现代汽车空调的结构原理与故障检修分析

摘要：汽车空调控制系统在调整驾驶室的气温、湿度和清洁度等方面都起了很大作用。掌握新能源汽车空调系统的基本工作原理，是车辆检测和维护专业人员必备的基础理论与专业知识。在基本工作原理的基础上，了解汽车空调系统的常见故障维护方式，是高技能人员的重要专业技能。据此，根据多年的实际工作经历上，对新能源汽车空调系统的基本工作原理进行了剖析与总结，并深入梳理了常用的故障与修理方式。

关键词：汽车空调系统;工作原理;故障诊断

中图分类号：U472 收稿日期：2022—03—03

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2022.05.023

作为汽车的主要元件之一，空调控制系统能够调整气温、湿度、清洁度和流量等技术参数。一方面，它能够增加乘员的舒适性，另一方面，能够避免或消除风挡表面上的雾气对驾驶员视线产生的影响，确保驾驶安全。但是，由于车辆的长时间运行和不及时维护，以及其复杂的结构和频繁的操作，很可能导致空调系统出现各种问题，进而影响人体的舒适性和驾驶性能安全。因此，本文通过深入探究汽车空调系统运行原理，并针对性挖掘汽车空调系统的故障来源和故障表现，以延长空调系统的使用年限，保留空调系统的最佳运行状态。

1 汽车空调的主要功能1.1 制冷系统

汽车空调压缩机主要依靠汽油发电机的动力工作。在怠速状况下启动中央空调冷却时，发动机转速会显著加快，油耗也会相应提高。而油耗的增加多少和环境温度有直接关联：当环境温度较高，冷却剂扩张产生的热压强大，发电机为驱使中央空调所耗费的能量也相应增加;环境温度下降，油耗也相应下降。

1.2 制热系统

车辆中央空调制热和压缩机并非丝毫关联，制热的热源并非中央空调自己获得的，而是直接由车辆的冷却散热水泵供给。刚启动未温车之前，从中央空调热风挡吹出来的是冷风，待温车后中央空调热风就可以从源头持续送出。制热实际上也基本不是耗能，而是直接利用车辆的余热进行。在冬季由于增加了温度，系统就会增加喷油量，同时也使耗油量上升，而这仅仅是在启动初期，等发电机运行正常时可以利用发电机的散热来取暖。

1.3通风

通风功能主要包括内循环与室外循环。使用内循环系统时，车内空气基本不和外部交换，而通过外部循环系统中位于前风挡下的新风口会把外部的空气源源不断地送进来，以保证车内空气净化2。

1.4除湿

中央空调制冷的基本过程就是除湿的过程。从冷却时形成的大量冷凝水中可以看出，当在相对湿度很大的阴雨天气或者温度变化较大的时候，室内的窗户玻璃上很易起雾，所以开启中央空调驱雾是除濕的重要步骤。

2现代汽车空调系统

2.1空调系统的组成结构

车辆的中央空调系统由许多部分构成，主要包含暖风控制系统、加湿管理系统、冷却管理系统、除湿管理系统、空气通风管理系统、空气过滤系统和控制器等。

暖风控制系统一般是进行除霜和供暖，在一般情况下都是运用发动机冷却液的热能来增加车辆内部的水温。加湿管理系统则主要应用在当车辆内部相对湿度很低的情况下，利用蒸馏机提高车辆内的相对湿度。中央空调控制系统则一般是利用室内空气对热交换器进行冷却，再利用通风机将吹进车辆内部的室内空气进行凝结，进而起到冷却的功效。

当车辆内的水份较大时，除湿系统将利用蒸馏机制冷，凝结水份进而起到除湿的功效。通风系统一般是把车辆外面的新鲜空气吸到车辆内部来，以此起到通风换气的效果。空气过滤系统则一般是清除车辆内部气流中的臭味、灰尘和危害危险的废气，从而使车辆内部空气质量更加澄清。控制器起着对整个中央空调控制系统加以控制的作用，以保证整个中央空调控制系统正常的使用3。

2.2空调运行原理

目前中央空调控制系统的工作模式尽管有很多种，但是工作原理基本相同。

以制冷为例，空气压缩器在发电机的驱动下旋转，从高压端流出高温、高压的蒸气，再经由高压管流入到冷却器当中，经过干燥、滤波等处理之后，经过热力膨胀阀。膨胀阀通过流量的调节使过滤剂成为温度、低气压的物质，再进入到汽车空调蒸馏机当中。在恒定压强下汽化并吸取了空调蒸发器管外空气热能，使蒸馏器内流动的空气质量在室温时下降，从而形成冷风。在送风机的作用下冷空气被送入车厢内，大大降低了车厢内的工作温度。压缩机将吸入汽化的制冷剂蒸汽加压处理后变成高压、高温的制冷剂废气，再通过高压制动软管送入冷凝器中完成空调的冷却循环，如此反复就能使车内的室温保持在一种良好的状态下。

