1、07 秋营销班 学号： 0550423 上海大众汽车空调系统组成及工作原理1毕业设计（论文）题目：上海大众汽车自动空调系统组成及工作原理班 级：07 秋营销班 老 师：肖春缓学 号：0550423学 生：徐士鑫07 秋营销班 学号： 0550423 上海大众汽车空调系统组成及工作原理2【摘要】本文阐述了上海大众自动空调系统的组成和工作原理，论述了上海大众自动空调系统的特点以及各总成的结构和工作原理，分析了上海大众自动空调系统的常见故障，提出了上海大众自动空调系统常见故障的诊断方法。关键词 ：上海大众轿车自动空调系统 工作原理 特点 故障 诊断方法07 秋营销班 学号： 0550423 上海大众
2、汽车空调系统组成及工作原理3目录1 绪论12 上海大众汽车自动空调系统电控零部件的组成及原理22.1 自动空调的特点及组成22.1.1 半自动空调系统得组成及原理22.12 全自动电控气动空调系统的组成及原理22.1.3 微电脑控制全自动空调的组成及功能23上海大众汽车空调系统机械零部件的组成及原理33.1 压缩机的组成及原理33.2 冷凝器的组成及原理43.3 蒸发器的组成及原理43.4 储液干燥器的组成及原理53.5 冷冻油的特性及分类54 上海大众汽车自动空调空调故障的诊断方法54.1 空调系统的诊断方法54.1.1 通过视液镜观察判断制冷系统故障64.1.2 用歧管压力表判断故障64.
3、2 空调系统案例分析.74.2.1、桑塔纳 2000 轿车空调不工作74.2.2，奥迪 A6 轿车空调不制冷75.结论8参考文献807 秋营销班 学号： 0550423 上海大众汽车空调系统组成及工作原理4上海大众汽车自动空调系统组成及工作原理1绪论当今的社会经济，在科学技术不断创新的年代，得到了突飞猛劲的发展，人民的生活水平也在逐步的提高，当人民物质生活水平提高的同时，汽车产业也在进行着更新换代，从原有的简单的化油器发动机，到现在的高集成电子的电喷发动机，简单的制动系统到拥有 ABS 和 ESP 等多种功能的制动系统，以及汽车的空调系统都有了显著的变化。都验证了汽车技术的变革。我们可以通过汽
4、车的某一部分，来更加深刻的了解汽车技术的变革，例如它的空调系统，空调简称空气调节器，利用空调可以对周围的环境进行控制，汽车空调系统主要是对车内的温度和湿度及清洁度进行调节，它可以使乘员处在一个十分舒适的环境，它已经成为现代汽车的基本配置。汽车空调系统的发展经历了很多阶段包括象单一取暖，制冷，冷暖一体化，自动控制，微电脑控制等，汽车空调系统包括了制冷，通风，空气净化，暖风，控制 五大系统，按驱动方式可以分为非独立式和独立式。我们可以通过本文来了解汽车空调系统零部件的组成它一般，包括压缩机，冷凝器，蒸发器，储液干燥器 ，积累器，节流装置及电气系统这几大部件。07 秋营销班 学号： 0550423
5、上海大众汽车空调系统组成及工作原理52 上海大众汽车自动空调电控零部件的组成及工作原理2.1 自动空调的特点及组成普通的手动空调系统，它只能按驾驶员所设定的鼓风机运转，压缩机的通与断的变化只能按驾驶员所设定的温度去动作，它不能对空调系统的冷热进行修正。而自动空调恰恰将驾驶员从手动控制中解脱出来，它能根据驾驶员所设定的温度不断检测车内温度，太阳辐射等变化情况，自动的调节鼓风机的转速，保持车内温度在设定范围，自动空调基本分为三种，有半自动，全自动，和微电脑控制全自动空调。2.1.1 半自动空调系统得组成及原理半自动空调主要有控制器总成，程序专职和传感器等基本部件组成。半自动空调系统与手动空调系统的
