汽车空调构造与维修.ppt
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1、汽车空调构造与维修,主编:冀旺年制作:冀旺年,电 子 教 案,第 10 章,在学完本章后应能:(1)掌握制冷系统运行的七种基本工况;(2)检测汽车空调系统中制冷剂量与纯度;(3)测试汽车空调系统性能;(4)使用温度和压力的方法诊断系统故障;(5)掌握自动空调的常见故障及检修方法。,第 10 章汽车空调系统综合检修,使学生掌握定排量和变排量制冷系统的检修,掌握检修流程,了解维修实例。,第 17 讲 10.1 定排量制冷系统的检修 10.2 变排量制冷系统的检修 10.3 奥迪汽车空调系统的检修流程 10.4 检查维修实例,教学重点:定排量制冷系统的检修;变排量制冷系统的检修 教学难点:变排量制冷
2、系统的检修,10.1 定排量制冷系统的检修,汽车空调系统随生产年份、厂家设计和型号的不同而异。因此,没有标准的诊断程序。所有汽车空调系统的诊断,只能共享一部分通用常识。定排量空调系统也称循环离合器系统。由于压缩机的排量是固定的,所以采用循环离合器的方法,用调温器或压力控制器进行控制。调温器温度控制是用温控开关使压缩机离合器在预定的温度水平开、关。压力控制器温度控制是用对系统压力敏感的压力开关在预定的压力水平使压缩机离合器开、关。变排量空调系统也称非循环离合器系统。该系统依靠可变排量(VD)压缩机来控制车内温度。随着系统的环境不同,压缩机通过改变活塞冲程来控制通过系统的制冷剂量。离合器的唯一目的
3、就是当不需要空调时脱离压缩机,当需要空调时联上压缩机。所以,对定排量和变排量的两种系统检查有所不同。,汽车空调制冷系统有 7 种基本工况,一种正常工况和六种故障工况。,1正常运行工况 低压侧压力:R12系统为0.2210.228Mpa;R134系统为0.2070.214Mpa。高压侧压力:R12系统为1.2761.310Mpa;R134系统为1.4071.448Mpa。必须注意到理论平均值与实际运行时的数值是不一致的,建议读者处理每一辆汽车时参考制造商的手册。2制冷不足工况 低压侧压力低;R12系统为 124kpa;R134系统为103kpa。高压侧压力正常;R12系统为1310kpa;R13
4、4系统为1434kpa。出现这种情况主要有三种原因:(1)恒温器调节的温度不合适,偏离机械调节范围或失效。(2)制冷剂低压侧堵塞。(3)系统内有水气。恒温器温度调节不合适,使压缩机在希望的温度时不能停止和开启,出现偏差,必须调节使其在预定温度值时,让压缩机停、开。恒温器失效的一个标志是蒸发器盘管外面覆盖冰层,盘管上结冰会阻挡空气流过。,10.1.1 制冷系统七种工况的检查,在系统低压侧从节流装置的出口到压缩机的进口之间可能不畅,节流装置进口处的过滤网可能被堵塞,如果系统内有过多的水气,就会在节流装置进口的过滤网上积聚并结冰。制冷液管道堵塞可通过细致的触摸来检查,从贮液干燥器或冷凝器的出口,沿着
5、制冷液管一直到节流装置的进口,这些部位都应该是温的。如果任一部位是冷的,表明这里被堵住了。在正常情况下节流装置的进口前部都是温的,其出口是冷的,实际上出口处应该是最冷的。如果发现膨胀阀或膨胀节流管的进口过滤网有问题,均应将其更换,同时贮液干燥器或集液干燥器也必须更换掉。如果堵塞现象出现在贮液干燥器的出口,则贮液干燥器也应更换,即使制冷液管和膨胀阀进口过滤网可能是干净的贮液干燥器也要更换。集液干燥器的出口处温度变化是正常的,这不表明它出了问题。如果系统中所含的水分没有被贮液干燥器中的干燥剂吸收,将会在节流装置的进口处结冰,从而使该处变的很冷,此症状与进口滤网堵塞相同。为了确定是否因含水结冰而引起
