长沙理工大学继续教育学院
2011 届专科毕业设计（论文）
题目： 轿车空调系统基本工作原理介绍
班 级： 10广本
学 号： 2010BDH04070
姓 名： 张晓东
指导老师： 吴文兵
2012年2月
轿车空调系统基本工作原理介绍
学生 姓名： 张晓东
学 号： 2010BDH04070
所在函授站： 桐庐函授站
班 级： 10广本
指导老师： 吴文兵
完成日期： 2012年2月
目 录
一 前言................................................ 错误！未定义书签。
1.1 汽车空调系统的基本原理、结构及特点................. 错误！未定义书签。
1.1.1 空调系统的基本原理 ............................................ 4
1.1.2 空调系统的结构 ................................................ 4
1.1.3 空调系统的特点 ................................................ 5
.................................................. 2
1.2.1按功能分类„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
1.2.2按驱动方式分类„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
1.2.3按机组形式分类„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
1.2.4按蒸发箱布置方式分类„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
1.2.5按送风方式分类„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
1.3 汽车空调制冷系统的结构及工作原理................... 错误！未定义书签。
1.4 汽车空调系统的使用与维护............................................ 7
1.4.1 汽车空调系统的使用 ............................................ 8
1.4.2 汽车空调系统的维护 ............................................ 4
二 .汽车空调系统故障的检测与诊断........................................ 5
2.1.1 汽车空调故障的DIY诊断 ........................................ 5
2.1.2 专业维修故障分析、检测的一般方法 ............................. 10
2.2空调系统故障案例分析与维修„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 总结................................................................... 7 致谢 ................................................................... 8 参考文献
一 前言
了解空调的基本工作原理和相关结构操作，分析研究汽车空调故障现象、原因、探索汽车