6、差别不大，在制冷的基础元件上基本相同。主要不同时半自动空调系统采用程序装置，伺服电机或控制模块等操纵执行机构，通过程序装置检测空气和气流混合风门位置来达到驾驶员选择的舒适程度。它的原理为，当手工选定空调功能选择键后，空调系统就能在预定温度内自动的控制温度和风量，其控制过程如下，将于选温度的电阻，环境电阻，车内温度电阻一起出入到放大器，放大器即产生一个电流信号，输入到真空换能器，将电流信号转换成相应的真空度大小的信号，输送到真空司服驱动器上，它就会做出一个相应动作，使控制杆伸长或缩短一个量，这样对应的调温门，风机转速和反馈电位计都有一个相应位置，从而输出一定温度和风量的空气，从而到达制冷。2.1
7、2 全自动电控气动空调系统的组成及原理全自动空调的组成，主要结构组成为电桥，比较计算器，真空司服驱动器控制三部分组成。它的控制原理是，当温度发生变化，由热敏电阻组成的传感器电阻将引起电阻的变化，电阻的变化将导致电桥的输出电位 Va 和 Ab 发生相应变化，电桥处于不平衡状态，结果导致比较器开始工作 OP1 和 OP2 组成的计算比较器 对电桥送来的电信号进行比较后，由 OP1 和 OP2 输出一个电流给真空电磁阀，而真空电磁阀将电信号转换成驱动信号，调节真空伺服驱动器运行，带动控制杆对调温门对调温门的开度进行调节，与此同时对风机转速和热水阀也进行相应控制，最后达到温度恒定的控制目的。2.1.3
8、 微电脑控制全自动空调的组成及功能微电脑控制的自动空调器是由电子控制系统，配气系统，和面板控制三部分组成。它的功能可分为五种：1) 空调控制：温度自动控制，风量控制，运转方式的自动控制，换气量的控制等，以满足车内乘员对空调舒适性的要求。2) 节能控制：即压缩机运转工况的控制，换气量的最佳控制以及随温度变化的换气切换，从大负荷转入经济运行，根据车内外温度变化自动切断压缩机电源等的控制。3) 故障，安全报警：制冷剂不足，离合器打滑，各种故障判断报警，且故障部位用闪烁指示灯报警，直到修复为至。4) 显示：能显示设定的温度，控制温度，控制方式，运转方式以及运转时间07 秋营销班 学号： 0550423
9、 上海大众汽车空调系统组成及工作原理6等。5) 故障诊断储存：空调系统发生故障，电脑用故障代码的形式把故障信息储存起来，在需要修理时能指示鼓掌的部位，所以很容易修理。另外自动空调有很多优点，它可以在控制单元中包含许多的参数比可以事先计算出你所调整的结果。它包含一个控制单元。一个或两个外界温度传感器，内部和附加的传感器及暖风和空调的定位电机。它的主要部分是数字控制单元，它处理来自传感器的所有信号，执行抗干扰处理并将它们送到控制单元的微处理器。微处理器根据预先编程的设定点对出信号进行计算。输出信号通过输出及传递到执行元件，它通过一些定位电机被采用来控制活门。自动空调采用了很多先进的传感器例如，阳光
10、照射传感器 G107，它的功能是，阳光穿过一个过滤器并照射在一个光点二极管的光学元件上，过滤器的功能在很大程度上 类似与眼睛防止紫外线伤害，光电二极管是对光敏感的半导体元件，当没有入射光时，只有很少的电流流过二极管，当光电二极管暴露在阳关照射下时，它的电流变增加，阳光照射越猛烈，电流变越大，当电流增加时，空调系统的控制单元辨识别到阳光非常强烈并相应的调节车内的温度活门和新鲜空气鼓风机也被相应的控制，还有外界温度传感器，新鲜空气进气管道温度传感等。3上海大众汽车空调系统机械零部件的组成及原理3.1 压缩机的组成及原理是空调系统的心脏，它主要两个功能：一是使系统内产生低压条件，二是把气态制冷剂从低
