汽車空調制冷不佳的故障診斷流程

蔣鳴雷，石光成

（1.北京信息職業技術學院，北京 100070；2.重慶市巴南職業教育中心，401320）

汽車空調制冷不佳的故障診斷流程

蔣鳴雷，石光成

（1.北京信息職業技術學院，北京 100070；2.重慶市巴南職業教育中心，401320）

汽車空調制冷不佳將會給駕駛者帶來安全隱患，根據汽車空調系統的組成和工作原理，制冷不佳的故障原因是多方面，因此建立一套規范合理的診斷流程能使維修人員快速準確地排除制冷系統故障。

汽車空調；制冷過程；故障原因；診斷流程

CLC NO.: U472.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)19-175-03

引言

汽車空調是現代汽車必備的重要組成部分，其中最重要的一項功能就是制冷。科學研究表明，當溫度從25℃增加到35℃，人的感應知覺和反應能力要下降20%，相當于飲酒酒精含量在血液中為0.5毫升時的反應[1]。基于上述原因，有些國家把空調歸屬于汽車安全行駛系統。比如上個世紀以色列就要求車輛必須裝備空調系統，否則不允許在當地銷售。因此汽車空調制冷性能好壞是汽車安全性和舒適性的一個重要衡量指標，保證汽車空調制冷系統正常使用是汽車維護的一項重要工作，車輛在使用中如果出現空調制冷不佳，不及時維修將會產生安全隱患。

1 汽車空調制冷系統的組成與制冷過程

1.1 汽車空調制冷系統的組成

汽車空調制冷系統由壓縮機、冷凝器、儲液干燥罐、膨脹閥（或為節流孔管）、蒸發器等部件和電子控制裝置組成的，各部件之間采用耐壓金屬管路（銅管或鋁管）或高壓橡膠軟管依次連接而成一個封閉系統[1]，制冷劑在這個密閉系統中循環流動，進行氣態-液態-氣態的轉化，帶走駕駛艙的熱量。

1.2 汽車空調的制冷過程

汽車空調的制冷工作過程如圖1所示：

壓縮機吸入來自蒸發器的低溫低壓氣態制冷劑，將其壓縮成高溫高壓排出到冷凝器；高溫高壓氣態制冷劑進入冷凝器后，通過冷凝器與其周圍空氣進行熱交換，被冷凝成中溫高壓的液態制冷劑，流入儲液干燥器，進行儲液、干燥、過濾后送往熱力膨脹閥；中溫高壓的液態制冷劑通過熱力膨脹閥后體積變大，其壓力和溫度急劇下降，以低溫低壓霧狀（細小液滴）形式進入蒸發器，不斷吸收蒸發器外表面及周圍的熱量，蒸發成氣態制冷劑，從而使流經蒸發器表面的空氣溫度迅速下降，產生了制冷降溫的效果，之后低溫低壓的氣態制冷劑又進入壓縮機，開始下次循環[2]。

圖1 汽車空調制冷循環原理圖

2 汽車空調制冷不佳的故障現象及故障原因[3][4]

制冷不佳是一種常見的汽車空調故障，其故障現象為：空調AC開關打開后，出風口有冷風，但溫度較高且無涼爽感，車內溫度下降緩慢。

造成汽車空調制冷不佳的原因是多方面的，主要有以下這些原因：

（1）錯誤的空調使用習慣有些駕駛員喜歡開空調的同時開著外循環，這樣就會將車外熱氣往車內引，空調制冷效果自然變差，所以在天氣炎熱的時候，在外循環換氣后要盡快調回內循環。當然，也不能一直使用內循環，長時間車內空氣得不到流通，容易造成一氧化碳中毒，也會得空調病，最好的方法是內外循環交替使用。導致空調制冷不佳。

（2）空調系統的制冷劑量不足導致空調制冷不佳。空調系統各零部件及其連接管件的接頭由于制冷劑品質不好造成空調系統腐蝕泄漏，此外空調維修后重新加注制冷劑的數量不足也會導致空調制冷不佳。制冷劑不足是空調系統中最常見的問題，當制冷劑泄漏時，壓縮機潤滑油也會隨之損失，導致空調系統不工作或壓縮機潤滑不良．因此制冷劑泄漏后，要及時查明漏點將其修復，再重新抽真空，按維修標準添加制冷劑和壓縮機潤滑油，注意制冷劑和壓縮機潤滑油數量不能不足也不能過多，過多會引起壓縮機液擊現象。

