一、空调制冷系统检修原理及诊断思路
车系结构和控制特点不同,空调制冷系统的故障症状及发生频率也不同。故障可分为制冷循环和制冷控制两方面,二者之间由于存在连带的故障因素,因此故障现象不是很清晰,难以确定故障部位及性质,误判的可能性有所增加。在空调诊断及维修工作中,必须在考虑多种因素的相互关系之后才能得出准确的结论。分析空调系统故障,应首先了解空调系统的结构、控制方式和电路连接特点,然后通过多种方式进行诊断,对重点部件及控制线路进行检查,这样就能够很快地找到故障原因并予以排除。
制冷剂充注是空调系统维修的基本操作项目,它包括抽真空和加注制冷剂这两项内容。通常来说,维修人员在基本操作方面是没有问题的,但往往忽略了某些细节问题而导致操作不正确。例如,在加注制冷剂时用手触摸空调管壁,感觉凉度,当感觉制冷情况不错时并查看到储液干燥器的观察口处无气泡时,即认为制冷剂容量正确。许多人认为这样做是正确的,并且效果也不错。但仔细分析还是存在问题:空调管路中的制冷剂压力不仅取决于制冷剂的容量,而且与外界温度及冷凝器的散热能力有关。在外界温度较低的情况下,制冷剂的冷凝效果好,冷凝温度也较低,高压侧管路的制冷剂压力随之降低。如果按此时的制冷剂压力确认制冷剂容量是否达到标准值,那么就会出现这种情况:一旦外界温度升高,加之冷凝效果不好,制冷剂压力便会出现过高现象,情况严重时有可能损坏空调压缩机、空调管路及其他部件。正确的操作方法是按照车辆说明书和空调维修标牌所要求的制冷剂容量进行充注,这样在操作时无论外界温度如何变化,都能准确无误地充入制冷剂,从而避免因制冷剂充注不准而产生连带故障。
空调制冷循环系统一般由空调压缩机、冷凝器、储液干燥器、节流阀(膨胀阀或节流管)、蒸发器友管、低压管路组成,它们各自发挥着作用,任何一个部件损坏或性能不良,都会造成制冷效果变差甚至完全失效。在故障诊断时,应考虑到系统控制方面的问题,理性地进行分析,不能只是简单地将故障现象对号入座,机械地更换部件,否则误诊的概率就劲}高。例如,在检修低压侧制冷剂压力过低、高压侧制冷剂压力正常的故障时,维修人员通常想到的故障原因有三:一是节流阀堵塞或开度太小,二是储液干燥器堵塞,三是制冷剂容量过小。然而很少有人还会考虑到蒸发器结冰、蒸发器温度传感器性能不良、风门控制异常、管路挤压变形、制冷剂纯度不足等原因,因此一些简单的故障就变成了疑难杂症。总之,空调系统故障诊断工作体现了维修人员综合分析问题的能力。这里引用系统平衡条件的概念对故障的成因进行分析,以便提高维修人员这方面的能力。
空调制冷系统有两组平衡条件,一组是蒸发器与冷凝器为对应关系的平衡条件,即制冷剂热交换的平衡条件,另一组是空调压缩机和节流阀为对应关系的平衡条件,即制冷剂压力转换的平衡条件。蒸发器吸收的热量依靠冷凝器释放到大气中,在这个过程中,如果冷凝器不能及时散热,那么必然导致制冷剂不能良好地液化,系统的压力和温度将进一步升高,使得高压侧制冷剂压力过高,制冷效果变差。相关的常见原因包括:冷凝器损坏、堵塞或外表脏污,车身前部空气流通不畅,散热风扇(包括电动风扇和藕合器风扇)损坏或性能不良,蒸发器吸热量过大(空气内外循环风门长期处于外循环状态),空调分配箱密封不良或空气混合风门控制不良等。当外界温度超过正常使用温度(36℃ )时,也会造成制冷不良、压力异常的故障现象。因此,适当增强冷凝器的散热能力,有助于促进制冷剂热交换。另外,润滑油过量也会造成空调制冷不良,这是因为过多的润滑油占据了冷凝器的一定空间,冷凝器无法充分散热,结果出现高压侧压力偏高且制冷不良的故障症状。因此,抓住蒸发器与冷凝器之间制冷剂热交换这条主线,就能够理顺一些看似错乱纷杂的故障表象,从中找到故障内因并予以排除。
空调压缩机用于建立制冷剂压力,节流阀用于降低制冷剂压力,因此空调压缩机和节流阀是一对压力平衡的部件,它们的工作状况决定了制冷功能是否正常。当空调压缩机磨损之后,若活塞密封不严,则会影响制冷剂排量,节流阀输送的液态制冷剂流量将产生不平衡现象,因此出现低压侧压力过低、高压侧压力过高的故障症状。同样的道理,如果节流阀开度过小,那么就没有足够的制冷剂流向空调压缩机,因此会出现低压侧压力、高压侧压力都偏低的故障症状。另外需要说明的是,空调制冷系统中的储液干燥器起到过滤、干燥及气液分离等作用,在系统工作时,要求储液干燥器对流经的制冷剂不产生阻力。如果储液干燥器内部出现脏污、堵塞等问题,那么就会产生节流作用,空调压缩机和节流阀之间的压力平衡关系受到影响,空调制冷出现异常甚至失效。节流作用会出现温差效应,因此检查储液干燥器时应测量其进口、出口管路的温度,若温差大于5℃,则更换储液干燥器。
随着汽车空调系统控制技术的发展,许多新款车型都装配了变排量空调压缩机,空调压缩机内部的控制阀分为固定式和电控式两种。由于采用阀门进行控制,使得制冷剂排量能够随着环境温度而进行自动调节,而空调管路中的制冷剂压力的平衡条件也因此变得比较特殊。在实际检修工作中,必须结合变排量条件来分析制冷剂压力(通过空调压力表的读数)的变化状况,否则很难找到真正的故障原因。变排量空调压缩机的空调制冷系统有一种比较常见的故障现象,就是蒸发器或低压管路结冰,其主要原因有两个方面:一方面是空调压缩机的排量控制异常,故障形式包括变排量控制阀卡滞、脏污、断电、蒸发器温度传感器性能变差等;另一方面是制冷剂纯度不高或使用了R12制冷剂。目前汽车使用的制冷剂一般有R134a和R12两种,这两种制冷剂的蒸发曲线差异不大,但不能混用或用错,因为二者在0℃区域的蒸发特性有较大差异,假如R134a中混有R12,将导致排量控制迟缓,低压侧压力偏低,并出现蒸发器或低压管路结冰的现象。因此在检修此类故障时,不要忘记检查制冷剂的纯度。
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