项目七汽车空调系统的检修

任务一汽车空调制冷系统零部件的检修

任务目标

任务描述

一辆桑塔纳2000GSI型轿车行驶85000Km后，发现打开空调制冷系统时，送风口有自然风送出，但是不制冷。经技术人员详细检测，很快发现造成制冷系统不制冷的故障原因，并排除了故障，恢复了空调制冷系统的制冷功能。

知识准备

一、空调制冷系统

汽车空调有以下四个功能：汽车空调的第一功能：调节车内空气的温度；汽车空调的第二功能：调节车内空气的湿度；汽车空调的第三功能：提供合适的气流速度与气流方向；汽车空调的第四功能：过滤净化车内空气，保证车内空气的质量。汽车空调系统大大改善了乘客在乘车时的舒适性和安全性。

空调制冷系统主要由压缩机、冷凝器、储液罐、膨胀阀、蒸发器、风机及管路与控制部件等组成。其布置如图7-1-1所示。

图7-1-1

（一）压缩机

压缩机是制冷回路的心脏，起到输送和压缩气态制冷剂，保证制冷循环正常工作的作用。其外形结构如图7-1-2所示。

图7-1-2 压缩机

汽车空调压缩机采用容积型压缩机，大多是斜盘式压缩机和立式往复式压缩机，利用活塞在汽缸中作往复运动来改变压缩室的容积吸入制冷剂和增压。

1.斜盘式压缩机的结构如图7-1-3所示。

图7-1-3 斜盘式压缩机的结构

1-曲轴 2-活塞 3-钢球 4-支承盘 5-外壳 6-旋转斜盘 7-吸簧 8-外放泄阀板9-轴封 10-离合板及毂 11-密封座 12-滑动轴承 13-带滑轮 14-离合器线圈及外壳15-前端盖 16-气缸的前半部 17-推力座圈 18-推力轴承 19-推力座圈 20-气缸后半部 21-油池 22-吸油管 23-后端盖 24-油泵齿轮

斜盘式压缩机的工作原理如图7-1-4所示。

图7-1-4 斜盘式压缩机的工作原理

2．变容量压缩机

由于空调压缩机转速随发动机转速而变化，从节约能源等方面考虑，出现了变容量压缩机，能够根据蒸发器制冷负荷的变化自动调节排量。

变容量压缩机的种类有容量固定变化式和连续变化式两种。

（1）两级变容量空调压缩机

日本丰田佳美20系列轿车采用的变容量压缩机，是在10缸旋转斜盘压缩机的基础上增加了一套可变排量机构，能使压缩机在全容量（100%）或半容量（50%）两种状态下工

作。

可变排量机构主要由柱塞、电磁阀、电磁线圈、单向阀和排出阀组成。

如图7-1-5所示，压缩机在全容量工作时，电磁线圈不通电，电磁阀在弹簧弹力的作用下，将a孔打开，b孔关闭，高压制冷剂经过旁通回路，从a孔进入电磁阀，压向电磁阀后端。