空调故障的排除方法和维修工艺，具有重大而现实的意义。本文重点通过轿车空调故障的探
讨，正确认识汽车空调故障，更好的使用和维护汽车空调。
1.1汽车空调系统的基本原理、结构及特点
1.1.1 汽车空调系统的基本原理
1.1.2汽车空调系统的结构
现代空调系统由制冷系统、供暖系统、通风和空气净化装置及控制系统组成。
汽车空调一般主要由压缩机、电控离合器、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、贮液
干燥器、管道、冷凝风扇、真空电磁阀、怠速器和控制系统等组成。汽车空调分
高压管路和低压管路。高压侧包括压缩机输出侧、高压管路、冷凝器、贮液干燥
器和液体管路；低压侧包括蒸发器、积累器、回气管路、压缩机输入侧和压缩机
机油池。
贮液干燥器——实际上是一个贮存制冷剂及吸收制冷剂水分、杂质的装置。
一方面，它相当于汽车的油箱，为泄露制冷剂多出的空间补充制冷剂。另一方面，
它又像空气滤清器那样，过滤掉制冷剂中掺杂的杂质。贮液干燥器中还装有一定
的硅胶物质，起到吸收水分的作用。
冷凝器和蒸发器——它们虽然叫法不一样，但结构类似。它们都是在一排弯
绕的管道上布满散热用的 金属薄片，以此实现外界空气与管道内物质的热交换
的装置。冷凝器的冷凝指的是其管道内的制冷剂散热从气态凝成液态。其原理与
发动机的散热水箱相近（区别只 在于水箱的水一直是液态而已），所以它经常被
安装在车头，与水箱一起，共同享受来自前方的习习凉风。总之冷凝器是哪里凉
快哪里去，以便其散热冷凝。蒸发器 与冷凝器正好相反，它是制冷剂由液态变
成气态（即蒸发）吸收热量的场所。
1.1.3汽车空调系统的特点
(1) 空调装置运行时振动较大，前面已提到汽车空调装置是移动式车载空调装
置，由于道路不平，汽车在行驶中颠簸振动大，所以装置中连接管道应采用挠性制冷剂管道。
(2) 冷凝器紧靠着发动机的散热器,所以它的冷凝温度往往是低高的,所以其运行
工况比其他空调装置恶劣。
(3) 汽车空调系统的压缩机是直接由发动机驱动的，它是通过一个皮带驱动机构
来实现的。当压缩机不工作时，压缩机可以与发动机脱开，它是通过一个电子离合
器来实现的。空调系统停止工作时，应经常检查皮带的松紧，以确定离合器动作是否正确，有时离合器因轴承的损坏而影响压缩机的轴封，造成压缩机轴封处制冷剂泄漏。所以要检查离合器轴承损坏的早期迹象。
1.2 汽车空调的种类介绍
1.2.1按功能分类
单功能汽车空调装置
仅有单制冷或单采暖或单通风功能，各系统相互独立，自成系统。
多功能汽车空调装置
集制冷、采暖和通风功能于一体的空调方式。它们共用一个风机及操纵机构，根据需要提供合适的冷、暖或通风。
1.2.2按驱动方式分类
非独立式
运行制冷工况受汽车行驶速度和负荷的影响。特点在于系统结构简单、不增加辅助发动机、不占用空间、质量小、造价低，一般适用于压缩机功耗不大，而主机功率也足够的小客车和中型车。
独立式
压缩机由专门设置的辅助发动机带动制冷，与车速和负荷无关，工况较稳定，在停车状况能向车内提供冷气。由于加装了一台辅助发动机，能耗与成本增加，占用空间位置也大，维护保养复杂。
1.2.3按机组形式分类
整体独立式
各个组件装在一个专用机架上。结构紧凑，整个制冷系统各个组件的连接管路制冷剂充灌量少，泄漏问题易于控制，但是机组高度受到限制，要考虑轴负荷的分配要求
分散式
压缩机、冷凝器和蒸发器各是一个独立总成。安装灵活性大，有利于轴负荷分配和气流组织，但往往管道长，阻力增大。是当前大多数中小型汽车采用的方 式。
装置组合式
蒸发器与冷凝器组合成一体，与压缩机分开。压缩机由主机驱动或辅机带动。三类：顶置式空调器；后置式空调器；底置式空调器。
