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金华职业技术学院JINHUA COLLEGE OF PROFESSION AND TECHNOLOGY毕业教学环节成果 （2010届） 题 目 丰田佳美空调系统的结构控制原理与检修 学 院 机电工程学院 专 业 汽车检测与维修技术 班 级 汽修081班 学 号 200844020020132 姓 名 赵武杰 指导教师 杨杭旭 2010年5月18日金华职业技术学院毕业教学成果目 录摘要2英文摘要2引言 21 汽车空调系统31.1汽车空调系统的组成31.2汽车空调制冷系统 41.2.1汽车空调制冷系统的工作原理 52汽车空调系统常见故障分析与排除62.1汽车空调制冷系统常见故障分析与排除62.2汽车空调系统其他常见故障分析与排除73 丰田佳美空调系统故障检修实例 8 3.1案例一83.2案例二93.3案例三 10结论 11谢辞11参考文献11丰田佳美空调系统的结构控制原理与检修机电学院汽修专业 赵武杰摘要：本文主要介绍和分析了汽车空调系统的组成、原理、常见故障诊断，运用所学知识，查阅相关文献，结合实习单位的实践经验，以丰田佳美轿车为主要车型，主要对空调系统进行结构分析、常见故障诊断。并依据实习单位的汽车修理厂所遇到的实际案例了解故障检。关键词: 丰田佳美 空调系统 故障诊断Toyota Camry Air Conditioning Systems Structure Control Theory and Maintenance（Institute of Electrical and professional auto repair Wu-Jie Zhao）Abstract: This paper introduces and analyzes the composition of automobile air-conditioning system, principle, common fault diagnosis, the use of what they have learned the knowledge, access to relevant literature, combined with units of practical internship experience, the Toyota Camry sedan as the main model, the main structural analysis of the air-conditioning system The common fault diagnosis. And internships based on a car repair shop actual cases encountered in understanding of fault detection.Keywords：Toyota Camry air-conditioning system fault diagnosis引言随着人民生活水平的提高，对使用汽车的舒适性要求也越来越高，所以现代汽车上都普遍安装了空调设备，对车厢内的空气进行加热、冷却、去湿和净化，使之适合人体生理需要，提高了驾驶员和乘员的舒适性。汽车空调始于1938年，半个多世纪以来，汽车空调技术有了较快的发展。现在新型汽车上都装有空调设备。空调在汽车上已经得到了广泛的应用，几乎成为了现代车辆上不可缺少的装置。汽车空调的功用是通过人为的方式创造一个对人体适宜的环境。除此之外，汽车空调还能除去风窗玻璃上的雾、霜、冰和雪等，给驾驶员一个清晰的视野，确保行车安全。1 汽车空调系统1.1 汽车空调系统的组成现代空调系统由制冷系统、供暖系统、通风和空气净化装置及控制系统组成。