毕业设计（论文）-别克汽车空调系统结构原理与检修.doc

目 录一、汽车空调系统概述1（一）汽车空调的功能1（二）汽车空调的特点2二、 别克君威汽车空调制冷系统的工作原理与组成2（一）别克君威空调制冷系统工作原理2（二）别克君威空调制冷系统结构组成3三、别克君威空调控制系统6（一）别克君威C68全自动空调控制面板6（二）别克君威C68全自动空调控制原理8四、别克君威汽车空调系统的检修实例17（一）别克君威汽车空调系统的常见故障分析17（二）别克君威汽车空调控制系统故障码分析20五、别克君威空调系统维修后的性能测试22结束语24参考文献2525别克汽车空调系统结构原理与检修摘要：本论文介绍了汽车空调的功能及特点，讲述了别克君威汽车空调制冷系统的工作原理和结构组成，对别克君威C68全自动空调控制面板和控制原理进行了研究，分析了别克君威汽车空调系统的常见故障，进行了别克君威空调系统维修后的性能测试。关键词: 汽车空调；别克君威；自动空调；制冷；一、汽车空调系统概述（一）汽车空调的功能完善的汽车计算机控制的空调系统可以对车内空气的温度、湿度、清洁度、风度和通风等进行自动调节，并使车内空气以一定的速度和方向流动，给乘客提供一个良好的乘车环境，保证在各种外界气候和条件下使乘客都处于一个舒适的空气环境中，并能够防止车窗玻璃结霜，使驾驶员保持清晰的视野，为安全驾驶提供基本保证。计算机控制的空调系统可以实现以下功能：1、汽车空调自动调节功能包括车内温度和湿度自动调节、回风和送风模式自动控制以及运转方式和换气量控制等控制功能。电控单元将根据驾驶员或乘客通过空调显示控制面板上的按钮进行的设定，使空调系统自动运行，并根据各种传感器输入的信号，对送风温度和送风速度及时地进行调整，使车内的空气环境保持最佳状态。电控单元还可以根据气候变化通过选择送风口，改变车内的温度分布。2、经济运行控制功能当车外温度与设定的车内温度较为接近时，电控单元可以缩短制冷压缩机的工作时间，甚至在不启动压缩机的情况下，就能使车内温度保持设定状态，达到节能目的。3、全面的显示功能通过安置在汽车仪表盘上的空调显示控制面板，可以随时显示当时的设置温度、车内温度、车外温度、送风速度、回风和送风口状态以及空调系统运行方式等信息，使驾驶员能够及时全面地了解空调系统的工作状态。4、故障自诊断和安全功能电控单元通过自诊断系统可以对系统的状态进行检测，并对故障情况进行判断，当系统中出现故障时，使系统传入相应的故障安全状态，防止故障进一步扩大。（二）汽车空调的特点汽车上使用的空调器性能要求有以下几点：（1）应能尽快地从炎热天气下的停车状态达到车内舒适的温度（急速降温）。（2）在寒冷的天气里，发动机启动后，应能尽快使车内暖和起来（急速升温）。（3）在平常行驶状态中，不受气象状态和行走状态的左右，能保持稳定的舒适温度。（4）车内的空气流动应自然、萧静。（5）对发动机和燃油消耗以及动力性能的影响应尽可能的小。二、 别克君威汽车空调制冷系统的工作原理与组成（一）别克君威空调制冷系统工作原理别克君威汽车空调制冷系统的工作原理是利用了制冷剂的气态液态的相互转变，利用液态物质的蒸发吸热达到制冷的目的。通过以下四个过程进行周而复始的循环制冷。（1）压缩过程压缩机抽吸蒸发器中的温度相对较低、压强较低的气态制冷剂，压缩成高温高压气态制冷剂压入冷凝器。（2）放热过程高温高压气态制冷剂被压入冷凝器后，冷凝器管道外壳温度也随之升高。在风机风力的作用下，空气通过冷凝器管道外壳，将大部分热量排到车室外的大气中，使冷凝器内制冷剂温度降低并变成液态。（3）节流过程由于压缩机对蒸发器中气体制冷剂的抽吸作用，冷凝器中已经散去热量的液态制冷剂通过节流管进入蒸发器。