《汽車空調系統(tǒng)故障診斷問題研究7500字（論文）》

汽車空調系統(tǒng)故障診斷研究引言 1第一章汽車空調系統(tǒng)故障概述 11.1汽車空調系統(tǒng)概述 11.1.1汽車空調系統(tǒng)組成部分 11.1.2汽車空調系統(tǒng)的工作原理 11.2汽車空調系統(tǒng)故障的概念 21.3故障樹分析法 2第二章汽車空調故障診斷與檢修方案 42.1空調系統(tǒng)完全喪失制冷功能 42.1.1制冷系統(tǒng)中無制冷液 42.1.2制冷系統(tǒng)故障 42.1.3壓縮機有故障 42.2制冷量不足 42.2.1制冷液不足 42.2.2制冷液的添加過量 52.2.3空調系統(tǒng)中有空氣 52.2.4制冷液與冷凍機油內含雜質過多 52.4.5空調制冷液中有水分滲入 52.4.6壓縮機驅動帶過松 62.4.7冷凝器散熱能力下降 62.3冷氣時有時無 62.4壓縮機不能正常自動停轉 62.5空調系統(tǒng)運行時噪聲 7第三章汽車空調系統(tǒng)故障診斷故障樹設計 83.1頂事件的選擇 83.2故障樹的構建 83.3對故障樹進行分析 93.4故障樹的排查與故障診斷 10第四章總結 12參考文獻 13致謝 14引言隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，汽車技術也在不斷更新，車載設備的不斷增多，從而不斷滿足駕駛員的諸多需求。汽車空調系統(tǒng)就是一種典型的汽車標準配置，在車載裝備率不斷提升的情況下，汽車空調系統(tǒng)更是成了很多汽車不可或缺的一大設備，但是也是經常出現故障的一大設備。駕駛員可以通過空調器的按鈕來控制車內空氣的溫度，濕度，流動速度和潔凈度等參數，使得自身的乘車條件得到改善，從而使得駕駛環(huán)境更加舒適，在開車的過程中，也就不容易疲憊，進一步增加了行車的安全系數。但是汽車空調系統(tǒng)由于本身結構較為復雜、人為使用不正確或者天氣惡劣的情況下，會出現故障，比如空調不制冷、輸出冷氣間斷不均、制冷量不足、系統(tǒng)震動激烈等，這些故障在夏天尤為普遍。因此，需要對故障進行診斷，提出針對性的解決對策，本文主要采取故障樹分析法來進行故障診斷，及時診斷出關鍵問題，并排除故障，為檢測、隔離及排除故障提供指導。第一章汽車空調系統(tǒng)故障概述1.1汽車空調系統(tǒng)概述1.1.1汽車空調系統(tǒng)組成部分汽車空調系統(tǒng)一般由以下四部分組成：制冷系統(tǒng)：汽車空調制冷系統(tǒng)由壓縮機、冷凝器、儲液干燥器、膨脹閥、蒸發(fā)器和鼓風機等組成。制冷系統(tǒng)工作時，制冷劑以不同的狀態(tài)在該系統(tǒng)中循環(huán)流動，循環(huán)的過程包括壓縮過程、放熱過程、節(jié)流過程、吸熱過程四種，在循環(huán)的過程中，利用內外空氣交換來達到降溫或者除濕的目的，蒸發(fā)器周圍的空氣溫度和濕度就會發(fā)生變化，在駕駛員的調控下達到涼爽舒適的程度。配氣系統(tǒng)：這一系統(tǒng)負責外界新鮮空氣輸送到車內，并將車內的塵埃、臭味、煙氣及有毒氣體排到車外，駕駛員可以根據自己的需求來控制冷暖氣流的流向和分配出，保障車內空氣的情節(jié)自然?？刂葡到y(tǒng)：該系統(tǒng)主要對制冷和暖風系統(tǒng)的溫度、壓力等以及車內空氣的溫度、風量、流向等進行控制，使得空調系統(tǒng)可以處于正常工作的狀態(tài)。1.1.2汽車空調系統(tǒng)的工作原理蒸發(fā)器中產生的低溫低壓制冷劑蒸汽被壓縮機及其壓力吸收，在高溫高壓（約70°C，1471KB）的情況下被排出。除去的氣態(tài)蒸汽將進入冷凝器，該冷凝器在強制冷卻至約50°C時充當散熱器和冷卻風扇。