因此，柱塞克服弹簧弹力，向左移动，排出阀挤压在阀盘上。

图7-1-5 缩机在全容量工作

1-单向阀 2-旁通回路 3-电磁线圈 4-电磁阀 5-柱塞 6-排出阀 7-阀盘8-弹簧 9-低压制冷剂 10-旋转斜盘 11-活塞 12-高压制冷剂

于是，压缩机的10个汽缸都工作，此时在压缩机后部产生的高压将单向阀向上推起，来自压缩机后部的高压气体与来自压缩机前部的高压气体一起流至冷凝器。

如图 7-1-6所示，可变排量压缩机半容量工作时，电磁线圈通电，电磁阀阀心在磁场力的作用下上移，将a孔关闭，b孔打开。

高压制冷剂不能经过旁通回路进入电磁阀，作用于电磁阀后端的压力降低，柱塞在弹簧弹力的作用下回到右侧，排出阀离开阀盘，使压缩机后部的5个汽缸停止工作。

图7-1-6 压缩机半容量工作（图注同图7-1-5）

此时单向阀被前后压差吸出，关闭后部高压气体的排出通道，防止压缩机前部的高压气体回流。

当压缩机停止工作时，高压端和低压端内部压力逐渐平衡，柱塞被弹簧弹力推回右侧。

单向阀随高压端压力下降而落下，关闭在后部的高压制冷剂排出通道，排出阀和单向阀以半容量工作。

当压缩机启动时，以半容量工作，从而减小压缩机启动时的震动。

（2）连续变容量空调压缩机

大众系列轿车常见的变容量压缩机为连续变化式，其结构如图7-1-7所示。

它通过改变单向工作斜盘的倾斜度（活塞的工作行程）来改变排量，调节范围在5%～100%。

图7-1-7 大众系列轿车变容量压缩机结构

斜盘的倾斜度取决于每个活塞两侧的压力差，活塞右侧的压力受压力箱内压力的影响，压力箱内压力由调节阀和节流管道控制，压缩机的调节阀通过波纹管2的伸缩具有输出稳压

作用。

小提示：

处于压缩行程上止点的活塞对斜盘的倾斜度影响较小，因为该活塞的力作用在斜盘转动支点附近。

如图7-1-8所示，压缩机大排量输出时，输出压力较高，通过节流管道作用使压力箱内压力升高。

压力箱内压力升高到某一值时，调节阀开启，使压力箱与进气低压接通，压力箱内的压力不再升高。

图7-1-8 压缩机大排量输出

此时，活塞两侧的压力差增大，活塞左侧的压力相对增加，从而使斜盘的倾斜度增大，活塞行程变长。

如图7-1-9所示，压缩机小排量输出时，输出压力较低，通过节流管道作用使压力箱内压力不断升高，但调节阀处于关闭状态。

此时，活塞右侧的压力相对增加，从而使斜盘的倾斜度减小，活塞行程变短。

图7-1-9 压缩机小排量输出

（二）冷凝器

汽车空调冷凝器的作用是把压缩机排出的高温、高压制冷剂气体，通过冷凝器将热量散发到车外空气中，从而使高温、高压的制冷剂气体冷凝成较高温度的高压液体。汽车空调冷凝器外形结构如图7-1-10所示。

图7-1-10 冷凝器

从压缩机压出高温约80℃、高压约1.5 MPa的气态制冷剂流入冷凝器芯管中，在风扇转动或车辆行驶时空气吹过冷凝器，冷却芯管中的制冷剂变为中温约40℃、高压约1.1 MPa 的液态制冷剂。

与发动机的冷却水散热器相比较，承受的压力比发动机的冷却水散热器高。

冷凝器由铜管或铝管制成芯管，并在芯管周围焊接散热片，多数车辆的冷凝器安装在发

动机水箱的前方，也有的装在车顶上。

（三）膨胀阀

膨胀阀也称节流阀，是组成汽车空调制冷系统的主要部件，安装在蒸发器入口处，是汽车空调制冷系统的高压与低压的分界点。膨胀阀有热力膨胀阀、节流孔管等类型。起到节流降压、调节流量、防止“液击”和防止异常过热的控制作用。其外形结构如图7-1-11所示。汽车空调的节流膨胀装置主要是热力膨胀阀，另外，还有组合式阀、电子膨胀阀等。

图7-1-11 膨胀阀

1.热力膨胀阀的作用

具体地说，热力膨胀阀一般有3个作用。

（1）节流降压。

使从冷凝器来的高温、高压液态制冷剂节流降压成为容易蒸发的低温、低压雾状制冷剂进入蒸发器，将制冷剂分成高压侧和低压侧。

（2）自动调节制冷剂流量。

由于制冷负荷的改变以及压缩机转速的改变，要求流量作相应调节，以保持车内温度稳定。膨胀阀能自动调节进入蒸发器的流量，以满足制冷循环要求。

（3）控制制冷剂流量，防止液击和异常过热发生。

膨胀时以感温包作为感温元件控制流量大小，保证蒸发器尾部有一定量的过热度，从而保证蒸发器容积的有效利用，避免液态制冷剂进入压缩机而造成液击现象，同时又能控制过热度在一定范围内。

2.热力膨胀阀的结构

热力膨胀阀有内平衡和外平衡两种形式，下面以外平衡式膨胀阀为例说明热力膨胀阀的结构。

外平衡式热力膨胀阀的结构如图7-1-12所示，它主要由上阀体、下阀体、阀针、弹簧、薄膜、感温包、外平衡管接头等组成。

外平衡式膨胀阀的工作原理如图7-1-13所示。

图7-1-12 外平衡式热力膨胀阀的结构

1-阀针 2-下阀体 3-垫 4-调节齿轮 5-弹簧 6-上阀体 7-薄膜 8-感温包 9-平

衡管接头

图7-1-13 外平衡式膨胀阀的工作原理

1-蒸发器 2-感温包 3-外部均压管 4-毛细管

5-膨胀阀 6-波纹膜片 7-过热调整弹簧 8-调整螺管

（3）H型膨胀阀

H型膨胀阀是一种整体型膨胀阀，它取消了外平衡式膨胀阀的外平衡管和感温包，使其直接与蒸发器进出口相连。

H型膨胀阀结构如图7-1-14所示。

图7-1-14 H型膨胀阀结构

1-阀体 2-灌充管 3-动力头 4-顶杆（兼感温包）

5-膜片 6-传动杆 7-球阀 8-弹簧 9-弹簧座

（四）蒸发器

蒸发器的作用与冷凝器的作用相反，制冷剂起吸热作用，流经蒸发器的空气受到冷却，制冷系统工作时，高压液态制冷剂通过膨胀阀膨胀而压力降低，变成湿蒸汽进入蒸发器芯管，吸收散热片及周围空气的热量。