（4）吸热过程通过节流管的液态、雾状制冷剂，由于压缩机的抽吸作用和节流管的节流作用，蒸发器内压强低，液态制冷剂在蒸发器内蒸发成气体，温度降低，在蒸发过程中，蒸发器管道外壳温度降低。在风机风力作用下，蒸发器管道外壳吸收车内的热量，使车室内温度降低。图1 制冷系统的工作原理1压缩机 2冷凝器 3蒸发器 4集液器 5节流管 6液压管路 7泄压阀（二）君威空调制冷系统结构组成1、压缩机别克君威轿车采用SE5V16(V5)型变排量压缩机，能够满足不同状态下对汽车空调机的要求，不需要电磁离合器的循环合。压缩机的外形及内部构造见图2，其基本构造是有五只成轴向均布的气缸孔和可变倾角的摇盘。压缩机排量控制的核心元件是位于压缩机后部盖的控制阀，它采用波纹管并根据压缩机的吸气压力进行控制，利用曲轴箱与吸气腔之间的压力差来看控制摇盘倾角的变化，由此改变压缩机的排量。当空调系统要求高制冷能力时，吸气压力就高于控制点，控制阀保持从曲轴箱到吸气箱的泄漏，使曲轴箱与吸气箱之间的压力为0，压缩机有最大的排量。当空调系统要求低制冷能力时，吸气压力则达到控制点，控制阀关闭从曲轴箱到吸气增压室的通道，压缩机排量减小。摇盘倾角受作用在五个活塞上的力的平衡来控制，曲轴箱与吸气箱之间的压力差轻微升高就会在活塞上产生一个合力，从而降低摇盘倾角。在空调压缩机的后部，安装有泄压阀，当压缩机出口压力达3636kPa时，为防止系统损坏，泄压阀打开。2、冷凝器冷凝器位于发动机散热器前端，由冷管和冷却翅片制成，铝管质量轻、散热图2空调压缩机性好，能尽快的将热量散发，冷却翅片增大了散热面积，进一步提高了散热效果。从空调压缩机出来的高压、高温制冷剂蒸气流入冷凝器，再由蒸气凝结成高压中温液体。3、蒸发器蒸发器与暖风加热器都安装在空调器总成中。低压低温制冷剂液体/气体混合物经节流后进入蒸发器，流经蒸发管，吸收热量后变为蒸气状态，离开蒸发器。制冷剂蒸发时从通过蒸发器的气流吸收热量，当空气中的热量传给蒸发器芯时，空气温度降低，空气中的水分湿气会凝结在蒸发器芯的外表面，形成水流从排气管流出。所以，蒸发器具有冷却室内空气和除湿的作用。4、集液器集液器与蒸发器出口管相连，集液器储存来自蒸发器的制冷剂蒸气与液体的混合物和润滑油，集液器底部的干燥剂可干燥系统中的湿气，防止产生冰堵，集液器出口管端的机油排放孔提供至压缩机的机油回路。集液器破裂损坏或长时间对外界空气开放时需更换新件，不能维修。见图3。图3集液器1制冷剂蒸汽入口 2入口 3导流板 4内置管 5干燥袋 6滤清器 7机油排放孔位置管道中 8出口 5、节流管节流管位于冷凝器出口与蒸发器入口之间，它对制冷剂产生节流作用，是制冷系统高压和低压的分界线。为防止节流管污染，在进口和出口侧安装有滤清器，图4消声器内部构造如果诊断显示节流管堵塞，若管本身没有损坏，可清洁入口滤清器处的金属碎屑和油泥后继续使用。6、消声器消声器安装在压缩机进口端，用以消除或降低由于高低压的振动而引起的压缩机噪声。消声器内部有过滤器，并且要求在压缩机故障时也能工作。消声器的安装位置及内部结构见图47、空调压力传感器空调压力传感器（ACP）位于空调系统高压管上，它不是开关(ON/OFF)式传感器，而是把空调管路压力值转变为电压信号并传给动力系统控制模块(PCM)，PCM根据ACP信号来决定空调机的切断和风扇的运转。三、别克君威空调控制系统（一）别克君威C68全自动空调控制面板C68全自动空调控制面板见图5。1、温度控制每按一次向上的箭头温度上升0.5；每按一次向下的箭头温度下降0.5，温度设定范围是1632。