毕业设计（论文）-别克汽车空调系统结构原理与检修.doc

目 录一、汽车空调系统概述1（一）汽车空调的功能1（二）汽车空调的特点2二、 别克君威汽车空调制冷系统的工作原理与组成2（一）别克君威空调制冷系统工作原理2（二）别克君威空调制冷系统结构组成3三、别克君威空调控制系统6（一）别克君威C68全自动空调控制面板6（二）别克君威C68全自动空调控制原理8四、别克君威汽车空调系统的检修实例17（一）别克君威汽车空调系统的常见故障分析17（二）别克君威汽车空调控制系统故障码分析20五、别克君威空调系统维修后的性能测试22结束语24参考文献2525别克汽车空调系统结构原理与检修摘要：本论文介绍了汽车空调的功能及特点，讲述了别克君威汽车空调制冷系统的工作原理和结构组成，对别克君威C68全自动空调控制面板和控制原理进行了研究，分析了别克君威汽车空调系统的常见故障，进行了别克君威空调系统维修后的性能测试。关键词: 汽车空调；别克君威；自动空调；制冷；一、汽车空调系统概述（一）汽车空调的功能完善的汽车计算机控制的空调系统可以对车内空气的温度、湿度、清洁度、风度和通风等进行自动调节，并使车内空气以一定的速度和方向流动，给乘客提供一个良好的乘车环境，保证在各种外界气候和条件下使乘客都处于一个舒适的空气环境中，并能够防止车窗玻璃结霜，使驾驶员保持清晰的视野，为安全驾驶提供基本保证。计算机控制的空调系统可以实现以下功能：1、汽车空调自动调节功能包括车内温度和湿度自动调节、回风和送风模式自动控制以及运转方式和换气量控制等控制功能。电控单元将根据驾驶员或乘客通过空调显示控制面板上的按钮进行的设定，使空调系统自动运行，并根据各种传感器输入的信号，对送风温度和送风速度及时地进行调整，使车内的空气环境保持最佳状态。电控单元还可以根据气候变化通过选择送风口，改变车内的温度分布。2、经济运行控制功能当车外温度与设定的车内温度较为接近时，电控单元可以缩短制冷压缩机的工作时间，甚至在不启动压缩机的情况下，就能使车内温度保持设定状态，达到节能目的。3、全面的显示功能通过安置在汽车仪表盘上的空调显示控制面板，可以随时显示当时的设置温度、车内温度、车外温度、送风速度、回风和送风口状态以及空调系统运行方式等信息，使驾驶员能够及时全面地了解空调系统的工作状态。4、故障自诊断和安全功能电控单元通过自诊断系统可以对系统的状态进行检测，并对故障情况进行判断，当系统中出现故障时，使系统传入相应的故障安全状态，防止故障进一步扩大。（二）汽车空调的特点汽车上使用的空调器性能要求有以下几点：（1）应能尽快地从炎热天气下的停车状态达到车内舒适的温度（急速降温）。（2）在寒冷的天气里，发动机启动后，应能尽快使车内暖和起来（急速升温）。（3）在平常行驶状态中，不受气象状态和行走状态的左右，能保持稳定的舒适温度。（4）车内的空气流动应自然、萧静。（5）对发动机和燃油消耗以及动力性能的影响应尽可能的小。二、 别克君威汽车空调制冷系统的工作原理与组成（一）别克君威空调制冷系统工作原理别克君威汽车空调制冷系统的工作原理是利用了制冷剂的气态液态的相互转变，利用液态物质的蒸发吸热达到制冷的目的。通过以下四个过程进行周而复始的循环制冷。（1）压缩过程压缩机抽吸蒸发器中的温度相对较低、压强较低的气态制冷剂，压缩成高温高压气态制冷剂压入冷凝器。（2）放热过程高温高压气态制冷剂被压入冷凝器后，冷凝器管道外壳温度也随之升高。在风机风力的作用下，空气通过冷凝器管道外壳，将大部分热量排到车室外的大气中，使冷凝器内制冷剂温度降低并变成液态。（3）节流过程由于压缩机对蒸发器中气体制冷剂的抽吸作用，冷凝器中已经散去热量的液态制冷剂通过节流管进入蒸发器。