汽车空调一般主要由压缩机、电控离合器、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、贮液干燥器、管道、冷凝风扇、真空电磁阀、怠速器和控制系统等组成。汽车空调分高压管路和低压管路。高压侧包括压缩机输出侧、高压管路、冷凝器、贮液干燥器和液体管路；低压侧包括蒸发器、积累器、回气管路、压缩机输入侧和压缩机机油池。 贮液干燥器实际上是一个贮存制冷剂及吸收制冷剂水分、杂质的装置。一方面，它相当于汽车的油箱，为泄露制冷剂多出的空间补充制冷剂。另一方面，它又像空气滤清器那样，过滤掉制冷剂中掺杂的杂质。贮液干燥器中还装有一定的硅胶物质，起到吸收水分的作用。 冷凝器和蒸发器它们虽然叫法不一样，但结构类似。它们都是在一排弯绕的管道上布满散热用的金属薄片，以此实现外界空气与管道内物质的热交换的装置。冷凝器的冷凝指的是其管道内的制冷剂散热从气态凝成液态。其原理与发动机的散热水箱相近（区别只在于水箱的水一直是液态而已），所以它经常被安装在车头，与水箱一起，共同享受来自前方的习习凉风。总之冷凝器是哪里凉快哪里去，以便其散热冷凝。蒸发器与冷凝器正好相反，它是制冷剂由液态变成气态（即蒸发）吸收热量的场所。 汽车空调系统尽量避免车辆在高速行驶时开启空调，建议在行驶速度较低时开启。启动或关闭发动机时，空调开关应置于关闭状态。当车内温度很高时，应当将空调开关打开，置于最低温度处，风量也开至最大，待温度下降后再调整风量开关。为了保持良好的驾乘，不要在车内吸烟。如果使用空调时间较长，需开窗进行通风。定期更换空气滤清器。1.2汽车空调制冷系统 汽车空调制冷系统由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、蒸发器和鼓风机等组成，如图2-3所示，各部件之间采用钢管(或铝管)和高压橡胶管联接成一个密闭系统。此空调制冷系统是典型的非独立式汽车空调系统，它采用的是单级蒸气压缩式制冷循环。压缩机有往复式和回转式两种形式。 空调的蒸发冷却装置一般布置在车室仪表台面板下，与仪表台面板组装成一体；冷凝器大多布置在车头散热器前面，并有单独风扇进行冷却。汽车正常行驶产生的行驶风对冷凝器起到很大的散热效果，汽车怠速行驶时，冷凝器风扇能加强其散热能力，使其冷凝压力不至于过高，否则会影响轿车空调的正常运行。 储液干燥器一般都安装在发动机室内，在系统运行时，对制冷剂进行过滤、干燥吸湿和储存多余的制冷剂。在储液干燥器的上方装有一个视液窗，用以观察制冷系统中制冷剂量，正常工作时，制冷剂应无泡沫平稳流动。蒸发冷却机组是将离心风机装在蒸发器进风口处，属于压入式送风。膨胀阀和感温包都安装在机组里面，与机组联成一体，这样便于安装和维修。在蒸发器出口，感温包感受蒸发器出口温度后，能自动调节膨胀阀的开度，控制制冷剂的流量，以维持车室内一定的温度。1.2.1 汽车空调制冷系统的工作原理1) 压缩过程。再蒸发器中吸热以后的低温低压的气态制冷剂被压缩机吸入进行绝热压缩，压缩以后转变成高温高压的气态制冷剂并送入冷凝器。压缩机将蒸发器低压侧温度约0、气压约为150kPa的低压、低温气态制冷剂增压成高温（7080）、高压（约为1.5 kPa）的气态制冷剂。高压高温的过热制冷剂被冷凝器冷却降温2) 冷凝过程。经过压缩机压缩后的高温高压的制冷剂气体进入冷凝器，与车外的空气进行热交换，放出热量，逐渐冷凝成高压也太制冷剂。过热气态制冷剂进入冷凝器，在冷凝器中冷凝成为液态的制冷剂 。3) 膨胀过程。冷凝后的液态制冷剂经过膨胀阀，在膨胀过程后体积变大，气压和温度急剧下降，变成温度约为-5、低压约为150kPa的湿蒸气，以便进入蒸发器迅速吸收蒸发热。4) 蒸发过程。