-帕薩特b5空調(diào)制冷系統(tǒng)及維修

PAGE42帕薩特B5空調(diào)制冷系統(tǒng)原理及維修摘要：本論文主要講述的是對汽車空調(diào)不制冷的故障進(jìn)行分析及排除，汽車空調(diào)不制冷主要分為：汽車空調(diào)完全不制冷故障、汽車空調(diào)制冷不足故障、汽車空調(diào)間隙性制冷故障。從空調(diào)系統(tǒng)的工作原理方面入手，通過各種檢測結(jié)果，再結(jié)合空調(diào)電路知識進(jìn)行分析，綜合總結(jié)其故障原因及排除。關(guān)鍵詞：帕薩特B5汽車空調(diào)電路控制原理不制冷故障分析維修目錄第一章緒論…………………第二章汽車空調(diào)的基本概述………………2.1空調(diào)的功用………………………2.2制冷原理…………2.3汽車空調(diào)的特點(diǎn)…………………第三章汽車空調(diào)的結(jié)構(gòu)組成與工作原理…………………3.1汽車空調(diào)系統(tǒng)的部件構(gòu)成………3.1.1壓縮機(jī)…………3.1.2冷凝器…………3.1.3膨脹閥…………3.1.4蒸發(fā)器…………3.1.5儲液干燥器……………………3.2汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的工作原理…………………3.2.1壓縮過程………………………3.2.2放熱過程………………………3.2.3節(jié)流過程………………………3.2.4吸熱過程………………………第四章帕薩特B5轎車空調(diào)故障診斷與排除……4.1故障診斷方法…………………….24.1.34.2故障排除………………………第五章小結(jié)…………………結(jié)束語………………致謝……………………參考文獻(xiàn)………………第一章緒論隨著世界科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對汽車的舒適性、安全性、可靠性的要求不斷提高，空調(diào)系統(tǒng)已成為現(xiàn)代汽車的標(biāo)準(zhǔn)裝置。同時，隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)大量融進(jìn)電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)。空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，控制部分的電子化程度也越來越高，許多高級進(jìn)口汽車已采用微型計(jì)算機(jī)控制的自動空調(diào)。此外，為適應(yīng)環(huán)保要求，新型的R134a制冷劑正在逐漸取代R12制冷劑。汽車空調(diào)給人以清爽、舒適的感覺，但在使用過程中也不可避免的出現(xiàn)一些故障，有了故障當(dāng)然也需要維修了，但是空調(diào)什么故障讓車主煩惱的，其實(shí)有很多，比如空調(diào)啟動困難或不能啟動、制冷不足、間隙性制冷、完全不制冷、壓縮機(jī)不工作等等故障，但是我個人認(rèn)為：空調(diào)不制冷時是最能讓人頭痛與煩惱，本論文就淺談上海帕薩特B5GSi型轎車空調(diào)不制冷的故障原因，并加以分析診斷，最后故障排除及做出總結(jié)。帕薩特B5是德國大眾汽車公司的帕薩特品牌轎車的第五代車型。2000年，上海大眾汽車有限公司生產(chǎn)的帕薩特B5正式投放中國市場，在中國上市的帕薩特以德國大眾汽車公司的帕薩特轎車為原型，根據(jù)中國的法規(guī)規(guī)定、道路條件和中國用戶的審美傾向、使用要求而全新開發(fā)的，將原型的B5加長100mm，寬大的體形讓帕薩特更適合于國內(nèi)的商務(wù)車市場。成為中型轎車中的高端產(chǎn)品。上海大眾還對帕薩特B5進(jìn)行大的改進(jìn)，并取了一個別名：領(lǐng)馭。也被人戲稱為：帕薩特B5.5。帕薩特B5矩形的車燈，整齊的進(jìn)氣隔柵，平直的腰線，挺擴(kuò)的前車鼻，車頂簡潔的弧線輪廓，整車外形大氣典雅，但尾部造型與奧迪相比顯得有些生硬。帕薩特的外形中規(guī)中矩，比較容易受到中年人士的歡迎，但可能會失去一部分年輕人的市場。藉由帕薩特B5，應(yīng)用最先進(jìn)的工程技術(shù)，帕薩特轎車在動力性能、整體設(shè)計(jì)、安全概念、駕乘舒適性以及耐久、耐用性上，都已超越中檔轎車的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。\o"查看圖片"

帕薩特的前懸掛采用四連桿獨(dú)立式懸掛，后懸掛采用復(fù)合扭轉(zhuǎn)梁式半獨(dú)立懸掛。懸掛的調(diào)整是偏向舒適型的。行駛時能有效的過濾掉路面?zhèn)鱽淼恼饎?，底盤的噪音也很小。第二章汽車空調(diào)的基本概述2.1空調(diào)的功用冷卻、加熱、洗滌或過濾、加濕或除濕、循環(huán)流動或不循環(huán)流動的處理過程（如圖2.1所示）。圖2.1汽車空調(diào)系統(tǒng)汽車空調(diào)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)對車廂內(nèi)空氣進(jìn)行制冷、加熱、換氣和空氣凈化的裝置。它可以為乘車人員提供舒適的乘車環(huán)境，降低駕駛員的疲勞強(qiáng)度，提高行車安全?？照{(diào)裝置已成為衡量汽車功能是否齊全的標(biāo)志之一?，F(xiàn)代汽車空調(diào)有四種功能，其中任何一種功能都是為了是乘客感到舒適。（1）空調(diào)器能控制車廂內(nèi)的氣溫，既能加熱空氣，也能冷卻空氣，一以便把車廂內(nèi)溫度控制到舒適的水平；（2）空調(diào)器能夠排出空氣中的濕氣。干燥空氣吸收人體汗液，造成更舒適的環(huán)境；（3）空調(diào)器可吸入新風(fēng)，具有通風(fēng)功能；（4）空調(diào)器可過濾空氣，排除空氣中的灰塵和花粉。汽車空調(diào)系統(tǒng)的類型1、按驅(qū)動方式分為：獨(dú)立式（專用一臺發(fā)動機(jī)驅(qū)動壓縮機(jī)，制冷量大，工作穩(wěn)定，但成本高，體積及重量大，多用于大、中型客車）和非獨(dú)立式（空調(diào)壓縮機(jī)由汽車發(fā)動機(jī)驅(qū)動，制冷性能受發(fā)動機(jī)工作影響較大，穩(wěn)定性差，多用于小型客車和轎車）。2、按空調(diào)性能分為：第單一功能型（將制冷、供暖、通風(fēng)系統(tǒng)各自安裝、單獨(dú)操作，互不干涉，多用于大型客車和載貨汽車上）和冷暖一體式（制冷、供暖、通風(fēng)共用鼓風(fēng)機(jī)和風(fēng)道，在同一控制板上進(jìn)行控制，工作時可分為冷暖風(fēng)分別工作的組合式和冷暖風(fēng)可同時工作的混合調(diào)溫式。轎車多用混合調(diào)溫式）。按控制方式分為手動式（撥動控制板上的功能鍵對溫度、風(fēng)速、風(fēng)向進(jìn)行控制）和電控氣動調(diào)節(jié)（利用真空控制機(jī)構(gòu)，當(dāng)選好空調(diào)功能鍵時，就能在預(yù)定溫度內(nèi)自動控制溫度和風(fēng)量）。3、按控制方式分為：全自動調(diào)節(jié)（利用計(jì)算比較電路，通過傳感器信號及預(yù)調(diào)信號控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)工作，自動調(diào)節(jié)溫度和風(fēng)量）和微機(jī)控制的全自動調(diào)節(jié)（以微機(jī)為控制中心，實(shí)現(xiàn)對車內(nèi)空氣環(huán)境進(jìn)行全方位、多功能的最佳控制和調(diào)節(jié)）。2.2制冷原理利用熱從溫度較高區(qū)域流至溫度較低區(qū)域的特性。如圖2.1所示。圖2.2汽車空調(diào)制冷原理汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)1、壓縮過程：壓縮機(jī)吸入蒸發(fā)器出口處的低溫抵壓的制冷劑氣體，把它壓縮成高溫高壓的氣體排除壓縮機(jī)。2、散熱過程：高溫高壓的過熱制冷劑氣體進(jìn)入冷凝器，由于壓力及溫度的降低，制冷劑氣體冷凝成液體，并排出大量的熱量。3、節(jié)流過程：溫度和壓力較高的制冷劑液體通過膨脹裝置后體積變大，壓力和溫度急劇下降，以霧狀（細(xì)小液滴）排除膨脹裝置。4、吸熱過程：霧狀制冷劑液體進(jìn)入蒸發(fā)器，因此時制冷劑沸點(diǎn)遠(yuǎn)低于蒸發(fā)器內(nèi)溫度，故制冷劑液體蒸發(fā)成氣體。在蒸發(fā)過程中大量吸收周圍的熱量，而后低溫低壓的制冷劑蒸氣又進(jìn)入壓縮機(jī)。上述過程周而復(fù)始的進(jìn)行下去，便可達(dá)到降低蒸發(fā)器周圍空氣溫度的目的。2.3汽車空調(diào)的特點(diǎn)早期的汽車空調(diào)：各系統(tǒng)相互獨(dú)立且手動控制，因此溫度、濕度、風(fēng)量很難控制。現(xiàn)代的汽車空調(diào)：自動調(diào)節(jié)；各系統(tǒng)集于一體；在設(shè)定好的最佳溫度、濕度和風(fēng)量的情況下，還可進(jìn)行多檔位、多模式的微調(diào)；還可故障自診斷、數(shù)字顯示等等。第三章汽車空調(diào)的結(jié)構(gòu)組成與工作原理3.1汽車空調(diào)系統(tǒng)的部件構(gòu)成此處省略

