一辆行驶里程超33万km,发动机型号为BAE 型,配4速自动变速器,装备自动空调系统的2005年一汽大众宝来轿车。客户反映:该车车速越快时空调制冷效果越好,车速慢了就不出冷风,停车就出热风了。
接车后:维修人员打开空调,鼓风机可以运转,检查出风口,吹出的是自然风,检查空调压缩机电磁离合器没有吸合、冷却风扇也没有运转,空调制冷系统没有工作。用冷媒加注机检查制冷系统,高压表指示850kPa,低压表指示800kPa,系统压力表明制冷剂在正常范围内,不是制冷剂泄漏导致的空调不工作。与客户一起试车,在车速高于20km/h 时压缩机电磁离合器吸合(如图1),空调系统开始制冷吹出冷风;当车速低于20km/h 时压缩机电磁离合器断开,停止制冷吹出自然风。经过反复试验确认,压缩机的工作与车辆行驶速度有关。
(一) 宝来轿车自动空调的工作原理
宝来轿车自动空调由阳光照度传感器G107、迎面出风口温度传感器G56、外界环境温度传感器G17、入风口新鲜空气温度传感器G89、脚窝出风口温度传感器G192、高压传感器G65、空调控制器控制单元J255、风扇控制器J293、压缩机 N25、冷却风扇等组成,同时接收发动机转速、车速、停车时间、蓄电池电压、冷却液温度等信号。
1.外界环境温度传感器G17安装在汽车保险杠的左下部。向空调控制单元提供外界的环境温度。空调控制单元根据该温度信号控制温度翻板位置及新鲜空气鼓风机转速。如果信号中断,用入风口新鲜空气温度传感器G89信号替代;若G89也失效,则替代值为10℃,并且此时无内循环。
2.阳光照度传感器G107安装在仪表板上方中间位置。该传感器由支架盖、过滤器、光学元件、光电二极管和支架壳组成。太阳光通过过滤器和光学元件照在光电二极管上,过滤器用于保护光电元件免受紫外线照射。光电二极管是1个光敏的半导体元件,当无光照到它时,仅有小电流通过,一旦有光照射后,电流随之改变,光越强,电流越大。空调控制单元利用通过电流的大小来判断阳光照度的强弱,进而控制温度翻板及新鲜空气鼓风机转速以达到车内所需温度。信号中断时,控制单元用固定值替代。
3.入风口新鲜空气温度传感器G89安装在空调器总成的新鲜空气进气口,向空调控制单元提供外界的环境温度。空调控制单元根据该温度信号控制温度翻板位置及新鲜空气鼓风机转速。如果信号中断,用外界环境温度传感器G17信号代替,若G17也失效,则替代值为10℃,并且此时无内循环。这2个传感器均正常时,空调控制单元以2个温度信号中低的1个为依据进行工作。若任意1个温度传感器的信号失真使测量值低于3℃,空调控制单元以低于3℃工作,切断向发动机控制单元发出的A/C 请求信号,空调压缩机不会工作。此时空调控制单元不一定存储G17和G89的故障。仪表多功能显示器显示外界温度信号来自空调控制单元J255的T20/1。仪表显示的温度是G17与G89温度信号中低的1个。
4.迎面出风口温度传感器G56装在空调控制器中,通过鼓风机将室内温度不断反馈到传感器上,将真实的车内温度传给空调控制单元,与目标温度值比较,控制温度翻板位置及鼓风机转速。当信号中断时,用24℃替代,系统保持工作状态。
5. 脚窝出风口温度传感器G192装在空调器总成的吹脚风道中。该温度传感器测量的是从空调器中吹出的空气温度。空调控制单元根据G192温度信号控制脚窝/除霜翻板位置以及计算鼓风机输出量,控制鼓风机转速。当信号中断时,用30℃替代,系统保持工作状态。
6. 高压传感器G65安装在高压侧,取代三功能开关。其监测和限制制冷环路中的压力。超高压保护:系统压力大于3200kPA时切断压缩机,如冷凝器严重脏污。当系统压力降到2400kPA时风扇控制器接通压缩机。低压保护:系统压力小于200kPA时切断压缩机,如制冷剂泄漏。当系统压力升到2400kPA时,压缩机接通。高压调整:压力大于1600kPA时,接通风扇2挡工作,加强冷凝器和水箱的散热能力。高压传感器G65把制冷剂压力转化成电信号,不仅仅在临界压力下起作用,其适应性更强,使风扇换挡更平顺。传感器的感应部件是硅晶体,由于压力的不同,硅晶体的形变有多有少,这导致了电阻的不同,所以通过微处理器传出的信号脉宽也不同,通过脉宽可以判断出系统的压力大小,同时可以判断空调系统负荷的大小。
