1、 毕 业 论 文 论文题目： 奥迪 A6空调系统的结构原理及故障诊断 系 部： 汽车工程系 专业名称： 汽车检测与维修技术 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成时间： 年 5 月 10 日 目录 一、概述 . 1 （一）汽车空调的发展 . 1 （二）汽车空调的分类 . 2 二、奥迪 A6 空调系统结构及工作原理 . 3 （一）奥迪 A6 空调系统的主要结构部件 . 3 （二）奥迪 A6 空调系统工作原理 . 5 三、奥迪 A6 空调系统检修以及故障诊断 .10 （一）空调常见检漏方法 .15 （二）空调常见故障现象及原因 .16 （三）空调系统典型故障案例分析 .18 结束语 .21
2、 参考文献 .22 1 奥迪 A6 空调系统的结构原理与故障诊断 摘要： 汽车空调 系统 的作用在于调节空气温度、湿度、速度、流向和空气洁净度，是改善汽车舒适性的重要装置。目前，汽车空调已经成为汽车上的典型装置，因此，汽车空调的检修成为汽车故障检修的一个重要组成部分。本文在介绍汽车空调系统组成及工作原理的基础上，针对奥迪 A6 空调控制系统，给出了汽车自动空调的常用故障诊断方法，并给出具体检修实例。本文所阐述的检修方法，具有实用性且具有通用性，可为其他汽车空调系统的检修提供借鉴。 关键词 ： 奥迪 A6；空调系统；工作原理；故障诊断 一 、概述 （一）汽车空调的发展 汽 车空调是指对汽车座厢内
3、的空气质量进行调节的装置。不管车外天气状况如何变化，它都能把车内的湿度、温度、流速、洁度保持在驾驶人员感觉舒适的范围内。最原始的汽车空调仅是开窗换气式。最早的汽车空调装置始于 1927 年，它仅由加热器、通风装置和空气过滤器三者组成，且只能对车室供暖。准确地讲，汽车空调的历史，应该从制冷技术应用在车上开始。 20 世纪 30 年代末期美国的几部公共汽车上装上了应用制冷技术的冷气装置。直到 20 世纪 60 年代，应用制冷技术的汽车空调才开始逐步地普及起来。以后，人们对汽 车空调的兴趣逐年增加，汽车空调技术日趋完善，功能也越来越全面。 它的发展大体上可以分为如下几个阶段： 1、单一供暖、供冷空调
4、装置阶段 始于 1927 年，目前在寒冷的北欧，亚洲北部地区，汽车空调仍使用单一供暖系统。单一供冷空调装置阶段始于 1939 年，美国帕克汽车公司率先在轿车装上机械制冷降温空调器。目前单一降温的汽车空调仍在热带、亚热带部分地区使用。 2、冷暖型汽车空调阶段 始于 1954 年，原美国汽车公司，首先在轿车安装于冷暖一体化空调器，这样汽车空调才具备了降温、除湿、通风、过滤、除霜等空气的调节功能。该方式2 目前仍然大量的使用在低档车上，是目前使用量最大的一种方式。 3、自控汽车空调装置阶段 由于前述的冷暖型汽车空调需依靠人工调节，这既增加上司机的工作量，还使控制不理想。通用汽车公司 1964 年率先
5、在轿车上应用自控汽车空调。自控空调只需预先设定温度装置，便能自动地在设定的温度范围内运行。装置根据传感器随时检测车外温度，自动地调制装置各部件工作，达到控制车外温度和行驶其他功能的目的。目前，大部分的中高级轿车，高级大客车都装备自控空调。 4、电脑控制汽车空调阶段 自 1977 年美国通用汽车公司、日本五十铃汽车公司，同时 将自行研制的电脑控制汽车空调系统装上各自的轿车上后，即预示着汽车空调技术已发展到一个新阶段。电脑控制的汽车空调功能增加，显示数字化，冷、暖、通风调控三位一体化。电脑按照车内外的环境所需，实现了调节的精细化。通过电脑控制实现了空调运行与汽车运行的协调，极大地提高了制冷效果，节