NNNNNNNNNNNN字。如需要完整說明書和設(shè)計(jì)圖紙等.請聯(lián)系

扣扣：九七一九二零八零零另提供全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)下載！該論文已經(jīng)通過答辯3.1.2冷凝器冷凝器的作用是把來自壓縮機(jī)的高溫高壓氣體通過管壁和翅片將其中的熱量傳遞給冷凝器外的空氣，從而使氣態(tài)制冷劑冷凝成高溫高壓的液體，使其通過節(jié)流元件(如膨脹閥或節(jié)流管)后吸收大量熱量而汽化（如圖3.2所示）。圖3.2冷凝器的結(jié)構(gòu)3.1.3膨脹閥膨脹閥的作用具有節(jié)流降壓、調(diào)節(jié)流量、防止液擊和防止異常過熱等多種功能，是制冷系統(tǒng)中的重要部件（如圖3.3所示）。(a)A型(b)E型(c)J型圖3.3膨脹閥的類型3.1.4蒸發(fā)器蒸發(fā)器的作用是利用低溫低壓的液態(tài)制冷劑蒸發(fā)時吸收周圍空氣中的大量熱量，從而達(dá)到車內(nèi)降溫之目的。3.1.5儲液干燥器儲液干燥器的作用是儲存制冷劑、過濾制冷劑中的雜質(zhì)還可使氣液分離。3.2汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的工作原理空調(diào)制冷系統(tǒng)工作時，制冷劑以不同的狀態(tài)在這個密閉系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(如圖3.4所示)，每一循環(huán)需進(jìn)行四個基本過程。3.2.1壓縮機(jī)吸入蒸發(fā)器出口處的低溫抵壓的制冷劑氣體，把它壓縮成高溫高壓的氣體排除壓縮機(jī)。3.2.2高溫高壓的過熱制冷劑氣體進(jìn)入冷凝器，由于壓力及溫度的降低，制冷劑氣體冷凝成液體，并放出大量的熱；3.2.3溫度和壓力較高的制冷劑液體通過膨脹裝置后體積變大，壓力和溫度急劇下降，以霧狀（細(xì)小液滴）排除膨脹裝置；3.2.4霧狀制冷劑液體進(jìn)入蒸發(fā)器，因此時制冷劑沸點(diǎn)遠(yuǎn)低于蒸發(fā)器內(nèi)溫度，故制冷劑液體蒸發(fā)成氣體。在蒸發(fā)過程中大量吸收周圍的熱量，而后低溫低壓的制冷劑蒸氣又進(jìn)入壓縮機(jī)。圖3.4汽車空調(diào)的制冷系統(tǒng)布置圖制冷循環(huán)就是利用有限的制冷劑在封閉的制冷系統(tǒng)中，周而復(fù)始地將制冷劑壓縮、冷凝、膨脹、蒸發(fā)，在蒸發(fā)器中吸熱汽化，對車內(nèi)空氣進(jìn)行制冷降溫。第五章帕薩特B5轎車空調(diào)故障診斷與排除4.1故障診斷方法汽車空調(diào)的故障一般有以下幾種：不制冷或制冷不良；聲音異?；蛴性胍簦豢刂齐娖髟收?，系統(tǒng)堵塞等。常用的檢查方法有兩種：即為觀察法和壓力檢測法。4.汽車空調(diào)故障檢測中所說的觀察法主要是利用人體的眼、耳、手、鼻等感知器官加上個人經(jīng)驗(yàn)，對空調(diào)系統(tǒng)所出現(xiàn)的故障進(jìn)行判斷的一種方法。通常我們用手感檢查各部分溫度是否正常、用肉眼檢查泄漏部位及表面情況、從窗玻璃判斷系統(tǒng)狀況、用斷開和接合電路方法檢查電器部件、用耳聽和鼻嗅的方法檢查是否有異常響聲和氣味等。1、用手感檢查溫度用手觸摸空調(diào)系統(tǒng)管路及各部件，檢查表面溫度。正常情況下，低壓管路是低溫狀態(tài)，高壓管路是高溫狀態(tài)。(1)高壓區(qū)：從壓縮機(jī)出口－冷凝器－儲液干燥器－膨脹閥進(jìn)口處，這一部分是制冷系統(tǒng)的高壓區(qū)，這部分部件應(yīng)該先燙后熱，溫度是很高的，手摸時應(yīng)特別小心，避免被燙傷。如果在其中某一部分(例如在冷凝器表面)發(fā)現(xiàn)有特殊熱的部位，則說明此部分有問題，散熱不好。如果某一部位(如膨脹閥入口處)特別涼或者結(jié)霜，也說明此部分有問題，可能是堵塞。儲液干燥器進(jìn)出口之間若有明顯溫差，則說明此處有堵塞，或者制冷劑量不正常。(2)低壓區(qū)：從膨脹閥出口－蒸發(fā)器－壓縮機(jī)進(jìn)口處，這部分低壓區(qū)部件表面應(yīng)該是冰涼的，但膨脹閥處不應(yīng)發(fā)生霜凍現(xiàn)象。(3)壓縮機(jī)高低壓側(cè)：高低壓側(cè)之間應(yīng)該有明顯溫差，若沒有則說明幾乎沒有制冷劑，系統(tǒng)有明顯泄漏。2、用肉眼檢查滲漏部位所有連接部位或冷凝器表面一旦出現(xiàn)油漬，一般都說明此處有制冷劑滲漏。但壓縮機(jī)前軸處漏油，有可能是軸承漏油，應(yīng)區(qū)別對待。一旦發(fā)現(xiàn)滲漏，應(yīng)盡快采取措施修理，也可用較濃的肥皂水涂在可疑之處，觀察是否有氣泡現(xiàn)象。重點(diǎn)檢查滲漏的部位是：(1)各個管道接頭及閥門連接處。(2)全部軟管，尤其在管接頭附近察看有否鼓包、裂紋、油漬。(3)壓縮機(jī)軸封、前后蓋板、密封墊、檢修閥等處。(4)冷凝器表面被刮壞、壓扁、碰傷處。(5)蒸發(fā)器表面被刮壞、壓扁、碰傷處。(6)膨脹閥的進(jìn)出口連接處，膜盒周邊焊接處，以及感溫包與膜盒焊接處。(7)干燥器的易熔塞及（高、低）壓力開關(guān)處、視液玻璃(檢視窗)、高低壓閥連接處。(8)歧管壓力表(如果安裝的話)的連接頭、手動閥及軟管處。3、從視液玻璃判斷系統(tǒng)工況視液玻璃大多安放在儲液干燥器上，也有安放在從儲液器到膨脹閥之間或冷凝器到儲液器之間的管路上。從視液玻璃判斷工況要在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、空調(diào)工作時才能進(jìn)行。從視液玻璃中看到的工質(zhì)情況(如圖4.1所示)。圖4.1儲液干燥器視液窗(1)清晰、無氣泡，說明制冷劑適量。過多或完全漏光，可用交替開關(guān)空調(diào)機(jī)的辦法檢查。若開、關(guān)空調(diào)機(jī)的瞬間制冷劑起泡沫，接著就變澄清，說明制冷劑適量；如果開、關(guān)空調(diào)從玻璃窗內(nèi)看不到動靜，而且出風(fēng)口不冷，壓縮機(jī)進(jìn)出口之間沒有溫差，說明制冷劑漏光；若出風(fēng)口不夠冷，而且關(guān)閉壓縮機(jī)后無氣泡、無流動，說明制冷劑過多。(2)偶爾出現(xiàn)氣泡，并且時而伴有膨脹閥結(jié)霜，說明系統(tǒng)中有水分；若無膨脹閥結(jié)霜現(xiàn)象，可能是制冷劑略缺少或有空氣。(3)有氣泡且泡沫不斷流過，說明制冷劑不足。如果泡沫很多，可能有空氣。若判斷為制冷劑不足，則要查明原因，不要隨便補(bǔ)充制冷劑。由于膠管一年可能有100～200g的制冷劑自然泄漏，若是使用兩年以后發(fā)現(xiàn)制冷劑不足可以判斷為膠管自然泄漏。(4)有長串油紋，觀察孔的玻璃上有條紋狀的油漬，說明潤滑油量過多。此時應(yīng)想辦法從系統(tǒng)內(nèi)釋放一些潤滑油，再加入適量的制冷劑。若玻璃上留下的油漬是黑色的或其他雜物，則說明系統(tǒng)內(nèi)的潤滑油變質(zhì)、污濁，必須清洗制冷系統(tǒng)，更換同型號潤滑油。4.1、檢查壓縮機(jī)起動壓縮機(jī)，進(jìn)行下列檢查：(1)如果聽到異常響聲，說明壓縮機(jī)的軸承、閥片、活塞環(huán)或其他部件有可能損壞，或潤滑油量過少。(2)用手摸壓縮機(jī)缸體(小心高壓側(cè)很燙)，如果進(jìn)出口兩端有明顯溫差，說明工作正常；如果溫差不明顯，可能制冷劑泄漏或閥片漏。(3)如果有劇烈振動，可能皮帶太緊，皮帶輪偏斜，電磁離合器過松或制冷劑過多。2、檢查換熱器表面并進(jìn)行清洗(1)檢查蒸發(fā)器通道及冷凝器表面，以及冷凝器與發(fā)動機(jī)箱之間是否有碎片、雜物、泥污，要注意清理，小心清洗。