汽车空调系统工作原理及故障诊断

徐燕

汽车空调系统工作原理及故障诊断

徐燕

（泰州机电高等职业技术学校，江苏 泰州 225300）

作为汽车的重要组成部分，空调系统一直都在汽车中扮演着重要角色。驾驶员可以借助空调系统，对车内环境（如温湿度等）进行调节，既可提高车内人员舒适度，还可消除附着在挡风玻璃的雾气，避免影响驾驶员的视线。但是经过长时间使用以后，汽车空调系统不可避免地会出现各种问题。文章首先对空调系统的运行原理进行了简单描述，然后分别介绍了空调系统制冷量不足、不制冷以及制冷效果时好时坏三种情况下的故障诊断。

汽车；空调系统；故障诊断；工作原理

前言

空调系统作为汽车的重要组成部分之一，它可以根据需要有效调节车内的空气温湿度、洁净度以及流动速度等参数。一方面可以提高乘车人员的舒适性，另一方面可以预防或者去除挡风玻璃表面的雾气，避免对驾驶员的视线造成影响，保证驾驶的安全性。然而，由于汽车经过长时间的运行、维护保养的不及时，再加上其组成较为复杂，并且操作较为频繁，极有可能导致空调系统出现各种问题，进而影响人体舒适性及驾驶安全性[1]。本文首先对空调系统的运行原理做了简单介绍，然后分别介绍了三种情况下的故障诊断，为广大车主提供参考。

1 汽车空调系统的组成及工作原理

1.1 汽车空调系统的组成

作为汽车的一部分，空调系统主要是用于调节车内环境，它对缓解驾驶员的疲劳强度，确保车辆的安全驾驶非常重要。通常情况下，汽车空调系统包括以下几大部件：起增温增压作用的压缩机、起换热作用的冷凝器和蒸发器、起干燥作用的干燥罐、起节流作用的膨胀阀、起散热作用的风扇、起鼓风作用的鼓风机以及用于连接各部件形成密闭环境的管道等[2]。

1.2 汽车空调系统的工作原理

本次以空调系统制冷为例，对其运行原理归纳如下：通过蒸发器，来自膨胀阀的低温低压液态制冷剂和附近空气实现热交换，吸热以后成为低温低压的气态制冷剂，同时蒸发器附近的空气温度随之降低，低温空气被鼓风机送至车内，实现制冷。气态制冷剂随后经压缩机作用后以高温高压气态形式进入冷凝器，并经风扇散热后液化，液化制冷剂再经干燥管干燥去水后流进膨胀阀，高温高压的制冷剂相应地变成低温低压制冷剂，最后再次进入蒸发器，进行下一次循环[3,4]。

2 汽车空调系统常见故障诊断及原因分析

对于汽车空调系统而言，由于其组成部件相对较多，出现问题的种类也多种多样。如果汽车空调系统发生故障，为避免影响到驾驶人员的驾驶安全性以及车内乘客的舒适性，应当及时根据空调系统的表现分析判断可能存在的问题，对潜在问题进行故障诊断，以便快速准确地找出实际存在的问题，从而消除故障。下面就上述几类故障进行详细分析。

2.1 制冷量不足

制冷量不足是汽车空调系统常见的故障之一，对于汽车空调系统，其制冷量不足的直接体现是，尽管调大风速，降低温度，车内仍然感觉不到明显的风量及温降，车内的温湿度无法满足人体对舒适性的要求。导致该现象的主要原因包括以下几个方面。

2.1.1压缩机驱动皮带松弛[5]

为确保压缩机的正常运行，其传递动力的皮带应当松紧适度，但是经过长时间的运行以后，传动皮带不可避免会出现一定程度的松弛，其直接结果就是在压缩机运行过程中出现打滑，不但会发出尖锐的声音，还会严重影响到动力的有效传递，进而导致压缩机的转速及制冷剂的输送速度下降，严重影响空调的制冷效果。对皮带松紧度的诊断方法一般是：用手拨动皮带，如果翻转角度在90°左右，则表明皮带松紧度适中，如果反转角度明显偏大，则说明该皮带已经出现松弛，另外，还需要检查皮带是否存在损伤，如果损伤明显，则应当及时更换。

2.1.2膨胀阀开口过大

膨胀阀的主要作用是节流降压，其位置一般设置在储液筒及蒸发器中间，经过膨胀阀以后，制冷剂处于低温低压不饱和液体状态，便于进入蒸发器进行蒸发。其阀口的开度大小会对膨胀阀产生重要影响。若是阀口开度过大，其表面温度会有所降低甚至是结霜，导致上游压力降低，下游压力升高，进而对制冷剂的流动性产生不利影响，进而到达空调系统的制冷量不足。

2.1.3制冷剂不足

制冷剂是制冷系统的载体，制冷剂不足是导致汽车空调系统制冷量下降的主要原因之一。通常依靠观察干燥罐可以有效判断制冷剂是否满足需求，具体做法是：打开空调系统，待其运行稳定后，观察视液镜，若有缓慢且连续的气泡产生，则表明制冷剂不足，若有气泡不断翻转，则表明制冷剂严重不足。出现上述状况以后，需要及时对制冷系统补充制冷剂。补充时，既可以从高压侧补充，也可以从低压侧补充，若是由高压侧补充，为避免制冷剂倒流，应当关闭汽车发动机，若是由低压侧补充，为避免压缩机出现“液击”现象，应当避免倒置制冷剂。

对于空调系统而言，因为其工作环境为密闭空间，一旦出现制冷剂不足的情况，基本可以认为是系统存在局部泄漏，这就需要借助于制冷剂系统检漏仪对整个制冷系统进行泄漏检查，查找泄漏位置并及时维修。

2.1.4制冷剂过多[6]