空调自动控制起作用的温度范围是1731，当温度设置为32时，系统锁定于完全加热，提高风扇转速且吹向地板；当温度设置为16时，系统锁死于完全制冷，提高风扇转速且吹向仪表板出口，处于内循环状态。图5 C68全自动空调操作面板2自动控制按下AUTO键时，系统处于自动控制状态，自动选择最佳风扇速度和气流模式，自动控制空调机是否工作。自动控制起作用时选择温度的范围是1731，当外界温度低于4时，空调机将停止工作。3关闭按下OFF键时，自动空调系统关闭，此键上的指示灯亮。4空调机该键控制空调压缩机的接通与关闭，压缩机接通时，该键上的指示灯亮。在AUTO模式，只要按动此键则系统转为手动模式。在前除霜模式下，只要外界温度高于4空调机就自动吸合，此时如果再按下空调按钮，指示灯闪烁2次后仍点亮。5内循环控制用于选择气流内、外循环方式，在以下模式此键不起作用，如果在禁止该功能时按下此键，指示灯闪烁3次后关闭。（1） 除雾：在此模式下，气流一半流向地板，一半流向除霜和侧窗出口，在环境温度高于4时，空调机自动吸合。（2） 前部除霜：这种模式下系统自动处于外循环。6前部除霜在此模式下，气流大部分从除霜器风口吹风，一部分空气也从地板和侧车窗风口吹出。7后除霜按下此键时，后挡风玻璃加热隔栅开始工作，15min后会断开。如果再次按下此键，它会接通8min，如果在此时间内再按下则断开。8鼓风机转速用于调节鼓风机风扇的转速。9出风模式选择用于选择不同的气流方向。（二）别克君威C68全自动空调控制原理1空调控制模块（HVAC）空调控制模块接收控制指令，并根据各传感器的信号，经计算分析后，控制各执行部件的动作，完成全自动空调的控制。图6中HVAC之C12端为常电源供电端，C5是点火电压供电端，D1端为传感器接地，C1为系统接地。2鼓风机电动机控制模块它位于鼓风机客体上，其转速由空调控制模块决定，控制模块根据收到的不同脉宽的PWM信号来控制鼓风机两端的压差，从而调节鼓风机的转速。3串行数据线C68空调通过串行数据线与动力系统控制模块和数据连接插头通信。PCM将发动机温度、节气门位置、发动机转速、车速、空调压力等信号通过Class-2数据总线传至HVAC控制器，同时HVAC将空调请求等信号通过数据线传至PCM。4传感器（1） 内部空气温度传感器：它是一个负温度系统（NTC）热敏电阻，用以感知车内温度。（2） 外部环境空气温度传感器：它是一个负温度系统热敏电阻，用以感知车外环境温度。（3）阳光载荷传感器：位于前挡风玻璃下，它是一个光敏二极管，可以测量阳光照射到车辆所产生的热量，并把信号传给HVAC控制器。5空调机控制电路空调机控制电路见图8，HVAC控制器将空调请求信号通过Class-2数据总线传至动力系统控制模块PCM 之C1-58脚，PCM经分析如果认为需接通空调机，则先提升发动机转速，然后其C2-39脚接地，空调继电器工作，触点闭合，空调机电磁离合器吸合，空调机工作。在以下情况下，PCM切断空调机：（1） 节气门开度大于90%。（2） 空调压力超过3080kPa(4.27V)或低于287kPa(0.35V)。（3） 点火电压低于10V。（4） 发动机转速超过4700r/min。（5） 发动机冷却液温度高于125。（6） 进气温度低于5。（7） 动力系统控制模块（PCM）与空调控制模块（HVAC）通信故障。图 6HVAC供电、数据通信与鼓风机电路图7传感器电路图8空调机控制电路图9真空电磁阀控制电路图10后窗除霜电路图11后鼓风机控制电路图12温度执行器电路6温度执行器电路温度执行器电路图12，温度执行器实际上是一个带有位置反馈的电动机，外部有五根连线，内部可分为两个部分：一是电动机，其5脚为12V供电端，7脚接地，6脚是电动机转动控制信号端；二是位置传感器：10脚是5V供电端，7脚接地，9脚是位置信号端。