此時，冷卻劑從氣態(tài)變成液態(tài)，液化的冷卻劑進入干燥器，除去水和雜質，并流入膨脹閥。高壓液體冷卻劑從膨脹閥的小區(qū)域流出，變成低壓霧，并流入蒸發(fā)器。冷卻劑以熱霧的形式吸收，并蒸發(fā)進入蒸發(fā)器，成為氣態(tài)冷卻劑，這降低了蒸發(fā)器的表面溫度。鼓風機的空氣不斷流過蒸發(fā)器的表面，被冷卻并送至機艙冷卻。氣態(tài)制冷劑經過蒸發(fā)器后再次被吸收到壓縮機中。1.2汽車空調系統(tǒng)故障的概念汽車空調整系統(tǒng)故障是指制冷(采暖)失效或(冷暖氣)不足等故障形式，其中的電氣、機械、制冷劑和冷凍潤滑油等多重因素的影響，會導致一些故障的發(fā)生。蓄電池故障是典型的電氣故障，電磁離合器機械零件、壓縮機、離合器摩擦片、離合器軸承磨損或者損害等以及傳送帶過松等都是典型的機械故障，但是空調系統(tǒng)制冷故障出現的三成原因是制冷劑和冷凍潤滑油引起的，在高溫、高寒、高振動等情況下，都會導致系統(tǒng)不同故障的出現。1.3故障樹分析法故障樹分析（FTA）是分析復雜系統(tǒng)可靠性的強大工具。它在樹級別的詳細分析中分析了系統(tǒng)錯誤從總體到部分，從系統(tǒng)到組件的故障事件，以進一步定義基本故障，確定故障原因以及確定每個故障原因對故障癥狀的發(fā)生程度和結構的重要性。診斷錯誤的步驟分析錯誤樹的方法如下：第一步是緊密收集有關實際錯誤診斷，分析和匯總的第一手信息，繪制出典型錯誤，并識別錯誤癥狀和錯誤原因組合。第二步，頂事件選擇。選擇最高事件有助于連接整個系統(tǒng)故障分析。定義最高事件時，應找到所有故障模式。對系統(tǒng)影響最大的故障模式被確定為最高事件。該事件必須能夠將其分為幾個單獨的事件進行分析。第三步，故障樹構建。了解缺陷癥狀與缺陷原因之間的層次關系，并確定將事件與事件鏈接的邏輯結構圖，即缺陷樹。將系統(tǒng)的意外故障事件作為故障分析的目標，即更高級別的事件;然后發(fā)現直接導致該故障事件的所有原因（包括硬件，軟件，環(huán)境，人為因素等），即中間事件;我們的搜索在層次上我們追蹤的第一個事件是不需要進一步調查的主要事件，即較低事件。創(chuàng)建故障樹的目的是通過創(chuàng)建故障樹來精確地了解系統(tǒng)，并在系統(tǒng)中創(chuàng)建薄弱環(huán)節(jié)，以改善設計并提高系統(tǒng)可靠性，安全性和維護性。第四步是分析故障樹。該分析旨在查找導致更高事件的所有可能的故障情況，以幫助分析人員發(fā)現潛在的故障，這些故障可用于指導缺陷診斷和改善維護程序的使用。

第二章汽車空調故障診斷與檢修方案2.1空調系統(tǒng)完全喪失制冷功能制冷功能喪失是空調系最常見的現象，造成這一故障的主要原因如下。2.1.1制冷系統(tǒng)中無制冷液當系統(tǒng)中存在制冷劑泄漏時，這是長期不檢測導致的，出現這種情況時，需要先對泄漏點進行檢測，查明原因后對其進行修復，抽完真空后，注入制冷劑。2.1.2制冷系統(tǒng)故障管道內部堵塞也會引發(fā)制冷系統(tǒng)出現故障，如果堵塞過于嚴重，就會直接影響到制冷系統(tǒng)的損壞流動，沒有了循環(huán)流動，制冷也就無從說起。為了及時發(fā)現制冷系統(tǒng)的故障，可以采用壓力表來檢測，發(fā)現高壓側壓力值比正常側壓力值要低，或者低壓側壓力值與真空狀態(tài)相差不大，堵塞部分的溫度也會存在差異，但是可以將這一故障鎖定為儲液干燥器或膨脹閥上。因此，氮氣可用于在儲液干燥器或膨脹閥的入口或出口吹掃，如果這一過程不夠順暢，就可以說明存在堵塞問題，也就代表需要更換制冷系統(tǒng)了。