在制热流程中，采暖系统一般由高温加热器芯、水阀、通风机和温度控制平台等构成。发电机的制冷水流入到加热器芯管道当中，在经过冷却散热器片的冷却散热以后再回流到制冷系统当中。水阀则负责调整加热器芯的进出量，以调整暖风控制系统的加热力，也可使用控制面板调整水温。通风机主要是由控制调节直流电动机、鼠笼式风机等构成，能够直接把升温后的压缩空气送入水站内，从而实现温度的升高。

3 汽车空调系统的故障诊断维修策略

3.1加强日常检查

汽车空调控制系统的应用已经引起重视，其中故障诊断与维修是决定性因素。汽车空调控制系统的应用利于车辆安全与性能改善。因此，建议继续巩固日常检查工作：首先，应当定期检查汽车空调控制系统，观察工作中遗漏严重的部件的问题，及时解决小问题，确保汽车空调系统的安全，以提高稳定性;其次，日常检查应有详细的记录，以确保在同类故障和问题中可以很好地避免并解决。

3.2加强故障扫描

传统技术在汽车空调系统的故障诊断和维修中的应用因为无法达到预期的效果，可能会出现很大的遗漏甚至造成非常严重的后果，因此建议通过故障扫描来完成工作。

故障扫描应用是目前最先进的技术，既不会对汽车空调系统本身造成其他损害，更不会存在拆卸过程。通过扫描分析，可以建立三维图形和故障位置，且对可能发生的故障类型都具有正确的认识，基本可以为相关工作的安排和处理获得预期的结果。但是，引入故障检测技术和系统的成本相对较高，因此需要加强对该技术的发展和应用，促进汽车空调系统的技术进步，从而车辆获得更多的安全保护。

4 新能源汽车空调常见故障及检测办法

4.1制冷功能故障

检查制冷系统中的冷却液状况，检查系统是否存在泄漏情况，或长时间使用后是否造成冷却液温度下降或干涸。首先，先检测系统是否存在泄漏点，采取抽最大真空度的处理方法，最后再添加新冷却液;其次，检测挤压机状况，如果挤压机存在卡死或结构性的顺坏等问题，可以通过压力表检测进入和排出气体的压强高低，找出其中的温度差别，以便于调节发动机的工作速度。若还是不能取得良好的修理效果时，则需通过用手摸排水阀以及进气管的方式找出二者的温度差别。但如果挤压机垫窜气或挤压机缸出现问题，用手抚摸挤压机时会觉得水温太高，必须更换相关的机械配件进行修理。

4.2温度控制混乱

汽车空调温度混乱的故障现象主要表现为：无法设定出风口的温度，且将出风口温度保持在恒定状态。引起这类故障的主要原因如下：暖风散热片器单位室内空气搅拌连杆、空气混合曲臂、室内空气搅拌拉杆、空气混风门拉索和拉索卡子故障问题，暖风散热片器单位的室内空气搅拌开口故障问题，暖风管道等故障问题，或者是气流控制单元的牙轮齿条、空气混合拉索等故障问题。

因这类故障问题较多，所以对暖风散热片器单位室内空气混和连杆、空气混合曲臂、室内空气混和拉杆或者拉索卡子出现的故障问题先进行故障分类。维护人员在进行检测时，往往需要检查连杆、曲臂等是不是放置得当，且是不是能吸润滑脂。至于拉索的卡子有无变化，或者空气混合拉索有没有正常放置在暖风散热片器单位中，室内空气混和连杆机构对应部位也需要检测清楚。如还没有发现存在故障问题情况，则维护人员还需要进一步检测暖风散热片器的空气出口是否存在安装问题，或者室内空气混合风门处能否紧固并放置合理。

4.3空调系统运行伴有噪声

中央空调工作过程中产生噪声的情况有许多因素，如压缩机内部损坏、冷冻机润滑油的不足、冷却技术液缺失或过量、热转动带的损坏或松动、冷却电机扇出现与其他零部件的撞击等，都有可能产生噪声。在发生噪声问题时检测压缩机的热传送带运行状况，看磨损程度和松紧度是否合理，如果是这部分出现的问题，则应该尽快对其加以替换或调整;如果是电动机扇和其他零部件之间出现的撞击或磨擦所产生的噪声问题，也必须尽快针对部分的重要零部件进行调整，使之迅速恢复工作。