(2)冷凝器可用軟長毛刷沾水輕輕刷洗，但不要用蒸汽沖洗。換熱器表面，尤其是冷凝器表面要經(jīng)常清洗。(3)檢查冷凝器表面和端板處是否有脫漆現(xiàn)象，注意及時補(bǔ)漆，以免銹蝕。(4)蒸發(fā)器表面可用水清洗，可用壓縮機(jī)空氣沖洗，如果翅片彎曲，可用鑷子小心扳直。3、檢查儲液干燥器(1)用手摸儲液干燥器進(jìn)出管，并觀察視液玻璃，如果進(jìn)口很燙，而且出口管溫度接近氣溫，從視液玻璃中看不到或很少有制冷劑流過，或者制冷劑很混濁、有雜質(zhì)，則可能儲液器中的濾網(wǎng)堵了，或是干燥劑散了并堵住出口。(2)檢查易熔塞是否熔化，各接頭是否有油跡。(3)檢查視液玻璃是否有裂紋，周圍是否有油跡。(4)檢查壓力開關(guān)是否導(dǎo)通（系統(tǒng)內(nèi)有壓力時應(yīng)該接通）。4、檢查制冷軟管看軟管是否有裂紋、鼓包、油跡，是否老化，是否會碰到尖物、熱源或運(yùn)動部件。5、檢查電磁離合器及低溫保護(hù)開關(guān)斷開和接通電路，檢查電磁離合器及低溫保護(hù)開關(guān)是否正常工作。(1)小心斷開電磁離合器電源，此時壓縮機(jī)會停止轉(zhuǎn)動，再接上電源，壓縮機(jī)應(yīng)立即轉(zhuǎn)動，這樣短時間接合試驗(yàn)幾次，以證明離合器工作正常。(2)天冷時，若壓縮機(jī)不能起動，可能是由于環(huán)境溫度低于蒸發(fā)器傳感器設(shè)定溫度，系統(tǒng)處以低溫保護(hù)狀態(tài)，可將保護(hù)開關(guān)短路或?qū)⑿铍姵剡B接線直接連到電磁離合器(連接時間不能超過5s)。若壓縮機(jī)仍不動作，則說明離合器有故障。(3)在低溫保護(hù)開關(guān)規(guī)定的氣溫以下仍能正常起動壓縮機(jī)，則說明低溫保護(hù)開關(guān)可能發(fā)生短路故障。（面板設(shè)計(jì)時就有該功能）。6、檢查感溫包保溫層檢查膨脹閥感溫包與蒸發(fā)器出口管路是否貼緊，隔熱保護(hù)層是否包扎牢固。7、檢查換熱器殼體檢查蒸發(fā)器殼體有無縫隙，蒸發(fā)器箱體內(nèi)是否有雜質(zhì)，冷凝器導(dǎo)風(fēng)罩是否完好。8、檢查電線連接檢查電線接頭是否正常，連接是否可靠。9、檢查壓縮機(jī)皮帶盤及連接皮帶(1)檢查皮帶張緊力是否適宜，表面是否完好，配對的皮帶盤是否在同一平面。皮帶新裝上時正好，運(yùn)轉(zhuǎn)一段時間會伸長，因此需要兩次張緊。皮帶過緊會使皮帶磨損，并導(dǎo)致有關(guān)總成的軸承損壞，過松則使轉(zhuǎn)速降低，發(fā)出嘯叫聲，并引起制冷量不足。（注意：很多服務(wù)站就把此種嘯叫聲診斷為壓縮機(jī)離合器壞）。(2)若用一般三角皮帶，新裝上的皮帶張緊力應(yīng)為40～50N，運(yùn)轉(zhuǎn)后張緊力應(yīng)為25N左右。(3)齒形皮帶的張緊力若不足，將會降低齒形皮帶的可靠性。但張緊力過大皮帶會縮短皮帶壽命，正常情況下，我們用中指以8-10Kg的力垂直壓皮帶松邊，最大位移為8-10mm為宜。(4)保證皮帶在一直線運(yùn)轉(zhuǎn)是非常重要的，誤差最大不能超過2mm，必要時可用加減墊片的方法進(jìn)行。10、檢查風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)的檢查，聽風(fēng)機(jī)工作時是否有異常聲響，若有則立即檢查是否有異物塞住葉輪，是否碰到其他部件，尤其要檢查電機(jī)的軸承是否被咬死，軸承損壞后造成擦框。碳刷磨損嚴(yán)重或打火，造成電流過大燒保險。4.1對于空調(diào)的一般故障，我們都可以應(yīng)用觀察法完成。但對于類似于確定壓縮機(jī)壞、是否冷媒充注過量或不足、是否系統(tǒng)內(nèi)有水分等現(xiàn)象，我們往往不能準(zhǔn)確的判斷，必須通過儀表測量的數(shù)據(jù)，才能給予正確的結(jié)論，這就是下面我們所講的利用歧管壓力表進(jìn)行故障診斷的方法。正常狀態(tài)的制冷系統(tǒng)在(如表1所示)工況條件下：表1發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速1800rpm環(huán)境溫度30–35℃蒸發(fā)風(fēng)機(jī)高速溫度控制最冷正常壓力低壓(0.15-0.25Mpa)或（1.5－2.5Kgf/cm2）或(21.77－36.28PSI)高壓(1.37-1.57Mpa)或（14－16Kgf/cm2）或(198.84－227.87PSI)注意：空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)前，高壓和低壓兩端的壓力均為：0.5-0.8MPa（5–8kg/cm2）1Mpa=145.14Psi1Psi=0.00689Mpa備注：高壓力開關(guān)（OFF0.06Mpa、ON0.18Mpa），低壓力開關(guān)（OFF2.65Mpa、ON2.00Mpa），高低壓壓力開關(guān)（HP2.65Mpa、LP0.196Mpa）4.2故障排除根據(jù)上述現(xiàn)象開車上路試驗(yàn)，故障現(xiàn)象的確如此。經(jīng)過詢問得知，該車已在維修站修理過空調(diào)，并且更換過空調(diào)制冷劑，但情況沒有好轉(zhuǎn)。根據(jù)故障現(xiàn)象，不能直接得出故障癥結(jié)所在。按正常修理程序，首先對空調(diào)系統(tǒng)壓力進(jìn)行測量，啟動發(fā)動機(jī)，打開空調(diào)，使空調(diào)怠速運(yùn)行數(shù)分鐘，空調(diào)系統(tǒng)低壓表顯示系統(tǒng)低壓為220kPa，高壓表顯示系統(tǒng)高壓逐漸上升至2000kPa保持不動，同時散熱風(fēng)扇由低速度、轉(zhuǎn)為高速，以加強(qiáng)散熱，上述壓力值顯示系統(tǒng)壓力正常，此時駕駛室空調(diào)制冷效果良好。然后將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速升至2000r/min不變，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)高壓逐漸上升至250kPa，用手觸摸低壓管路，管路冰涼，系統(tǒng)低壓約200kPa，說明空調(diào)壓縮機(jī)工作性能良好。在起動帕薩特B5GSi轎車的空調(diào)過程中，我們發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)高壓壓力到了正常值2000kPa后，還仍然上升至2700kPa。此時系統(tǒng)高壓明顯太高。根據(jù)空調(diào)維修經(jīng)驗(yàn)判斷，導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)高壓壓力過高的原因多有三種情況。(1)過量加注制冷劑。(2)空調(diào)冷凝器過臟。(3)冷凝器質(zhì)量不好，散熱能力不足。該車已在維修站按標(biāo)定量加注過標(biāo)準(zhǔn)R134a制冷劑，所以制冷劑過量的情況可以排除。拆下前保險杠及前臉，檢查冷凝器，發(fā)現(xiàn)冷凝器太臟，散熱片上夾有很多雜物，散熱片上覆蓋很厚的一層塵土。隨后將該冷凝器徹底清洗干凈，安裝好保險杠，打開空調(diào)，當(dāng)轉(zhuǎn)速保持在2000r/min左右時，測試系統(tǒng)壓力，高壓基本保持在1800kPa，壓力正常，此時空調(diào)制冷明顯好轉(zhuǎn)。經(jīng)上路試驗(yàn)，低速和停車運(yùn)行上述現(xiàn)象不再出現(xiàn)，故障暫時排除。但是第二天故障仍然出現(xiàn)。隨后重新檢修該車空調(diào)，打開空調(diào)，發(fā)現(xiàn)散熱風(fēng)扇不工作，檢查風(fēng)扇扇葉轉(zhuǎn)動自如，然后檢查風(fēng)扇電路。首先拆下左前大燈后面的長方形塑料罩殼，檢查散熱風(fēng)扇雙針插接頭T2b是否來電，用萬用表的直流電壓檔測T2b/1和搭是否有電壓，當(dāng)測量此電壓為12.5V，該電壓值為正常工作電壓，說明散熱風(fēng)扇控制電器良好，然后再測試散熱風(fēng)扇，再從蓄電池的正負(fù)極接線柱引出兩條電源線，接到散熱風(fēng)扇的兩端，此時散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)動，就能說明散熱風(fēng)扇良好，因此就能判定是因該插頭接線不良而導(dǎo)致風(fēng)扇不正常工作。在更換插座后，重新插上，此時散熱風(fēng)扇正常工作，因此故障解除。