（3）冷凝器、蒸發器、儲液干燥管罐、膨脹閥濾網等表面變形、過分臟污或堵塞導致制冷劑循環不暢，熱交換量下降。因此應對上述器件進行清潔、修復或更換。

（4）膨脹閥感溫包失效，導致膨脹閥閥口張開過大或過小。閥口過大，流入蒸發器的制冷劑量大，使膨脹閥表面溫度過低而結霜，導致制冷劑循環不暢。閥口過小，流入的制冷劑量小，制冷不足。

（5）壓縮機傳動皮帶、離合器打滑或壓縮機內部工作不良，導致制冷劑流動壓力不足，循環不暢，造成制冷效果不佳。

（6）鼓風機開關接觸電阻過大或鼓風機功率不足，導致鼓風機轉速不足，散熱能力下降。

3 汽車空調制冷不佳的故障診斷流程

由于制冷不佳故障在汽車空調故障中比較常見，而且其故障產生原因比較復雜，故障部位涉及的零部件廣，所以排除故障時遵循規范合理的故障診斷流程是快速有效解決問題的關鍵。本人根據多年汽車空調故障維修經驗和多年職業院校汽車維修教學實踐，針對常見類型的汽車空調系統進行了分析歸納，總結出空調系統制冷不佳的故障診斷流程（如圖2所示），希望能給汽車維修行業的同仁們提供一個規范作業的參考。

圖2 空調制冷不佳的故障診斷流程圖

3.1 與客戶溝通并進行量化測量來確認故障現象

當汽車出現空調制冷不佳時，第一步要確認故障現象，在這個環節與客戶的溝通尤為重要，要清楚的知道故障發生的時間（when）；是剛出現還是出現了一段時間，是在什么情況下出現的（how）；出現故障時在什么地點（where）；誰駕駛車輛時出現的（who）；故障是持續的還是偶發的（what）；之前有沒有做過維修或者發生過其它事情，車輛的使用年限與行駛里程（why）。當清楚的了解這些信息后非常利于我們結合對車輛的檢測結果進行故障的判斷與分析。此外因為每個人體質和對溫度的敏感程度不一樣，所以會存在對制冷效果判斷的差異，而對此進行判斷的方法就是進行量化測量，對環境溫度（進風口溫度）和出風口溫度進行測量，同時這也是對空調制冷效果進行的一個量化分析判斷。測量時建議選用金屬探針式數字溫度計，因為其比較容易按標準探入到正面出風口相應深度（與線束型溫度計相比），而且不容易出現折斷（與水銀溫度計相比）。首先要測量環境溫度（或進風口溫度），然后是測量出風口溫度，通常是開啟空調制冷（即打開AC開關），將出風模式選擇為正面出風，風速選擇適中，制冷量選擇為最大，將發動機轉速提升在1500～2000轉工作3～5分鐘（建議根據具體車型的要求進行操作）。

如果有濕度計可進行濕度的測量，無法測量時可通過其它手段查詢當地的濕度，然后根據圖3的環境溫度、濕度與出風口溫度曲線圖，進行出風口溫度是否符合要求的判斷。此外還可通過手直接觸摸空調系統的高低壓管路，根據高低管路外側的溫度對故障進行基本確認，譬如高低壓管路基本不存在明顯的溫差，說明故障真實存在，如果存在明顯的溫差，就應該進一步的深入檢查。

圖3 環境溫度、濕度與出風口溫度曲線圖

3.2 檢測制冷劑品質

第二步進行制冷劑的品質檢測。汽車空調制冷就是利用制冷劑汽化到液化再到汽化這樣一個不斷循環的工作過程來實現的，制冷劑的品質直接關系制冷效果的好壞。往往由于制冷劑的品質達不到標準直接影響到了制冷效果，譬如空氣的含量超標，在整個制冷循環過程中直接影響到汽化吸熱（液化放熱）的效率，從而降低了制冷效率。品質檢測主要是對制冷劑的純度進行檢測，目前國內基本使用的都是四氟乙烷(簡稱HFC-134a)，交通行業標準《汽車空調制冷劑回收、凈化、加注工藝規范》（JT/T 774-2010）中規定制冷裝置中存在一種制冷劑（HFC-134a或CFC-12），且與制冷裝置規定的制冷劑類型相符，應進行回收，但純度低于96%時，應要求進行凈化。

3.3 制冷系統的壓力檢測確認故障部位

如果制冷劑的品質沒有問題，就進行第三步制冷系統的壓力檢測，壓力檢測是對制冷系統的性能進行判斷。如果系統壓力正常，空調控制系統出現故障導致制冷效果不佳的占比就最大，特別是在自動空調系統中，這其中包括蒸發箱溫度傳感器、環境溫度傳感器、出風口溫度傳感器和陽光輻射傳感器等輸入信號故障，控制單元和通風控制系統（執行裝置）故障三類。其次制冷壓力正常，但由于是事故車修復，可能會在隔熱處理和密封處理方面存在缺陷，從而導致熱傳遞不被有效阻止而導致“制冷效果不佳”。

