汽车空调制冷不佳的故障诊断流程

蒋鸣雷，石光成

（1.北京信息职业技术学院，北京 100070；2.重庆市巴南职业教育中心，401320）

汽车空调制冷不佳的故障诊断流程

蒋鸣雷，石光成

（1.北京信息职业技术学院，北京 100070；2.重庆市巴南职业教育中心，401320）

汽车空调制冷不佳将会给驾驶者带来安全隐患，根据汽车空调系统的组成和工作原理，制冷不佳的故障原因是多方面，因此建立一套规范合理的诊断流程能使维修人员快速准确地排除制冷系统故障。

汽车空调；制冷过程；故障原因；诊断流程

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

引言

汽车空调是现代汽车必备的重要组成部分，其中最重要的一项功能就是制冷。科学研究表明，当温度从25℃增加到35℃，人的感应知觉和反应能力要下降20%，相当于饮酒酒精含量在血液中为0.5毫升时的反应[1]。基于上述原因，有些国家把空调归属于汽车安全行驶系统。比如上个世纪以色列就要求车辆必须装备空调系统，否则不允许在当地销售。因此汽车空调制冷性能好坏是汽车安全性和舒适性的一个重要衡量指标，保证汽车空调制冷系统正常使用是汽车维护的一项重要工作，车辆在使用中如果出现空调制冷不佳，不及时维修将会产生安全隐患。

1 汽车空调制冷系统的组成与制冷过程

1.1 汽车空调制冷系统的组成

汽车空调制冷系统由压缩机、冷凝器、储液干燥罐、膨胀阀（或为节流孔管）、蒸发器等部件和电子控制装置组成的，各部件之间采用耐压金属管路（铜管或铝管）或高压橡胶软管依次连接而成一个封闭系统[1]，制冷剂在这个密闭系统中循环流动，进行气态-液态-气态的转化，带走驾驶舱的热量。

1.2 汽车空调的制冷过程

汽车空调的制冷工作过程如图1所示：

压缩机吸入来自蒸发器的低温低压气态制冷剂，将其压缩成高温高压排出到冷凝器；高温高压气态制冷剂进入冷凝器后，通过冷凝器与其周围空气进行热交换，被冷凝成中温高压的液态制冷剂，流入储液干燥器，进行储液、干燥、过滤后送往热力膨胀阀；中温高压的液态制冷剂通过热力膨胀阀后体积变大，其压力和温度急剧下降，以低温低压雾状（细小液滴）形式进入蒸发器，不断吸收蒸发器外表面及周围的热量，蒸发成气态制冷剂，从而使流经蒸发器表面的空气温度迅速下降，产生了制冷降温的效果，之后低温低压的气态制冷剂又进入压缩机，开始下次循环[2]。

图1 汽车空调制冷循环原理图

2 汽车空调制冷不佳的故障现象及故障原因[3][4]

制冷不佳是一种常见的汽车空调故障，其故障现象为：空调AC开关打开后，出风口有冷风，但温度较高且无凉爽感，车内温度下降缓慢。

造成汽车空调制冷不佳的原因是多方面的，主要有以下这些原因：

（1）错误的空调使用习惯有些驾驶员喜欢开空调的同时开着外循环，这样就会将车外热气往车内引，空调制冷效果自然变差，所以在天气炎热的时候，在外循环换气后要尽快调回内循环。当然，也不能一直使用内循环，长时间车内空气得不到流通，容易造成一氧化碳中毒，也会得空调病，最好的方法是内外循环交替使用。导致空调制冷不佳。

（2）空调系统的制冷剂量不足导致空调制冷不佳。空调系统各零部件及其连接管件的接头由于制冷剂品质不好造成空调系统腐蚀泄漏，此外空调维修后重新加注制冷剂的数量不足也会导致空调制冷不佳。制冷剂不足是空调系统中最常见的问题，当制冷剂泄漏时，压缩机润滑油也会随之损失，导致空调系统不工作或压缩机润滑不良．因此制冷剂泄漏后，要及时查明漏点将其修复，再重新抽真空，按维修标准添加制冷剂和压缩机润滑油，注意制冷剂和压缩机润滑油数量不能不足也不能过多，过多会引起压缩机液击现象。

