基于凱越車的自動空調故障診斷教學設計

陳琨，劉春梅

（湖南汽車工程職業學院，湖南 株洲 412000）

基于凱越車的自動空調故障診斷教學設計

陳琨，劉春梅

（湖南汽車工程職業學院，湖南 株洲 412000）

隨著汽車空調的普及，自動空調的占有率也越來越高。裝備自動空調的汽車操作起來簡單方便，但是發生故障時，就要求維修人員具備更深的專業知識和更豐富的維修經驗。在自動空調故障中，制冷不足的故障發生頻率很高，尤其集中在炎熱的夏天，并且維修花費時間也是最多的，因此在空調故障診斷時，維修人員希望能快速、正確地判斷出故障原因，找出故障部位。本研究針對汽車維修專業的學生，制作自動空調故障診斷模型，在進行故障診斷實訓時，能夠幫助學生學習空調的理論知識，設計自動空調的診斷流程，掌握自動空調的診斷技能，讓他們能快速、正確地診斷并修理自動空調的故障。

1 學生對自動空調的了解程度

為了掌握授課前學生對自動空調了解的程度，對汽車維修專業二年級110名學生進行問卷調查，得知無修理自動空調經驗的學生占全體學生的93%，約50%的學生知道自動空調具有自診斷功能，這說明自動空調故障診斷方法的實訓在空調教學中的作用非常重要。

2 教材車的設計

教學模型用教材車是2008年生產的上海通用凱越車，直列4缸汽油發動機，排量為1800cc，自動空調車，且具有自診斷功能，完全符合本研究的條件（表1）。教學時，為了能讓更多的學生同時觀察得到，將車輛從中心柱切斷，只使用前半部分。另外，使用實車的內部儀表板部分，更能接近現實的故障診斷。

3 教學模型的制作

3.1 檢測裝置的安裝

為了有效地掌握故障診斷技術，需要將教材車進行適當的改造，在車內安裝檢測裝置和故障設置盒，改造后大多數的檢查和測量作業可以坐在駕駛座上完成。檢測裝置的安裝狀態如圖1所示。

表1 教材車的空調規格

1）歧管壓力表拆下乘客側的安全氣囊，將歧管壓力表設置在空間內，可以在駕駛員側確認制冷劑壓力，而且還可以確認進氣口的動作狀態。

2）各溫度計和濕度計取下手套箱，將外部空氣溫度計、進氣口（內部空氣）溫度計、出風口溫度計、進氣口濕度計設置后，可以從駕駛員側確認各處的溫度。

3）空調ECU的維修端子取下自動空調ECU和發動機ECU的維修端子線束防護罩，并取下中控臺上的音響，設置后可以在駕駛員側用萬用表進行測量。

4）鼓風機電機等的維修端子設置在乘客側腳下的維修端子，在駕駛員側可以用萬用表進行測量。

3.2 故障部位的設置

故障部位的設置包括制冷系統堵塞1處，包含自動空調ECU在內的控制系統8處。

1）制冷系統

在儲液干燥器和膨脹閥之間安裝能開關的閥門，可以模擬儲液干燥器堵塞。

2）包含自動空調ECU在內的控制系統

在控制系統中，設定8處故障，包括比較容易發生的且自診斷功能可以診斷出來的故障（①～④）和自診斷功能不能診斷的故障（⑤～⑧）。故障設定在能操作全部故障的控制盒內部。圖2為自動空調電路圖。

4 故障診斷方法

4.1 故障診斷流程

診斷時要制作單獨的故障診斷記錄表。記錄表的特征是可以根據順序，檢測并記錄系統的工作狀態，判斷出是制冷系統的故障還是含自動空調ECU控制系統的故障，診斷時控制系統的故障可以使用自診斷系統來診斷。在進行故障診斷教學時，先進行Auto時及Manual時的控制檢查，推斷出故障部位。然后再進行自診斷，用萬用表測量推斷的部位，從結果確定故障部位，記錄產生這種故障的原因，自動空調的故障診斷就結束了。

下面以自動空調ECU與室內溫度傳感器之間斷路引起制冷不足為例進行說明。

4.2 制冷不足的診斷流程

實施性能檢測約10min前，將汽車空調處于表2所示的狀態，發動機暖機結束后，確定發動機的轉速是否為規定的怠速轉速。

表2 性能檢測前的設定

然后，進行性能檢測。首先，使A／C開關ONOFF，確認壓縮機電磁離合器動作的聲音。如果可以確認工作的聲音，接下來讀取環境溫度計、室內溫度計、出風口溫度計、室內濕度計、制冷劑的高壓側壓力和低壓側壓力，記錄到故障診斷表上。讀取的數值標記在環境溫度-壓力特性（圖3）和進氣溫度-出風口溫度特性圖（圖4）上。如果在基準值外，說明制冷系統發生了故障，要對制冷系統進行檢查。圖例是在基準值內，說明沒有發生故障。