（4）吸热过程通过节流管的液态、雾状制冷剂，由于压缩机的抽吸作用和节流管的节流作用，蒸发器内压强低，液态制冷剂在蒸发器内蒸发成气体，温度降低，在蒸发过程中，蒸发器管道外壳温度降低。在风机风力作用下，蒸发器管道外壳吸收车内的热量，使车室内温度降低。图1 制冷系统的工作原理1压缩机 2冷凝器 3蒸发器 4集液器 5节流管 6液压管路 7泄压阀（二）君威空调制冷系统结构组成1、压缩机别克君威轿车采用SE5V16(V5)型变排量压缩机，能够满足不同状态下对汽车空调机的要求，不需要电磁离合器的循环合。压缩机的外形及内部构造见图2，其基本构造是有五只成轴向均布的气缸孔和可变倾角的摇盘。压缩机排量控制的核心元件是位于压缩机后部盖的控制阀，它采用波纹管并根据压缩机的吸气压力进行控制，利用曲轴箱与吸气腔之间的压力差来看控制摇盘倾角的变化，由此改变压缩机的排量。当空调系统要求高制冷能力时，吸气压力就高于控制点，控制阀保持从曲轴箱到吸气箱的泄漏，使曲轴箱与吸气箱之间的压力为0，压缩机有最大的排量。当空调系统要求低制冷能力时，吸气压力则达到控制点，控制阀关闭从曲轴箱到吸气增压室的通道，压缩机排量减小。摇盘倾角受作用在五个活塞上的力的平衡来控制，曲轴箱与吸气箱之间的压力差轻微升高就会在活塞上产生一个合力，从而降低摇盘倾角。在空调压缩机的后部，安装有泄压阀，当压缩机出口压力达3636kPa时，为防止系统损坏，泄压阀打开。2、冷凝器冷凝器位于发动机散热器前端，由冷管和冷却翅片制成，铝管质量轻、散热图2空调压缩机性好，能尽快的将热量散发，冷却翅片增大了散热面积，进一步提高了散热效果。从空调压缩机出来的高压、高温制冷剂蒸气流入冷凝器，再由蒸气凝结成高压中温液体。3、蒸发器蒸发器与暖风加热器都安装在空调器总成中。低压低温制冷剂液体/气体混合物经节流后进入蒸发器，流经蒸发管，吸收热量后变为蒸气状态，离开蒸发器。制冷剂蒸发时从通过蒸发器的气流吸收热量，当空气中的热量传给蒸发器芯时，空气温度降低，空气中的水分湿气会凝结在蒸发器芯的外表面，形成水流从排气管流出。所以，蒸发器具有冷却室内空气和除湿的作用。4、集液器集液器与蒸发器出口管相连，集液器储存来自蒸发器的制冷剂蒸气与液体的混合物和润滑油，集液器底部的干燥剂可干燥系统中的湿气，防止产生冰堵，集液器出口管端的机油排放孔提供至压缩机的机油回路。集液器破裂损坏或长时间对外界空气开放时需更换新件，不能维修。见图3。图3集液器1制冷剂蒸汽入口 2入口 3导流板 4内置管 5干燥袋 6滤清器 7机油排放孔位置管道中 8出口 5、节流管节流管位于冷凝器出口与蒸发器入口之间，它对制冷剂产生节流作用，是制冷系统高压和低压的分界线。为防止节流管污染，在进口和出口侧安装有滤清器，图4消声器内部构造如果诊断显示节流管堵塞，若管本身没有损坏，可清洁入口滤清器处的金属碎屑和油泥后继续使用。6、消声器消声器安装在压缩机进口端，用以消除或降低由于高低压的振动而引起的压缩机噪声。消声器内部有过滤器，并且要求在压缩机故障时也能工作。消声器的安装位置及内部结构见图47、空调压力传感器空调压力传感器（ACP）位于空调系统高压管上，它不是开关(ON/OFF)式传感器，而是把空调管路压力值转变为电压信号并传给动力系统控制模块(PCM)，PCM根据ACP信号来决定空调机的切断和风扇的运转。三、别克君威空调控制系统（一）别克君威C68全自动空调控制面板C68全自动空调控制面板见图5。1、温度控制每按一次向上的箭头温度上升0.5；每按一次向下的箭头温度下降0.5，温度设定范围是1632。空调自动控制起作用的温度范围是1731，当温度设置为32时，系统锁定于完全加热，提高风扇转速且吹向地板；当温度设置为16时，系统锁死于完全制冷，提高风扇转速且吹向仪表板出口，处于内循环状态。