測試時發(fā)現(xiàn)該插頭因接觸不良而發(fā)熱，導(dǎo)致風(fēng)扇不正常工作。根據(jù)第一天的檢查結(jié)果，再結(jié)合該車空調(diào)系統(tǒng)電路(如圖4.2所示)分析得知：由于冷凝器太臟，系統(tǒng)高壓高于1600kPa后，風(fēng)扇高速工作，系統(tǒng)壓力長時間高于1600kPa，壓力開關(guān)F129觸點(diǎn)3～4接通，風(fēng)扇高速繼電器J280吸合，散熱風(fēng)扇長時間高速工作。但因?yàn)槠囬L時間低速行駛，加之冷凝器過臟，通風(fēng)不好，所以冷凝器散熱能力降低，這樣空調(diào)制冷效果不好，同時高速工作的散熱風(fēng)扇由于長時間運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)線承受負(fù)荷過高而發(fā)熱，久而久之，造成插接頭T2b接觸不良，造成有時風(fēng)扇不工作，這樣冷凝器散熱能力更加變低，使得空調(diào)系統(tǒng)高壓在汽車低速行駛或駐車運(yùn)行時壓力很快超過3200kPa左右。圖4.2上海帕薩特B5GSi轎車空調(diào)系統(tǒng)電路簡圖E35—A/C開關(guān)；F38—環(huán)境溫度開關(guān)；F129—雙壓力開關(guān)；N25—壓縮機(jī)電磁離合器；N39—散熱風(fēng)扇變速電阻；V7—散熱電動風(fēng)扇；J220—發(fā)動機(jī)控制單元；J314—空調(diào)壓縮機(jī)切斷繼電器；J26—散熱風(fēng)扇繼電器；J279—散熱風(fēng)扇繼電器，低速；J280—散熱風(fēng)扇繼電器，高速；J285—組合儀表；T2b—散熱風(fēng)扇插接頭，雙針，棕色圖4.3上海帕薩特B5GSi轎車空調(diào)控制示意圖當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)壓力高于3140kPa時，壓力開關(guān)F129的1～2的觸點(diǎn)斷開，這樣空調(diào)切斷，繼電J314切斷壓縮機(jī)電磁離合。N25電源迫使空調(diào)停止工作(如圖4.3所示)，以降低壓力。這樣空調(diào)反復(fù)地工作和不工作，反映在空調(diào)出風(fēng)口上便是出風(fēng)口溫度的上下波動。而以上這種情況在陽光直射的高溫環(huán)境狀況下發(fā)生的頻率會大大升高，也就不足為怪了。根據(jù)上述分析，該車空調(diào)故障正是由冷凝器過臟和散熱風(fēng)扇不工作所引起。將風(fēng)扇插接頭修理后，風(fēng)扇恢復(fù)正常工作，空調(diào)系統(tǒng)壓力正常，故障徹底排除。第五章小結(jié)本論文主要描述了上海帕薩特B5GSi型轎車空調(diào)不制冷的故障分析與排除,從而介紹了上海帕薩特B5GSi型轎車空調(diào)的作用、組成及各重要零部件的作用，空調(diào)制冷的工作原理和故障分析及排除。在排除故障中主要是通過看（察看系統(tǒng)各設(shè)備的表面現(xiàn)象）、聽（聽機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)聲音）、摸(用手觸摸設(shè)備各部位的溫度)測（利用壓力表、溫度計(jì)、萬用表、檢測儀檢測有關(guān)參數(shù)）等手段來進(jìn)行的。同時還應(yīng)仔細(xì)向車主詢問故障情況，判斷是操作不當(dāng)，還是設(shè)備本身造成的故障。若屬前者，則應(yīng)向車主詳細(xì)介紹正確的操作方法；若屬后者，就應(yīng)按上述進(jìn)行綜合分析，找出故障所在，查出故障原因。結(jié)束語汽車空調(diào)不制冷的故障是個常見的問題，只要細(xì)心檢查就很容易解決的。由于自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)嚴(yán)重不足，檢查時粗心大意，很多細(xì)節(jié)的問題都理所當(dāng)然地認(rèn)為沒必要檢查，再加上理論知識掌握得不牢固，在維修過程中走了一段很長的路，但這一次檢測維修過程也讓我體會到理論與實(shí)踐的真正意義。因此在維修中我們不能用個人主觀去理所當(dāng)然的作為判斷依據(jù)，在遇到問題時我們要綜合分析所有的可能，冷靜思考結(jié)合理論認(rèn)真分析，注意到每一個細(xì)節(jié)上去，這樣才能讓我們小走彎路，達(dá)到事半功倍的效果。致謝在此特別要感謝我的論文指導(dǎo)老師對我的大力支持及耐心指導(dǎo)，讓我完成了這次的畢業(yè)論文。另外還要感謝我的汽車空調(diào)實(shí)習(xí)教師譚善茂老師，為我提供了許多有關(guān)汽車方面的資料，使我懂得了很多關(guān)于汽車方面的知識。由于汽車空調(diào)技術(shù)的不斷發(fā)展，加之本人水平有限，本論文難免出現(xiàn)錯漏與不足之處，懇請老師批評指正。參考文獻(xiàn)[1]林鋼主編..汽車空調(diào)原理及維修.北京.北京大學(xué)出版社.2008年[2]王運(yùn)明主編.實(shí)習(xí)空調(diào)技術(shù).廣東.廣東科技出版社.1995年[3]陳盛象主編.汽車電氣設(shè)備修理.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.1999年[4]范愛民主編.汽車空調(diào)結(jié)構(gòu)原理與維修.北京.機(jī)械工業(yè)出版社,2009年[5]陳家瑞主編.汽車構(gòu)造.北京.人民交通出版社.1993年[6]舒華、姚國平主編.汽車電器設(shè)備與維修.北京.北京理工大學(xué)出版社.2007年[7]王世剛主編.初級汽車維修工.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2007年[8]吳基安主編.汽車電工自學(xué)讀本.北京.金盾出版社.1994年附錄I外文文獻(xiàn)翻譯估計(jì)導(dǎo)致工程幾何分析錯誤的一個正式理論SankaraHariGopalakrishnan，KrishnanSuresh機(jī)械工程系，威斯康辛大學(xué)，麥迪遜分校，2006年9月30日摘要：幾何分析是著名的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助工藝簡化“小或無關(guān)特征”在CAD模型中的程序，如有限元分析。然而，幾何分析不可避免地會產(chǎn)生分析錯誤，在目前的理論框架實(shí)在不容易量化。本文中，我們對快速計(jì)算處理這些幾何分析錯誤提供了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚?。尤其，我們集中力量解決地方的特點(diǎn)，被簡化的任意形狀和大小的區(qū)域。提出的理論采用伴隨矩陣制定邊值問題抵達(dá)嚴(yán)格界限幾何分析性分析錯誤。該理論通過數(shù)值例子說明。關(guān)鍵詞:幾何分析;工程分析;誤差估計(jì);計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)介紹機(jī)械零件通常包含了許多幾何特征。不過，在工程分析中并不是所有的特征都是至關(guān)重要的。以前的分析中無關(guān)特征往往被忽略，從而提高自動化及運(yùn)算速度。舉例來說，考慮一個剎車轉(zhuǎn)子，如圖1(a)。轉(zhuǎn)子包含50多個不同的特征，但所有這些特征并不是都是相關(guān)的。就拿一個幾何化的剎車轉(zhuǎn)子的熱量分析來說，如圖1(b)。有限元分析的全功能的模型如圖1(a)，需要超過150,000度的自由度，幾何模型圖1(b)項(xiàng)要求小于25，000個自由度，從而導(dǎo)致非常緩慢的運(yùn)算速度。圖1(a)剎車轉(zhuǎn)子圖1(b)其幾何分析版本除了提高速度，通常還能增加自動化水平，這比較容易實(shí)現(xiàn)自動化的有限元網(wǎng)格幾何分析組成。內(nèi)存要求也跟著降低，而且條件數(shù)離散系統(tǒng)將得以改善;后者起著重要作用迭代線性系統(tǒng)。但是，幾何分析還不是很普及。不穩(wěn)定性到底是“小而局部化”還是“大而擴(kuò)展化”，這取決于各種因素。例如，對于一個熱問題，想刪除其中的一個特征，不穩(wěn)定性是一個局部問題:(1)凈熱通量邊界的特點(diǎn)是零。(2)特征簡化時沒有新的熱源產(chǎn)生;[4]對上述規(guī)則則例外。展示這些物理特征被稱為自我平衡。