下面分析HVAC对电动执行器的控制过程：C7脚：电动机转动控制端，输出电压为5V时电动机向热方向旋转；输出电压为0V时电动机向冷方向旋转；输出2.5V时电机停止旋转。C8脚：电动机位置信号反馈端，最热位置状态时约3.86V；最冷位置状态时约0.23V；因电动机可以停止在任何位置，所以停止时信号电压可在两者之间不确定。7真空电磁阀控制电路图98后窗除霜电路109后鼓风机控制电路11四、别克君威汽车空调系统的检修实例（一）别克君威空调系统的常见故障分析空调系统的故障诊断分析，应做到以下四点：一要了解空调系统的基本工作条件；二要对故障进行综合考虑；三要按系统要求充注定量合格与系统相对应的冷媒、润滑油；四要经常保持系统的清洁，保持吸热与散热的条件。只有这样才能对汽车空调系统的故障进行定性和定量分析。下表1即为空调系统的常见故障分析 表1空调系统的常见故障分析表故障现象分析一、空调系统不能制冷（一）风量正常，压缩机不旋转（1） 电磁离合器故障1、 保险丝烧断2、 接头断开、电路断开3、 线圈短路、断路4、 连接线错乱5、 电源电压太低6、 开关烧坏7、 继电器烧坏8、 离合器打滑9、 怠速稳定器放大器有故障（2） 电磁离合器正常1、 压缩机皮带断裂或太松2、 压缩机有故障（二）风量正常，压缩机旋转1、 节流管脏堵2、 蒸发器故障（泄漏）3、 冷气系统漏气4、 集液器上的可熔塞熔化5、 压缩机的进、排阀门损坏6、 集液器内的过滤器被脏物堵塞7、 制冷剂软管破损8、 压缩机轴的密封件损坏表1空调系统的常见故障分析表故障现象分析一、空调系统不能制冷（三）冷风机无风量1、 保险丝烧断2、 冷风机电动机电刷损坏3、 冷风机开关损坏4、 冷风机控制电阻器损坏5、 配线接头断开或线路断路6、 连接线错乱二、冷气不足（一）风量正常（1） 压缩机运转正常1、高、低压侧压力均低a节 流管处有障碍b节 流管处有堵塞2、 高、低压侧压力均高a高低管路有障碍，流动不畅b热敏电阻失效c感温泡安装不当d冷冻油油量过多e制冷剂量过多f冷凝器散热不好3、 高压侧压力过低 a低压管路损坏 b低压管路堵塞 4、低压侧压力过低a蒸发器结霜b节流管堵塞c低压管路不畅通d热敏电阻失效e感温泡安装不当5、低压侧压力有时正常，有时是负压冷气系统内有水分，有冰堵现象6、低压侧负压，高压侧压力过低冷气系统内被脏物所堵7、低压侧压力过低，高压侧压力过高a集液器内堵塞b高压管堵塞8、低压侧压力过高，高压侧压力过低a压缩机衬垫泄漏b压缩机阀门损坏（2）压缩机运转不正常1、压缩机内部有故障2、压缩机皮带过松、打滑 表1空调系统的常见故障分析表故障现象分析二、冷气不足（一）风量正常3、电磁离合器工作有故障a电源电压太低b定子与转子间相互干涉c线路断开，连接部分脱离d开关、继电器工作不良e线圈短路、断路f接地不良（3）其它原因车厢密封不好，外部热空气经车窗、车门等处 流入车内 （二）风量不正常（1）冷风电机正常1、 吸气口有障碍物2、 蒸发器结霜3、 集液器中的过滤器堵塞4、 送风管堵塞5、 送风管损坏 （2）冷风机不正常1、冷风机开关不正常2、电阻器不良3、保险丝烧断4、电源电压太低5、线路断开，连接部脱离6、冷风机电机接触不良7、冷风机固定不良8、冷风机外部损坏或变形三、冷气系统有时制冷器，有时不制冷气（一）压缩机运转正常 1、冷气系统有冰阻2、热敏电阻失灵3、冷风机电机损坏或电机开关损坏（二）压缩机有时运转有时不转1、 离合器打滑2、 离合器线圈松脱3、 离合器线圈接地不良4、 开关、继电器时断时合失控四、冷气系统失控1、 