卡罗拉空调系统不制冷故障诊断方案设计 汽 检测与维修专业毕业论文

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一、卡罗拉汽车空调制冷系统的组成与工作原理 (1)
1.卡罗拉汽车空调组成制冷系统的组成 (1)
2.卡罗拉汽车空调制冷系统的工作原理 (3)
二、卡罗拉汽车空调系统不制冷常见故障原因及检修方法 (4)
1.卡罗拉汽车空调系统不制冷故障原因 (4)
(1)电气故障 (4)
(2)机械故障 (4)
(3)其他方面原因 (4)
2.卡罗拉汽车空调制冷系统的常见故障检修方法 (4)
(1)电气方面故障检修方法 (4)
(2)机械方面故障检修方法 (4)
三卡罗拉空调系统不制冷故障诊断检修方案 (6)
1.故障诊断流程 (6)
2.案例分析 (6)
(1)故障现象 (6)
(2)故障原因 (6)
(3)检查步骤 (7)
(4)检修结论 (8)
致谢 (8)
参考文献 (9)
二汽车空调制冷系统的结构原理
一、卡罗拉汽车空调制冷系统的组成与工作原理
1.卡罗拉汽车空调组成制冷系统的组成
卡罗拉汽车空调制冷系统主要由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、储液干燥器及管路 等组成。

如图1-1。

图1-1空调制冷系统的组成
储
液T
燥器
紧
机
（1）压缩机
卡罗拉汽车空调制冷压缩机主要采用斜盘式压缩机。

斜盘式压缩机是目前轿车空调中应 用最多的一种机型。

它主要由缸体、前缸盖和后缸盖、前阀板和后阀板、活塞、主轴、斜盘 （与主轴连成一体）、钢球和滑靴（支持盘）等零件构成，工作原理如图1-2所示。

图1-2斜盘式压缩机的工作原理
1—主轴；2—斜盘；3一双向活塞；4― 珠
（2）热交换器
卡罗拉汽车空调中的和蒸发器（如图1-3）冷凝器（如图1-4）统称为热交换器。

他们的 作用都是实现两种不同温度的流体之间的热交换。

热交换器的性能直接影响汽车空调的制冷 性能。

出口
图1-3蒸发器图1-4冷凝器（3）膨胀阀
卡罗拉汽车空调系统用的是H型膨胀阀。

H型膨胀阀（如图1-5）是一种整体式膨胀，它取消了外平衡式膨胀阀的外平衡管和感温包，使其直接与蒸发器进、出口相连。

如图所示为H型膨胀阀的结构。

实际上并没有取消感温包，而是把感温包缩到阀体内的回气管路上，从而提高了阀的工作灵敏性，但这种结构加工难度较大，膜片中心开孔也会影响膜片的性能。

H型膨胀阀有四个接口通往汽车空调系统，其中两个接口和普通膨胀阀一样，一个接储液干燥器出口，另一个接蒸发器出口，但另外两个接口，一个接蒸发器出口，另一个接压缩机进口，感温包和毛细管均由薄膜下面的感温元件所取代，感温元件处在进入压缩机的制冷剂气流中。

H型膨胀阀结构紧凑、性能可靠，适合汽车空调的要求。

H型膨胀阀可安装在离开蒸发器的其他地方，如装在驾驶员前围板外的发动机舱内，安装、调换方便。

图1-5h型膨胀阀结构图
（4）储液干燥器
由于汽车空调正常工作时，制冷剂的供量大于蒸发器的需求量，所以高压侧液态制冷剂要有一定的储存量。

储液干燥器结构如图1-6。

它由储液罐、滤网、干燥剂、顶盖、引出管等组成。

顶盖上设有进液孔和出液孔，并装有视液镜和易熔塞。

它的外壳由钢材焊接或拉伸而成。

从冷凝器出来的液态制冷剂进入储液干燥器，经滤网、干燥剂到储液罐底层，通过引出管流向膨胀阀。

二汽车空调制冷系统的结构原理
图1-6储液干燥器
1—干燥器体；2一干燥器盖；3一视液玻璃镜；4一易熔塞；5一过滤器;
6—干燥剂；7一引出管
（5）管路
卡罗拉汽车空调装置中与压缩机进、排气接头相连的管路都是采用橡胶软管。

2.卡罗拉汽;车空调制冷系统的工作原理
工作原理：启动空调，压缩机在发动机带动下工作，制冷剂在系统中循环流动，不断重复液化、汽化四个主要过程（如图1-7）：
二、卡罗拉汽车空调系统不制冷常见故障原因及检修方法
1.卡罗拉汽车空调系统不制冷故障原因
（1）电气故障
①压缩机主电路及其控制电路熔丝熔断。