4.4电气故障诊断及维修

在中央空调系统应用过程中，如果内部电气系统出现故障，通常应先对检测电路的工作状态加以检测。检测了线路故障的可行性后，才可对供电设备和控制元件加以拆修和检测。

在确定空调控制系统或监测电路的正常工作状态时，通常可采取短路电压测试法，用导线使某段控制电路或电路中的个别电气元器件短路，使输出电压直接在导线上穿过。一旦用电装置工作恢复正常，则表示被短接的这段集成电路或元电子器件有故障情况7。

例如，当中央空调控制开关启动后，制冷压缩机的电磁离合器就无法吸合。对于确定出现的故障，应该用一条电线垂直穿过电源给电磁离合器供水，一旦此时将电磁离合器吸合，则表示其内部控制工作电路中出现了断线故障情况;若此时高速离合器依然不工作，则表示电磁离合器的内部结构出现故障情况，应予检测。

当确定检测工作集成电路出现故障情况之后，就应该将集成电路中疑似有出现故障情况的电器元件短路，进而看电磁离合器是否吸合，以确定是否出现故障情况。一旦将监控集成电路中的低温控制器短路或者将电磁离合器吸合，则表示低温控制器内部结构破坏或控制系统中没有冷却剂。

在使用短路测试法检测空调控制系统的电路时应注意，只要是将线路的熔断装置烧坏，就不应用电线短接法。为了避免损伤供电设备或电力元器件，必须要查明熔断器熔断的原因并进行清除，再用型号一致的熔断器进行替换。

4.5汽车空调系统机械故障與检修

汽车空调的机械系统一般由电风扇、压缩器、鼓发电机、冷凝器、热力膨胀阀、储液干制器和蒸馏机等重要元器件构成。当上述元电子器件发生出现故障情况后，会对汽车空调工作效率形成不同程度的影响。因此必须掌握不同元电子器件的具体故障情况，并分析实际因素，制定出针对性的处理对策8。

例如，挤压机出现故障一般与传动系统腰带太紧、松弛、有裂纹、衰老等因素有关。如果传动系统腰带特别松，则挤压机在交流到一定载荷后传动皮带就会形成打滑的状态，并形成锐利的嘶嘶声，对其动力传输形成影响。因此传动皮带的松紧必须适当，张弛适度。如果挤压机中的零部件磨损和断裂，会使内部噪音增大。如压缩器气体泄漏，缸盖垫片、止回阀泄漏，以及汽缸、活塞环和压气机活塞的运动或磨损过度等，均会对冷却效率造成影响。因此应定时检测上述设备的鼓风机，如果无法正常运行，则可能会导致通风机或没有足够的输送气流等问题。

5结语

汽车空调作为提升车辆舒适性的关键系统，在实际运用中可能发生故障，因此为了行车的舒适感与安全，一定要根据汽车空调的故障问题采取相应的处理措施。同时，针对一些较老型号汽车，由于空调系统故障多发，所以需要经常进行定时维修工作，并了解平时运用中央空调的注意事项，如此才可以保证中央空调系统的正常工作效果。

参考文献：

[1]张鹏，胡剑.现代汽车空调的结构原理与故障检修分析[门].农机使用与维修，2021（1）：87—88.

[2]朴振华，张赵辉，王菲，等.现代汽车空调的结构原理与故障检修[门.交通科技与经济，2011，13（2）：107—110.

[3]冯金瑞.现代汽车空调的结构原理与故障检修[J].科技创新导报，2013（28）：196+198.

[4]周继红.现代汽车空调的结构原理与故障检修[J].中外企业家，2017（18）：186.

[5]许汉松.汽车空调的结构原理与检修[J].科技视界，2015（15）：2.

[6]穆松柏.汽车空调系统的构造原理与故障检修分析[门.职业教育，2017（2）：215.

[7]邓家生.浅谈汽车空调的结构原理与故障检修[J].商品与质量，2011（5）：107.

[8]闵思鹏，潘开广，刘堂胜，等.汽车空调构造与维修[M].北京：清华大学出版社，2013.

作者简介：

杨锐，男，1985年生，助教，研究方向为就业指导与服务、汽车制造与试验技术。