1.2.4按蒸发箱布置方式分类
仪表板式、车内顶置式、立式、下置式、车外顶置式、后置式。
1.2.5按送风方式分类
直吹式
将经空调机处理后符合要求的空气直接吹出。这种方式结构简单，风压损失小，但送风难均匀，一般小客车和中、小型旅行车采用。
风道式
将处理后的空气通过风道送出，可把风送到需要的部位，进行良好的气流组织，提高舒适性，送风机功率要加大。主要用于大中型客车。
1.3汽车空调制冷系统的结构及工作原理
制冷系统工作时，制冷剂以不同的状态在这个密闭系统内循环流动，每个循
环又四个基本过程：
(1) 压缩过程：压缩机吸入蒸发器出口处的低温低压的制冷剂气体，把它压缩成
高温高压的气体排出压缩机。
(2) 散热过程：高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器，由于压力及温度的降低，
制冷剂气体冷凝成液体，并排出大量的热量。
(3) 节流过程：温度和压力较高的制冷剂液体通过膨胀装置后体积变大，压力和
温度急剧下降，以雾状（细小液滴）排出膨胀装置。
吸热过程：雾状制冷剂液体进入蒸发器，因此时制冷剂沸点远低于蒸发器内温度，故制冷剂
液体蒸发成气体。在蒸发过程中大量吸收周围的热量，而后低温低压 的制冷剂蒸气又进入
压缩机。上述过程周而复始的进行，达到降低蒸发器周围空气温度的目的。
1.4汽车空调系统的使用与维护
(4) 选择合适的空调温度。当然在夏季，许多人喜欢把温度调的很低。殊不知当
温度调得过低，会影响身体健康，所以空调温度调整一定要适宜。人体最适宜的温度是20℃至25℃，超过28℃，人就会觉得闷热。而低于14℃，人就会觉得冷。因此，空调应将车内温度控制在18℃至25℃之间，温度过低容易使人生病。
(5) 夏季进车立即启动内循环。汽车在烈日下停放的时间较长时，有些车主喜欢
一启动汽车就立刻开启空调并开启内循环，认为这样可以让车厢内温度下降得快一点。但因为车内的温度比车外温度高，所以这样反而效果不好。刚进入车内的时候，应该先开窗通风，并开启外循环，把热气都排出去。等车厢内温度下降之后，再换成内循环。
(6) 人们都知道要在全封闭状态下使用空调。对于汽车空调也一样，在使用过程
中若车门，车窗关闭不严，将使制冷效果不佳，而且还浪费燃油。
(7) 空调出风口方向随意调。有的车主在使用空调时，不注意调整空调吹风的方
向，这不利于发挥空调的最佳效果。根据冷空气下沉、热空气上升的原理，正确的做法应该是，开冷气时将出风口向上，开暖气时将出风口向下。
(8) 长时间开着空调。有的车主常常在上车后就一直开着空调，但是长时间使用
空调会使冷凝器压力过大，这会对制冷系统造成损耗，因为空调是发动机的一个沉重负担，而发动机本身就是一个发热体，更何况在高温天气下。一些小排量汽车在这种情况下甚至会出现水沸现象，影响驾驶也降低了空调效率。因此每次使用空调时间不宜过久，如果车内温度已经达到舒适的温度，就可以把空调关掉，隔一会儿再开。
(9) 不要开着空调在车内吸烟。由于车厢内吸烟，烟雾一下子排不出去，刺激眼
睛和呼吸系统，不利于健康，若吸烟，应将空调通风控制调整到“排出”位置，使车厢内烟雾排出车外。
(10) 不在开着空调的停驶车内长时间休息或睡眠。由于汽车密封好，车辆停驶时，
车厢内通气性差，若此时开着空调休息或睡眠，很可能因发动机排出的CO气体漏入车内引起人员中毒，甚至死亡。
(11) 低速行驶时尽量不使用空调。行车中遇到交通堵塞时，不要为提高空调效能
而使发动机以较高转速运转，因为这样做对发动机和空调压缩机的使用寿命都有不利影响。
(12) 先熄火再关空调。有的车主常常在熄火之后才想起关闭空调，这对发动机是