开关、电磁阀失控2、 空调控制模块有故障3、 热敏电阻失灵五、冷气系统噪音大（1） 系统外部噪音1、 皮带过松或过度磨损2、 压缩机安装支架固定螺钉松动3、 压缩机安装支架破裂4、 压缩机内部零件损坏5、 冷冻油量太少或无油6、 离合器打滑噪音7、 离合器轴承缺油或损坏8、 冷风机电机轴承损坏9、 冷风机支架断裂或松动10、 冷风机叶片断裂或破损11、 冷风机叶片与其它部件擦碰（2） 系统内部噪音1、 制冷剂过多，工作有噪音2、 制冷剂过少，工作有噪音3、 系统有水汽4、 高压侧压力过高，引起压缩机振动（二）别克君威汽车空调控制系统故障码分析别克君威空调控制系统故障码如表2所示。表2空调控制系统故障码故障码含义模块DTC B0332外部空气温度传感器对接地短路HVACDTC B0333外部空气温度传感器开路HVACDTC B0337车内空气温度传感器对接地短路HVACDTC B0338车内空气温度传感器开路HVACDTC B0348阳光负载温度传感器电路开路HVACDTC B0361执行器反馈电路对接地短路HVACDTC B0363执行器反馈电路开路HVACDTC B0441执行器超出范围HVACDTC B0530空调系统（A/C)压力传感器PCMDTC B1546空调离合器继电器控制电路PCMDTC B1605与空调系统失去通信PCMDTC B0532空调压力传感器线路输入信号过低ECMDTC B0533空调压力传感器线路输入信号过高ECMDTC B1605与空调系统失去通信ECM以下列举DTC B0332/333及DTC BO337/B0338分析1. DTC B0332/333外部空气温度传感器（1）DTC B0332外部空气温度传感器对地短路外部空气温度传感器电路见图7。环境温度传感器是一个热敏电阻，其内部电阻随着温度升高而降低。空调控制模块通过D1端为外部空气温度传感器提供接地，通过D3提供参考电压，D3端同时也是外部空气温度信号输入断。空调控制模块通过环境温度传感器的输入确定外部空气温度，通过检测外部空气温度和车内空气温度传感器之差来确定吸入的空气的需冷却或加热程度，以最快达到所选择的车内温度。空调控制模块还用环境温度传感器信号以在HVAC显示器上显示外部空气温度。空调控制模块执行环境温度传感器的检查并检测到电路735接地短路时，设置故障码DTC B0332，并以9作为环境温度替代值，允许空调系统继续运行。产生故障码DTC B0332的可能原因有电路735与接地短路、HVAC损坏或外部空气温度传感器故障。（2）DTC B0333外部空气温度传感器开路空调控制模块检查环境温度传感器的工作并检测到电路735开路时，设置故障码DTC B0333，并以9作为环境温度替代值，允许空调系统继续运行。产生故障码DTC B0333的可能原因有电路735与HVAC断开或接触不良、电路61断开或接触不良、HVAC损坏或外部空气温度传感器故障。更换外部空气温度传感器后，空调控制模块的显示屏上可能还会显示原来的车外温度值，为刷新新环境温度，车辆以32km/h行驶1.5min或以72km/h的速度行驶1min即可。2.DTC BO337/B0338车内温度传感器（1）DTC BO337车内温度传感器对接地短路车内温度传感器电路参见图7。车内温度传感器是一个热敏电阻，其内部电阻随着温度升高而降低。空调控制模板（HVAC）通过D1端为车内温度传感器提供接地，通过D2提供参考电压，D2端同时也是车内空气温度信号的输入端。空调控制模板通过车内温度传感器的输入确定车内空气温度，HVAC通过检测室内空气温度和外部车内温度传感器之差来确定吸入的空气的需冷却或加热程度，以最快达到所选择的车内温度。