6、堵塞,可将空调器关闭1015min,然后再开启。如果压力表读数立即指向不正常工况则说明可能是脏堵。如果压力表读数正常只有几分钟,然后进入不正常值,则是冰堵,说明系统内有过多的水分没有被干燥器吸收,该症状可由更换贮液干燥器或集液干燥器解决。系统内的水分会形成有害的酸性物质。系统内的堵塞常常表征为温度的变化。,3制冷不足或无制冷工况(一)低压侧压力低或近真空;R12系统为103kpa;R134系统为83kpa。高压侧压力低;R12系统为896930kpa;R134系统为958993kpa。如果低压侧压力表数值为中等低值,最有可能的原因是制冷剂不足;如果压力非常低,几乎接近真空,则有三种可能的原因,
7、均与节流装置有关,它们是:(1)进口滤网堵塞;(2)膨胀阀或节流管失效;(3)系统内有水分。导致制冷剂不足常常是因为系统有泄漏,这种情况也可以从视镜(如果有的话)观察气泡看到,修理方法是先确定泄漏位置并修补好,然后将系统抽真空灌注适量制冷剂。节流装置堵塞,处理方法参见上个工况对它的处理。膨胀阀可能失效和完全关闭,产生此情况的最可能的原因是感温泡内的介质已跑掉,如果确系该原因,膨胀阀阀门不会动作,必须更换。如果制冷剂有损失,则说明系统有泄漏现象。,4制冷不足或无制冷工况(二)低压侧压力低;R12系统为152kpa;R134系统为138kpa。高压侧压力高或极高;R12系统为1724kpa;R13
8、4系统为1937kpa。该工况的最大可能原因是系统的高压侧不畅,可能发生于从压缩机出口到贮液干燥器或节流管进口间的任一部位。越接近压缩机,高压侧的压力会越高。中等高的高压侧压力可能表明贮液干燥器或制冷液管的堵塞,极高的压力则可能是表明靠近压缩机通向冷凝器处的弯管部有扁塌现象。任何情况下,必须找出受堵之处并加以修复。通常在受堵处有明显的温度变化,受堵处前面温度很高而后面则很低。注意:高压侧受堵能引起极高的温度,须小心避免烫伤。,5制冷不足或无制冷工况(三)低压侧压力高;R12系统为 303kpa;R134系统为296kpa。高压侧压力低;R12系统为965kpa;R134系统为1034kpa。该
9、问题可能是由电气故障或机械故障引起,如离合器线圈失效、恒温器失效或压缩机故障(阀盘、缸盖垫片或活塞环断裂)造成。要确定故障是否由电气的或机械的故障所引起,可观察离合器中部的螺栓以确定压缩机曲轴是否运转正常,如果正常,问题可能是由压缩机或阀盘组件的故障造成的,如果压缩机运转不稳定,把开关线松开与一只试验灯相连,将试验灯的另一接线接地,如果试验灯亮,问题可能是出在离合器线圈或离合器组件上。不过先要检查并确定接地线是安全可靠的。如果灯不亮或灯光暗淡,可能的原因是恒温器、电气控制设备故障或电线连接处松动。如果确定问题在压缩机上,则阀盘或密封垫可能失效,此时无论何种情况,有必要卸下压缩机缸头和阀盘组件以
10、进一步确定原因。机械故障能引起电气故障。,6制冷不充分工况 低压侧压力高;R12系统为 276kpa;R134系统为262kpa。高压侧压力低;R12系统为1172kpa;R134系统为1269kpa。该工况仅在使用恒温热力膨胀阀(TXV)的系统上出现,即是由膨胀阀故障而引起的。然而与工况二和工况三不同的是,这仅表示由于感温泡与蒸发器之间接触不良而造成膨胀阀处于开位或没有关闭。首先确定感温泡和蒸发器出口管表面清洁无污并且两接触表面接触良好,其次可把感温泡的出口管用一小条保温隔热(干的)带条包起来,防止感温泡受到环境气温的影响,确保良好的“传感”条件。如果远程感温泡很好地贴在出口管上但控制信号不