蒸发器有管片式、管带式和层叠式3种结构。管片式蒸发器结构简单、加工方便，但换热效率比较差。

管带式蒸发器工艺复杂，但换热效率比管片式蒸发器高。

层叠式蒸发器由冲压成复杂形状的铝板叠在一起组成制冷剂通道，每两片通道之间夹有蛇形散热铝带，加工难度最大，换热效率也最高。

管片式蒸发器与管带式蒸发器的结构如图7-1-15所示。

层叠式蒸发器的结构如图7-1-16所示。

（a）管片型（b）管带型

图7-1-15 管片式蒸发器与管带式蒸发器的结构

图7-1-16 层叠式蒸发器的结构

（五）储液干燥器

储液干燥器是一个储存制冷剂及吸收制冷剂水分、杂质的装置。一方面，它相当于储液罐，为泄露制冷剂多出的空间补充制冷剂；另一方面，它又和滤清器一样，过滤掉制冷剂中掺杂的杂质。储液干燥器中还装有一定的硅胶物质，起到吸收水分的作用，有些储液干燥器还带有观察孔。储液干燥器结构如图7-1-17所示。

图7-1-17 储液干燥器

1-玻璃观察窗及易熔塞 2-吸取管 3-粗过滤器 4-干燥剂 5-过滤器 6-壳体（六）各连接管路及接头

管路把制冷系统各元件连成一个封闭系统。

由于发动机在工作时会产生抖动，安装在发动机上的压缩机也会随之抖动，因此汽车空调装置中与压缩机进、排气接头相连的管路都采用橡胶软管。

此外，走向复杂地方的金属管不容易满足要求，也使用橡胶软管，因为橡胶软管具有很好的随和性。

但橡胶软管最大的缺点是容易泄漏，所以应尽量少用或不用，而多用金属管。

连接管路如图7-1-18所示，管路接头如图7-1-19所示。

图7-1-18 连接管路图7-1-19 接头

二、汽车空调维修工具与设备

（一）检漏设备

1.检漏灯。检漏灯检查时的漏气量与火焰颜色的关系见表7-1-1。

表7-1-1 漏气量与火焰颜色的关系

序号漏气量火焰颜色序号漏气量火焰颜色

1 无漏气橙红色 3 漏气较多浅蓝色

2 微漏气浅绿色 4 漏气很多紫色

小提示

必须在通风良好的地方使用卤素检漏灯检漏，而且不要吸入来自火焰的蒸汽，以防人体吸入有毒气体。

2.电子检漏仪。电子检漏仪分为三种：R12检漏仪、R134a检漏仪和R12和R134a的两用电子检测仪。常用的电子检测仪分为手握式和箱式两种。

（二）歧管测试表

如图7-１-20所示。

图7-1-20 歧管测试表

（三）真空泵

真空泵主要用来抽取空调制冷系统中的空气，其外形结构如图7-1-21所示。

图7-1-21 真空泵

（四）制冷剂加注机

可以同时加注回收制冷剂和冷冻油，其外形结构如图7-1-21所示。

图7-1-21 制冷剂加注机

(五)解码仪

用于全自动空调的故障诊断与排除，如图7-1-22所示。

图7-1-22 解码器

三、汽车空调制冷系统常见故障及检修

汽车空调制冷系统常见故障有堵塞、控制阀故障、压缩机故障、泄漏等，见表7-1-2。

表7-1-2 空调系统常见故障及排除方法

序号故障显现排除方法

1 堵塞检修或更换

2 控制阀故障检修或更换

3 压缩机故障检修或更换

4 泄漏检修或更换

（一）堵塞

制冷系统发生堵塞主要有赃堵和冰堵两种形式，见表7-1-3。一般堵塞可通过判断进出口温差来检修，注意烫伤。

表7-1-3 制冷系统发生脏堵与冰堵

故障现象故障部位排除方法

制冷量不足储液干燥器、膨胀阀检修或更换

不制冷储液干燥器、膨胀阀检修或更换（二）控制阀

控制阀分为气阀和手动检修阀，用压力表检测。

（三）压缩机常见故障及排除方法

压缩机常见故障有异响、泄漏以及不工作等，见表7-1-4。

表7-1-4 压缩机常见故障有异响、泄漏以及不工作

1.异响。引起压缩机异响的原因很多。例如压缩机电磁离合器损坏，或压缩机内部磨损严重等均可产生异响。

（1）压缩机电磁离合器是出现异响的常见部位。压缩机经常在高负荷下从低速到高速变速运转，所以对电磁离合器的要求很高，而且电磁离合器的安装位置一般离地面较近，经常会接触到雨水和泥土，当电磁离合器内的轴承损坏时就会产生异响。