11、压压缩到高压，并使其温度提高，压缩机维持制冷剂在制冷系统中循环，吸入来自蒸发器的低温低压气态制冷剂，压缩气态制冷剂，使其压力和温度提高，并将压缩后的制冷剂送进冷凝器，压缩机是制冷系统中低压和高压，低温和高温的转换装置。压缩机的种类可以分为好多种，每一种都有它们的组成和功能也个不相同，大至有往复活赛式，旋转式，曲轴连杆式，斜板式，涡轮式，可变排量式，.滚动活塞式 ，旋叶式等压缩机。其中曲柄连杆式压缩机是一种发展历史较长，应用较为广泛的制冷压缩机。压缩机的活塞在汽缸内往复运动，使汽缸容积不断变化 ，从而在制冷系统中起到了抽吸，压缩和输送制冷机的作用。它可以是一个或多个汽缸，活塞的排列可以是 V 行
12、或直列，压缩机的机构由汽缸体和曲轴箱组成，汽缸体的汽缸中装有活塞，曲轴箱种有曲轴，通过连杆将曲轴与活塞连接起来，在汽缸顶部装有进气阀与排气阀，并通过进气腔与排气腔相连，当发动机带动曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞便在汽缸内上下往复运动，在吸排气阀的配合下，完成对制冷剂气体的吸入压缩和输送的任务。曲轴连杆式压缩机的工作过程为；压缩过程，活塞在曲轴的带动下在其缸内运动，当活塞运行到气缸内 最低点时，气缸内充满了由蒸发器吸入制冷剂气体。活塞在上行时进气阀关闭，而排气阀因缸内压力较低，不能被顶开，因此活塞上行，缸内体积减小，即气缸容积不断变化，密封在汽缸内的制冷剂气体的压力和温度不断升高，当活塞上行移
13、到一定位置时即缸内气体压力落高于排气阀上部压力时，排气阀便被打开，开始排气，制冷气体在汽缸内从进气时的低压升高到排气时高压的过程，称未压缩过程。排气过程，活塞继续向上运动，气缸内的制冷剂气体压力不再升高，而且不断的经过排气阀向排气管输出，直到活塞运行到最高位置，排气结束。膨胀过程，当活塞运07 秋营销班 学号： 0550423 上海大众汽车空调系统组成及工作原理7行道上止点位置时，由于压缩机的结构工艺等原因，活塞顶部与气阀之间存在一定的间隙，该间隙所形成的容积称为余隙容积。排气过程结束时，该间隙内有一定数量高压气体，当活塞在下行时，排气阀已关闭，而进气阀不能马上打开，进气管内的气体不能很快进入
14、汽缸，这是因为残留的高压气体，还需在汽缸容积增大后膨胀，使其压力下降到气缸内压力稍低于近期管道内压力时，进气阀才能打开，活塞从上止点向底部移动倒进气阀打开的过程，为膨胀过程。进气过程，活塞继续下行，进气阀打开，低压制冷剂气体便不断的有蒸发器精进气管和进气阀进入汽缸，直到活塞下行之下支点为止，这一过程为近期过程。完成近期过程后，活塞又上行，重新开始了压缩过程，压缩机经过压缩，排气，膨胀，进气四个过程，将蒸发器内的低压制冷剂气体吸入使其压力升高并排入冷凝器，因此压缩机气道吸入压缩和输送制冷剂的作用。压缩机的运动离不开电磁离合器，它是压缩机带轮组建的一部分。32 冷凝器的组成及原理在制冷系统中，压缩