如果可以確定制冷系統沒有發生故障，那么就要對Auto控制時和Manual控制時的風量控制、溫度控制、出風口控制、進氣口控制進行檢查。Auto控制時的檢查方法是壓下Auto開關，將溫度設定為最冷的18℃～32℃，每次上升2℃，檢查風量控制、溫度控制、出風口控制和進氣口控制。

Manual控制時的檢查方法是檢查風量控制、出風口控制、進氣口控制、溫度控制。只有在最冷和最熱時才能用Manual控制，所以要在18℃和32℃時進行確認。

推斷故障發生的部位。先檢查Manual控制，所有的控制都正常；再檢查Auto控制，發現出風量固定在最大風量；溫度控制除最冷時可以控制之外，其它溫度都控制在最熱模式；出風口控制固定在吹腳的模式，進氣口控制固定在外界空氣導入的狀態，因此可以推斷空調ECU正處于室內極低溫時的工作狀態。作為極低溫時的工作條件，可能是室內溫度傳感器內部斷路，也可能是與室內溫度傳感器相關線路斷路；如果室內溫度傳感器及線路正常，則可能是空調ECU的故障造成空調處于極低溫時的工作狀態，因此，可以推斷故障部位是：①室內溫度傳感器不良；②自動空調ECU不良；③室內溫度傳感器至ECU間線路斷路；④室內溫度傳感器至搭鐵間線路斷路。

利用自診斷功能可以得到以下診斷結果：第1步：檢查顯示部分，正常；第2步：檢查各傳感器，室內溫度傳感器異常；第3步：檢查伺服電機位置，正常；第4步：檢查各輸出元件，正常；第5步：檢查各傳感器的檢測溫度，室內溫度傳感器指示-30℃。

在第5步自診斷中，控制系統判斷室內溫度為-30℃，從而可以推斷為極低溫時的動作，故障發生在室內溫度傳感器上。

為了找出故障部位，使用萬用表測量空調ECU與室內溫度傳感器端子1相連維修端子的電壓。正常的室內溫度傳感器的輸出電壓為2.7V（室內溫度傳感器的負溫度系統熱敏電阻特性依車內溫度的大小而定），而實測值為4.8V，說明空調ECU到室內溫度傳感器端子1的線路正常。可能是ECU的端子之后，包括室內溫度傳感器在內的線路有斷路現象。再測量室內溫度傳感器的端子2的電壓，正常值應為2.7V，實測值為0V，說明此線路有故障。從以上的檢測結果來看，故障原因可以確定為ECU端子到室內溫度傳感器端子2之間斷路。

由于室內溫度傳感器故障，使得ECU判斷車內溫度為-30℃，從而進入極低溫時的工作狀態，不讓制冷系統工作，導致制冷不足。

本來故障診斷出來后還需要對故障部位進行修理，再一次確認是否還存在故障，但考慮到時間有限，授課中只要查出故障原因，確定故障部位，故障診斷就結束了。

5 總結

本研究中的教學模型模擬了自動空調多種故障診斷，設計了故障的設置方法和診斷的教學流程，制作了故障診斷記錄表。在教學中，學生可以根據故障診斷記錄表上的內容，來診斷設置的故障，推斷故障原因，確定故障部位。從學生的問卷調查結果來看，可以確定學生對故障診斷有了深刻的理解。掌握了這些知識，在自動空調故障診斷時，能夠學習到更高層次的知識，同時也能夠運用在實際工作中。

［1］上海通用汽車股份有限公司.上海通用別克凱越維修手冊［Z］.2008.

［2］魯植雄，袁越陽，等.汽車空調故障診斷圖解（第2版）［M］.南京：江蘇科學技術出版社，2007.

［3］潘偉榮.汽車自動空調技術［M］.廣州：華南理工大學出版社，2008.

［4］中國汽車維修行業協會.汽車空調制冷劑回收、凈化、加注工藝規范宣貫資料［Z］.2010.

（編輯楊景）

U463.851

A

1003－8639（2014）06－0078－03

2013-10-24；

2013-11-25

陳琨（1971-），男，湖南雙峰人，碩士，講師，主要從事汽車維修專業相關課程開發與教學；劉春梅（1971-），女，湖南常德人，碩士，副教授，主要從事汽車電工和CAD課程開發與教學。