（2）除了电磁离合器自身的问题，压缩机传动胶带的松紧度也直接影响着电磁离合器的寿命。传动胶带过松，电磁离合器就容易打滑；传动胶带过紧，电磁离合器上的负荷就会增加。传动胶带松紧度不当时，轻则会引起压缩机不工作，重则会引起压缩机损坏。当传动胶带工作时，如果压缩机带轮以及发电机带轮不再同一个平面内，就回降低传动胶带或压缩机的寿命。

（3）电磁离合器的反复吸合也会造成压缩机出现异响。例如发电机的发电量不足，空调系统压力过高，或者发电机负荷过大，这些都会造成电磁离合器的反复吸合。

（4）电磁离合器与压缩机安装面之间应该有一定的间隙，如果间隙过大，那么冲击也会增大，如果间隙过小，电磁离合器工作时就会与压缩机安装面之间产生运动干涉，这也是产生异响的一个常见原因。

（5）压缩机工作时需要可靠的润滑。当压缩机缺少润滑油，或者润滑油使用不当时，压缩机内部就会产生严重异响，甚至造成压缩机的磨损报废。

2.泄漏。制冷剂泄漏是空调系统的最常见问题。压缩机泄漏的部位通常在压缩机与高低压管得结合处，此处通常因为安装位置的原因，检查起来比较麻烦。空调系统内部压力很高，当制冷剂泄漏时，压缩机润滑油会随之损失，这会导致空调系统不工作或压缩机润滑不良。空调压缩机上都有泄压保护阀，泄压保护阀通常是一次性使用，在系统压力过高进行泄压后，应该及时更换泄压保护阀。

3.不工作。空调压缩机不工作的原因有很多，通常是因为相关电路的问题。可以通过压缩机电磁离合器直接供电的方式初步检查压缩机是否损坏。

（四）压力检测

用歧管测试表（高、低压组合表）测试，检查制冷系统压力，见表7-1-5。

表7-1-5 制冷系统压力检测

（五）蒸发器检修

蒸发器故障使制冷能力下降、泄漏、污脏、堵塞或扭结等。

（六）冷凝器检修

故障为：堵塞、损坏、泄漏、造成散热不佳。

任务实施

任务实施1空调制冷系统零部件的拆装

一、目的

1.学会从汽车上拆装空调制冷系统零部件总成。

2.能正确分解制冷系统的主要部件。

3.掌握制冷系统常见故障的检修方法。

二、实验设备

1.实训用车辆，基本拆装工具，维修手册等。

2.前栅格布，翼子板防护套，环保三件套，干净的抹布等。

三、实验方法及步骤

（一）检修准备

1.场地清洁，设备资料准备，保护措施准备；

2.安装好车轮挡块，把变速器置于空挡位置，拉好驻车制动；

3.安装好前栅格布和翼子板布及环保三件套。

（二）空调制冷系统零部件的拆装

1.压缩机总成的拆装

（1）压缩机的拆卸

①车辆停放位置□合适□不合适

发动机机舱盖□已支好□未支好

发动机的状态□熄火□怠速

是否先运行10分钟□是□否

②压缩机连接线□已断开□未断开

皮带张紧器□已松开□未松开

皮带□已拆□未拆

③制冷系统中的制冷剂是否回收完全□是□否

④其他影响拆卸压缩机的附件□已拆□未拆

⑤压缩机连接螺栓□已拆□未拆

⑥从压缩机上拆下的软管接头是否密封□是□否

⑦压缩机中德冷冻油处理方法□回收□扔掉

（2）压缩机的分解

①使用专用工具拆下轴封□已拆□未拆

轴封检查□未损坏□已损坏

②取出内部的活塞、轴承等，用专业制冷剂清晰□已清洗□未清洗

（3）压缩机的检验

①检查外部泄漏□有泄露□无泄露

②检查内部泄漏□有泄露□无泄露

③运行检查□正常□不正常

（4）结论：

2.冷凝器总成的拆装

（1）拆卸的前提

①制冷剂情况□已回收□无制冷剂

②冷却风扇的情况□已拆卸□已拆插接器

（2）拆卸冷凝器

①冷凝器的进、出口连接螺母拆下后，是否立即封闭制冷系统两端的管理□是□否

②冷凝器中冷冻油的处理方式□回收□扔掉

③是否更换新德O形圈□更换□不更换

（3）冷凝器拆下后观察到的情况

①冷凝器的状况□正常□不正常

（4）记录拆装的步骤