11、对,则说明膨胀阀可能有故障,必须更换。该工况诊断前须先确定制冷系统中是膨胀阀还是膨胀节流管。,7制冷不充分或无制冷工况 低压侧压力高;R12系统为290kpa;R134系统为255kpa。高压侧压力极高;R12系统为1620kpa;R134系统为1813kpa。此工况有好几种原因:(1)系统内有空气;(2)过量的制冷剂;(3)过量的冷冻机油;(4)冷却风扇故障;(5)冷凝器气道堵塞;(6)发动机过热。以上原因都能造成工况七的症状。冷凝器气道是被堵还是发动机过热,打开车罩很容易检查。如果冷凝器空气通道被堵住,热量就无法带走,这种情况会导致中等的高压和制冷不足。冷凝器的堵塞通常由灰尘、碎纸片、塑料
12、片、树叶、小石块或其它外来物体卡在翅片间引起的。冷凝器可用有去垢剂的水流冲洗干净。注意:冲洗时要使用温水,不要用烫水。,冷却风扇不转会产生象在维修车间里冷凝器被堵一样的症状,而车在路上快跑时,迎面风速足以使热量散去。缸盖压力高也可能是软管扭结或阻塞引起的,高压侧阻塞在压缩机出口到贮液干燥器或节流装置间的任何一处出现,参见工况四。过热的发动机会产生附加的热负荷(环境条件),这反过来会造成高的缸盖压力。发动机过热可能由下列情况引起:(1)冷却液的损失;(2)皮带打滑;(3)不合适的发动机速度;(4)水泵故障;(5)恒温器故障或散热器压力帽故障。这种状况可能是由于系统内有空气而引起的。空气是可以进入
13、系统的,例如当低压侧有孔隙时,因低压侧在制冷系统工作时有真空度,外面的空气就会被吸进。灌注制冷剂前系统抽真空的失败也是系统内带空气的原因。这种状况也可能因制冷剂量注入太多而引起。当采用标准回收制冷剂步骤时,过量的制冷剂会流出来。既然几乎无法确定究竟是空气还是过量的制冷剂,建议维修时先把制冷剂回收抽真空,再对系统灌注制冷剂。另一个产生工况七的原因是压缩机内有过多的冷冻机油。如果机内没有加油,当然就不成为问题。对已充注制冷剂的系统中各部件清洗时,只能使用凉水或温水。,将发动机怠速稳定在1500r/min,鼓风机开关打到最高档,打开空调A/C开关,温度设定在强冷,打开所有车门,用眼在观察窗观察液体制
14、冷剂的流动状态,参见图10-1所示。许多系统失效可由视觉检查到。制冷剂量检查中常见的几种现象及维修处理方法见表10-1所列。,10.1.2 制冷剂量的检查,图10-1 制冷剂流动状态的观察,表10-1 制冷剂量的检查及维修方法,在对汽车空调系统进行维修之前,如对制冷剂的状况有任何怀疑,应进行纯度检测。如怀疑制冷剂被污染,纯度检测尤为重要。如使用检测仪,按照产品说明书进行。如果无检测仪,根据制冷剂压力与温度的对应关系,可按下列程序进行检测。(1)将汽车停在相对通风之处,环境温度不低于21。(2)打开发动机罩。(3)确定系统使用的制冷剂是R12还是R134a。(4)接上与制冷剂相适应的压力表测量制
15、冷剂的压力。(5)将温度计放在流动空气中汽车上最接近制冷系统的附近,测量环境温度(即制冷的温度)。(6)过6小时后,记录压力值和环境温度值。(7)将读数与表10-2中的数据进行比较。,10.1.3 制冷剂纯度的检测,考虑到压力表、温度计及读数的合理误差,若制冷剂纯的话,压力表读数应近似地符合确定温度下对应的期望值。在该检测中,也有其它因素未考虑。例如,若系统中有空气,也不能得到正确的读数与结果。,表10-2 制冷剂温度-压力对应值,制冷系统性能检测确定空调系统是否提供适当的车内冷却环境,因此,也叫空调性能检测。检测前的注意事项如下:(1)不要吸入空调制冷剂与润滑油的蒸气或雾。它会刺激你的鼻、喉