空调控制模板执行车内温度传感器的检查并检测到电路734对地短路时，设置故障码DTCB0337，并以24作为车内温度替代值，允许空调系统继续运行。产生故障码DTCB0337的可能原因有电路734对地短路、HVAC损坏或室内空气温度传感器故障。（2） DTC B0338车内温度传感器开路车内温度控制模板（HVAC）执行车内温度传感器的检查并检测到电路734开路时，设置故障码DTC B0338，并以24作为车内温度替代值，允许空调系统继续运行。产生故障码DTC B0338的可能原因有电路734与HVAC断开或接触不良、电路61断开或接触不良、HVAC损坏或室内空气温度传感器故障。3.DTC B0338阳光负载温度传感器电路开路阳光负载温度传感器电路见图7，它是一个光敏二级管。空调控制模板（HVAC）通过D1端为阳光负载温度传感器提供接地回路，通过C2端为阳光负载温度传感器提供参考电压，C2端同时也是信号输入端。HVAC通过阳光负载温度传感器的输入确定阳光光照量，当太阳光变强时，阳光负载温度传感器中的电流增大。当空调控制头处于自动（AUTO）模式时，HVAC使用阳光负载温度传感器的信息来控制鼓风机的速度和上、下空气流动模式。当空气控制模块检查阳光负载温度传感器的工作并检测到电路590开路时，设置故障码DT B0348。产生故障码DT B0348的原因有电路590开路或接触不良、电路61开路或接触不良、阳光负载温度传感器故障、空调控制模块故障。五、别克君威空调系统维修后的性能测试进行空调系统测试时，车辆停放在室内或蔽荫处，环境温度高于16，打开车窗通风，在空调右侧中间出风口放置温度计，发动机以2000r/min转速运转约3min，标准值测试结果见表3，如果测试结果与表中所示相符，说明空调系统正常。 表3空调系统性能测试数据相对湿度（%）环境温度/低压侧压力/kPa高压侧压力/kPa出风口湿度/202125517108272552069832255246812382622268123021255182092725521651032269257914382622485164021255197292725523171232290169616383382999195021255206911272692427133231728481738379高压保护226021255219912272902579153233829581938414高压保护267021255231713273102696173236530752180212832427132731128061832393高压保护23902131025441427359292320结束语三年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。回首三年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师三年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。学友情深，情同兄妹。三年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。      在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。参考文献1夏云铧.新型汽车空调应用与维修.人民邮电出版社，2006年.2戴胡斌.通用系列轿车维修一本通.江苏科学技术出版社，2007年.3梁仁建.汽车空调原理与维修.科学出版社，2008年.