经过节流后的低压液体和气体的混合物进入蒸发器中吸热汽化，与车内的空气进行热交换，吸收车内空气中的热量，使车内的温度降低，最后转变成低温低压的气态制冷剂。低温约为0、低压约为150kPa的气态制冷剂流经蒸发器过程中不断地吸收热汽化，吸收车内空气的热量。然后从蒸发器流出，最后气态制冷剂又被吸入压缩机，增压后进入冷凝器，进行冷循环。2车空调制冷系统常见故障分析与排除21汽车空调制冷系统常见故障分析与排除1) 制冷剂泄漏。制冷系统完全没有冷气吹出，其原因为制冷系统中无制冷剂或制冷剂泄漏。制冷剂泄漏后，首先要查明漏点，并将其修复好，然后在重新抽真空，灌注制冷剂。2) 制冷系统严重堵塞。当压缩机工作时，若制冷系统中某个部位严重堵塞，没有制冷剂的循环流动，则制冷系统就失去了制冷作用。这时，用压力表检测制冷系统的高低压侧的压力值，可发现高压侧压力值比正常时低，而低压侧的压力值成真空状态，且堵塞部位前后有明显的温差，这一般出现再储液干燥剂或膨胀阀内。因此，可用氮气对着储液干燥剂或膨胀阀的进口或出口吹气，如不通畅，说明其堵塞，需更换。3) 压缩机部件损坏。压缩机缸垫窜气、进排气阀损坏均能造成压缩机不能压缩制冷剂或压缩不良。此时，用压力表检测压缩机工作时的进气压力和排气压力，可发现两者压力相同或相差不大，提高发动机转速时，其压力值仍无明显变化。用手触摸压缩机上的进气管和排气管，可感觉两者的温差不大，当压缩机出现缸垫窜气时，用手触摸压缩机会感觉非常烫手。这时，一般需更换损坏的部件。4) 输出的制冷量不足。造成输出制冷量不足（即吹出的冷气不凉）的原因和检修方法如下： 制冷剂不足。当制冷系统中循环制冷剂不足时，高低压侧的压力值均会比正常时低，且从观察窗内可看到有气泡流动。此时，在检查系统无泄漏后，应添加适量的制冷剂。 制冷剂过多。如充注的制冷剂量超过制冷系统的正常容量，必然会使冷凝器内液体制冷剂增加，从而减少了散热面积，使冷却效率低。其主要表现是：系统的高低压侧压力值比正常时高；用手触摸高压管，感觉手烫；断开空调开关约45s后，从观察窗中仍看不见有泡沫状态的制冷剂流过。这时，需从低压侧放掉适量的制冷剂，使其达到正常的排气压力和温度。 散热效果差。冷凝器散热片变形、表面过脏或散热风扇电机转速下降，均会使散热效果变差，从而导致系统的高、低压侧压力值过高和排气温度过高，此时用手触摸从冷凝器出来的高压管时会感觉到烫手。这时，需对损坏的部件进行修复或更换。 膨胀阀开得过大。膨胀阀温包与蒸发器出口包扎不好，或膨胀阀本身有问题，均会引起膨胀阀开得过大，表现为系统的高压值比正常时偏低，而低压值比正常高；从蒸发器出来的低压管温度比蒸发器表面温度还凉。此时需检查膨胀阀温包与蒸发器出口是否包扎良好，必要时更换新件。 制冷系统脏堵。由于压缩机长期运转，机械磨损产生的杂质可使储液干燥剂或膨胀阀轻微堵塞，从而导致输出的制冷量不足，表现为系统的低压值过低，储液干燥剂前后的管子有明显的温差或膨胀阀处结霜，需更换储液干燥剂或清洗制冷系统。 制冷系统内有空气。由于空气很难压缩成液化的气体，因此制冷系统内进入空气后，会使压缩机的排气压力和排气温度增高，从而导致输出的制冷量下降。从观察窗内能看到大量泡沫状态的制冷剂流过，这是抽真空不够彻底或制冷剂泄漏后，引起制冷系统低压端成真空状态而吸入了外界的空气造成的。需在系统重新抽真空后，再灌注制冷剂。22汽车空调系统其他常见故障分析与排除一噪音泛指一些使用空调，机件相对运动而生产的异音。1.压缩机器材音当使用冷气时，正常情况下压缩机只有在其电磁离合器接合或分离的瞬间产生“卡”的一声，在运转期间应极安静。如果运转时有“隆、隆”的声响，则代表压缩机可能因管路中缺乏冷冻油而已经磨耗了。处理办法一般只能重换新压缩机了。2.皮带噪音通常是带动压缩机的皮带紧度不足而在压缩机接合负荷之后打滑产生尖锐的嘶叫声。