結(jié)果，同樣存在結(jié)構(gòu)上的問題。從幾何分析角度看，如果特征遠(yuǎn)離該區(qū)域，則這種自我平衡的特征可以忽略。但是，如果功能接近該區(qū)域我們必須謹(jǐn)慎，。從另一個角度看，非自我平衡的特征應(yīng)值得重視。這些特征的簡化理論上可以在系統(tǒng)任意位置被施用,但是會在系統(tǒng)分析上構(gòu)成重大的挑戰(zhàn)。目前，尚無任何系統(tǒng)性的程序去估算幾何分析對上述兩個案例的潛在影響。這就必須依靠工程判斷和經(jīng)驗(yàn)。在這篇文章中，我們制定了理論估計(jì)幾何分析影響工程分析自動化的方式。任意形狀和大小的形體如何被簡化是本文重點(diǎn)要解決的地方。伴隨矩陣和單調(diào)分析這兩個數(shù)學(xué)概念被合并成一個統(tǒng)一的理論來解決雙方的自我平衡和非自我平衡的特點(diǎn)。數(shù)值例子涉及二階scalar偏微分方程，以證實(shí)他的理論。本文還包含以下內(nèi)容。第二節(jié)中，我們就幾何分析總結(jié)以往的工作。在第三節(jié)中，我們解決幾何分析引起的錯誤分析，并討論了擬議的方法。第四部分從數(shù)值試驗(yàn)提供結(jié)果。第五部分討論如何加快設(shè)計(jì)開發(fā)進(jìn)度。前期工作幾何分析過程可分為三個階段:識別:哪些特征應(yīng)該被簡化；簡化：如何在一個自動化和幾何一致的方式中簡化特征；分析:簡化的結(jié)果。第一個階段的相關(guān)文獻(xiàn)已經(jīng)很多。例如，企業(yè)的規(guī)模和相對位置這個特點(diǎn)，經(jīng)常被用來作為度量鑒定。此外，也有人提議以有意義的力學(xué)判據(jù)確定這種特征。自動化幾何分析過程，事實(shí)上，已成熟到一個商業(yè)化幾何分析的地步。但我們注意到，這些商業(yè)軟件包僅提供一個純粹的幾何解決。因?yàn)闆]有保證隨后進(jìn)行的分析錯誤，所以必須十分小心使用。另外，固有的幾何問題依然存在，并且還在研究當(dāng)中。本文的重點(diǎn)是放在第三階段，即快速幾何分析。建立一個有系統(tǒng)的方法，通過幾何分析引起的誤差是可以計(jì)算出來的。再分析的目的是迅速估計(jì)改良系統(tǒng)的反應(yīng)。其中最著名的再分析理論是著名的謝爾曼-Morrison和woodbury公式。對于兩種有著相似的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和剛度矩陣設(shè)計(jì)，再分析這種技術(shù)特別有效。然而，過程幾何分析在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的剛度矩陣會導(dǎo)致一個戲劇性的變化，這與再分析技術(shù)不太相關(guān)。擬議的方法3.1問題闡述我們把注意力放在這個文件中的工程問題，標(biāo)量二階偏微分方程式(pde):許多工程技術(shù)問題，如熱，流體靜磁等問題，可能簡化為上述公式。作為一個說明性例子，考慮散熱問題的二維模塊Ω如圖2所示。圖2二維熱座裝配熱量q從一個線圈置于下方位置列為Ωcoil。半導(dǎo)體裝置位于Ωdevice。這兩個地方都屬于Ω，有相同的材料屬性，其余Ω將在后面討論。特別令人感興趣的是數(shù)量，加權(quán)溫度Tdevice內(nèi)Ωdevice(見圖2)。一個時段，認(rèn)定為Ωslot縮進(jìn)如圖2，會受到抑制，其對Tdevice將予以研究。邊界的時段稱為Γslot其余的界線將稱為Γ。邊界溫度Γ假定為零。兩種可能的邊界條件Γslot被認(rèn)為是:(a)固定熱源，即(-kt)?n=q，(b)有一定溫度，即T=Tslot。兩種情況會導(dǎo)致兩種不同幾何分析引起的誤差的結(jié)果。設(shè)T(x，y)是未知的溫度場和K導(dǎo)熱。然后，散熱問題可以通過泊松方程式表示:其中H(x，y)是一些加權(quán)內(nèi)核。現(xiàn)在考慮的問題是幾何分析簡化的插槽是簡化之前分析，如圖3所示。圖3defeatured二維熱傳導(dǎo)裝配模塊現(xiàn)在有一個不同的邊值問題，不同領(lǐng)域t(x，y):觀察到的插槽的邊界條件為t(x，y)已經(jīng)消失了，因?yàn)椴垡呀?jīng)不存在了（關(guān)鍵性變化）!解決的問題是:設(shè)定tdevice和t(x，y)的值，估計(jì)Tdevice。這是一個較難的問題，是我們尚未解決的。在這篇文章中，我們將從上限和下限分析Tdevice。這些方向是明確被俘引理3、4和3、6。至于其余的這一節(jié)，我們將發(fā)展基本概念和理論，建立這兩個引理。值得注意的是，只要它不重疊，定位槽與相關(guān)的裝置或熱源沒有任何限制。上下界的Tdevice將取決于它們的相對位置。3.2伴隨矩陣方法我們需要的第一個概念是，伴隨矩陣公式表達(dá)法。應(yīng)用伴隨矩陣論點(diǎn)的微分積分方程，包括其應(yīng)用的控制理論，形狀優(yōu)化，拓?fù)鋬?yōu)化等。我們對這一概念歸納如下。相關(guān)的問題都可以定義為一個伴隨矩陣的問題，控制伴隨矩陣t_(x，y)，必須符合下列公式計(jì)算〔23〕:伴隨場t_(x，y)基本上是一個預(yù)定量，即加權(quán)裝置溫度控制的應(yīng)用熱源?？梢杂^察到，伴隨問題的解決是復(fù)雜的原始問題;控制方程是相同的;這些問題就是所謂的自身伴隨矩陣。大部分工程技術(shù)問題的實(shí)際利益，是自身伴隨矩陣，就很容易計(jì)算伴隨矩陣。另一方面，在幾何分析問題中，伴隨矩陣發(fā)揮著關(guān)鍵作用。表現(xiàn)為以下引理綜述:引理3.1已知和未知裝置溫度的區(qū)別，即(Tdevice-tdevice)可以歸納為以下的邊界積分比幾何分析插槽:在上述引理中有兩點(diǎn)值得注意:1、積分只牽涉到邊界гslot;這是令人鼓舞的。或許，處理剛剛過去的被簡化信息特點(diǎn)可以計(jì)算誤差。2、右側(cè)牽涉到的未知區(qū)域T(x，y)的全功能的問題。特別是第一周期涉及的差異，在正常的梯度，即涉及[-k(T-t)]?n;這是一個已知數(shù)量邊界條件[-kt]?n所指定的時段，未知狄里克萊條件作出規(guī)定[-kt]?n可以評估。在另一方面，在第二個周期內(nèi)涉及的差異，在這兩個領(lǐng)域，即T管;因?yàn)閠可以評價，這是一個已知數(shù)量邊界條件T指定的時段。因此。引理3.2、差額(tdevice-tdevice)不等式然而，伴隨矩陣技術(shù)不能完全消除未知區(qū)域T(x，y)。為了消除T(x，y)我們把重點(diǎn)轉(zhuǎn)向單調(diào)分析。3.3單調(diào)性分析單調(diào)性分析是由數(shù)學(xué)家在19世紀(jì)和20世紀(jì)前建立的各種邊值問題。例如，一個單調(diào)定理:"添加幾何約束到一個結(jié)構(gòu)性問題，是指在位移(某些)邊界不減少"。觀察發(fā)現(xiàn)，上述理論提供了一個定性的措施以解決邊值問題。后來，工程師利用之前的“計(jì)算機(jī)時代”上限或下限同樣的定理，解決了具有挑戰(zhàn)性的問題。當(dāng)然，隨著計(jì)算機(jī)時代的到來，這些相當(dāng)復(fù)雜的直接求解方法已經(jīng)不為人所用。但是，在當(dāng)前的幾何分析，我們證明這些定理采取更為有力的作用，尤其應(yīng)當(dāng)配合使用伴隨理論。我們現(xiàn)在利用一些單調(diào)定理，以消除上述引理T(x，y)。遵守先前規(guī)定，右邊是區(qū)別已知和未知的領(lǐng)域，即T(x，y)-t(x，y)。因此，讓我們在界定一個領(lǐng)域E(x，y)在區(qū)域?yàn)?e(x，y)=t(x，y)-t(x，y)。據(jù)悉，T(x，y)和T(x，y)都是明確的界定，所以是e(x，y)。事實(shí)上，從公式(1)和(3)，我們可以推斷，e(x，y)的正式滿足邊值問題:解決上述問題就能解決所有問題。但是，如果我們能計(jì)算區(qū)域e(x，y)與正常的坡度超過插槽，以有效的方式，然后(Tdevice-tdevice)，就評價表示e(X，Y)的效率，我們現(xiàn)在考慮在上述方程兩種可能的情況如(a)及(b)。例(a)邊界條件較第一插槽，審議本案時槽原本指定一個邊界條件。為了估算e(x，y)，考慮以下問題:因?yàn)橹蝗Q于縫隙，不討論域，以上問題計(jì)算較簡單。經(jīng)典邊界積分/邊界元方法可以引用。關(guān)鍵是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域e1(x，y)和未知領(lǐng)域的e(x，y)透過引理3.3。