②压缩机电磁离合器线故障。

③电路中的A/C开关（风扇调速开关）、高压开关、低压开关、冷气继电器触点及温控器等故障。

（2）机械故障
①压缩机驱动皮带断了，压缩机停止工作，导致不制冷。

②制冷系统堵塞，制冷剂无法循环，导致系统不制冷。

③膨胀阀感温包破裂，内部液体流失，造成膨胀阀膜片上方压力为零，阀针在弹簧力作用下，将阀孔关闭，制冷剂无法流向蒸发器，因此，系统无法制冷。

④系统内制冷剂全部泄漏，导致不制冷。

⑤压缩机进、排气阀片损坏，制冷剂无法循环，致不制冷。

（3）其他方面原因
①电源、电压过低。

②电离合器压板与皮带盘间有油污。

③蒸发器表面结霜，吹风电机转速下降。

2.卡罗拉汽车空调制冷系统的常见故障检修方法
（1）电气方面故障检修方法
①检查压缩机主电路及其控制电路熔丝是否熔断，若熔断，应用万用表电阻挡分段检查相关线路对地电阻，找出线路中非正常搭铁点，排除故障。

②拔下压缩机电磁离合器线束插头，直接将电源正极连到电磁离合器线圈电路接头上，若离合器工作说明离合器正常，否则更换或维修电磁离合器。

③检查电路中的A/C开关（风扇调速开关）、高压开关、低压开关、冷气继电器触点及温控器等，用短路法在接通电源时，分别短接所要检查的开关，如短接某开关时空调离合器工作，则该开关有故障。

（2）机械方面故障检修方法
①压缩机驱动皮带断了，压缩机停止工作。

更换皮带。

②制冷系统堵塞，制冷剂无法循环，导致系统不制冷。

用歧管压力计检测系统内压力，如果低压侧压力很低，高压侧压力很高，系统最可能产生堵塞的部位是储液干燥器和膨胀阀。

③膨胀阀感温包破裂，内部液体流失，造成膨胀阀膜片上方压力为零，阀针在弹簧力作用下，将阀孔关闭，制冷剂无法流向蒸发器，因此，系统无法制冷。

感温包破裂后，膨胀阀
四汽车空调制冷系统的故障诊断与排除
一般要换新件。

④系统内制冷剂全部泄漏。

用歧管压力表测系统压力，若高、低压侧压力都很低，说明制冷剂已经泄漏。

应用测漏仪详细检查确定其泄漏部位，进行修复。

修复后要对系统抽真空,然后按规定加足制冷剂及冷冻润滑油。

⑤压缩机进、排气阀片损坏，制冷剂无法循环。

用歧管压力表检测系统内压力，若高、低压侧压力接近相等，则说明阀片损坏。

阀片损坏后，要拆卸压缩机进行修理或更换新件。

三卡罗拉空调系统不制冷故障诊断检修方案
1.故障诊断流程
采用看、听、摸、测相结合的方法，开始对卡罗拉空调系统不制冷进行故障原因分析。

不能制冷
E I电磁离合器故厘
I任希机皮带断裂或大松1
d膨胀阀粼渚或服堵
蒸发一泄涓一一
•I u缩机吸、排气阀损坏I
—a|制冷剂簌管破损或松动|
E缩机故障
_W储液器内过童器堵童「
•I憬险丝烧断I
•I懿风机电机损寤I
•I戳凡札计宾［员麟I
•I配绒松脱或断路
,I裁风机宣阻器I员稣
图3・1卡罗拉空调系统不制冷诊断流程图
2.案例分析
(1)故障现象
一辆卡罗拉L6GL轿车到修理厂，该车发生事故前空调制冷效果非常好，发生事故后,空调系统受损，经多次维修空调器仍然不制冷。

(2)故障原因
该故障可能的原因如下：
①同时按AUTO(自动)开关和RECIRC(循环)。

接通点火开关，读取故障代码。

控制面板指示灯和显示屏4次闪出“00”,表明无故障代码，接着按下RECIEL,逐个显示执行器工作情况，正常。

②打开发动机舱盖，检查皮带的张紧度，正常。

于是发动着车，打开空调，检查各出风口出风正常，各档风量正常，无制冷，说明通风系统正常，鼓风机工作正常。

③检查空调压缩机的工作情况,发现电磁离合器打滑,用万用表检查电磁离合器电阻为
4Q,正常。

④启动空调，将鼓风机开关开到风量最低档位置,用手摸出风口及低压管，感觉很凉;再过一会儿，发现低压管开始结霜，空调的制冷正常。

⑤检查蒸发器温度传感器是否损坏。

制冷系统虽已达到设定的温度，但蒸发器温度传感器感知不到蒸发器的温度，无法将正确的信号传递给空调ECU,空调ECU也就无法控制压缩机的工作。

（3）检查步骤
压缩机控制线路故障。

如图3-2
图3・2压缩机控制电路图
①检查压缩机的控制电路接线是否可靠,拔下继电器用万用表检查,正常。

然后将点火开关打到ON,测得继电器插座端子1、3对搭铁均有12V电压,测量1、4端子电压,在打开和关闭空调时均为12V,说明端子4直接搭铁•卡罗拉轿车空调压缩机控制电路端子4的通断电由空调ECU控制，而此处空调压缩机不受空调ECU的控制，长期工作。