若汽车空调系统制冷量不足的问题发生在新添加制冷剂之后，那很有可能是添加的制冷剂过多的原因。由于在设计空调系统时，其散热系统的散热量与设计制冷剂用量是相互匹配的，如果添加的制冷剂过多，那么被压缩机压缩后的气态制冷剂也必将携带更多的热量，散热系统将无法将系统内高压侧的热量及时排出，进而影响制冷效果。此时同样可以依靠观察视液镜来判断制冷剂是否过量。如果制冷剂添加过量，一般可以在低压侧适当排出一部分制冷剂，进而提升系统的制冷量。

2.1.5冷凝器散热效果差

为确保冷凝器的散热效果，必须保持其表面的清洁及风机的送风量。然而，汽车在长时间的行驶过程中，由于其工作环境的差异，再加上清理不及时，冷凝器表面可能会被泥土或是油污等杂物覆盖，进而影响其散热效果。这就需要对冷凝器表面进行定期清理，以确保其表面的清洁；如果风扇的驱动皮带松动，会影响到风扇的进风量，进而降低冷凝器的散热能力，此时应及时更换皮带；如果风扇进口被遮挡，进而影响进风量，则需要对其及时清理。

2.2 不制冷[7,8]

不制冷也是空调系统的主要故障种类之一，这种情形下空调完全丧失制冷功能，导致该现象的主要原因包括以下几个方面。

2.2.1制冷系统中制冷剂消失殆尽

如果汽车空调系统存在泄漏现象而未被及时发现，那么经过一定时间以后，制冷剂便会被全部泄漏，无论如何增加风速，或者是降低温度，都无法产生制冷效果。这时需要对整个制冷系统做泄漏检测，并将查出的泄漏点修复，抽真空以后重新向系统内加入制冷剂，以恢复制冷效果。

2.2.2制冷系统堵塞

在正常运行过程中，制冷剂只有保持在制冷系统内循环流动，才能够起到一定的制冷效果。然而，如果因压缩机磨损而出现碎屑或者是因使用较为劣质制冷剂而产生腐蚀，均会导致制冷系统出现堵塞。一旦系统部分管路发生堵塞，制冷剂的循环量将会降低，如果堵塞严重，制冷剂便会被堵塞于某一空间无法实现正常循环，也就难以实现气态和液态之间的转换，导致压缩机进行空载运行，也就无法制冷。大量资料显示，汽车空调系统的堵塞经常位于干燥器或者是膨胀阀。对于干燥器发生堵塞，可以通过用手触摸干燥器前后管路温度的方式来判断，若干燥器前后温度有明显差异，基本可以判断干燥器发生了故障，应对其及时更换。

对于膨胀阀的堵塞，可以通过检测低压侧压力及温度的方法来判断。

2.2.3管路水分太多

空调系统的干燥罐主要用于干燥来自冷凝器的制冷剂，降低制冷剂中的水分含量。然而，如果其内部的干燥剂饱和，就无法有效吸收水分，便会导致大量水分进入膨胀阀，待其温度及压力下降后，制冷剂中的水分便会出现结冻现象，导致后续制冷剂无法正常流动，空调也就不能进行制冷。

3 制冷效果时好时坏

如果空调系统在运行过程中，存在制冷效果时好时坏的情况，也就是冷气的输出存在间断性，这基本上均为电器故障所致。通常需要用万用表分别对电路开关、风机开关及电机、压缩机电容等进行检测，发现故障及时维修或更换，确保制冷效果的连续性。

4 结语

空调系统是汽车的重要组成部分，其运行是否正常不但影响到驾驶员的安全，同时也影响车内环境的舒适。本文首先对空调系统的工作原理进行了简要介绍，然后分别从空调系统制冷量不足、不制冷以及制冷效果时好时坏三方面的故障进行了原因分析及应对措施，为驾驶人员提供参考。

[1] 李鹏翅.汽车空调常见故障的诊断方法[J].科技与企业,2016(01): 206+208.

[2] 杨伟.汽车空调系统故障诊断与排除方法[J].科技创新,2017(5): 219.

[3] 张丹译.汽车空调系统的原理及故障诊断维修方法探讨[J].测试工, 2019(8):77-78+136.

[4] 刘晓光.汽车空调制冷系统常见故障及诊断方法的研究[J].机电信息,2011,24:107- 108.

[5] 邓才权.汽车空调制冷系统常见故障检修分析[J].科技风,2016(11): 92.

[6] 张新成,杨月海.汽车空调的故障诊断方法[J].汽车电器,2004(7): 33-34.

[7] 孙重祥,曾志斌.汽车空调的使用维护和检修方法[J].汽车电器, 2005(7):39-41.

[8] 高中山.汽车空调系统常见故障的诊断方法[J].科技论坛,32.

Working Principle and Fault Diagnosis of Automobile Air Conditioning System

Xu Yan

( Taizhou Mechanical and Electrical Higher Vocational Technical School, Jiangsu Taizhou 225300 )

As an important part of automobiles, air conditioning systems have always played an important role in automo -biles. The driver can use the air conditioning system to adjust the environment (such as temperature and humidity) in the car, which can not only improve the comfort of the occupants in the car, but also eliminate the fog attached to the windshield and avoid affecting the driver's sight.However, after a long time of use, various problems will inevitably occur in the automobile air conditioning system. This article first briefly describes the operating principle of the air-conditioning system,then separately introduces the fault diagnosis of the air-conditioning system under the conditions of insufficient cooling capacity, no cooling, and the cooling effect.

Automobile; Air conditioning system; Fault diagnosis; Working principle

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.03.064

U463.85+1

A

1671-7988(2021)03-202-03

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徐燕，硕士研究生，就职于泰州机电高等职业技术学校，主要从事汽修教学方面的工作。