处理办法可通过上紧或更换新的传动皮带来改善。3.风扇噪音这里所指的风扇有两处：一指水箱后方协助冷媒冷却的辅助风扇（小风扇）；另一指输送冷气的鼓风机。若它们的马达轴承磨损，在转动中会随转速升高而加大噪音。处理办法更换风扇或润滑鼓风机轴承。4.风向及热水阀门当您操作面板键调整温度时，控制引擎冷却水流入热交换器的热水阀门会动作；当您调整出风角度位置时，控制风向的翻版阀门会动作。这些元件在动作时可能会有些声音。如果您的空调系统属于电子恒温控制型，那么这类噪音也可能发生在引擎未发动时，即常见的中控台内异响。 处理办法若不严重，可不管它；否则，可去4S要求连接电脑用5051或5052软件重新初始化并设置相关电机的电压值。二出风方向不对最常见的情形就是单边出风、爬坡时不出风、除雾不良等。通常是因风向阀门卡住或真空储存器(用以存放引擎真空以驱动风向阀门)管路泄漏所导致。这类问题所费材料不多颇耗时间。三异味经常在下雨时或一段时间未使用冷气后，打开空调便有一股臭味异味，其原因就是系统内受潮霉变了。处理办法当车热后开空调易最高温度最强热风，在各个风向各猛吹35分钟。3 丰田佳美空调系统故障检修实例3.1案例一车型：佳美3.0故障现象：一辆佳美3.0轿车，该车打开空调开关后，不制冷，经检查压缩机不工作，再检查发现电磁离合器打滑。更换电磁离合器后，发现压缩机连续工作不间歇。检查与排除：接车后，我们分析造成空调压缩机连续工作不间歇的原因有：（1）制冷系统制冷效果差，压缩机连续工作也不能满足设定的温度要求。（2）蒸发器温度传感器损坏。制冷系统虽已达到设定的温度，但蒸发器温度传感器感知不到蒸发器的温度，无法将正确的信号传递给空调控制器总成，空调控制器也就无法控制压缩机的离合器工作。（3）压缩机控制线路故障。根据分析故障的原因，我们先让制冷系统工作，将鼓风机开关开启到风量低档位置，停一会儿摸低压管，感觉很凉，从出风口吹出的风很凉，再停一会儿，低压管开始结霜，说明制冷系统制冷效果很好，故障在蒸发器温度传感器或压缩机控制线路。由于蒸发器温度传感器较难检查，所以先检查压缩机控制线路。佳美3.0空调压缩机控制电路如图4所示拔下空调继电器，用万用表进行检查，测得端子1、4间导通。将端子1和端子4分别接到蓄电池得正、负极上。经测量端子2、3间导通，说明继电器工作正常，将点火开关转至“ON”位置，测得继电器1、3对搭铁均有12V电压，说明端子4不受空调放大器控制。将继电器盒总成拆下，发现端子4得导线上并联一根导线，直接搭铁，故障原来在这里。将搭铁线拆除后，打开空调开关，压缩机又继续工作，工作时间短，而断开时间长。随后怀疑是蒸发器温度传感器损坏，将其拆出，再不同得温度下检查蒸发器温度传感器，正常情况下得电阻值如下：0时，电阻值为4.65.1 k：电阻值为2.12.6k。随着温度得上升，电阻值应逐渐减小，而该蒸发器温度传感器电阻偏大，已损坏。更换蒸发器温度传感器后，故障排除。 故障分析对该车排除了3个故障，分析故障产生情况是这样的：原来蒸发器温度传感器损坏，造成压缩机间歇不正常工作，原修理者未将故障检查看出，错误得将压缩机电磁离合器电磁线圈的控制线直接搭铁，使压缩机长期连续工作。3.2案例二空调工作一段时间后，从出风口往外吹雾状冷气车型 佳美故障现象：一辆佳美3.0轿车，装配3V-FE型发动机，该车开打空调开关后，制冷系统工作正常，又冷气从出风口吹出，但工作一段时间后， 从出风口往外吹雾状冷气，感觉雾状冷气温度度很低。将空调开关关闭，停一会儿再打开，制冷系统又可正常工作一段时间后，停一会儿再打开，制冷系统又正常工作一段时间，接着又重复上述故障现象。检查与排除：根据故障现象分析故障的可能原因主要有：压缩机电磁离合器不能分离；高、低压压力开关短路；空调控制电脑损坏。打开发动机舱盖，观察发现低压管管路上面有一层霜，关闭控制开关后停一会儿，霜消失。