汽车空调压缩机典型故障分析与排除

吕秋硕 朱亮亮



汽车空调压缩机典型故障分析与排除

吕秋硕 朱亮亮

（杨凌职业技术学院 杨凌 712100）

压缩机是汽车空调制冷系统正常工作的关键部件，通过对压缩机的功能、性能要求、润滑和密封等方面的介绍，重点分析了压缩机卡死、泄露和异响等典型故障的原因，并提出了排除措施。

压缩机；分析；故障排除

0 引言

压缩机是汽车空调制冷系统的心脏，是维持制冷剂在制冷系统中循环流动的动力来源[3]。其主要工作过程是吸入来自蒸发器的低温低压气态制冷剂，进行压缩，使其压力和温度升高，并将压缩后的制冷剂送进冷凝器，进入下一次工作循环。压缩机是汽车空调制冷系统中高低压和高低温的转换装置，其正常工作是制冷系统实现热量交换的必要条件[2,3]。

1 汽车空调压缩机的功能和性能要求

1.1 汽车空调压缩机的功能

（1）使压缩机进口处制冷剂处于低压状态，经节流后，适量制冷剂可进入蒸发器，吸收潜热（包括车内热量）后再流出蒸发器。

（2）将低压气态制冷剂压缩成高压气态制冷剂。压力的升高使制冷剂温度上升，对制冷剂在冷凝器内放热提供必要条件。

压缩机的上述两个功能只要有一个失效，就会导致空调系统的制冷剂无法循环，无法进行热量交换，汽车空调将工作不良或不制冷[6]。尤其对于由轿车发动机驱动的空调冷压缩机而言，其转速受发动机转速的影响，变化很大，而且工作条件很差[6]。因此，对汽车空调压缩机在性能上提出了一些特殊要求。

1.2 汽车空调压缩机的性能要求

（1）要有良好的低速性能，即在低速运转时也有较大的制冷能力和较高的效率。

（2）高速运行时功耗小，以节省油耗，并保证发动机的动力性。

（3）体积小，重量轻，满足汽车对零部件小型化的要求。

（4）可靠性高，能经受恶劣的运行条件。要求压缩机能耐高温、高压和振动冲击，保证密封性能良好。

（5）运转平稳，噪声低，振动小，起动转矩小，减少压缩机对汽车的不利影响。

2 汽车空调压缩机的润滑和密封

汽车空调压缩机是在一种高速、高压、封闭的条件下工作的[8]，这就对其润滑和密封的标准更加严格。

2.1 润滑措施

压缩机在工作过程中，内部运动部件做高速运动，必须要有可靠的润滑措施保证摩擦副的正常工作，以减少磨损并带走大量热量，同时还起到密封的作用。一般压缩机的润滑有两种方式：一种是飞溅润滑，靠运动部件高速旋转时产生的离心力将润滑油甩到各个需要润滑的部位；另一种是利用压缩机后端的油泵（多是转子式内啮合齿轮泵）把油送到需要润滑的地方。油泵的内齿与压缩机主轴相连，外齿固定在后缸盖上。

对于飞溅润滑，需要在缸体或缸盖上加工出挡油板或导油槽，以保证有较好的润滑效果。而转子式油泵结构紧凑，体积小，能较好地满足压缩机各个部位的润滑。具体如图1所示。

（a）压力润滑

（b）飞溅润滑

图1 压缩机的润滑措施

Fig.1 Lubrication of compressor

2.2 密封装置

汽车空调压缩机主轴需伸出机体外与皮带轮相连，而机体箱内充满制冷剂气体。因此，在主轴伸出机体的部位要装有密封装置，以防止机体内的制冷剂及润滑油向外泄漏，并防止吸入外界空气。可见，轴封是汽车空调压缩机中保证气密性的重要部件[8]。

原来的空调压缩机都采用机械密封式轴封，如图2所示，但其密封性较差。从1984年开始，美国在空调压缩机上开始采用唇型密封装置，这是一种径向密封形式。这种结构是靠唇口的前端和轴表面间的接触来密封冷冻机油和制冷剂的。实验证明，此结构的泄漏量几乎为零。制冷剂改用R134a后，压缩机轴封几乎全部改用多唇口径向密封式，图3所示为双唇口径向密封轴封的结构。

图2 机械密封式轴封

1—静环；2，4—O形密封圈；3—动环；5—弹簧座；6—压紧弹簧；7—支架；8—机体；9—主轴；10—卡簧

图3 双唇口径向密封

1—O形圈；2—外壳体；3—防尘唇；4—主密封唇；5—推压板；6—主轴；7—压缩机体

3 典型故障分析与排除方法

由上述内容可知，对汽车空调压缩机的日常维修和保养重点要关注其润滑和密封，而压缩机的典型故障也主要因这两个方面所引起[6,7]。

3.1 压缩机卡死

所谓卡死，就是压缩机不能转动。如果冷冻机油因制冷剂泄漏而将其带出泄完，或者蒸发器的溢流管、POA阀的溢流阀、油气分离器的油孔堵塞故障，使压缩机由于润滑不良或没有润滑油而卡死。

如果发现离合器打滑或V带打滑，一般都是压缩机卡死所致，这时应立即将压缩机离合器电源关掉。检查系统是否有泄漏，若不是，则可能是油路阻塞问题，将系统内的制冷剂放卸完，更换和清洗相关各阀，将系统重新安装后，然后再抽真空、检漏、加注冷冻机油和充注制冷剂[1,2]。在重新启动前先用手转动一下压缩机，让内部各润滑面布满润滑油膜后再行启动，否则容易将压缩机拉伤而报废。