7. 发动机关闭压缩机信号。当发动机急加速以及发动机有故障其动力不足以带动压缩机负荷时,为保留动力,停止压缩机工作。
8. 冷却液温度切断信号。该信号由仪表板发给空调控制单元,当水温达到118℃时,空调控制单元将关闭压缩机。如果空调控制单元接收不到仪表板上的水温信号,空调控制单元显示冷却液温度为-10℃或-65℃,并关闭压缩机。
9. 停车时间是附加信号,通过仪表板传递给空调控制单元,记录从关闭点火开关到再次起动发动机的时间。当再次起动发动机时,空调控制单元通过处理上次关闭发动机时存储的温度值来替代实际测量值(由于热辐射等因素导致测量值不准确)。也就是说空调控制单元用存储的温度信号来调节空调工作,但时间限制在2h 内。
10. 蓄电池电压信号是附加信号,当系统电压低于9.5V 时,空调控制单元发出切断A/C 请求信号。
11. 车速信号是附加信号,通过车速传感器传递到仪表板再传到空调控制单元,用于控制进气翻板。车辆高速行驶时,适当地减小进气翻板,使进入到驾驶室的气流尽可能地平稳。没有车速信号时,用发动机转速信号替代。
12. 发动机转速是附加信号,从发动机控制单元传给仪表板再传给空调控制单元,准确地告知发动机工况。空调控制单元依据发动机转速信号作为空调工作的条件,控制向发动机控制单元发出A/C 请求信号。发动机转速小于300r/min 时,空调控制单元不发出A/C 请求信号。当转速大于500r/min 时,空调控制单元恢复发出A/C 请求信号。当发动机转速超过6000r/min 时,空调控制单元会延迟10s 发出A/C 请求信号。
(二) 对空调电控系统的部件进行检测
根据系统工作原理及传感器信号的分析,在蓄电池电压大于9.5V、有发动机转速信号、外部环境温度大于3℃、高压传感器G65信号正常的情况下。空调控制单元的T12/3端子向发动机控制单元发出A/C 请求信号,在工作条件满足后,空调控制单元T12/2端子向风扇控制单元T14/8端子发出A/C 工作信号,压缩机电磁离合器 N25吸合,冷却风扇低速运转。
1. 检测冷却风扇控制器J293给冷却风扇控制单元T14/10端子加12V 电压,压缩机电磁离合器N25吸合、冷却风扇低速运转。说明空调压缩机电磁离合器和冷却风扇正常。给冷却风扇控制单元T14/8端子加12V 电压(代替A/C 信号),压缩机电磁离合器 N25吸合、冷却风扇低速运转。说明冷却风扇控制器J293工作正常,只是没有收到A/C信号。
2. 检测高压传感器G65用万用表测量其电压,压缩机不运转时2.5V;压缩机运转时在1.3~4.5V 之间变化。高压传感器G65的检查结果在正常范围内。
3. 用诊断仪检测空调系统
(1)连接诊断仪,进入08自动空调系统,选择功能02查询故障码,无故障码存储。
(2)用诊断仪读取数据流时发现,第10组数据流,第4区显示:不正常数据“温度-99℃”,不知道是哪个传感器的数据,逐个拔下阳光照度传感器(在仪表板中部)、入风口新鲜空气温度传感器(在仪表板右下方,直头的)、出风口温度传感器(在驾驶员脚坑)、外界环境温度传感器(在前保险杠左侧),数据流没有变化,数据流结果分析与这几个传感器无关。
4. 分析空调控制系统数据流用诊断仪进入08空调系统,选择08数据流功能,选择001显示组(见图 2),打开空调开关,1区显示“5”,关闭空调开关,1区显示“7”,反复开关空调开关,空调压缩机没有工作迹象。对数据流001组第1显示区进行具体分析,查阅维修资料得知第1区的含义,下面的数字代码说明电磁离合器 N25吸合信号发出及未发出的原因:
0-电磁离合器 N25吸合信号发出。
1-电磁离合器 N25吸合信号关闭,制冷管路压力过高或高压传感器导线松动,切断压缩机。
2-电磁离合器 N25吸合信号关闭,新鲜空气鼓风机V2或鼓风机控制单元J126损坏。
3-电磁离合器 N25吸合信号关闭,制冷管路压力过低或高压传感器导线松动,切断压缩机。
4-未用。
5-电磁离合器 N25吸合信号关闭,发动机转速低于300r/min 或未识别出转速信号。
6-电磁离合器 N25吸合信号关闭,用空调控制单元 E87上的经济模式按钮 ECON 关闭了压缩机。
7-空调控制单元 OFF 键关闭压缩机。
8-电磁离合器 N25吸合信号关闭,外部温度传感器G17测得的外部温度低于3℃。
9-未用。