15、机把高温高压送入冷凝器，通过冷凝器散热，然后在循环。冷凝器是一种由管子与散热片组合起来的热交换器，起作用是，对压缩机排出的高温高压制冷剂蒸气散热降温使其冷结为液态高压制冷剂。汽车空调系统冷凝器均采用强制风冷式散热。其原理是，让外界空气强制通过冷凝器的散热片及盘管将高温的制冷剂蒸汽的热量散发，使之成为液态制剂，制冷剂所放出的热量被周围空气带走，排到大气中。汽车冷凝器一般安装在发动机冷却系散热器之前，利用发动机冷却风扇吹来的新鲜空气和行驶中迎面吹来的空气流进行冷却，它一般主要有，管片式，管带式，和平行流动式冷凝器。在拆装冷凝器时要使用专用工具，在安装新的冷凝器式，拆下的噢行圈不能再次使用，否则会出
16、现制冷剂泄漏，在安装冷凝时要注意，在连接冷凝器的管接头时，要注意分清制冷机的进口和出口，从压缩机输出的高压气态制冷剂，必须从冷凝器上端进入在流动到下不管道，冷凝成液态的制冷剂沿下放出口流出，进入储液干燥器，此顺序绝对不能接反，否则会引起制冷系统压力升高，冷凝器和压缩机胀裂的严重事故。同时，冷凝器在未装连接管街头之前，不要长时间打开管口的保护管，尽量缩短制冷系统的开放状态时间，以免潮气进入制冷系统内部3.3 蒸发器的组成及原理蒸发器也是一种换热装置，外形近似冷凝器，但比冷凝器窄、小、厚，其目的是为了在鼓风机的空气通过它时，能输送更多的冷气。在压缩机（制冷剂循环流动动力源）的作用下，液态制冷剂通过
17、膨胀阀的节流控制作用，制冷剂雾化并进入（低压）蒸发器，制冷剂在蒸发器盘管内沸腾汽化，由液态蒸发成气态的制冷剂温度降低，因而使蒸发器盘管，吸热片温度降低，穿过蒸发器的空气把车室的热量传给蒸发器较冷的表面因而冷却了车室内的空气随着车室内热量由空气传给蒸发器，空气中的水蒸气凝结在蒸发器的表面，并成为液态水被排掉，经蒸发器罩把水收集后通过底部排水管把水导出车外。蒸发器一般安装在仪表台下面，工具箱内侧，副驾驶前面。蒸发器吸收车室内的热量，达到制冷的目的，制冷系统及蒸发器要适应各种热负荷，实现合适的制冷效果，为达到人们对制冷剂效果的不同要求，系统中的制冷剂量，在系统内包括蒸发器内的状态须合适，否则不久影响
18、制冷效果，还会造成系统的损坏。蒸发器出口的07 秋营销班 学号： 0550423 上海大众汽车空调系统组成及工作原理8制冷剂蒸发温度要比蒸发器进口的液态制冷剂温度高 2-5 度，这个温度确保蒸发器出口处的制冷剂没有液态而全部为气态，液态制冷剂如果进入压缩机，会造成压缩机制冷剂压力过高，使压缩机造成缸裂等严重事故 。蒸发器由安装在一系列薄的冷却吸热片之中的制冷剂盘管组成，蒸发器包括有盘管、吸热片、端板、弯头，它们全部组装在蒸发器机壳内，只能进出管，蒸发器机壳装有风机，使空气强制通过盘管和吸热片。3.4 储液干燥器的组成及原理高温高压气态制冷剂通过冷凝器散热后，凝结为液态制冷剂排出冷凝器，冷凝器由
19、气态变成液态所放出的热量等于其在蒸发器内由液态变为气态所吸收的热量。储液干燥罐由外壳视液镜易熔螺塞、高压及低压开关、干燥剂袋、吸流管等组成。储液干燥器的作用是从压缩机出来刚进入冷凝器的制冷剂几乎是100%的气体，而制冷剂从冷凝器出口离开时还会存在一定比例的气态制冷剂，如果气态制冷剂直接流入蒸发器，将不会有制冷剂的形态变化，不能吸热，影响制冷效果。因此，制冷系统中必须有防止气态制冷剂进入蒸发器的装置，储液罐的的另一个作用是让冷凝器中的液态制冷剂尽快流出来，否则冷凝器中的液态制冷剂过多，将会使冷凝器的有效容积减小，导致压缩机排气困难，不仅影响制冷效率，还会使冷凝剂及压缩机承受的压力升高，不利于系统