6、约了燃料，从而提高了汽车的整体性能和舒适程度目前电脑控制的空调都装上豪华型轿车上。 （二）汽车空调的分类 按驱动方式分为：独立式 (专用一台发动机驱动压缩机，制冷量大，工作稳定，但成本高，体积及重量大，多用于大、中型客车 )和非独立式 (空调 压缩机由汽车发动机驱动，制冷性能受发动机工作影响较大，稳定性差，多用于小型客车和轿车 )。 按空调性能分为：单一功能型 (将制冷、供暖、通风系统各自安装、单独操作，互不干涉，多用于大型客车和载货汽车上 )和冷暖一体式 (制冷、供暖、通风共用鼓风机和风道，在同一控制板上进行控制，工作时可分为冷暖风分别工作的组合式和冷暖风可同时工作的混合调温式。轿车多用混合
7、调温式 )。 按控制方式分为：手动式 (拨动控制板上的功能键对温度、风速、风向进行控制 )和电控气动调节 (利用真空控制机构，当选好空调功能键时，就能在预定温度内自动控制温 度和风量 )。也可分为：全自动调节 (利用计算比较电路，通过传感器信号及预调信号控制调节机构工作，自动调节温度和风量 )和微机控制的全自动调节 (以微机为控制中心，实现对车内空气环境进行全方位、多功能的最佳控制和调节 )。 3 二、奥迪 A6 空调系统结构及工作原理 （一）奥迪 A6 空调系统的主要结构部件 奥迪 A6 空调系统主要由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀节流管、集液器、鼓风机等组成。图 1 为奥迪汽车冷气装置各个部
8、件在车上的布置。 图 1 奥迪汽车冷气装置各个部件在车上的布置 1-集液器； 2-制冷剂管 ； 3-制冷剂软管 ； 4-抽吸和灌注阀（低压侧）； 5-抽吸和灌注阀（高压侧） ； 6-滤清器 ；7-蒸发器 ； 8-放水阀； 9-过压放泄阀； 10-压缩机； 11-磁性离合器（ N25）； 12-冷凝器 ； 13-外界温度开关 ；14-空调装置压力开关 ； 15-制冷剂软管 ； 16-制冷剂软管 1、压缩机 奥迪 A6的压缩机为摇板式压缩机（如图 2所示），其作用是使制冷剂完成从气态到液态的转变过程，达到制冷剂散热凝露的目的。同时在整个空调系统，压缩机还是管路内介质运转的压力源，没有它，系统不仅不
9、制冷而且还失去了运行的动力。 其压 缩机采用往复式双头活塞，依靠斜盘的旋转运动，使得双头活塞获得轴向的往复运动。压缩机的每个汽缸两头都有进气阀和排气阀。当压缩机输入轴旋转时，轴上的斜盘同时驱动所有的活塞运动，部分活塞向左运动，部分活塞向右运动。当活塞向左运动时，活塞左侧的空间缩小，制冷剂被压缩，压力升高，打4 开排气阀，向外排出。与此同时，活塞右侧空间增大，压力减小，进气阀开启，制冷剂进入汽缸。由于进、排气阀均是单向阀结构，所以保证制冷剂不会倒流。 图 2 奥迪 A6摇板式压缩机结构图 图 3 奥迪 A6冷凝 器结构 2、冷凝器 空调制冷系统中的冷凝器是一种由管子与散热片组合起来的热交换器，其