制冷系統壓力不正常，通常有八種情況，分別是低壓低高壓低、低壓低高壓好、低壓低高壓高、低壓好高壓高、低壓高高壓高、低壓好高壓低、低壓高高壓低、低壓高高壓好。這其中制冷劑不足（包括制冷劑加注量不足和制冷劑滲漏2種情況）會導致低壓低高壓低、低壓低高壓好的檢測結果，這是由于壓力表接入或讀取時間的差異，初期故障多數為低壓低高壓好，甚至在低壓端短時還會產生真空（沒有泄漏存在的情況下），如果壓縮機沒有故障，低壓還會低，高壓好，但隨著時間的推移，高壓端的壓力也會降下來。此外系統出現堵塞的情況，如冷凝器、膨脹閥、干燥罐、蒸發器出現堵塞時會導致低壓低高壓好，而壓力開關、膨脹閥、干燥罐、蒸發器出現堵塞時會導致低壓低高壓高，另外冷凝器散熱效果不佳（1.表面過臟，空氣不流通；2.內部堵塞；3.電子扇不工作；4.發動機（散熱器）水溫過高等）也會導致低壓低高壓高的故障，嚴重的會導致低壓高高壓高。引發低壓高高壓高的原因還有制冷劑加注量過多，系統中有堵塞。由于堵塞位置和測量時機不一，有時也會體現為低壓好高壓高的故障現象。壓縮機的高低壓出入口如果安裝反了，將會發生低壓好高壓低、低壓高高壓低、低壓高高壓好這三類故障，但通常這都屬于人為故障。

4 結束語

根據以上的分析再結合前期與客戶的溝通，我們就能高效準確地判斷出故障點在什么地方，由于什么原因造成的制冷功能失效和衰退，從而進行有針對性的、規范的排除故障。但在日常的維修過程中，我們發現很多技術人員對故障未能真正地探尋故障成因。譬如空調制冷效果不佳是由于壓縮機故障，經檢查也確實是壓縮機電控閥（ECV）不工作，許多技術人員會就此止步，但其實還應該去查找真正的故障原因。電控閥（ECV）不工作是因為壽命所至？還是電流過大（或電壓過高）損壞？還是由于異物進入電控閥（ECV）體，導致卡滯不工作？因此徹底排除故障一定是要找到真正的原因，如果是由于未對損壞的空調系統進行清洗，導致異物進入電控閥（ECV），造成電磁閥（ECV）卡滯不工作，即使再更換一個電控閥（ECV）或壓縮機，故障還可能再次出現。要排除此故障，首先是要進行系統的清洗，然后才是更換新的壓縮機，而不只是簡單的更換電控閥（ECV），因為一旦有雜質在系統中存在，將會導致壓縮機的損壞（磨損或卡滯）。從上面的案例中我們可以看出，只有具備扎實的專業知識，結合標準、規范的故障診斷排除流程，才能準確找出故障點及成因，才能真正高效、保質保量的完成汽車維護工作，讓客戶放心開車，創造一個良好的交通環境。

[1] 凌永成.汽車空調技術[M].北京:機械工業出版社,2014：13-20.

[2] 黃軍輝,張南峰.汽車電氣及車身電控技術[M].北京:人民郵電出版社,2009:112-114.

[3] 張俊霞.汽車空調制冷系統常見故障及診斷方法[J].石家莊職業技術學院學報,2009(21):41-43.

[4] 洪義州.汽車空調制冷系統常見故障檢修[J].職業,2016(17):158-159.

Fault Diagnosis Process of Automobile Air Conditioning Refrigeration

Jiang Minglei, Shi Guangcheng
( 1.Beijing information technology institute, Beijing 100070; 2.Chongqing banan vocational education center, 401320 )

The poor air-conditioning refrigeration system will bring the safety hazard to the driver. According to the composition and working principle of the automobile air-conditioning system, the reason of the failure of the poor refrigeration is multifaceted. Therefore, a reasonable and reasonable diagnosis process can make the maintenance personnel quick Accurately eliminates refrigeration system failure.

Automobile air conditioner; Refrigeration process; Cause of issue; Diagnostic process

U472.4 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7988 (2017)19-175-03

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.19.061

蔣鳴雷，（1972-）副教授，就職于北京信息職業技術學院汽車工程系，研究方向：汽車技術、教育教學。