2.1.3壓縮機有故障壓縮機的故障主要有壓縮機卡死、壓縮機內部損壞、壓縮機缸和壓縮機墊竄氣、進排氣閥損壞、壓縮機電磁離合器線圈短路等，其中一種故障的存在都會導致壓縮機無法正常工作，在確定壓縮機是否存在故障方面，可以采取壓力表測量的方式，如果其進氣壓力和排氣壓力沒什么差別，然后增加發(fā)動機的轉速，發(fā)現二者示數依然沒有差異，那可以斷定壓縮機存在故障了。也可以采用用手觸摸的方式，如果感到兩者間溫差不大，也可以斷定要手機氣缸和壓縮機墊氣路存在故障，如果壓縮機會感到很燙，則可以充分說明故障的存在，需要更換壓縮機了。2.2制冷量不足2.2.1制冷液不足冷卻液不足是冷卻能力低的主要原因，而冷卻液泄漏是冷卻液不足的主要原因。為了及時了解冷卻液的量，您可以使用干燥箱上方的觀察鏡對其進行監(jiān)控。通常，如果在普通空調的觀察鏡中連續(xù)且緩慢地產生氣泡，則意味著冷卻劑不足。如果氣泡顯示出反向鉆孔的情況，則意味著冷卻液嚴重不足。對于這種情況，添加冷卻劑就足夠了。低壓側冷卻劑中的“液體撞擊”現象將損壞壓縮機。向高壓側添加制冷劑會導致發(fā)動機故障或制冷劑流入瓶中。2.2.2制冷液的添加過量剛進行維修過的空調系統(tǒng)也經常出現制冷不足的情況，但這通常是由制冷劑添加量過多導致，空調系統(tǒng)各部件的制冷劑體積比例不盡相同，鑒于制冷劑與高壓側的散熱能力存在一定的相關性關系，比例差異過大，會導致散熱效果受到影響。一散熱能力較弱的情況下，會導致制冷系統(tǒng)需要的制冷劑量出現下降，進一步影響到制冷效果。制冷劑噴射的多寡也可以從干燥箱上方的視液鏡觀察到。不管是汽車空調運行，還是壓縮機停止運行，如果液鏡內都沒有氣泡產生，都可以說明制冷劑過多，對于這種情況，可以在空調系統(tǒng)低壓側的維修出口處緩慢釋放一部分制冷液。2.2.3空調系統(tǒng)中有空氣當空調系統(tǒng)中有空氣時，如果沒有完全抽真空或將制冷劑注入空調系統(tǒng)，則制冷能力將不足。在某些溫度和壓力條件下，冷卻劑中的空氣無法溶解，因為空氣的導熱性不強。由于制冷劑在空調系統(tǒng)中循環(huán)，它將減少從膨脹閥噴出的制冷劑的量并降低空調的冷卻能力。如果冷卻液中有足夠的空氣，則可以通過干燥箱上方的控制蓋看到空氣。如果在空調正常運行期間艙口中的氣泡連續(xù)快速變化，則可以在真空下重新填充冷卻液。2.2.4制冷液與冷凍機油內含雜質過多制冷液和冷凍機油中雜質過多，會引發(fā)系統(tǒng)堵塞的情況，從而促使制冷量不足的情況發(fā)生。在檢查的情況下可以采取如下方法：如果制冷管道和部件中有非常明顯的冷熱突變，這就說明了該地方出現了堵塞的情況。因此，在空調維修中，選擇合格的制冷劑是至關重要的，盡量不使用“三無”產品。2.2.5空調制冷液中有水分滲入冷卻系統(tǒng)中有一個干燥箱（瓶），用于吸收冷卻液中的水分，以防止冷卻液中過量的水分降低冷卻能力。當干燥箱中的干燥機完全吸收多余的水分時，一旦達到飽和狀態(tài)，水分就無法過濾掉。當冷卻劑通過膨脹閥的開口時，由于壓力和溫度的快速下降，冷卻劑中的水將在開口中凍結，這導致冷卻劑流動變弱，阻力增大或完全沒有流動?？梢酝ㄟ^停止一段時間來恢復系統(tǒng)中是否有水，如果恢復正常，則可以確定。如果冷卻液中有很多水，則應更換干燥箱或干燥箱。同時，必須將系統(tǒng)排空并重新注入一定量的冷卻劑。2.2.6壓縮機驅動帶過松如果空調壓縮機的傳送帶松動，壓縮機將在運行期間滑動，從而導致傳輸效率降低，壓縮機速度降低，壓縮制冷劑數量減少以及空調系統(tǒng)冷卻能力直接降低。發(fā)動機停止時執(zhí)行傳動帶檢查方法。在傳動帶中間，建議用手將傳動帶轉動，將其轉動九十度，旋轉角度不宜過大，否則將會導致傳動帶松弛的問題。