（3）冷凝器、蒸发器、储液干燥管罐、膨胀阀滤网等表面变形、过分脏污或堵塞导致制冷剂循环不畅，热交换量下降。因此应对上述器件进行清洁、修复或更换。

（4）膨胀阀感温包失效，导致膨胀阀阀口张开过大或过小。阀口过大，流入蒸发器的制冷剂量大，使膨胀阀表面温度过低而结霜，导致制冷剂循环不畅。阀口过小，流入的制冷剂量小，制冷不足。

（5）压缩机传动皮带、离合器打滑或压缩机内部工作不良，导致制冷剂流动压力不足，循环不畅，造成制冷效果不佳。

（6）鼓风机开关接触电阻过大或鼓风机功率不足，导致鼓风机转速不足，散热能力下降。

3 汽车空调制冷不佳的故障诊断流程

由于制冷不佳故障在汽车空调故障中比较常见，而且其故障产生原因比较复杂，故障部位涉及的零部件广，所以排除故障时遵循规范合理的故障诊断流程是快速有效解决问题的关键。本人根据多年汽车空调故障维修经验和多年职业院校汽车维修教学实践，针对常见类型的汽车空调系统进行了分析归纳，总结出空调系统制冷不佳的故障诊断流程（如图2所示），希望能给汽车维修行业的同仁们提供一个规范作业的参考。

图2 空调制冷不佳的故障诊断流程图

3.1 与客户沟通并进行量化测量来确认故障现象

当汽车出现空调制冷不佳时，第一步要确认故障现象，在这个环节与客户的沟通尤为重要，要清楚的知道故障发生的时间（when）；是刚出现还是出现了一段时间，是在什么情况下出现的（how）；出现故障时在什么地点（where）；谁驾驶车辆时出现的（who）；故障是持续的还是偶发的（what）；之前有没有做过维修或者发生过其它事情，车辆的使用年限与行驶里程（why）。当清楚的了解这些信息后非常利于我们结合对车辆的检测结果进行故障的判断与分析。此外因为每个人体质和对温度的敏感程度不一样，所以会存在对制冷效果判断的差异，而对此进行判断的方法就是进行量化测量，对环境温度（进风口温度）和出风口温度进行测量，同时这也是对空调制冷效果进行的一个量化分析判断。测量时建议选用金属探针式数字温度计，因为其比较容易按标准探入到正面出风口相应深度（与线束型温度计相比），而且不容易出现折断（与水银温度计相比）。首先要测量环境温度（或进风口温度），然后是测量出风口温度，通常是开启空调制冷（即打开AC开关），将出风模式选择为正面出风，风速选择适中，制冷量选择为最大，将发动机转速提升在1500～2000转工作3～5分钟（建议根据具体车型的要求进行操作）。

如果有湿度计可进行湿度的测量，无法测量时可通过其它手段查询当地的湿度，然后根据图3的环境温度、湿度与出风口温度曲线图，进行出风口温度是否符合要求的判断。此外还可通过手直接触摸空调系统的高低压管路，根据高低管路外侧的温度对故障进行基本确认，譬如高低压管路基本不存在明显的温差，说明故障真实存在，如果存在明显的温差，就应该进一步的深入检查。

图3 环境温度、湿度与出风口温度曲线图

3.2 检测制冷剂品质

第二步进行制冷剂的品质检测。汽车空调制冷就是利用制冷剂汽化到液化再到汽化这样一个不断循环的工作过程来实现的，制冷剂的品质直接关系制冷效果的好坏。往往由于制冷剂的品质达不到标准直接影响到了制冷效果，譬如空气的含量超标，在整个制冷循环过程中直接影响到汽化吸热（液化放热）的效率，从而降低了制冷效率。品质检测主要是对制冷剂的纯度进行检测，目前国内基本使用的都是四氟乙烷(简称HFC-134a)，交通行业标准《汽车空调制冷剂回收、净化、加注工艺规范》（JT/T 774-2010）中规定制冷装置中存在一种制冷剂（HFC-134a或CFC-12），且与制冷装置规定的制冷剂类型相符，应进行回收，但纯度低于96%时，应要求进行净化。