20、正常工作。储液干燥器正是提供系统内的液态制冷剂缓冲空间，能及时补充和调整供给膨胀阀的液态制冷剂的流量，以保证制冷剂流动的连续性和稳定性。储液干燥器还可滤除制冷剂中的杂质，吸收制冷剂中的水分，以防止制冷系统管路脏堵和冰堵 ，保护制冷系统部件不受侵蚀，从而保证制冷系统的正常工作。另外储液干燥器的出液管的功能是保证进入热力膨胀的制冷剂全部是液体，如果进入储液器的制冷剂是气液混合的制冷剂，那么气体在上液体在下，出液管的下管口深入罐底，因此从中通过的只有液体，那进入膨胀阀的也只有液体了。3.5 冷冻油的特性及分类其中空调辅助系统是它的一个重要环节，它的主要作用是向空调系统提供必须的工作原料，如冷冻油，压
21、缩机的运动部件在运转过程中，必须得到润滑油以减小磨损，冷冻油是用于润滑这些部件及整个系统密封件和垫圈的，保证管路的正常运转，它的作用主要有润滑，冷却，密封，及降低压缩机噪声，它必须凝固点要低，在低温下要具有良好的流动性，有一定的粘度，且受温度影响要小，与制冷剂有很好的溶解性，不与制冷剂产生化学反应，并且无水分等。这里说的制冷剂并不是只有一种它包括 R12 和 R134a 两种，目前汽车空调中使用的制冷剂 R12，由于其分子中含有氯原子，它在太阳光的照射下会分离出氯离子与臭氧层发生化学反应从而会破坏大气层，国内全部新生产车不准使用R12 空调器。而 R134A 不含氯原子，对大气臭氧层无危害，温
22、室效应影响小，热理性稳定与 R12 接近，因此它是汽车空调首选替代品。R134a 具有与 R12 不同的化学性质和物理性质，在材料和结构上都与 R12 空调系统有很大区别，它门不可以混用。R134a 一般具有以下特征，它无色无味，不燃烧不爆炸，基本无毒性，化学性质稳定，不破坏大气臭氧层，在空气中停留时间短，温室效应影响小，易通过橡胶向外泄露，也容易被分子吸收 粘度较低流动阻力小，它的吸水性和水溶性比 R12 高，与矿物油不相容等性质。冷冻油和制冷剂是空调系统的血液两者缺一不可07 秋营销班 学号： 0550423 上海大众汽车空调系统组成及工作原理94.上海大众汽车自动空调空调故障的诊断方法4
23、.1 空调系统的诊断方法一般诊断方法包括两种：（一）通过液视镜观察判断制冷系统故障。（二）通过用支管压力表判断故障。4.1.1 通过视液镜观察判断制冷系统故障汽车空调系统中大多数装有视液镜来观察制冷系统内部工质流动的情况.通过视液镜来检查制冷系统工质的方法如下：起动发动机，转速稳定在 1500r/min左右，让制冷系统运转 5min,同时把空调调到最大位置，鼓风机调到最高转速，观察孔中制冷剂的流动情况：一、清晰孔内无气泡。此情况有下述三种情况可能。1、孔内无气泡，也看不见液体流动，这种情况表示系统内制冷剂全部漏光。用手触摸压缩机进,排气口，没有冷或热的感觉，出风口无冷风。此时，检查泄漏点。然后
24、，再重新充注制冷剂。2、孔内无气泡，看见液体快速流动，这种情况表示制冷剂过多。用手摸压缩机的进，排气口。两边有明显的温差，而且高压侧有烫手感，低压侧有结霜，用歧管压力表检测，高，低压都过高，这时应排出过多的制冷剂。3、孔内无气泡，看见液体稳定的流动。这种情况说明制冷剂适量。用手触摸压缩机进，排气口，两边有明显的温差，而且高压侧热，低压侧凉，用歧管压力表检测，高，低压都很正常，对于 R134a 空调系统低压侧正常在 0.15-0.25MPA。高压侧一般在 1.37-1.57MPA。对 R12 空调系统，低压侧正常值为 0.147-0.196MPA，高压侧为 1.442-1.471MPA二、 偶有