16、和眼。(2)不要使用压缩空气的压力检测R134a制冷系统。R134a与空气在高压时的混合是可燃的,这种混合会引起爆炸,导致人员伤害和财产损失。制冷系统性能检测的操作如下:(1)将表阀和空调制冷系统压缩机吸、排气维修阀相连。连接时,先关死高、低压手动阀,并在接好后,将胶管内的空气赶跑,否则管内空气会跑到制冷系统内。(2)启动发动机,使压缩机的转速保持在2000r/min;置空调控制板上的功能选择键在“Max”(或A/C)位置,温度键于“Cool”位置,风扇键于“Hi”位置,并打开车窗门。用大风扇对准冷凝器吹风。(3)将一根玻璃温度计放进中风门空调出风口,而将干湿温度计放在车内循环进气口处,湿温度
17、计的球部要覆盖饱蘸水的棉花。(4)空调系统至少要正常工作15min后,才能进行测试工作,记录数据。将测得的温度与汽车制造商的空调性能温度进行对比。,10.1.4 制冷系统性能的检测,空调的正常值要达到如下的要求:1)对CCOT系统 环境温度:21-32摄氏度。空调冷风温度:1-10摄氏度。MPa。低压表值:压缩机开动后,低压表压力开始下降,降到约0.118MPa时(17lbf/in),MPa(30-31lbf/in),恒温开关接通离合器电路,压缩机又开始工作,低压表压力又下降,周而复始循环。2)其他循环离合器制冷系统 环境温度、空调冷风温度和高压表值与CCOT系统相同。低压表值:压缩机运行时,
18、低压表值开始下降,在0.103MPa(15lbf/in)MPa(30-31lbf/in)时,压缩机又开始工作,低压表值又开始下降,周而复始循环。,压缩机故障中最常见的故障之一,是压缩机因缺油而咬死,导致离合器烧坏。尤其当空调长期未使用,重新使用时,转速在1000r/min以上,因滞留在系统中的油未来得及返回压缩机,造成运动部件因缺油而迅速升温,使压缩机瞬间烧损。避免该故障比较好的解决办法是在压缩机吸气口前加装一个储油器。此办法是将需增加的润滑油加在处于压缩机吸气口前的储油器中。这样,压缩机停机时,储油器内总是存留一些润滑油。当压缩机开始运转时,可立即从储油器得到机油补充,避免了压缩机因缺油而咬
19、死的弊病。由于储油器中的回油管离存油面有一定距离,可防止大量机油瞬间被吸入压缩机而发生油液击的现象。图10-2是以电装10PA20压缩机为例,说明有、无储油器对压缩机回油时间的影响。,10.1.5 压缩机咬死故障的避免,图10-2 有无储油器对压缩机回油时间的影响,10.2 变排量制冷系统的检修,对于装有可变排量压缩机孔管型(VDOT)制冷系统的车辆可按别克公司推荐的如下方法及步骤进行检查:(1)将车辆停在室内或者阴凉处,同时环境温度必须至少为16oC,并开启所有的车窗使车内通风;(2)安装上空调歧管高、低压力表,并记录下车外的环境温度和湿度;(3)关闭所有的车窗。将空调系统设置为外循环模式,
20、鼓风机转速为最高速,使温度降到最低,按下空调A/C开关,接通空调;(4)开启空调出风口导流板,并将温度计放在右侧中央空调出风口上;(5)将变速箱的档位保持在P档,启动发动机并保持发动机的转速稳定在2000转/分钟,并运转空调系统(等待约35分钟),直到出风口的温度降到最低,此时,记录下出风口温度以及高、低压侧的压力值;(6)关闭发动机,将所记录下的数值同空调性能表中的最大值进行比较(见表10-3所列),正常的空调系统数值不应超过极限值,如果记下的数据超过极限值,进行VDOT制冷系统检查;如果记下的数据低于极限值,进行制冷剂量的检查,方法与检查定排量系统的制冷剂量相同。,10.2.1 检查可变排