有害的，因为这样在车辆下次启动时，发动机会带着空调的负荷启动，这样的高负荷会损伤发动机。因此每次停车后应先关闭空调再熄火，而且也应该在车辆启动两三分钟、发动机得到润滑后，再打开空调。
压缩机：压缩机的安装支架不得松动。传动三角皮带松紧适宜，过松会引起
打滑，造成压缩机转速下降，制冷量不足；过紧又加剧皮带磨损，以及造成曲轴
轴承过早损伤。压缩机冷冻机油油面高度应在规定范围内，在正常情况下冷冻机
油消耗量极少，如果从压缩机的视油镜片中看不到冷冻机油，则说明冷气系统中
存在泄漏现象，应及时维修。
冷凝器：为了保证整个空调系统能正常工作，制冷效果良好，保持冷凝器表
面的洁净是至关重要的。为此，经常清洗冷凝器，防止油污、泥土及其他杂物附
在冷凝器上。清洗时注意不要把冷凝器散热片碰倒，更不能损伤管子。
蒸发器：在蒸发器的进风口处，一般都装有空气滤网，空气滤网应每周清洗
一次，以免车内的灰尘、杂物吸附在空气滤网上而阻碍空气流通，造成制冷量不
足。
空调管路：要经常检查空调系统各软管有无磨损、老化现象。空调系统中大
量采用橡胶软管，如果这些软管有磨损，待环境温度升高、制冷系统工作时就会
爆管，导致制冷剂、冷冻机油漏光，空调系统完全失效。如果软管已破，空调还
继续运转，则会导致泥土和水分大量进入压缩机等部件，得整个冷气系统报废。
因此，一定要经常检查橡胶软管，发现有摩损的情况要及时处理，对已破了口的
部件要用布把破口包扎好，并停止使用空凋，尽快送去维修。
电气线路：经常检查空调的电路情况，防止电线的绝热层磨破。当空调系统
的保险烧损时，要先检查出毛病所在，待处理完后再换上保险管通电，切不可把
保险短接，否则有可能烧坏整个线路，也可能对汽车上的其他电路产生不良影响。
二 汽车空调系统故障的检测与诊断
一个汽车空调系统是处于压力之下并且包含潜在的致命的物质。重新装填一
个空调系统或者检测诊断空调系统不是一个简单的作业，必须采取专门预防措施
以防止意外事故，而且汽车空调系统出现故障的原因很多,需根据实际检测设备
情况、故障现象进行检测与诊断。
2.1.1汽车空调故障的DIY诊断
所谓DIY(do it yourself)诊断,即在车主在不具备专业检测诊断设备设施情况
下自己根据简单仪器或经验、感觉进行检测、诊断。
在检查高、低压管温度之前将空调设置到最大制冷:风量最大、直吹、空气
内循环、A/C开关打开。此时出风口的温度,大约在5℃～10℃左右为正常。支起
发动机盖确认电扇与压缩机均运转,如未运转,则松开高压管的保护盖,用利物轻轻按压高压排气顶针,看是否有强劲的制冷剂溢出,如有说明空调的故障在电路系统;反之,应仔细查看空调管的各接头是否有油渍,如有说明空调系统存在泄漏点。用手触摸高压管和低压管,仔细感觉它们的温度。
2.1.2专业维修故障分析、检测的一般方法
对于专业汽车空调维修站点,可以利用专业的仪器设备进行检测、诊断。在检测与排除空调故障时一般要做到看、摸、听、测4方面的工作。
(13) 听:从声响来判断压缩机的运行状况
正常的运转声应是:只能听到压缩机有轻脆而均匀的阀片跳动声,如果有敲击声,一般是制冷剂的“液击”声或是敲缸现象,如果有磨擦声,可能是压缩机负荷太重,润滑油不足或者断油以及离合器打滑等。
(14) 看:观察冷凝器表面是否清净,防止杂物和泥土附在冷凝器上
观察空调制冷系统所有连接部分是否有油渍,重点是压缩机轴封、前后盖板的密封垫、检修阀、安全阀等,观察各条软管有无磨损、老化、鼓泡、裂纹和渗漏,看玻璃观察窗内制冷剂的状态。
(15) 根据空调系统各部分温度情况进行诊断、分析