在對汽車空調故障進行診斷或者排除時，需要拉緊驅動帶，但不宜過緊，否則將會導致加速驅動帶的損壞。如果緊固失效或傳動帶有裂紋老化損壞，應更換新的傳動帶。2.2.7冷凝器散熱能力下降由于汽車的工作環(huán)境不同，安裝在汽車發(fā)動機前部的電容器表面會被油泥或殘留物覆蓋，從而降低了散熱能力。另外，由于冷卻風扇電動機皮帶的損失，低風扇速度或高風扇速度等，電容器的冷卻能力降低。此時，還必須及時使用軟刷清除冷凝器表面的污垢。此外，由于壓縮機磨損或閥門未牢固關閉，因此空調的冷卻能力將不足。2.3冷氣時有時無通常，電氣故障是導致空調輸出不夠連續(xù)和不夠均勻的主要原因，電氣故障包括電路開關，風扇開關，風扇電動機等，壓縮機線圈和電磁閥電路斷開，不穩(wěn)定或連接松動。此外，壓縮機通訊設備松動和蒸發(fā)器受阻是電氣故障的主要原因。因此，為了保障冷氣的持續(xù)發(fā)出，降低電氣故障的發(fā)生率，可檢測電路開關、風扇開關、風扇電機等的工作狀態(tài)，及時發(fā)現存在的問題，并加以改善。2.4壓縮機不能正常自動停轉壓縮機不自動停機的常見原因有：低壓保護開關（或低溫），高壓開關故障，溫控器故障，短路等，當吸入壓力小于起跳值時，低壓開關損壞;當壓力小于起跳值時。引導值，低壓開關損壞。如果排氣壓力高于起飛值，則會加速高壓開關的損壞。如有損壞，應更換壓力繼電器。然后檢查溫控器，切斷溫控器的電流，看看溫控器是否可以自然拆卸并且不能更換，最后檢查是否短路并損壞電路。2.5空調系統(tǒng)運行時噪聲壓縮機冷凍油不足會造成壓縮機干摩擦或內部磨損。不能使用太多太少的冷凍油。過多的冷凍油會導致傳動帶松弛或磨損。冷凍油太少會導致冷卻電機風扇與其它部件接觸不暢，由于摩擦過大，容易造成風機電機及其軸承接觸不暢。發(fā)生損壞?？照{運行中如有異常噪聲，應立即粗略判斷異常噪聲的位置，停止檢查。首先檢查壓縮機皮帶是否變薄或磨損，必要時進行調整或更換，然后試運行后，發(fā)現風扇馬達的風扇葉片正對著其他組件進行控制，并對其進行了調整或糾正。去除并添加潤滑劑（油脂），否則必須更換壓縮機。汽車空調故障的產生符合一定的規(guī)律，在診斷故障的過程中，需要透過現象看本質，及時了解成因，并采取切實有效的應對措施，充分結合汽車空調的工作原理來對故障加以排除，減少故障導致的損失。一旦發(fā)現空調故障，喜愛呢進行觀察和科學分析，先找出故障出現的原因，而不是急于拆卸部件。

第三章汽車空調系統(tǒng)故障診斷故障樹設計3.1頂事件的選擇不同的汽車制造商對汽車空調的設計不同，但是故障的基本結構和類型基本相同。汽車空調的常見故障分為：電氣故障，機械故障，冷卻油和冰箱引起的故障。它的性能是系統(tǒng)不會冷卻，冷卻不當或產生異常噪音，而冷卻不足是使用空調時最常見的故障現象。下面結合一輛2019款豐田奕澤轎車，應用故障樹理論，以汽車空調制冷不足為頂事件進行故障診斷研究。3.2故障樹的構建圖1顯示了豐田奕澤2019款空調和冷卻系統(tǒng)的基本安裝和原理，空調壓縮機控制電路如圖2所示。圖1空調制冷系統(tǒng)組成原理圖圖2空調壓縮機控制電路圖根據圖1和圖2，導致空氣量不足的所有因素都可能導致系統(tǒng)冷卻不足。當風量正常時，所有導致壓縮機正常運行的因素，高壓和低壓兩側的系統(tǒng)壓力均異常，并且壓縮機異常運行可能導致冷卻不足。圖3顯示了處于冷卻狀態(tài)的自動空調的裂縫樹，表1標示圖3中圖標的含義。3.3對故障樹進行分析錯誤樹分析是查找導致頂部事件的原因或一組原因，并識別導致頂部事件的所有故障模式，即所有下限切割組。較低級別的組是指必須至少觀察到以消除重大事件（錯誤癥狀）的較低事件（失敗的原因）。