拆下继电器盒总成，结果发现端子4的导线下面并联一条导线直接搭铁。

将搭铁线拆除后，启动空调发现空调工作长时间后，制冷温度不能降至设定的温度值（24#C）o是外界温度过高还是空调本身制冷性能变差？于是根据丰田拉罗拉轿车维修手册上对空调性能的检测标准。

②做空调性能测试：先启动空调lOminC在车间内），然后关闭空调，测外界相对湿度为65%,外界温度为32°C。

打开车窗，打开发动机罩，起动发动机（怠速工况），然后关闭车门，启动空调，温度旋钮打到强冷位置，选用通风模式，再循环状态，鼓风机调到最高转速，用温度计测量中央出风口处的温度。

当温度降到28°C（正常标准为：湿度60%〜70%,外界温度为30°C,中央出风口处的温度为16.5〜20°C;湿度60%〜70%,外界温度为35°C,中央出风口处的温度为21.3〜24.8°C）时，压缩机电磁离合器跳开，压缩机停止工作。

到此确定该空调性能变差，造成制冷不良。

问题又回到几个月前，也就是说上一个修理者在不了解故障产生的原因下，采用应付的方法，直接短接电磁离合器继电器，使空调压缩机工作不受空调ECU控制，造成蒸发器结霜，高压的压力增大，压缩机负荷增大，致使压缩机长期在大负荷的情况下工作，磨损严重。

对于制冷温度不能降至设定的温度值（24°C）的现象，根据自动空调的车内温度控制原理：空调开关（A/C）接通后，如果空调ECU温度控制电路检测到蒸发器表面温度高于设定值，则空调ECU输出高电平，令控制电磁离合器电路的继电器通电，触点吸合，接通电磁离合器电路，使压缩机运行制冷。

反之，继电器断电，电磁离合器电路断开，压缩机不运行，这样就保证了蒸发器不结霜。

如此循环，保持自动空调的正常工作。

其中，蒸发器表面温度是由安装在蒸发器冷气出口侧的一只热敏电阻（即蒸发器温度传感器）来检测的，经空调ECU的温度检测电路，将检测到的蒸发器表面的温度转变成与蒸发器表面温度值成反比的电压信号，与蒸发器表面温度设定基准电压信号一同
输入到空调ECU,经空调ECU整理选择出最佳设定温度后，输出信号去控制压缩机工作，从而起到恒温的自动控制作用。

该热敏电阻有负温度特性，即温度升高，阻值下降（tl-R. I）。

当蒸发器表面温度降至3°C左右时，热敏电阻的阻值R上升到设定范围值，此时空调ECU接到热敏电阻的输入电位信号控制压缩机的继电器断路，令电磁离合器断电分离,使压缩机停止工作，暂不制冷。

当蒸发器表面温度高于3°C时，热敏电阻的阻值R下降到低于设定值时，空调ECU又使压缩机控制继电器接合，令电磁离合器通电接合，使压缩机恢复运转，进行制冷工作。

经以上2项检查得知，热敏电阻和空调系统运作都正常，但制冷量仍然不足。

显然故障不在这2个方面，估计是恒温温度偏离标准所致。

用温度计测量蒸发器的表面，当表面温度降至10°C时，热敏电阻还未升到设定值（此阻值为空调ECU启动的界限值），空调ECU已检测出断电的输入电位信号，造成制冷系统过早停止制冷，而无法达到所需的制冷量。

所以此类制冷量不足的故障是温度控制系统不能维持在正常的恒温温度所造成的。

其原因可能是空调ECU性能变差，致使蒸发器表面温度下降到10°C（正常应下降到3°C）时就使空调ECU发出断电信号，压缩机停止工作，使车厢内平均温度无法降到24°C,从而出现系统正常运转而制冷量不足的现象。

（4）检修结论
空调系统是汽车各系统中比较容易出现故障的系统，汽车空调故障的现象原原因有多种情况，设计此方案的目的是希望通过一些具体维修案例的分析及排除方法能总结出汽车空调常见故障一般解决的方法。

现在很多教学参考书及相关杂志对汽车空调的故障有相关的解释和阐述，结合这些书籍的资料，结合一个月的实习所看到的有关汽车空调的一些常见故障，作一些简单的归纳与总结。

致谢
在本次方案设计过程中，老师对该方案设计从选题，构思到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导，使我得以最终完成毕业设计。

在学习中，老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度以及侮人不倦的师者风范是我终生学习的楷模，老师们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神，将永远激励着我。

参考文献
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