10、作用是：将压缩机排出的高温、高压制冷剂蒸气进行冷却，使其凝结为高压制冷剂液体。汽车空调系统冷凝器均采用风冷式结构，奥迪 A6 是管片式冷凝器如图 3所示，其冷凝原理是：让外界空气强制通过冷凝器的翘片，将高温的制冷剂蒸气的热量带走，使之成为液态制冷剂。制冷剂蒸气所放出的热量，被周围空气带走，排到大气中 3、膨胀节流管 膨胀节流管是固定孔口节流装置（如图 4 所示）。两端都装有滤网，以防止系统堵塞。节流管装在系统高压侧，它不能改变 制冷剂流量，液态制冷剂有可能流出蒸发器出口。节流管是一根细钢管，它装在一根塑料套管内。在塑料套管外环形槽内，装有密封圈。安装使用后，系统内的污染物集聚在密封圈后面，使堵
11、塞情况更加恶化。就是这种污染物，堵塞了孔管及其滤网。 图 4 奥迪 A6 膨胀节流管 图 5 奥迪 A6 集液器 5 4、集液器 汽车空调制冷系统要在低压侧安装集液器如图 5 所示。集液器是一种特殊形式的贮液干燥器，用于回气管路中的气液分离，滤网设计有特殊要求，只许润滑油从中通过，而不允许液态制冷剂从中通过。使用孔管 的汽车空调制冷系统，总是存在一种可能性：制冷剂离开蒸发器时，还是液体。为了防止液态制冷剂损坏压缩机，必须在蒸发器出口和压缩机进口之间设置集液器，以防止液态制冷剂通过。液态制冷剂在集液器中蒸发，然后以气态形式进入压缩机。 5、蒸发器 蒸发器也是一种热交换器，也称冷却器，是制冷循环中
12、获得冷气的直接器件。其作用是将来自热力膨胀阀的低温、低压液态制冷剂在其管道中蒸发，使蒸发器和周围空气的温度降低，同时对空气起减湿作用。蒸发器结构如图 6 所示。 图 6 奥迪 A6 蒸发器与鼓风机结构图 6、鼓风机 汽车空调制冷系统采用 的鼓风机如图 6，大部分是靠电机带动的气体输送机械，它对空气进行较小的增压，以便将冷空气送到所需要的车室内，或将冷凝器四周的热空气吹到车外，因而风机在空调制冷系统中是十分重要的设备。 （二）奥迪 A6 空调系统工作原理 1、空调制冷系统 根据目前车辆上采用的循环系统，大致可分为膨胀阀式和膨胀管式两种循环方式，奥迪 A6采用的是膨胀阀式制冷循环。 图 7为膨胀管
13、式的制冷循环。系统主要由压缩机、冷凝器、集液器、膨胀管、6 蒸发器和电气控制系统（图中的高低压开关等）组成。它们由下列三种管路连成制冷系统： 1）高压蒸汽软管：用于连 接压缩机和冷凝器； 2）液体管路：用于连接冷凝器和蒸发器。 3）低压回气管路：用于连接蒸发器和压缩机。另外，在系统中还应装有高低压维修阀。 这种制冷循环的工作原理是：压缩机将低温低压 (1 4， 0.15MPa0.3MPa）的制冷剂气体压缩为高温高压 (70， 1.3MPa1.5MPa)的制冷剂气体，目的是使制冷剂比较容易液化放热。高压的气态制冷剂进入冷凝器，冷凝器风扇使空气通过冷凝器的缝隙带走制冷剂放出的热量，从而使制冷剂转变
14、为中温高压 (50，1.3MPa1.5MPa）制冷剂液体。制冷剂液体经过膨胀管节 流降压作用转变为低温低压 ( 5 ,0.15 Mpa0.3MPa)雾状制冷剂。雾状制冷剂进入蒸发器，由于节流降压作用，低压的制冷剂很容易蒸发，吸收热量，鼓风机使空气不断通过蒸发器的隙缝，使其温度下降，车内温度降低。蒸发器出来的气态制冷剂再经过集液器防止液体制冷剂流出蒸发器进入压缩机造成液击。最后制冷剂进入压缩机重复上述过程。这种循环系统中的膨胀管可以根据制冷负荷的大小调节制冷剂流量但是结构简单。制冷剂循环系统中，压缩机和膨胀阀是高压与低压的分界点，蒸发器和冷凝器是气体和液体的分界点。 图 7 奥迪 A6 空调 系
