汽車空調壓縮機常見故障分析與排除

朱亮亮 呂秋碩 段少勇

汽車空調壓縮機常見故障分析與排除

朱亮亮 呂秋碩 段少勇

（楊凌職業技術學院 楊凌 712100）

壓縮機是汽車空調制冷系統的核心部件，其故障分析及排除，一直是汽車故障維修中的重點和難點。通過壓縮機分類及工作原理的介紹，結合看、聽、摸等直觀探測方式，進行故障原因分析，提出故障排除措施，并對壓縮機的正確安裝與維護進行了定性分析，以此保證壓縮機的正確使用，實現制冷系統高效、安全的運行。

汽車空調；壓縮機；檢測；分析；故障排除

0 引言

汽車空調制冷系統是由壓縮機、冷凝器、蒸發器、膨脹閥、冷卻風扇、鼓風機、儲液干燥器（油液分離器）和高低壓管路附件等組成。發動機提供動力并通過電磁離合器來控制壓縮機的運轉，壓縮機是汽車空調制冷系統關鍵核心部件之一，被視為汽車空調制冷系統的“心臟”，在制冷系統中的作用無可替代[1]。

汽車運行的顛簸振動，要求壓縮機有良好的抗震性能；復雜多變的外界環境要求壓縮機能夠經受各類惡劣運行條件的考驗，這些都對壓縮機運行的可靠性和耐久性提出了較高要求[2]。

近年來隨著汽車生產和銷售的快速增長，汽車空調給人們提供了舒適的駕乘環境，其重要性得到制造廠家和消費者認可。汽車空調的舒適性、可靠性及安全性的要求，已成為消費者是否購車的重要選擇依據。國際社會對石油危機和全球變暖等問題的日益關注，制冷劑的環保要求、新能源汽車空調驅動源改變等諸多問題的出現，使汽車空調壓縮機行業正面臨著重大的機遇和挑戰[3]。

1 汽車空調壓縮機作用及特殊要求[4]

1.1 制冷壓縮機作用

（1）抽吸作用

利用壓縮機的抽吸作用，把蒸發器內低溫低壓的氣態制冷劑抽吸到壓縮機氣缸內，使蒸發器內壓力更低，液態的制冷劑更容易轉化為氣態制冷劑，更有利用制冷劑的汽化，降低蒸發器的溫度。

（2）壓縮作用

低溫低壓氣態制冷劑被抽吸入氣缸后，通過壓縮機的壓縮做功，排出高溫高壓的氣態制冷劑。

（3）循環作用

壓縮機壓縮做功排出的高溫高壓的氣態制冷劑，被壓入冷凝器后，通過冷凝器的散熱片向外散發熱量，由氣態制冷劑轉化為低溫低壓液態制冷劑，壓縮機是制冷劑在整個制冷系統中循環的動力源。

1.2 對汽車空調壓縮機的特殊要求

汽車空調壓縮機必須具備以下特點：體積要小，重量要輕；易損零件少，經久耐用；噪音要小，工作穩定可靠；低速、怠速時具備較強的制冷能力，高速時要求低能耗；制造容易，價格低廉。

2 汽車空調壓縮機分類及工作原理[4-6]

2.1 壓縮機分類

汽車空調壓縮機經歷曲軸連桿式、軸向活塞式、旋轉式三代的演化和進步，其分類及特點如表1所示。

表1 壓縮機分類及特點

近年來，第三代壓縮機中的渦旋壓縮機在汽車空調中逐步推廣并得到廣泛應用，本文主要介紹其工作原理，并以點帶面對常用壓縮機的常見故障、檢修、安裝、維護保養進行詳細的說明。

2.2 渦旋式壓縮機工作原理[4,6]

2.2.1 渦旋式壓縮機結構

1—吸氣口；2—排氣孔；3—靜渦盤；4—動渦盤；5—機座；6—背壓腔；7—十字聯接環；8—曲軸

1—壓縮室；2—進氣口；3—動盤；4—靜盤；5—排氣口；6—吸氣室；7—排氣室；8—壓縮室

渦旋式壓縮機按照結構的不同，主要有動靜式和雙公轉式兩種類型，目前應用最多的是動靜式渦旋壓縮機。動靜式渦旋壓縮機主要由動（旋轉）渦盤、靜（固定）渦盤、防自轉機構、主（曲）軸和支架等組成，如圖1所示，動渦盤放置于靜渦盤和支架之間，可以沿軸向移動，兩個渦旋盤相錯180°對置而成，動渦旋盤旋轉過程中和靜渦旋盤在橫截面的幾個點處接觸，從而形成一系列密封的月牙形的容積，隨著動渦旋盤的旋轉，月牙形的容積發生變化，實現制冷劑的吸氣、壓縮和排氣過程的連續進行。