图5 C68全自动空调操作面板2自动控制按下AUTO键时，系统处于自动控制状态，自动选择最佳风扇速度和气流模式，自动控制空调机是否工作。自动控制起作用时选择温度的范围是1731，当外界温度低于4时，空调机将停止工作。3关闭按下OFF键时，自动空调系统关闭，此键上的指示灯亮。4空调机该键控制空调压缩机的接通与关闭，压缩机接通时，该键上的指示灯亮。在AUTO模式，只要按动此键则系统转为手动模式。在前除霜模式下，只要外界温度高于4空调机就自动吸合，此时如果再按下空调按钮，指示灯闪烁2次后仍点亮。5内循环控制用于选择气流内、外循环方式，在以下模式此键不起作用，如果在禁止该功能时按下此键，指示灯闪烁3次后关闭。（1） 除雾：在此模式下，气流一半流向地板，一半流向除霜和侧窗出口，在环境温度高于4时，空调机自动吸合。（2） 前部除霜：这种模式下系统自动处于外循环。6前部除霜在此模式下，气流大部分从除霜器风口吹风，一部分空气也从地板和侧车窗风口吹出。7后除霜按下此键时，后挡风玻璃加热隔栅开始工作，15min后会断开。如果再次按下此键，它会接通8min，如果在此时间内再按下则断开。8鼓风机转速用于调节鼓风机风扇的转速。9出风模式选择用于选择不同的气流方向。（二）别克君威C68全自动空调控制原理1空调控制模块（HVAC）空调控制模块接收控制指令，并根据各传感器的信号，经计算分析后，控制各执行部件的动作，完成全自动空调的控制。图6中HVAC之C12端为常电源供电端，C5是点火电压供电端，D1端为传感器接地，C1为系统接地。2鼓风机电动机控制模块它位于鼓风机客体上，其转速由空调控制模块决定，控制模块根据收到的不同脉宽的PWM信号来控制鼓风机两端的压差，从而调节鼓风机的转速。3串行数据线C68空调通过串行数据线与动力系统控制模块和数据连接插头通信。PCM将发动机温度、节气门位置、发动机转速、车速、空调压力等信号通过Class-2数据总线传至HVAC控制器，同时HVAC将空调请求等信号通过数据线传至PCM。4传感器（1） 内部空气温度传感器：它是一个负温度系统（NTC）热敏电阻，用以感知车内温度。（2） 外部环境空气温度传感器：它是一个负温度系统热敏电阻，用以感知车外环境温度。（3）阳光载荷传感器：位于前挡风玻璃下，它是一个光敏二极管，可以测量阳光照射到车辆所产生的热量，并把信号传给HVAC控制器。5空调机控制电路空调机控制电路见图8，HVAC控制器将空调请求信号通过Class-2数据总线传至动力系统控制模块PCM 之C1-58脚，PCM经分析如果认为需接通空调机，则先提升发动机转速，然后其C2-39脚接地，空调继电器工作，触点闭合，空调机电磁离合器吸合，空调机工作。在以下情况下，PCM切断空调机：（1） 节气门开度大于90%。（2） 空调压力超过3080kPa(4.27V)或低于287kPa(0.35V)。（3） 点火电压低于10V。（4） 发动机转速超过4700r/min。（5） 发动机冷却液温度高于125。（6） 进气温度低于5。（7） 动力系统控制模块（PCM）与空调控制模块（HVAC）通信故障。图 6HVAC供电、数据通信与鼓风机电路图7传感器电路图8空调机控制电路图9真空电磁阀控制电路图10后窗除霜电路图11后鼓风机控制电路图12温度执行器电路6温度执行器电路温度执行器电路图12，温度执行器实际上是一个带有位置反馈的电动机，外部有五根连线，内部可分为两个部分：一是电动机，其5脚为12V供电端，7脚接地，6脚是电动机转动控制信号端；二是位置传感器：10脚是5V供电端，7脚接地，9脚是位置信号端。下面分析HVAC对电动执行器的控