15、统制冷原理 2、空调取暖系统 空调制热与压缩机没有丝毫关系 ,制热的热源不是空调本身获取的 ,是由汽车的散热水箱（中控台下面的暖风机总成内的副水箱）提供 ,早晨在热车前空调吹出来的是冷风 ,待热车后空调热风源源不断的送出来 ,制热本身基本没有能量消耗 ,是利用汽车的余热完成的。但在冬季，为了提升水温，加大喷油量，也使7 耗油量增加。但是只是在启动初期，等发动机运转正常，就是利用发动机的散热来供暖了。（而有的柴油车由于水温上升慢，为了一发动车就能享受到暖风，所以在暖风机里面加有电热丝）。 奥迪 A6 的暖风系统如图 8 所示，通过 发动机上的冷却水控制阀将分流出来的一路冷却水送入暖风机的加热器芯
16、子，放热后的冷却水经加热器出水管流回发动机；冷空气被加热器鼓风机强迫通过加热器芯子，被加热后，由不同的风口吹入车厢内，进行风窗除霜和取暖；另一路冷却水通过水箱进水管进入水箱，降温后经水箱出水管回到发动机。通过控制冷却水控制阀的开闭和流水量大小，可调节暖风机的供热量。 图 8 奥迪 A6 暖风系统原理 3、空调空气净化系统 奥迪 A6 空调净化包括两部分：车室外的空气净化和车内循环的净化。车外空气受到环境的污染，列如粉尘，公路上汽车排出的废气中含有 CO2、 CO、 NOx 、SO2、 HC 和烟雾；车内循环空气受人的活动和工作过程的污染，例如发动机废气通过车底的裂缝进入车内、人体发出的汗臭、
17、CO2等。这些污染对人体健康都会造成不利影响，使人精神疲倦，容易造成行车事故。 1）对粉尘的净化 过滤粉尘的原理，主要是对尘埃进行筛滤和拦截，其次是借助惯性作用和扩散作用。过滤除尘主要用无纺布、过滤纤维纸组成干式纤维过滤器和金属网格浸油过滤器。对于较大粒度的尘埃，利用其惯性作用，在过滤层较长而曲折的孔道上来不及随气流转弯而碰撞到孔壁上，在重力作用下跌落下来；扩散是对微小颗粒 ，在围绕交错的纤维表面作布朗运动时，与纤维接触而沉积下来，另外尘埃通过纤维滤网时，在与纤维的摩擦中产生静电作用，被纤维吸附在其表面，过滤除8 尘法的优点是简单、廉价，缺点是气流阻力太大。常用的过滤器：高效过滤器如图 9 所
18、示。 图 9 高效过滤器结构 2）汽车空调的除臭去毒 （ 1）利用活性炭除臭 活性炭状似极其疏松的固态泡沫，具有巨大的内吸附表面积和很强的吸附能力，每 1g 活性炭的内表面积为 100m，其吸附的气体量使本身增重 20 30。但是当活性碳表面积吸附满气体分子后，就失去作用，必须换上新鲜的活性炭过滤 吸附材料。一般旧的活性炭不能再生。 （ 2）负离子发生器 现代医学研究发现，空气中含有三类离子：轻离子、中离子、重离子，三种离子都是带电离子，其中带负电荷的轻离子称负离子，对人体健康有益，其它离子对人体有害。负离子对人的精神有镇静作用，能降低血压，抑制哮喘，以及其它良好的生理调节作用。但研究发现，空气在经冷、热处理时容易失去一些负离子，为此要用负离子发生器，向空调环境输送含有一定浓度的负离子空气，以增加空调环境空气的清新度。其一般利用电晕放电法使空气离子化。其原理如图 10。 图 10 负离子发生 器的工作原理 图 11 静电式空气净化器的动作原理模式图