2.2.2 渦旋式壓縮機工作原理

渦旋式壓縮機僅有進氣、壓縮、排氣三個過程，如圖2所示，進氣口2在固定渦旋盤的外側面，隨著曲柄的順時針轉動，低壓的制冷劑氣體被吸入吸氣室6，隨著曲柄的旋轉，形成封閉的月牙形壓縮室8，空間容積的縮小形成對制冷劑氣體的持續壓縮，最終高壓制冷劑氣體進入排氣室7，并通過固定渦旋盤上的軸向排氣口5排出。圖（a）為吸氣結束位置，圖（b）渦旋外側為吸氣過程，中間為壓縮過程，中心為排氣過程，圖（c）、圖（d）連續而同時進行著吸氣和壓縮過程。在曲柄軸的每一轉動中，依次完成著進氣、壓縮、排氣過程，并不斷重復上述過程。

因此，渦旋式壓縮機依靠其結構緊湊、穩定可靠、高效節能、振動沖擊小、噪音低等優點，在汽車空調等小型制冷領域得到較廣應用，已經成為壓縮機技術發展的主要方向之一。

3 壓縮機常見故障分析與排除[7-11]

3.1 壓縮機不通電、不能啟動

表2 故障分析及故障排除

3.2 壓縮機卡滯，不能轉動

（1）故障分析：主要考慮為壓縮機潤滑系統故障導致，當傳動皮帶或離合器打滑時，除了離合器和傳動帶本身的故障外，壓縮機卡滯是主要的考慮因素。

（2）故障排除：首先關閉空調A/C開關，重點檢查系統有無制冷劑泄漏，若制冷系統不存在泄漏，判斷系統堵塞，此時應放空或回收系統中的制冷劑，清潔空調系統管道和每個閥體上的污垢，清理完畢重新組裝系統，抽真空后，重新加注冷凍機油和制冷劑。

3.3 壓縮機泄露

（1）故障分析：壓縮機泄漏主要是制冷劑泄漏和冷凍機油泄漏，兩種情況在制冷系統中經常是伴隨而生的，經常發生在壓縮機與高低壓管的結合處，并有明顯的污跡，該污跡是由于冷凍機油泄漏吸附灰塵所致，冷凍機油的流失造成壓縮機內部潤滑不良，最終導致壓縮機不能正常工作。

（2）故障排除：利用專用檢漏設備排查泄漏點，維修完畢后加注少量制冷劑并檢漏，確認無泄漏點后加注冷凍機油和適量制冷劑。

3.4 異響

3.4.1 異響來源分析

汽車空調壓縮機長時間高負荷運轉，對電磁離合器的性能和質量要求極高，其異響主要來源于兩個方面。一方面是電磁離合器長期受到外界泥水的污染，內部轉動軸承腐蝕損壞產生的異響；另一方面是長期的反復吸合造成接觸部件的疲勞破壞而產生的異響。

3.4.2 電磁離合器分離時的噪聲

按下汽車空調A/C開關后，有異響產生，斷開開關后，異響仍然存在。

（1）故障分析

檢查發動機進、排氣閥門有無粘附甚至燒結現象；檢查各類轉動部件軸承運轉情況，如發電機、水泵的部位；檢查傳動帶及帶輪運轉情況；檢查電磁離合器、皮帶、皮帶輪、軸承等磨損程度及安裝情況。

（2）故障排除

查看皮帶是否有污跡或磨損，檢查更換；檢查安裝螺絲是否松動，并緊固螺絲；檢查電磁離合器是否有問題，更換電磁離合器；若還能聽到噪聲，則需要更換壓縮機離合器的皮帶輪；空調怠速時產生噪聲，則需要更換空調怠速皮帶輪。

3.4.3 電磁離合器結合時的噪聲

（1）故障分析

制冷系統部件松動引起的噪聲，可能來源于壓縮機安裝螺釘或零部件松動，傳動帶調整不當或磨損，空調連接管道松動，離合器打滑等。

（2）故障排除

緊固各零部件連接螺栓，調整或更換空調傳動帶；對制冷系統連接管路、加緊裝置進行緊固；檢修后噪音依然存在判斷壓縮機故障，檢修壓縮機直至更換。

離合器摩擦間隙使用百分表來檢驗，使用墊片來調整，間隙標準值在0.3～0.6mm之間，壓板和皮帶輪的間隙過小時，由于摩擦干涉產生異響，間隙過大時，由于沖擊振動會造成接觸件疲勞失效；離合器的線圈溫度過高時可能出現離合器燒結甚至卡死現象；離合器電磁線圈電流為零說明有斷路，過大說明有短路，都要予以更換。