現在，為了降低汽車空調的冷卻能力，通過向下的方法拆卸了最小故障設定割集φ（x)φ=XXX故該故障樹有35個最小割集，分別為({X1})，{X2}，{X3}、{X4}、{X5}、{X}}、{X，}、{Xs}、{X9}、{X10}、{X11}、{X12}、{X13}、{X14)、{X15)、{X16}、{X17}、{X18)、{X19)、{X20}、{X21}、{X22}、{X23}、{X24}、{X25}、{X26}、{X27}、{X28}、{X29}、{X30}、{X3l}、{X32、{X33}、{X34}、{X35}。表1故障樹圖中符n5含義符號含義符號含義T汽車空調制冷不足X11鼓風機電機接觸不良M1風量不正常X12線路斷開，連接處脫離M2壓縮機運轉不正常X13電源電壓太低M3壓力異常X14電磁離合器內部有故障M4鼓風機電機不正常X15開關、繼電器工作不良M5電磁離合器工作有故障X16空調放大器有故障M6高低壓側壓力均低X17制冷劑量過少M7高低壓側壓力均高X18膨脹閥開度過小M8高壓側壓力過低X19膨脹閥處有障礙M9低壓側壓力過低X20高壓管路不暢通M10低壓側壓力過低，高壓側壓力過高X21熱敏電阻故障M11低壓側壓力過高，高壓側壓力過低X22感溫包安裝不當X23制冷劑量過多M12低壓側壓力有時變真空，有時正常X24冷凍機油過多X25冷凝器臟污散熱不好X1車廂密封不好X26制冷管道內有空氣X2蒸發(fā)器結霜X27膨脹閥開度過大X3送風管堵塞X28低壓管路損壞X4吸氣口濾芯堵塞X29低壓管路堵塞X5貯液過濾器堵塞X30膨脹閥堵塞(臟堵或冰堵)X6壓縮機內部有故障X31低壓管路不暢通X7壓縮機皮帶過松、打滑X32高壓管路堵塞X8鼓風機開關故障X33壓縮機襯墊泄漏X9調速電阻故障X34壓縮機閥門損壞X10保險絲燒斷X35制冷管道內有水分3.4故障樹的排查與故障診斷在空調制冷的實際故障處理中，為了快速準確地識別出故障的根源并提高故障排除的效率，有必要充分考慮實際的維修經驗，歷史的空調系統(tǒng)故障數據，各部件的可靠性以及空調的故障代碼。（自動空調中的計算機）具有故障自診斷功能）和零件維護方便。在汽車的故障診斷分析中，通常由簡單事件慢慢轉向復雜。首先檢查電源，保險絲，開關，熱敏電阻和外部電線，檢查后，發(fā)現電源工作正常，并且保險絲，開關，熱敏電阻和外部電線是好的，即底事件{X8，X9，X10，X11，X12，X13，X15，X16，X17}可排除。接著，利用觀察法縮小診斷范圍：首先檢查箱體密封性是否良好，進氣管，進氣過濾器和冷凝水是否臟污或堵塞，蒸發(fā)器是否凍結；然后檢查恒溫器是否正確安裝，壓縮機和閥墊是否損壞，壓縮。設備和電磁離合器是否正常運行，是否松弛等。經檢查，一切正常。故障原因{X1，X2，X3，X4，X6，X7，X14，X22，X25，X28，X33，X31}可排除。至此，故障原因縮小在{X5，X14，X17，X18，X19，X20，X23，X24，X26，X27，X29，X30，X31，X32，X35}中。由上文分析，大致能夠確定汽車空調的冷卻不充分主要與冷卻管的制冷循環(huán)流量，液體接收器和膨脹閥的性能有關。所以為了能夠防止汽車空調由于冷卻的不足導致的故障，必須加強制冷和空調系統(tǒng)的維護和保養(yǎng)，不得損壞或堵塞管道，并應特別注意水箱和膨脹閥的設計，維護和使用。圖3空調制冷不足故障樹

第四章總結在介紹汽車空調系統(tǒng)安裝，原理和功能的基礎上，總結了汽車空調系統(tǒng)的故障，并對許多汽車空調系統(tǒng)的故障進行了診斷和分析。目標解決方案。其次，采用故障分析方法對2019款ToyotaYizeSedan空調制冷系統(tǒng)進行了研究，結果表明故障樹分析方法可以清晰直觀地反映缺陷癥狀與缺陷原因之間的因果關系，為制冷空調系統(tǒng)的設計，維護和維修提供良好的基礎。在汽車中，它有助于進一步改善汽車制冷和空