25、气泡偶尔看见有气泡流过，是说明系统中的制冷剂稍微不足或储液干燥罐中干燥剂已饱和，制冷剂中有水分。1、如果膨胀阀有冰堵，则表明制冷剂系统中有水分，应更换干燥剂。2、用歧管压力表检测，高，低压都有点低，则说明制冷系统中制冷剂不足，应检测并适当地补充制冷剂。三、大量气泡或泡沫状这种情况说明制冷剂严重不足并有大量的水分，此时必须检漏修理，修好后应抽真空，加制冷剂。1、观察孔的玻璃上有条纹状的油渍或黑油状泡沫。这种情况可能有下列三种可能；1) 若压缩机进，排气口有明显的温差，停止压缩机。孔内油渍干净，则说明制冷剂内的冷冻润滑油过多，应放掉一部分冷冻润滑油。2) 若压缩机进，排气口有明显的温差，停止压缩机
26、，孔内后有油渍或其他杂物，则说明制冷剂内冷冻润滑油变质脏污，应清洗制冷系统，重新加注制07 秋营销班 学号： 0550423 上海大众汽车空调系统组成及工作原理10冷剂。3) 若压缩机进，排气口无温差，空调出风口无冷风，则说明制冷系统有制冷剂，但不足且机内的冷冻润滑油也不足，应检漏并加注制冷剂和冷冻润滑油。4.1.2 用歧管压力表判断故障一、测试条件发动机预热后，在以下特定条件下，从歧管压力表上读取压力值1）功能键设定在“内循环” （REC）状态.2）发动机转速控制在 1500r/min 下运转。3）鼓风机档位置于 HI（高速）位置4) 调温键置于 COOL （最冷）位置5) 环境温度为 30
27、-35 度（当环境温度过高时，用大风扇吹冷凝器或用冷水冲洗冷凝器以调节系统温度） 。二、故障诊断1）空调系统正常R134A 空调系统歧管压力表读数：低压侧为 0.15-0.25MPA，高压侧为 1.37-1.57MPA，R12 空调系统歧管压力表读数；低压侧为 0.147-0.196MPA；高压侧读数为 1.442-1.471MPA。还可以通过看听摸测量来检测。4.2 空调系统案例分析 4.2.1、桑塔纳 2000 轿车空调不工作车型:桑塔纳 2000.1998 款。故障现象：再打开空调开关后，鼓风机以低速运转，冷凝器散热风扇以低速运转，但压缩机不转。排除与检查方法：在桑塔纳 2000 的车上
28、，有低压保护开关，如果系统内压力达不到规定值或低压保护开关损坏，压缩机将停止工作，把低压保护开关短接，压缩机运转，用万用表测试一下低压开关，低压开关不通，而低压开关接通的条件是当系统内压力达到 210 千帕以上时接通，会不会是系统内没有制冷剂，于是接上止管压力表，检查制冷剂时发现内部没有制冷剂。据车主讲，刚加过制冷剂，跑了两天就没了，后检查发现冷凝器底部有油和制冷剂，后更换冷凝器，重新加入制冷剂和冷冻润滑油故障排除4.2.2，奥迪 A6 轿车空调不制冷故障现象：该车本来空调工作正常，突然出现空调不制冷现象。故障分析与排除：根据上述故障现象，先进行目视，和初步检查，启动发动机，打开空调，并将鼓风
29、机风量及温度开关设定到最热和最冷的位置，压缩机，鼓风机均工作正常，轻轻触摸低压管，发烫，在触摸冷凝器后面的高压管，发凉。接上压力表，测制冷系统压力低压侧压力太高，高压侧压力太低。该车有空调自诊断系统，利用自诊断功能读取故障码，方法是；压住室内循环键， ，压住上方空气分配键，同时放开两个键，利用温度加减选择功能键，进入 01C 和 03C 故障诊断项目，压下室内循环键，显示 0，00 码说明系统正常，在压下 AUTO 推出。空调系统的自诊断系统是针对执行元件，传感器的，对其他部件损坏不能诊断，根据故障现象分析，如果压缩机两则低压管压力和温度高，高压管压力低和温度低，上回阀和缸盖垫片漏气，压缩机活塞，活塞环或汽缸过度磨损都
