导致汽车空调不制冷的故障原因统计与分析

牛华

摘 要：进入夏天后，汽车的空调故障频率增高。但其封闭且复杂的结构导致了许多故障现象和原因之间的关系非常不清楚和盘根错节，因此维修人员无法及时、科学地确定故障原因。为了快速准确地诊断汽车空调的故障，本文以空调不制冷故障为例，引入故障树分析法，对该故障建立了故障树，并对其进行了定性分析和定量计算，利用分析结果为故障诊断流程设计提供理论依据，为进一步开发汽车空调自动诊断仪奠定了理论基础。

关键词：汽车空调 不制冷 故障树 定性分析 定量分析

Statistics and Analysis of Failure Causes of Uncooled Automobile Air Conditioner

Niu Hua

Abstract：In summer， the frequency of car air-conditioning failures increased. However， its closed and complex structure has led to many failures and their causes are very unclear and intertwined. Therefore， maintenance personnel cannot determine the causes of failures in a timely and scientific manner. In order to quickly and accurately diagnose the fault of the automobile air conditioner， this article takes the air conditioner not cooling fault as an example， introduces the fault tree analysis method， establishes the fault tree for the fault， and performs qualitative analysis and quantitative calculation on it， and uses the analysis result to diagnose the fault， so as to provide a theoretical basis and lay a theoretical foundation for the further development of auto air-conditioning diagnostic equipment.

Key words：automobile air conditioner， no cooling， fault tree， qualitative analysis， quantitative analysis

1 建立空调不制冷故障树

中间事件：M1：配气系统故障;M2：制冷循环不良;M3：压缩机工作故障;M4：进气风门工作异常;M5：空气混合风门工作异常;M6：电磁离合器工作异常;M7：鼓风机电机异常。

基本事件：X1：制冷循环泄露故障;X2：贮液干燥器堵塞;X3：膨胀阀堵塞;X4：压缩机皮带过松;X5：压缩机自身故障;X6：进气风门卡滞;X7：进气风门电机故障;X8：进气风门电机控制线路故障;X9：空气混合风门卡滞;X10：空气混合风门电机故障;X11：空气混合风门电机控制线路故障;X12：电磁离合器间隙过大;X13：电磁离合器线圈故障;X14：鼓风机开关故障;X15：调速电阻故障;X16：保险丝烧断;X17：鼓风机电机接触不良;X18：电源电压过低。

2 空调不制冷故障树的定性分析

根据最小割集上行法的原理：

M1=M4∪M5

M2=X1∪X2∪X3

M3=X4∪X5∪M6

M4=X6∪X7∪X8

M5=X9∪X10∪X11

M6=X12∪M7∪X13

M7=X4∪X5∪X6∪X7∪X8

T1=X1∪X2∪X3∪X4∪X5∪X6∪X7∪X8∪X9∪X10∪X11∪X12∪X13∪X14∪

X15∪X16∪X17∪X18

即X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X18构成汽车空调不制冷的故障树的最小割集。如X4压缩机皮带过松会导致空调不制冷，X18电源电压过低也会导致空调不制冷。

M1=X1∪X2∪M4∪X3∪X4

M2=X5∪M5∪X6

M3=M6∪M7∪M8∪M9∪M10

M4=X18∪X19∪X20∪X21

M5=X2∪X3∪M4∪X7∪X8

M6=X9

M7=X4∪X10

M8=X13∪X14∪X15∪X16∪X17

M9=X11∪X12

M10=X22∪X23

T1=X1∪X2∪X3∪X4∪X5∪X6∪X7∪X8∪X9∪X10∪X11∪X12∪X13∪X14∪X15∪X16∪X17∪

X18∪X19∪X20∪X21∪X22∪X23

即X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X18、X19、X20、X21、X22、X23構成汽车空调制冷不足的故障树的最小割集。如X6压缩机驱动带松弛会导致空调制冷不足，X9制冷管道内有水分也会导致空调制冷不足。

M1=X1∪X2

M2=X3∪X4∪X5

M3=X6∪X7

M4=X8∪X9∪X10∪X11

T1=X1∪X2∪X3∪X4∪X5∪X6∪X7∪X8∪X9∪X10∪X11

即X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11构成冷气时有时无故障树的最小割集。如X1冷凝器散热风机不转会导致冷气时有时无，X11膨胀阀流量过大也会导致冷气时有时无。

M1=X1∪M5

M2=X2∪X3∪X4

M3=X5∪X6

M4=X7∪X8∪X9∪X10∪X11∪X12

M5=X13

T1=X1∪X2∪X3∪X4∪X5∪X6∪X7∪X8∪X9∪X10∪X11∪X12∪X13

即X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13构成空调系统运行时有噪声故障树的最小割集。如X6离合器轴承损坏会导致冷气时有时无，X10制冷剂过多也会导致冷气时有时无。

