期查看，一旦发现问题立刻处理，维护系统正常运行。

空调制冷系统检修上，使用者应将增加空调使用寿命为基本目标，采用适当必要的养护措施。首先，分别于各季度实行整个系统的全面检查，包括管路、接头、制冷剂、冷凝器、蒸发器、压缩机、热力膨胀阀。重点关注管路接头是否存有污渍、管道是否存有裂缝及不同程度的破损、制冷剂数量是否合理、冷凝器散热情况是否良好、蒸发器进出口是否含有污垢等。每三个季度为一周期，定期检测储液干燥器、鼓风机，确保其内部运行正常，条件适当的情况下，及时更新干燥机，同时观察鼓风机叶片完好程度[4]。

5 结语

综上所述，想要实现有效的汽车空调系统检查与维护，需围绕空调制冷系统各要素展开深入研究，例如空调产品、电器原理、制冷原理等。空调故障一般体现在风温度、出风量、噪音、压力、电压上，可参考系统提供的故障代码判定空调运行情况，分析问题原因，如空调系统零部件故障、制冷剂故障、管路系统、压缩机与蒸发器、电气故障等。

参考文献

[1] 张丹.汽车空调系统的原理及故障诊断维修方法探讨[J].电子测试，2019（16）：77-78+136.

[2] 王育娟.汽车空调制冷系统堵塞故障分析与排除[J].农家参谋，2019（15）：144.

[3] 韩敬贤.新能源汽车空调控制系统研究[J].时代汽车，2019（09）：75-76.

[4] 于栋林.汽车空调系统及故障诊断研究[J].汽车实用技术，2019（11）：238-241.