3.5 制冷不足

制冷系統正常壓力區間為：高壓1.3MPa～1.6MPa，低壓0.12MPa～0.22MPa。根據車型和工況等變化，其具體數值略有變化。引起制冷不足的原因很多，其故障分析及排除見表3所示。

表3 制冷不足故障分析及故障排除

4 壓縮機安裝與維護

4.1 壓縮機正確安裝

（1）壓縮機安裝在發動機殼體的前端，通過傳動帶與發動機曲軸皮帶輪相連并傳遞動力；

（2）壓縮機皮帶輪與發動機曲軸皮帶輪的旋轉平面保證重合（即同一平面），避免產生傳動噪聲、縮短使用壽命，通常采用目視為準即可；

（3）壓縮機的進口與出口均朝上與管道相連，最大偏轉角不能超過45°，避免管路接頭處松動、冷凍機油泄漏而造成潤滑不良；

（4）傳動帶張緊度調整，使用約98N的力按壓時，新帶下降8～10mm，舊帶下降11～12mm為合適。

4.2 壓縮機日常維護與保養

（1）汽車空調制冷系統要保證每兩周啟動一次，至少工作5分鐘，其目的主要有：

①通過制冷劑循環，帶動冷凍機油潤滑相關軸封密封件，防止密封件干枯；

②通過壓縮機的運轉，避免各個旋轉部件出現“冷焊”現象；

③壓縮機長期不運轉，旋轉部件配合表面易形成蝕點，影響旋轉件的精度和表面質量。

（2）定期檢查壓縮機皮帶的張緊力

①汽車空調壓縮機皮帶張緊力的額定值是376N±50N（約38kg±5kg）；

②張緊力過大，容易造成皮帶及帶輪軸承長時間大負荷運轉而過早失效；

③張緊力過小，容易造成皮帶打滑，壓縮機轉速下降，制冷變差；

④常規簡單檢查為：用手能夠翻轉皮帶90度，判斷張緊力基本正常。

（3）定期檢查壓縮機的軸封處，進出管連接頭處是否有油污，以此判斷壓縮機有無泄漏，按照規范操作加注冷凍機油，保證制冷系統、壓縮機各個旋轉部件的潤滑。

5 結束語

壓縮機作為空調系統的核心部件，由于長時間復雜工況下的運轉，故障發生在所難免，針對性的故障分析及檢測排故方案的提出勢在必行；另外汽車空調壓縮機也離不開日常的保養，從小問題抓起，防患于未然，只有加強定期維護和日常保養，才能保證汽車空調系統的制冷效果，延長制冷系統的使用壽命，降低車輛使用成本，并為司乘人員提供舒適的駕乘環境。

[1] 劉漢森.北汽EV160電動汽車空調壓縮機電控原理及故障分析[J].汽車維修與保養,2017,(8):72-74.

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[7] 費俊.論汽車空調壓縮機常見故障及對策分析[J].科技展望,2015,(2):50.

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[10] 明紅輝,武永勤,薛風.淺談汽車空調壓縮機常見故障及排除方法[J].科技信息,2013,(17):304.

[11] 楊春澤.淺談汽車空調壓縮機常見故障及排除方法[J].科技展望,2015,(11):72.

Common Fault Analysis and Troubleshooting of Automotive Air Conditioning Compressor

Zhu Liangliang Lv Qiushuo Duan Shaoyong

( Yangling Vocational and Technical College, Yangling, 712100 )

Compressor is the core component of the automotive air conditioning refrigeration system, its failure analysis and troubleshooting has been the key and difficult point in the automobile repair. Through the introduction of classification and working principle of compressor, combined with visual detection such as watching, listening and touching, the fault causes are analyzed and the troubleshooting measures are put forward, and the correct installation and maintenance of compressor is analyzed qualitatively, in order to ensure the correct use of compressor, achieve efficient and safe operation of the refrigeration system.

Automotive air conditioning; Compressor; Detection; Analysis; Troubleshooting

U463.85+1

A

1671-6612（2020）04-458-05

朱亮亮（1982.1-），男，工學碩士，副教授，E-mail：zll20013406@126.com

2019-11-02