将制冷压力表组接再高、低压测试口上，观察高、低压压力，均大于标准值。高压端标准值为14221471kPa，低压端标准值为147196 kPa。而导致高、低压端压力过高的原因主要有：系统中制冷剂充注太多、系统中空气量过多、冷凝器散热条件不好、冷凝器和冷却风扇不对中或者是太靠近散热器。经检查，上面因素均没有问题。考虑到空调系统的高、低压端压力均过高，低压管路结霜，造成这种故障的原因还有膨胀阀失效。于是，拆下膨胀阀检查，无故障。由于低压管路结霜，怀疑是不是低压管路的原件出问题，于是检查蒸发器温度传感器。将其拆下，检查不同温度下蒸发器温度传感器电阻的变化。经检查，检测该车电阻值，始终为14 k，正常值为：0时电阻值为4.65.1 k； 15时电阻值为2.12.6 k；说明蒸发器温度传感器损坏。更换蒸发器温度传感器，故障排除。故障分析：蒸发器温度传感器的作用是感知蒸发器表面温度，防止其冻结。传感器损坏，其输入空调放大器的信号总表示蒸发器的表面温度再20左右，因此空调放大器控制压缩机连续工作，当温度达到0时，也不能得到控制，造成蒸发器表面结霜。风扇将部分结霜吹入风道，从出风口吹出，造成故障。当关闭空调开关后，结霜融化，再开空调开关时，从吃风口吹出的冷气又正常，直至蒸发器再次结霜。3.3案例三车型：佳美故障现象：一辆佳美3.0轿车，打开空调课后即使拔温度开关调到最低，鼓风机开度调到高速，车内也没有冷风，空调制冷效果差。检查与排除：接车后，我们先起动发动机，打开空调开关，将温度开关调到最低位置，用手摸制冷系统的高压管的温度正常，用手摸压缩机至蒸发器间的低压管较凉，接上制冷系统测试用压力表组，观察系统高、低压的压力值略低，于是就补充了一些制冷剂。然后手模低压管，比原来凉，但从出风口吹出的风仍不凉。分析引起故障的原因有；压缩机工作不良；蒸发器表面有污物；室内又多余的热量进入风道。由于蒸发器装再驾驶室内仪表板下，较难检查，先检查一下是否有外面热量进入车内，检查车辆底部，发现至暖风水箱的进水控制阀拉线已断开，控制阀处于打开状态。用手将控制阀关闭，等一会儿后，从出风口吹出的冷气比原来凉快多了。再过一会儿，制冷效果良好，故障排除。故障分析：在打开空调时，手动操纵柄应将暖风水箱的控制阀关闭，而该车的控制阀拉线已经断开，控制阀处于打开状态，热水进入暖风水箱，引起风道内温度升高，从出风口吹出的风不凉。结论本文主要针对丰田佳美空调系统的概述，论述了汽车空调系统的结构和工作原理及常见故障检修。对了解汽车空调系统的结构、原理、具有清晰的故障检修思路以及正确的故障检修程序是达到快速、准确维修的关键。通过本论文，巩固和加深平时所学的理论知识；提高对待分析能力与解决问题能力；丰富实践经验、提高实际操作能力，在操作技能水平方面达到高级工的水平，以提高自己的综合素质；进一步提高自学能力；学习并养成吃苦耐劳敢于拼搏的敬业精神，培养工作能力。谢辞本文是在导师杨杭旭老师的悉心指导下完成的。对杨杭旭老师在学业上给予的指导、培养，生活上的关怀致以崇高的敬意和衷心的感谢。在论文的研究过程中，得到了同学们的帮助。在此表示由衷的感谢同学在研究内容、参考资料、实验以及生活方面都给作者无私的帮助。感谢我的家人在生活和学习上对我的关怀和鼓励。没有他们的支持，论文的完成是不可想象的。最后，向百忙中评阅和评议本论文的专家表示诚挚的谢意参考文献1 罗新闻 梁春兰 桂江一. 丰田轿车电气与电控系统维修实例M.北京: 电子工业出版社;2006.4 2燕来荣 陆刚 刘波汽车辅助电器使用与维修快易通M北京人民邮电出版社，2009.23李春明 汽车电器设备与维修M北京：高等教育出版社，2005.1
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