這兩個領(lǐng)域e1(x，y)和e(x，y)滿足以下單調(diào)關(guān)系:把它們綜合在一起，我們有以下結(jié)論引理。引理3.4未知的裝置溫度Tdevice，當(dāng)插槽具有邊界條件，東至以下限額的計(jì)算，只要求:(1)原始及伴隨場T和隔熱與幾何分析域(2)解決e1的一項(xiàng)問題涉及插槽:觀察到兩個方向的右側(cè)，雙方都是獨(dú)立的未知區(qū)域T(x，y)。例(b)插槽Dirichlet邊界條件我們假定插槽都維持在定溫Tslot?？紤]任何領(lǐng)域，即包含域和插槽。界定一個區(qū)域e(x，y)在滿足:現(xiàn)在建立一個結(jié)果與e-(x，y)及e(x，y)。引理3.5注意到，公式(7)的計(jì)算較為簡單。這是我們最終要的結(jié)果。引理3.6未知的裝置溫度Tdevice，當(dāng)插槽有Dirichlet邊界條件，東至以下限額的計(jì)算，只要求:(1)原始及伴隨場T和隔熱與幾何分析。(2)圍繞插槽解決失敗了的邊界問題，:再次觀察這兩個方向都是獨(dú)立的未知領(lǐng)域T(x，y)。數(shù)值例子說明我們的理論發(fā)展，在上一節(jié)中，通過數(shù)值例子。設(shè)k=5W/m?C,Q=10W/m3andH=。表1:結(jié)果表表1給出了不同時段的邊界條件。第一裝置溫度欄的共同溫度為所有幾何分析模式(這不取決于插槽邊界條件及插槽幾何分析)。接下來兩欄的上下界說明引理3.4和3.6。最后一欄是實(shí)際的裝置溫度所得的全功能模式(前幾何分析)，是列在這里比較前列的。在全部例子中，我們可以看到最后一欄則是介于第二和第三列。TTdeviceT對于絕緣插槽來說，Dirichlet邊界條件指出，觀察到的各種預(yù)測為零。不同之處在于這個事實(shí):在第一個例子，一個零Neumann邊界條件的時段，導(dǎo)致一個自我平衡的特點(diǎn)，因此，其對裝置基本沒什么影響。另一方面，有Dirichlet邊界條件的插槽結(jié)果在一個非自我平衡的特點(diǎn)，其缺失可能導(dǎo)致器件溫度的大變化在。不過，固定非零槽溫度預(yù)測范圍為20度到0度。這可以歸因于插槽溫度接近于裝置的溫度，因此，將其刪除少了影響。的確，人們不難計(jì)算上限和下限的不同Dirichlet條件插槽。圖4說明了變化的實(shí)際裝置的溫度和計(jì)算式。預(yù)測的上限和下限的實(shí)際溫度裝置表明理論是正確的。另外，跟預(yù)期結(jié)果一樣，限制槽溫度大約等于裝置的溫度?？焖俜治鲈O(shè)計(jì)的情景我們認(rèn)為對所提出的理論分析"什么-如果"的設(shè)計(jì)方案，現(xiàn)在有著廣泛的影響。研究顯示設(shè)計(jì)如圖5，現(xiàn)在由兩個具有單一熱量能源的器件。如預(yù)期結(jié)果兩設(shè)備將不會有相同的平均溫度。由于其相對靠近熱源，該裝置的左邊將處在一個較高的溫度，。圖4估計(jì)式versus插槽溫度圖圖5雙熱器座圖6正確特征可能性位置為了消除這種不平衡狀況，加上一個小孔，固定直徑;五個可能的位置見圖6。兩者的平均溫度在這兩個地區(qū)最低。強(qiáng)制進(jìn)行有限元分析每個配置。這是一個耗時的過程。另一種方法是把該孔作為一個特征，并研究其影響，作為后處理步驟。換言之，這是一個特殊的“幾何分析”例子，而擬議的方法同樣適用于這種情況。我們可以解決原始和伴隨矩陣的問題，原來的配置(無孔)和使用的理論發(fā)展在前兩節(jié)學(xué)習(xí)效果加孔在每個位置是我們的目標(biāo)。目的是在平均溫度兩個裝置最大限度的差異。表2概括了利用這個理論和實(shí)際的價值。從上表可以看到，位置W是最佳地點(diǎn)，因?yàn)樗凶畹途殿A(yù)期目標(biāo)的功能。附錄II外文文獻(xiàn)原文Aformaltheoryforestimatingdefeaturing-inducedengineeringanalysiserrorsSankaraHariGopalakrishnan,KrishnanSureshDepartmentofMechanicalEngineering,UniversityofWisconsin,Madison,WI53706,UnitedStates

Received13January2006;accepted30September2006DefeaturingdefeaturingdefeaturingdefeaturingKeywords:Defeaturing;Engineeringanalysis;Errorestimation;CAD/CAE1.IntroductionMechanicalartifactstypicallycontainnumerousgeometricfeatures.However,notallfeaturesarecriticalduringandcomputationalspeed-up.Forexample,considerabrakerotorillustratedinFig.1(a).Therotorcontainsover50distinct‘features’,butnotallofthesearerelevantduring,say,athermalanalysis.AdefeaturedbrakerotorisillustratedinFig.1(b).Whilethefiniteelementanalysisofthefull-featuredmodelinFig.1(a)requiredover150,000degreesoffreedom,thedefeaturedmodelinFig.1(b)required<25,000DOF,leadingtoasignificantcomputationalspeed-up.Fig.1.(a)Abrakerotorand(b)itsdefeaturedversion.Besidesanimprovementinspeed,thereisusuallyanincreasedlevelofautomationinthatitiseasiertoautomatefiniteelementmeshgenerationofadefeaturedcomponent[1,2].Memoryrequirementsalsodecrease,whileconditionnumberofthediscretizedsystemimproves;thelatterplaysanimportantroleiniterativelinearsystemsolvers[3].Defeaturing,however,invariablyresultsinanunknown‘perturbation’oftheunderlyingfield.Theperturbationmaybe‘smallandlocalized’or‘largeandspread-out’,dependingonvariousfactors.Forexample,inathermalproblem,supposeonedeletesafeature;theperturbationislocalizedprovided:(1)thenetheatfluxontheboundaryofthefeatureiszero,and(2)nonewheatsourcesarecreatedwhenthefeatureissuppressed;see[4]forexceptionstotheserules.Physicalfeaturesthatexhibitthispropertyarecalledself-equilibrating[5].Similarlyresultsexistforstructuralproblems.Fromadefeaturingperspective,suchself-equilibratingfeaturesarenotofconcernifthefeaturesarefarfromtheregionofinterest.However,onemustbecautiousifthefeaturesareclosetotheregionsofinterest.Ontheotherhand,non-self-equilibratingfeaturesareofevenhigherconcern.Theirsuppressioncantheoreticallybefelteverywherewithinthesystem,andcanthusposeamajorchallengeduringanalysis.Currently,therearenosystematicproceduresforestimatingthepotentialimpactofdefeaturingineitheroftheabovetwocases.Onemustrelyonengineeringjudgmentandexperience.Inthispaper,wedevelopatheorytoestimatetheimpactofdefeaturingonengineeringanalysisinanautomatedfashion.Inparticular,wefocusonproblemswherethefeaturesbeingsuppressedarecutoutsofarbitraryshapeandsizewithinthebody.Twomathematicalconcepts,namelyadjointformulationandmonotonicityanalysis,arecombinedintoaunifyingtheorytoaddressbothself-equilibratingandnon-self-equilibratingfeatures.Numericalexamplesinvolving2ndorderscalarpartialdifferentialequationsareprovidedtosubstantiatethetheory.Theremainderofthepaperisorganizedasfollows.InSection2,wesummarizepriorworkondefeaturing.InSection3,weaddressdefeaturinginducedanalysiserrors,anddiscusstheproposedmethodology.ResultsfromnumericalexperimentsareprovidedinSection4.Aby-productoftheproposedworkonrapiddesignexplorationisdiscussedinSection5.Finally,conclusionsandopenissuesarediscussedinSection6.2.PriorworkThedefeaturingprocesscanbecategorizedintothreephases:Identification:whatfeaturesshouldonesuppress?Suppression:howdoesonesuppressthefeatureinanautomatedandgeometricallyconsistentmanner?Analysis:whatistheconsequenceofthesuppression?Thefirstphasehasreceivedextensiveattentionintheliterature.Forexample,thesizeandrelativelocationofafeatureisoftenusedasametricinidentification[2,6].Inaddition,physicallymeaningful‘mechanicalcriterion/heuristics’havealsobeenproposedforidentifyingsuchfeatures[1,7].Toautomatethegeometricprocessofdefeaturing,theauthorsin[8]developasetofgeometricrules,whiletheauthorsin[9]usefaceclusteringstrategyandtheauthorsin[10]useplanesplittingtechniques.Indeed,automatedgeometricdefeaturinghasmaturedtoapointwherecommercialdefeaturing/healingpackagesarenowavailable[11,12].Butnotethatthesecommercialpackagesprovideapurelygeometricsolutiontotheproblem...theymustbeusedwithcaresincetherearenoguaranteesontheensuinganalysiserrors.Inaddition,opengeometricissuesremainandarebeingaddressed[13].Thefocusofthispaperisonthethirdphase,namely,postdefeaturinganalysis,i.e.,todevelopasystematicmethodologythroughwhichdefeaturing-inducederrorscanbecomputed.Weshouldmentionheretherelatedworkonreanalysis.Theobjectiveofreanalysisistoswiftlycomputetheresponseofamodifiedsystembyusingprevioussimulations.OneofthekeydevelopmentsinreanalysisisthefamousSherman–MorrisonandWoodburyformula[14]thatallowstheswiftcomputationoftheinverseofaperturbedstiffnessmatrix;othervariationsofthisbasedonKrylovsubspacetechniqueshavebeenproposed[15–17].Suchreanalysistechniquesareparticularlyeffectivewhentheobjectiveistoanalyzetwodesignsthatsharesimilarmeshstructure,andstiffnessmatrices.Unfortunately,theprocessof幾何分析canresultinadramaticchangeinthemeshstructureandstiffnessmatrices,makingreanalysistechniqueslessrelevant.Arelatedproblemthatisnotaddressedinthispaperisthatoflocal–globalanalysis[13],wheretheobjectiveistosolvethelocalfieldaroundthedefeaturedregionaftertheglobaldefeaturedproblemhasbeensolved.Animplicitassumptioninlocal–globalanalysisisthatthefeaturebeingsuppressedisself-equilibrating.3.Proposedmethodology3.1.ProblemstatementWerestrictourattentioninthispapertoengineeringproblemsinvolvingascalarfieldugovernedbyageneric2ndorderpartialdifferentialequation(PDE):Alargeclassofengineeringproblems,suchasthermal,fluidandmagneto-staticproblems,maybereducedtotheaboveform.Asanillustrativeexample,considerathermalproblemoverthe2-Dheat-blockassemblyΩillustratedinFig.2.TheassemblyreceivesheatQfromacoilplacedbeneaththeregionidentifiedasΩcoil.AsemiconductordeviceisseatedatΩdevice.ThetworegionsbelongtoΩandhavethesamematerialpropertiesastherestofΩ.Intheensuingdiscussion,aquantityofparticularinterestwillbetheweightedtemperatureTdevicewithinΩdevice(seeEq.