当压缩机停用较长时间后（如一个月以后）再启动，可能会产生一种轻度卡死的现象。原因是压缩机停开的时候，环境温度的变化引起制冷剂和冷冻机油的膨胀，导致两个光滑接触表面的冷冻机油流出。由于压缩机的零件加工精度高，在两表面不存在润滑的情况下，时间一长，两表面就会产生锈蚀、腐蚀、冷焊等现象。时间越长，这种现象越严重，最后发展为卡死。解决的办法就是每周或至多两周之内要开动压缩机2～3min。

使用离合器的驱动盘支架使驱动盘逆时针方向带动轴转动，一旦轴松动，即表示卡死的部位松动，再将它沿顺时针方向转几圈后，即可开动发动机和压缩机试运行。此后，压缩机便会平稳运行。如果卡死很紧，要将压缩机拆开。先用汽油将内部零件的油和脏污清洗干净，然后检查气缸表面、轴和轴承、斜盘和钢靴等运动件表面是否完好和无拉伤痕迹。最后再用制冷剂蒸气喷洗干燥零件，将压缩机反顺序安装还原。这时轴封、两端面密封胶圈、缸垫都应该全部更换。在安装时还应注意干净，表面均应加抹冷冻机油。然后再抽真空、检漏、加油、注制冷剂[1,2]。在重新启动压缩机之前，应用手转动驱动盘几圈，以检查压缩机的性能和使配合件润滑，然后启动。

3.2 压缩机的泄漏

当压缩机泄漏时，可观察到冒出制冷剂。原因可能是油封、管接头等处密封不严。检漏仪检查故障部位，并更换密封件[5]。如果年泄漏量小于15g，可以不必修理。

压缩机内部泄漏会造成压缩机无制冷剂输出或者压缩不良。这类故障的表现是：用压力表检查压缩机的吸气和排气压力，两者压力几乎相同，用手触摸压缩机，不可近手。此故障的原因是压缩机缸垫窜气，造成从排气阀出来的高压高温蒸气通过缸垫的缺口又窜回到吸气室，蒸气温度便会越来越高，最后把冷冻机油烧焦，造成压缩机的报废。进排气弹簧片破损或者变软，将造成压缩机可能不压缩制冷剂或者压缩不良。这种故障的表现只是吸气压力和排气压力相同或相差不多，而压缩机不会发热。

3.3 压缩机异响

（1）尖叫声。主要由离合器吸合时打滑或者V带过松和磨光而打滑所引起，它们是噪声过大的最主要来源[1]。

（2）振动。检查其支承是否发生断裂，紧固螺栓是否松动，V带张力是否过紧和带轮轴线是否平行。

（3）离合器带轮轴承的润滑不良会引起噪声过大。当发现压缩机轴封处有泄油痕时，应检查压缩机的油位是否正常；若油位过低，会造成压缩机润滑不良，亦会发生过大的噪声[5]。

汽车空调压缩机的噪声和振动，将严重的影响到汽车行驶的NVH性能，这方面将在后续的研究中给予足够的重视。

4 结束语

通过分析可知，汽车空调压缩机的典型故障产生的主要原因更多集中在日常保养的不及时不到位所导致，汽车驾乘人员需要给予包括压缩机在内的汽车空调系统更多的关注，在对汽车进行常规保养的同时，通过一些简单的措施就可以保证汽车空调系统处于良好的状态，在需要的时候为我们提供舒适的驾乘环境。

[1] 朱亮亮,丁亚东,段少勇.基于压力检测的汽车空调故障分析与排除[J].制冷与空调,2015,29(6):692-695.

[2] 朱亮亮,陆健.基于歧管压力计的汽车空调制冷剂加注研究[J].制冷与空调,2016,30(2):220-224.

[3] 冯斌.传统与现代汽车空调的工作原理及故障分析[J]. 汽车实用技术,2017,(14):182-185.

[4] 罗礼培.汽车空调压缩机及控制系统常见故障检修[J].汽车维修,2013,(1):13-14.

[5] 张朋涛.浅谈汽车空调系统异响诊断[J].现代工业经济和信息化,2017,(8):75-76.

[6] 冯南山.汽车空调常见故障的诊断研究[J].电子制作,2017,(14):23-24.

[7] 程宁.汽车空调制冷系统原理与故障排除[J].汽车实用技术,2015,(9):138-140.

[8] 杨贵田,张华.汽车空调[M].大连:大连理工大学出版社,2010.

Fault Analysis and Troubleshooting for Automotive Air Conditioning Compressor

Lv Qiushuo Zhu Liangliang

( Yangling Vocational and Technical College, Yangling, 712100 )

Compressor is the key component in automotive air Conditioning refrigerating system normal work. In this paper, by means of the function, performance requirements, lubrication and sealing of the compressor introduction, analyzed the reasons for typical fault of compressor like jammed, leakage and sound fault and put forward troubleshooting measures.

Compressor; Analysis; Troubleshooting

U463.85+1

A

吕秋硕（1984.7-），男，讲师，研究方向为汽车空调，E-mail：cdgh718@163.com

2017-12-29

1671-6612（2018）05-494-03