10-电磁离合器 N25吸合信号关闭,电磁离合器 N25供电电压低于9.5V。
11-电磁离合器 N25吸合信号关闭,发动机水温过高,由仪表板传给空调控制单元。
12-电磁离合器 N25吸合信号关闭,发动机控制单元关闭了压缩机。
13-电磁离合器 N25吸合信号关闭,发动机转速高于6000r/min,压缩机延迟接通10s。
根据以上的数据说明,001组数据流,第1区显示“5”,说明是电磁离合器 N25吸合信号关闭,未识别出转速信号或发动机转速低于300r/min,空调控制单元未能发出工作信号,空调电磁离合器 N25不能吸合工作。车速信号是附加信号,没有发动机转速信号时,用车速信号替代发动机转速信号。该车仪表板上有发动机转速,指示正常,用诊断仪也读取到了发动机转速,发动机控制单元有转速信号输出。但是在没有车速信号时空调系统不工作,说明空调电磁离合器 N25不工作故障与发动机转速信号有关。下面对空调控制单元未接收到发动机转速信号的原因进行检查。
5. 检查空调控制单元线束及转速信号导线查阅电路图,发动机转速信号由发动机控制单元T121/37端子提供,分别进入仪表板T32/11端子、空调控制单元T16B/6端子(注意:有的资料标的是T16A/6)提供转速信号。page_break]
用万用表欧姆挡测量信号线的导通情况,从发动机控制单元T121/37端子到左侧流水槽下连接器支架上的橙色10针连接器中9号端子之间线路导通良好。再测量仪表线束9号端子到空调控制单元T16B/6端子之间线路(灰/棕色线)不导通。
在这中间有1个空调控制单元线束17针的连接器,在这个17针连接器里信号线的颜色变了,发动机控制单元T121/37端子来的绿/棕色线,在17针连接器的第4针出来时变成灰/棕色线,进入空调控制单元T16B/6端子,此线不导通也就无法提供发动机转速信号,空调控制单元就关闭了压缩机。于是用导线直接连接发动机控制单元T121/37端子与空调控制单元T16B/6端子(见图3),空调压缩机电磁离合器吸合工作。
用万用表欧姆挡测量空调控制器T16B/6端子到17针连接器发动机转速信号线端子线路(灰/棕色线)导通,再测量仪表线束17针连接器4端子至仪表线束橙色10针连接器中9号端子线路之间导通良好。测量仪表线束橙色10针连接器中的9号端子(见图4)两侧之间不导通,端子松动退出,产生接触不良。
故障排除:修复仪表线束橙色连接器中的9号端子,插好连接器,打开空调开关,压缩机电磁离合器立即吸合、冷却风扇开始低速运转,出风口有冷风吹出,发动机怠速运转时空调系统制冷效果良好。用万用表测量空调控制单元T16B/6端子发动机转速信号电压为6.5V,发动机转速增加时,电压始终在6.5V 左右,再读取空调数据流,无车速信号时压缩机电磁离合器可以吸合。车速低于20km/h 时空调压缩机电磁离合器不吸合的故障彻底排除。
故障总结:在维修自动空调时,首先要了解电控部分的结构和工作原理,分析后再行动。汽车维修对于原理的分析非常重要,只要全面细致的分析,没有攻不破的疑难故障。该故障是由于连接器端子接触不良,无转速信号进入空调控制器,故障直接反映的对象是空调系统的压缩机电磁离合器不能吸合。在故障检查中,对空调系统主要部件检查后,忽视了空调系统附加信号对空调控制系统的影响。对此故障的分析使我们更加了解了宝来轿车自动空调维修的思路与方法,重在观察数据流,在读取不到故障码时,避免了检查的盲目性,重点分析数据流的各种状态,利用数据流进行分析判断故障。
在检查发动机转速信号时,仪表板距离空调控制单元最近,想借鉴一下仪表板上的信号,从仪表板取一个转速信号,电路图上仪表转速信号是T32/11端子提供的,到仪表板上检查时是空脚没有线,所以在检查空调控制单元T16B/6端子无信号时,无法判断是电路图有问题,还是线路有问题。在车辆空调可以正常工作后证实了,控制单元编码不正确,空调压缩机是可以工作,只是控制单元闪屏或有故障码存储,不影响空调控制系统操作压缩机。在车辆正常工作时,测量了发动机转速信号电压为6.5V,加速发动机电压无太大变化,始终在6.5V 左右;用5W试灯测试,试灯不点亮,当时如果有这个数据可以快速确认故障点或少走很多弯路。遇到无故障码或相同的故障,加深对自动空调电控系统的了解,可以快速的诊断和维修自动空调故障。