一例多用途汽车空调系统故障排除

宋健

荆州职业技术学院新能源汽车学院 湖北 荆州 434100

故障诊断和排除 接到故障车后首先对故障车进行了故障验证。首先打开车窗，保证空气流通，让车内车外环境温度一致；连接空调歧管压力表，将温度计放置在空调出风口；启动发动机后关闭车窗并启动空调，空调温度调制最低档，空调出风模式调为内循环，发动机转速稳定在1500RPM/MIN，鼓风机调至第3档，等待十分钟后发现在环境温度29 ℃时空调出风口温度为17.4 ℃，而正常温度应该在10 ℃以下，确认故障车空调制冷效果不良。

接着对实车做检查发现，水箱前两散热风扇在高速工作时发动机温度表指针在中间位置，表明发动机温度正常。空调蒸发器的低压连接管路经人手触摸反应偏凉，但温度不够低。由检测压力表读出高压的数值为1.48 MPa，由检测压力表读出低压的数值为0.37MPa,一般大多数车辆在正常工作的情况下高压侧压力约为1.4 MPa，低压管路一侧压力约为0.35 MPa，综上可见此车的高、低压管路显示值均偏高。和车主沟通后得知，此故障车辆曾经更换了空调压缩机、膨胀阀和干燥器。由于该车配置前后双空调系统，以前修理过程又重新加注了1.2公斤的制冷剂，但是空调效果一直不好，没有改善，于是又建议客户去更换散热器和冷凝器，客户觉得维修很盲目没有接受，然后将故障车辆寄予我这里维修。

图1 故障车空调系统管路高、低压侧压力及空调出风口温度

经查阅相关资料后得知，空调系统高、低压管路压力的高低主要由车辆内外温度差、制冷剂的加注量、热负荷决定。如果制冷剂加注过多会导致空调系统高低压管路压力增高；一般情况下，当环境温度在30 ℃～35 ℃时，空调系统高压管路压力应为1.35 MPa～1.5 MPa，低压管路压力应为0.18 MPa～0.25 MPa，另外当环境温度增高或车内热负荷增加都会导致空调系统高低压路压力上升。但此故障车辆空调出风口温度比正常高很多，而且两管路压力较高，属于非正常情况。

故障车辆制冷剂加注量为标准的1.2KG，发动机温度正常，但空调系统高低压管路压力仍然偏高，只有车辆的热负荷过高一种情况会造成此结果。车辆热负荷过高的情况可能会是车辆密封性能不良导致外部热量进入车内。

检查车辆的密封情况为正常；车辆的内循环系统也已接通，车辆维修人员在车外查看后发现刮水器下的循环进风口有气流声，将薄纸片放在进风口，纸片会被牢牢吸住，吸力很强，说明外循环进风口吸入了 大量的外部热量进入车辆驾驶室内，车辆的内外循环控制系统出现故障，内循环开关不工作、内外循环风门受损、空调控制单元失灵、风门控制电动机异常、相关线路受损等可能是是导致内外循环系统不能工作的原因。

图2 测试外循环进风口的吸力

遵循由简到繁的准侧对上述问题一一进行排查，第一步我们是检查了内、外循环风门的工作是否正常，拆卸掉仪表台靠近前窗玻璃的装饰板后后检查循环风门，发现该循环风门在外循环模式。第二步，我们着重检测检查循环风门控制电机，检测其控制电路和搭铁线，检查后确认风门控制电动机供电线路和内外循环控制电路均正常。经过检查，供电和搭铁均工作正常。尝试更换内外循环控制电动机后重新启动空调系统，发现内外循环控制风门工作正常。运行十分钟后，空调系统高低压路压力分别为1.35 MPa和0.28 Mpa，空调出风口温度为8.4 ℃。

图3 空调系统恢复正常后管路高、低压侧压力和出风口温度

图4 内外循环电机总成

图5 分解后的循环电机总成（依次为风门驱动齿、步进电机、电阻组件及其分解件）

自动空调内外循环电机控制原理 具体原理是空调ECU根据驾驶员所设温度及各传感器发送的数据，计算TAO值，从而确定风门开度及鼓风机转速等[什么是TAO值？即车内温度保持在设定温度的必要风机出风口空气温度，空调控制器根据输入的信号（室内温度传感器、室外温度传感器、光照强度传感器）和温度设定计算出来的。空调控制器参照这个TAO值对执行器进行控制。TAO值可由以下公式计算得出： TAO=A×TSET-B×TR-C×TAMD×TS+E 式中：TSET—设置温度,TR—室内温度,TAM—室外温度,TS —阳光强度,A到E—常数。 然后空调控制器根据TAO值和蒸发箱温度传感器信号，计算空气混合控制风挡的开度（SW）。 式中： A、B、C—常数，TE—蒸发器温度传感器信号]来确定RECIRC（循环空气）或FRESH（新鲜空气）是否作为当时工作方式，并将这个决定输出至 进气控制伺服电机，从而执行控制。

图6 进气内外循环控制电路图

如果给予端子③与①或②与①上足够的电压时，电动机开始工作。内置于自动空调器放大器中的微电脑，参考TAO值，最终确定以最合适的工作方式作为当前工作方式，并根据这一决定（图中的示例是FRESH方式），接通FRS（新鲜空气）晶体管FRS Tr。从而使触点B接地，在端子③与①之间产生电压差，这一电压差使电流从端子①流至电机，经移动触点至端子③，然后到FRS Tr，最后搭铁，从而启动步进电机，使移动触点离开RECIRC位置至FRESH位置。将触点B与移动触点断开，进入FRESH工作方式。

当微电脑参考TAO值的时候，首先要确定当前要在RECIRC方式工作，其运作程序与进入FRESH方式是相仿的。

当按下DEF开关时，就将强制进气方式转至FRESH，清除风挡玻璃内侧上的雾气，并防止雾气继续形成，此功能为新鲜空气强制进气控制 。 空调供气控制还有一个功能则是改变循环空气和新鲜空气的比值，他们的工作原理与温度的控制基本相同。

总结

该故障车辆空调制冷效果不理想，高低压管路侧压力过高。这种故障情况一般由制冷剂加注过量或制冷效果不良造成。在实际维修过程中，不但要考虑上述因素还要考虑车辆内部热负荷过大造成空调制冷效果不良的情况，而造成内部热负荷增大的情况有多种，除了车辆密封性能不好会导致上述结果外，内外循环风门和控制电机工作异常以及控制相关电路损坏都会造成车内热负荷增大。在实际维修过程中，不同车型对应不同的内外循环系统设计，实际操作要多加注意。

一般车辆的内外循环风门都隐藏在前仪表台的内部，不容易观察，可以通过以下方法判断内外循环风门工作是否正常：启动发动机以后，将空调循环模式调整为内循环模式，鼓风机风速调到最高风速档，然后用薄纸片或直接用手放置在前挡风玻璃下方，即刮水器下的循环进风口处，此处一般为外循环进风口，观察感受是否有强劲气流通过，如果纸片被牢牢吸住则表明车辆空调系统不能正常工作，内外循环不能正常切换，需要仔细检修。