(2)below).Aslot,identifiedasΩslotinFig.2,willbesuppressed,anditseffectonTdevicewillbestudied.TheboundaryoftheslotwillbedenotedbyΓslotwhiletherestoftheboundarywillbedenotedbyΓ.TheboundarytemperatureonΓisassumedtobezero.TwopossibleboundaryconditionsonΓslotareconsidered:(a)fixedheatsource,i.e.,(-krT).?n=q,or(b)fixedtemperature,i.e.,T=Tslot.Thetwocaseswillleadtotwodifferentresultsfordefeaturinginducederrorestimation.Fig.2.A2-Dheatblockassembly.Formally,letT(x,y)betheunknowntemperaturefieldandkthethermalconductivity.Then,thethermalproblemmaybestatedthroughthePoissonequation[18]:GiventhefieldT(x,y),thequantityofinterestis:whereH(x,y)issomeweightingkernel.Nowconsiderthedefeaturedproblemwheretheslotissuppressedpriortoanalysis,resultinginthesimplifiedgeometryillustratedinFig.3.Fig.3.Adefeatured2-Dheatblockassembly.Wenowhaveadifferentboundaryvalueproblem,governingadifferentscalarfieldt(x,y):Observethattheslotboundaryconditionfort(x,y)hasdisappearedsincetheslotdoesnotexistanymore…acrucialchange!Theproblemaddressedhereis:Giventdeviceandthefieldt(x,y),estimateTdevicewithoutexplicitlysolvingEq.(1).Thisisanon-trivialproblem;tothebestofourknowledge,ithasnotbeenaddressedintheliterature.Inthispaper,wewillderiveupperandlowerboundsforTdevice.TheseboundsareexplicitlycapturedinLemmas3.4and3.6.Fortheremainderofthissection,wewilldeveloptheessentialconceptsandtheorytoestablishthesetwolemmas.Itisworthnotingthattherearenorestrictionsplacedonthelocationoftheslotwithrespecttothedeviceortheheatsource,provideditdoesnotoverlapwitheither.TheupperandlowerboundsonTdevicewillhoweverdependontheirrelativelocations.3.2.AdjointmethodsThefirstconceptthatwewouldneedisthatofadjointformulation.Theapplicationofadjointargumentstowardsdifferentialandintegralequationshasalonganddistinguishedhistory[19,20],includingitsapplicationsincontroltheory[21],shapeoptimization[22],topologyoptimization,etc.;see[23]foranoverview.Wesummarizebelowconceptsessentialtothispaper.AssociatedwiththeproblemsummarizedbyEqs.(3)and(4),onecandefineanadjointproblemgoverninganadjointvariabledenotedbyt_(x,y)thatmustsatisfythefollowingequation[23]:(SeeAppendixAforthederivation.)Theadjointfieldt_(x,y)isessentiallya‘sensitivitymap’ofthedesiredquantity,namelytheweighteddevicetemperaturetotheappliedheatsource.Observethatsolvingtheadjointproblemisonlyascomplexastheprimalproblem;thegoverningequationsareidentical;suchproblemsarecalledself-adjoint.Mostengineeringproblemsofpracticalinterestareself-adjoint,makingiteasytocomputeprimalandadjointfieldswithoutdoublingthecomputationaleffort.Forthedefeaturedproblemonhand,theadjointfieldplaysacriticalroleasthefollowinglemmasummarizes:Lemma3.1.Thedifferencebetweentheunknownandknowndevicetemperature,i.e.,(Tdevice?tdevice),canbereducedtothefollowingboundaryintegraloverthedefeaturedslot:Twopointsareworthnotingintheabovelemma:1.TheintegralonlyinvolvestheslotboundaryГslot;thisisencouraging…perhaps,errorscanbecomputedbyprocessinginformationjustoverthefeaturebeingsuppressed.2.TherighthandsidehoweverinvolvestheunknownfieldT(x,y)ofthefull-featuredproblem.Inparticular,thefirstterminvolvesthedifferenceinthenormalgradients,i.e.,involves[?k(T?t)].?n;thisisaknownquantityifNeumannboundaryconditions[?kT].?nareprescribedovertheslotsince[?kt].?ncanbeevaluated,butunknownifDirichletconditionsareprescribed.Ontheotherhand,thesecondterminvolvesthedifferenceinthetwofields,i.e.,involves(T?t);thisisaknownquantityifDirichletboundaryconditionsTareprescribedovertheslotsincetcanbeevaluated,butunknownifNeumannconditionsareprescribed.Thus,inbothcases,oneofthetwotermsgets‘evaluated’.Thenextlemmaexploitsthisobservation.Lemma3.2.Thedifference(Tdevice?tdevice)satisfiestheinequalitiesUnfortunately,thatishowfaronecangowithadjointtechniques;onecannotentirelyeliminatetheunknownfieldT(x,y)fromtherighthandsideusingadjointtechniques.InordertoeliminateT(x,y)weturnourattentiontomonotonicityanalysis.3.3.MonotonicityanalysisMonotonicityanalysiswasestablishedbymathematiciansduringthe19t