3.3 制冷系统的压力检测确认故障部位

如果制冷剂的品质没有问题，就进行第三步制冷系统的压力检测，压力检测是对制冷系统的性能进行判断。如果系统压力正常，空调控制系统出现故障导致制冷效果不佳的占比就最大，特别是在自动空调系统中，这其中包括蒸发箱温度传感器、环境温度传感器、出风口温度传感器和阳光辐射传感器等输入信号故障，控制单元和通风控制系统（执行装置）故障三类。其次制冷压力正常，但由于是事故车修复，可能会在隔热处理和密封处理方面存在缺陷，从而导致热传递不被有效阻止而导致“制冷效果不佳”。

制冷系统压力不正常，通常有八种情况，分别是低压低高压低、低压低高压好、低压低高压高、低压好高压高、低压高高压高、低压好高压低、低压高高压低、低压高高压好。这其中制冷剂不足（包括制冷剂加注量不足和制冷剂渗漏2种情况）会导致低压低高压低、低压低高压好的检测结果，这是由于压力表接入或读取时间的差异，初期故障多数为低压低高压好，甚至在低压端短时还会产生真空（没有泄漏存在的情况下），如果压缩机没有故障，低压还会低，高压好，但随着时间的推移，高压端的压力也会降下来。此外系统出现堵塞的情况，如冷凝器、膨胀阀、干燥罐、蒸发器出现堵塞时会导致低压低高压好，而压力开关、膨胀阀、干燥罐、蒸发器出现堵塞时会导致低压低高压高，另外冷凝器散热效果不佳（1.表面过脏，空气不流通；2.内部堵塞；3.电子扇不工作；4.发动机（散热器）水温过高等）也会导致低压低高压高的故障，严重的会导致低压高高压高。引发低压高高压高的原因还有制冷剂加注量过多，系统中有堵塞。由于堵塞位置和测量时机不一，有时也会体现为低压好高压高的故障现象。压缩机的高低压出入口如果安装反了，将会发生低压好高压低、低压高高压低、低压高高压好这三类故障，但通常这都属于人为故障。

4 结束语

根据以上的分析再结合前期与客户的沟通，我们就能高效准确地判断出故障点在什么地方，由于什么原因造成的制冷功能失效和衰退，从而进行有针对性的、规范的排除故障。但在日常的维修过程中，我们发现很多技术人员对故障未能真正地探寻故障成因。譬如空调制冷效果不佳是由于压缩机故障，经检查也确实是压缩机电控阀（ECV）不工作，许多技术人员会就此止步，但其实还应该去查找真正的故障原因。电控阀（ECV）不工作是因为寿命所至？还是电流过大（或电压过高）损坏？还是由于异物进入电控阀（ECV）体，导致卡滞不工作？因此彻底排除故障一定是要找到真正的原因，如果是由于未对损坏的空调系统进行清洗，导致异物进入电控阀（ECV），造成电磁阀（ECV）卡滞不工作，即使再更换一个电控阀（ECV）或压缩机，故障还可能再次出现。要排除此故障，首先是要进行系统的清洗，然后才是更换新的压缩机，而不只是简单的更换电控阀（ECV），因为一旦有杂质在系统中存在，将会导致压缩机的损坏（磨损或卡滞）。从上面的案例中我们可以看出，只有具备扎实的专业知识，结合标准、规范的故障诊断排除流程，才能准确找出故障点及成因，才能真正高效、保质保量的完成汽车维护工作，让客户放心开车，创造一个良好的交通环境。

[1] 凌永成.汽车空调技术[M].北京:机械工业出版社,2014：13-20.

[2] 黄军辉,张南峰.汽车电气及车身电控技术[M].北京:人民邮电出版社,2009:112-114.

[3] 张俊霞.汽车空调制冷系统常见故障及诊断方法[J].石家庄职业技术学院学报,2009(21):41-43.

[4] 洪义州.汽车空调制冷系统常见故障检修[J].职业,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 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)19-175-03

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.19.061

蒋鸣雷，（1972-）副教授，就职于北京信息职业技术学院汽车工程系，研究方向：汽车技术、教育教学。