3 空调不制冷故障树的定量分析

定量分析故障树的目的是获得所分析系统中设备发生故障的概率，并获取设备每个组件的重要度指标。其主要工作是确定底事件失效率、通过底事件失效率求取系统发生故障的概率、计算最小割集发生对系统出现故障影响的重要度。

根据相容原理当各个底事件间的关系为“或”时顶事件发生的概率的计算方法为PT=1-∏（1-Pi），（i=1，2，3，...，n），当底事件间的关系为“与”时顶事件发生的概率的计算方法为PT=∏P，（i=1，2，3，...，n）i。所以对于结构函数T1 = X1∪X2∪X3∪X4∪X5∪X6∪X7∪X8∪X9∪X10∪X11∪X12∪X13∪X14∪X15∪

X16∪X17∪X18。

根据调查问卷统计的各底事件的概率，X1=0.11、X2=0.11、X3=0.08、X4=0.07、X5=0.12、X6=0.15、X7=0.14、X8=0.16、X9=0.11、X10=0.16、X11=0.21、X12=0.25、X13=0.29、X14=0.17、X15=0.34、X16=0.23、X17=0.22、X18=0.04，则根据公式计算T1发生的概率为：

P=1-（1-0.11）*（1-0.11）*（1-0.08）*（1-0.07）*（1-0.12）*（1-0.15）*（1-0.14）*（1-0.16）*（1-0.11）*（1-0.16）*（1-0.21）*（1-0.25）*（1-0.29）*（1-0.17）*（1-0.34）*（1-0.23）*（1-0.22）*（1-0.04）=0.9636

对于结构函数T2 = X1∪X2∪X3∪X4∪X5∪X6∪X7∪X8∪X9∪X10∪X11∪X12∪

X13∪X14∪X15∪X16∪X17∪X18∪X19∪X20∪X21∪X22∪X23.根据调查问卷统计的各底事件的概率，X1=0.09、X2=0.39、X3=0.27、X4=0.09、X5=0.27、X6=0.44、X7=0.27、X8=0.21、X9=0.04、X10=0.13、X11=0.21、X12=0.07、X13=0.10、X14=0.06、X15=0.01、X16=0.09、X17=0.01、X18=0.01、X19=0.36、X20=0.27、X21=0.27、X22=0.07、X23=0.20，则根据公式计算T2发生的概率为：

P=1-（1-0.09）*（1-0.39）*（1-0.27）*（1-0.09）*（1-0.27）*（1-0.44）*（1-0.27）*（1-0.21）*（1-0.04）*（1-0.13）*（1-0.21）*（1-0.07）*（1-0.10）*（1-0.06）*（1-0.01）*（1-0.09）*（1-0.01）*（1-0.01）*（1-0.36）*（1-0.27）*（1-0.27）*（1-0.07）*（1-0.20）=0.9910

对于结构函数T3 = X1∪X2∪X3∪X4∪X5∪X6∪X7∪X8∪X9∪X10∪X11。根据调查问卷统计的各底事件的概率，X1=0.10、X2=0.10、X3=0.36、X4=0.46、X5=0.19、X6=0.24、X7=0.17、X8=0.08、X9=0.20、X10=0.24、X11=0.07，则根据公式计算T3發生的概率为：

P=1-（1-0.10）*（1-0.10）*（1-0.36）*（1-0.46）*（1-0.19）*（1-0.24）*（1-0.17）*（1-0.08）*（1-0.20）*（1-0.24）*（1-0.07）=0.9256

对于结构函数T4 = X1∪X2∪X3∪X4∪X5∪X6∪X7∪X8∪X9∪X10∪X11∪

X12∪X13. 根据调查问卷统计的各底事件的概率，X1=0.22、X2=0.13、X3=0.16、X4=0.17、X5=0.28、X6=0.18、X7=0.23、X8=0.28、X9=0.21、X10=0.20、X11=0.03、X12=0.05、X13=0.24，则根据公式计算T4发生的概率为：

P=1-（1-0.22）*（1-0.13）*（1-0.16）*（1-0.17）*（1-0.28）*（1-0.18）*（1-0.23）*（1-0.28）*（1-0.21）*（1-0.20）*（1-0.03）*（1-0.05）*（1-0.24）=0.9315

4 结语

根据顶事件概率，求得各最小割集的重要度。最小割集的重要度见表1。

参考文献：

[1]程丽群.基于故障树分析的汽车空调系统故障诊断研究[J].制冷与空调，2015，15（03）：18-21.

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