一辆行驶里程约8万km、搭载2.0L缸内直喷涡轮增压双独立可变气门正时发动机和6速手自一体变速器的2016款福特金牛座轿车。该车因空调系统不制冷而进厂检修。据驾驶人反映,近来该车空调制冷效果越来越差,故障发展到现在,空调系统已彻底不制冷了,出风口吹出的是热风。
故障诊断:接车后,对车辆进行常规检查,未见异常。该车空调系统配备了三区域空调,前排为双区域空调,而后排区域空调可由乘客通过后排中央扶手后部的空调控制开关单独开启或关闭。试车验证故障现象,接通点火开关,启动发动机,发动机顺利启动;接通AC开关,并将温度设定至最低,打开发动机室盖,观察空调压缩机电磁离合器,确认空调压缩机电磁离合器已吸合;然而,空调出风口吹出的风比自然风还要热一些。将发动机转速提高至2 000 r/min,故障依旧,确认故障现象确实存在。
根据上述检查结果,判断故障原因可能是空调系统管路泄漏,制冷剂不足,空调系统相关控制线路故障,冷凝器散热不良,空调压缩机故障等。
本着由简到繁的诊断原则对上述可疑故障点进行排查,仔细检查空调系统各管路及冷凝器,没有发现有制冷剂泄漏的情况,冷凝器表面也不是很脏,不存在散热不良的情况。该车没有任何事故记录,底盘也没有碰撞过的痕迹。
连接福特专用诊断工具IDS对车辆进行检测,无相关故障代码存储。启动发动机,接通AC开关,将温度设置旋钮调至最低温度(LO),用IDS读取前控制接口模块(FCIM),也称空调控制面板(H VAC)的数据流,发现蒸发器温度传感器的数据显示为34 0C,这就难怪出风口吹出的是热风了。接着读取PCM的数据流(图1),发现发动机怠速时,室外温度传感器(环境温度传感器)、冷却液温度传感器及空调请求信号等数据均正常,且PCM已控制空调压缩机电磁离合器吸合,空调压力传感器的电压为1.61 V。此时,连接空调歧管压力表,测得发动机怠速时的空调管路高压侧压力为9 bar (1 bar=100 kPa),低压侧压力为8.5 bar,这说明空调系统制冷剂的量是充足的,但高压侧压力偏低、低压侧压力偏高,明显不正常(正常情况下,空调系统工作时,管路高压侧压力为13 bar~15 bar,低压侧压力为1.5 bar~3 bar)。
将发动机转速提升至约2 000 r/min,空调压力传感器的电压始终在1.6 V左右(图2),空调歧管压力表上显示的压力也基本和怠速时一样,没什么太大变化,而空调压缩机电磁离合器始终处于结合状态。
该车空调压缩机为可变排量式压缩机,且与一般的变排量压缩机不同的是,其排量控制阀由机械元件和电磁单元组成。发动机控制模块(PCM)获取环境温度、蒸发器温度、发动机转速、车速、空调系统高压侧压力、温度和模式设定、进气温度等信号作为输入信息,经过运算处理和分析,然后通过控制排量控制阀的电磁单元对空调压缩机的功率进行无级调节。