空调系统的核心部件有:蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀等,通过管路连接组成制冷循环回路。制冷剂在系统中循环,通过气液相态变化、能量吸收和释放,实现热量的转移,达到制冷目的。
压缩机作为空调制冷系统的心脏,担当制冷系统冷媒压缩和驱动运输的重任,压缩机不工作就无法实现制冷。压缩机实现低温低压制冷剂向高温高压制冷剂的转换,工作环境相对恶劣,是汽车空调系统中最大的运动部件,其可靠运行保证了汽车空调制冷功能得以实现。
传统车空调压缩机由发动机曲轴通过轮系驱动,动力传递的核心部件为电磁离合器。离合器吸合,将发动机皮带轮的扭矩传递给压缩机,实现空调制冷。电磁离合器一旦烧毁,将导致压缩机不能工作。根据目前汽车空调使用情况来看,压缩机电磁离合器烧损的故障率较高,在压缩机故障中占有较大的比例。
当要求压缩机运转时,离合器的电磁线圈通电,电磁力使离合器轮毅与压缩机轴结合;当电磁线圈的电流通路断开时,离合器与压缩机分离。目前市场上主流的电磁离合器有2种:弹簧钢片式及橡胶吸盘式。相比弹簧钢片式离合器,橡胶吸盘式离合器的吸合噪声可降低10 dB左右,在市场上已经得到了广泛应用。
压缩机离合器工作电气原理由空调面板A/C开关、三态压力开关、
ECU、空调继电器和压缩机离合器几部分组成。按下空调控制面板A/C开关,经三态压力开关向
ECU发出请求信号,
ECU根据整车状态进行判断分析,当满足设定条件则输出低电平,空调继电器控制回路接通,离合器动作吸合(图1)。
为了防止异常工况对压缩机的损伤,空调系统普遍通过压力开关或压力传感器进行压力保护。当系统压力值超过高压上限(一般为3.14 MPa)或低于低压下限(一般为0.20 MPa)时,电磁离合器会切断,压缩机停止工作。为了防止压缩机电磁离合器频繁吸断,在高低压保护值附近会设置缓冲区间,以高压保护点为例,当压力升高至3.14 MPa时,电磁离合器切断;当压力降低至2.55 MPa时,电磁离合器吸合,中间的缓冲区为0.59 MPa。
本文针对某车型开发过程中出现的压缩机离合器频繁吸合断开导致烧蚀问题,进行了故障件拆解、原因分析、解决方案制定及效果验证等过程的总结。
1故障件拆解
本文针对某车型开发过程中,3台离合器烧蚀故障件进行了检测及拆解。结果表明:主机空转正常,吸排气压力正常;线圈通电正常,吸盘不吸合;气密性检测无泄漏;外观检测离合器表面高温烧蚀;吸盘与皮带轮接触面有明显打滑痕迹,皮带轮轴承损坏,线圈表面环氧树脂烧毁(图2)。
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