21、量制冷系统的方法及步骤,表10-3 空调系统性能检测表,*-高压侧压力过高,压缩机被停止工作,VDOT制冷系统的检查流程,见图10-3所示。,10.2.2 VDOT制冷系统检查,图10-3 VDOT制冷系统的检查流程图,在实际进行空调系统诊断时,一般常规从系统性能检测入手,通过将诊断时的外界环境温度、湿度以及在规定发动机转速所对应的高低压数值还有右侧中央出风口温度与标准的空调系统性能检测表(表10-3)上的数据进行比对,就可大体对所诊断的系统有初步的概念,然后有针对性的进行进一步检查。由于系统设备可变排量压缩机的原因,吸入压力的变化在很大程度上会影响可变排量控制阀的运动从而影响压缩机排量的变化
22、,这一点和定排量压缩机有着明显的差异,也是实际诊断中的困难所在。根据实际诊断经验来看,在高、低压力表的压力数值中,相对而言高压数值比较重要,因为它容易受到排量变化影响的缘故,而低压数值只要不是太低或太高,一般反映不出什么问题。除了压缩机的差异外,其余系统部件和其他定排量系统一样,所以在检查渗漏、堵塞、散热不良等故障的方法和对定排量空调系统的部件诊断方法大体一样。通过用手摸管路或部件的温度差异,给冷凝器泼水强降温等方法同样对变排量制冷系统有效。,VDOT制冷系统的常见故障有以下几种:1.节流管被堵塞 在定排量空调系统中,如果膨胀阀或者节流管被堵塞,则会导致节流效应增强,低压非常低接近于真空,而高
23、压由于管路不畅则非常的高。但是在变排量系统中,由于排量的可变性加上排量的变化主要取决于压缩机吸入端低压的缘故,控制阀在感受到低压下降时会自动地将排量变小从而降低排气压力,高压压力因此反而随之下降,这可以说是两种系统诊断中最大的差异。如果不熟悉变排量系统的工作原理,很容易使我们出现误判断。当然,节流管堵塞的故障也可以通过用手触摸其前后温度差异来判断。2.空调压力开关失效 别克乘用车空调的可变排量制冷系统只引入了一个压力开关,它能够反映连续的制冷剂压力线性变化(其实说它是压力传感器更为恰当)。在实际使用过程中,该压力开关很容易受到系统中制冷剂不纯或者压缩机机械磨料、杂质的污染而失效。一旦失效后,它
24、将低电压信号传送给动力总成控制模块从而错误地切断压缩机离合器供电线路,导致空调制冷系统瘫痪。特别值得注意的是,如果判断出压力开关失效并且需要更换开关时,建议最好把干燥罐和节流管也一并检查或者更换,同时可用压缩氮气吹洗管路。由于它们受污染的情况相差不大,即便仅仅更换了一个压力开关就马上解决了故障,如果对另两个零件不检查的话,通常过不了几周新换的开关就又会失效,或者空调系统因为节流管堵塞再次不制冷。到那时,要想让客户理解这次相同的故障症状是由于其他原因造成的将非常非常困难。,10.2.3 VDOT制冷系统常见故障及排除方法,3.可变排量控制阀故障 这类故障通常是由于控制阀的阀体卡滞或者内部密封圈翻
25、边泄漏或弹簧疲劳失效而造成变排量控制的失调。这类故障大多表现为空调系统间歇性的不制冷,这种现象有点类似于制冷剂中含有水份,而导致制冷系统出现冰堵的现象。在压力表上可以看到高压偏高、低压偏低的现象;打开发动机罩我们还能够看到整个低压管路(从蒸发器出口经干燥罐回到压缩机吸入端)都结上了厚厚、雪白的冰霜。此时,更换可变排量控制阀一般就可解决问题。4.压缩机变排量系统失效 这类故障通常是由于压缩机内活塞连杆及斜盘系统或者进排气阀系统机械故障而造成的。这类故障多数表现为当压缩机离合器结合后,空调系统不制冷,在压力表上反映为系统静止压力同动态压力相同,而且高低压基本上接近。如果用手感觉进、排气管路的温度,
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