打开空调开关、使制冷压缩机运转15～20min。用手摸空调系统管路各部件的温度,正常情况下,高压端的管路为55～65℃,而低压端管路呈低温状态,低压端的部件和管路,连接部分都会出现结露。用双手小心触摸高压区,特别是高压端金属部件手感较热而不烫手为正常;如果手感烫手,首先检查冷凝器的冷却是否良好,冷凝器表面是否清洁而无杂物,风扇的风量是否过小;如果高压端手感热度不够,则为制冷剂过少;如果没有温度,则为制冷剂漏光。
在储液器上出现霜冷或水露,说明干燥剂破碎并堵住制冷剂流动管道。膨胀阀的手感温度是比较特殊的,它的制冷剂进口连接处较热,而出口连接处较凉,有水露,这些都是正常现象。如发现膨胀阀出口处有霜冷现象则说明膨胀阀的阀口已经堵塞,必须马上处理。低压管的手感冰凉,有水露,但不应该有霜冷,若有霜冷则说明系统有问题,可能是膨胀阀感温包内的传感液体已经漏光,应更换一个新的,也可能是制冷剂太多需要放掉一些,或者是蒸发器的温度传感器、恒温器或压力控制器出现故障。用双手触摸压缩机的进气口和排气口,手感温度应该有明显的差别,如果没有温度差别,则说明制冷剂全部漏光;如果差别不大,则说明制冷剂量不足。用手摸触各个管接头是否震松,特别是一些电器的插头插座的连接是否松动。
(16) 借助歧管压力表等仪器、万用表对制冷系统进行检测
①检查调整皮带的张力。新安装的皮带必须进行两次调整。第一次为新皮带安装,调整到规定值,运行30min后,第二次进行调整。皮带张力根据结构不同、中心距不同、其皮带张力也不同,应按各车型的说明书进行检查。
③检查电磁离合器。接通离合器电源开关,此时压缩机应马上工作;断开电源后,压缩机应立刻停止工作。冬天,当接通电源开关,如果压缩机不转,可能是由于低温保护开关起作用。此时可以直接从蓄电池引一条导线接通电磁离合器、以证明离合器的好坏,若能正常运转,说明离合器无故障。冬天室外温度很低,起动压缩机仍能运转,则说明低温保护开关已经损坏。
④检查风扇电机的调速器和继电器,接通风扇电机开关后,从低档到高档分别拨动调速器,在各档让风扇运转5min,检查吹出的风量是否有变化,如果没有变化,则可能是调速器的电阻箱和风扇继电器故障。
⑤检查高、低压保护开关和过热保护器。高、低压保护器开关和过热保护的目的是在制冷系统发生故障的时候,保护压缩机和制冷系统不受损坏。它们都和空调开关、风扇开关串联在一起,当系统工作压力太高,或者当环境温度太低,制冷剂泄漏完了,高低压力开关就会切断压缩机离合器的电路。检查时,可把被检查的开关短路,再接通制冷系统的开关,此时,若制冷系统开始工作,则说明此开关故障。用同样方法可以检查怠速控制器,温度控制器和超速继电器等,也可用万用表测量拆去电流线接头的各种控制器。
⑥检查采暖系统。在保证有足够的冷却液情况下,拧开散热器盖,在上液槽内应能看到冷却液,起动发动机并暖车后,无冷却液溢出加液口。冷却液不干净或有铁锈、液色变黄,都应该将冷却液放掉,用化学清洗剂清洗系统,然后用清水清洗干净,再加上防冻冷却液,充满冷却系统。拨调温度控制钮,出风口的温度应有变化,操纵机构应移动自如,如果温度不变,操纵吃力,则应该修理。
⑦检查膨胀阀。膨胀阀的毛细管不应有折弯,并用绝缘布牢固地包捆在蒸发器出口处,有的毛细管应正确插入制冷管路的插孔中,并用感温油纸包裹。
⑧检查观察孔。汽车空调大多数装配有观察孔来观察制冷系统内部工质的流动状况,通过观察孔检查制冷工质的方法:起动发动机,稳定在1500～1750r/min,制冷压缩机运行5min。擦干净观察孔的玻璃,把空调功能键置于MAX(最大制冷)位置,吹风机(包括空调器和冷凝器风机)置于最高转速,这时可从观察孔中看到如下几种情况:
a.清晰(孔内无气泡,也看不见液体流动)。这种状态可能是系统内制冷剂全部泄漏光,应立即关掉发动机,检查制冷系统制冷剂泄漏的原因;如果检查压缩机进气管和排气管,温差明显,则可能是制冷剂量过多,必须把多余的制冷剂排除;若暂
停压缩机工作,空调系统其余部分仍然工作时,45s后在观察孔上可以看到少许的气泡通过,则制冷剂适量。
b.气泡(偶尔或者缓慢地看到少量气泡流过)。说明制冷剂量稍有不足或制冷系统的干燥剂已经饱和,制冷剂内有水分混进。当膨胀阀有结霜现象,并且从观察孔有时看可到干燥剂变颜色,则系统制冷剂含有水分,应马上更换干燥剂。
c.泡沫。说明系统内制冷剂量严重不足,并且有大量水分和空气进入系统。 d.油斑(观察孔的玻璃上有条纹状的油渍或黑油状泡沫)。若进、排气口有明显温度差、停止压缩机,空调其余部分仍在工作,孔内玻璃的油渍干净,说明系统制冷剂量略少,冷冻油量过多,此时应想办法从系统内释放一些冷冻油,再加入适量的制冷剂;若压缩机进、排气管有明显温差,当压缩机停止工作,空调其余部分仍在工作时,玻璃上留下的油渍是黑色或有其它杂物,则说明系统内的冷冻油变质,必须清洗制冷系统;若压缩机进、排气阀门没有明显的温差,空调器出口也没有冷气出来,说明制冷剂全部漏光,观察孔玻璃镜上油斑是润滑油。
2.2奥迪100 V6 2.6E 轿车空调系统故障案例分析与维修
该车在街边快修店补充制冷剂，补充完几分钟后，压缩机便不工作。
诊断与排除
首先掀开前风挡下塑料盖板，从低压开关上拆下两线插头，并用线将其短接。拆下低
压开关，接上压力表，显示压力为715kPa，说明系统压力正常。该车装备全自动空调系统，
空调系统故障可以从控制单元的液晶显示屏上显示出来。
具体方法如下。
点火开关转到接通位置或启动发动机时，按下仪表板上的频道控制键，直到显示屏上
显示01C，然后用温度调节“+”“-”键调整频道，其中01C～51C 能显示空调系统各元
件的数据，例如：室温传感器、风门位置等。52C 频道则显示空调压缩机切断的原因，即
系统功能状况，分为“a、b、c、d、e、f、g”七个字段，一个字段表示空调系统的一个功
能现状，如显示圆点，则表示空调泵已接通。
按上述方法调节至 52C，此时屏上显示为g3/d3、g2、g1、g1、g2、g3 同时显示说明
空调系统良好。没有显示说明空调压缩机已断开，d3 表示发动机功率不足。 由此可判定空调压缩机不工作是因为发动机控制系统有故障，进入应急状态，即当转
速较低时，为了维持发动机的动力性而切断了附属负荷。在这种情况下，当转速上升到一
定范围，如果有较高、较稳定的功率输出，发动机应该能够恢复其附属负荷的控制功能。
为了证实这种推测，便启动发动机，打开空调。当发动机加速到 1800r/min 以上时，
空调压缩机就吸合，空调系统能正常工作。当转速下降到1200r/min 左右，便又断开，反
复几次都是如此。
在发动机舱罩下继电器盒里有三个两线插座，颜色分别为“黑、白、蓝”。当发动机
怠速运行时关闭所有附属用电器，用导线跨接黑色诊断座和白色诊断座左边插座4～5 秒后
再断开。从仪表板上“check”灯读出故障码为“2221”(每个故障码由4 组闪烁脉冲组成，
每个脉冲组之间有2.5 秒的间隔，每组脉冲最多闪4 次)。故障码2221 表示进气管压力信号
机械性故障(真空管断裂、堵塞、弯曲、挤压等)。
由于 V6 2.6E 车型的MPFI 系统采用进气压力传感器测量进气量，进气压力传感器被
集成在电脑板上，真空管一端插在进气歧管上引入真空，另一端从防火墙处进入驾驶室右
前踏脚板处，插在发动机电脑板压力传感器顺真空接口上(发动机及变速器控制单元在驾驶
室右前乘客踏脚板下)。
抽下进气歧管上压力传感器的真空管，进气管一侧感觉真空很明显。当用嘴吹进入驾
驶室电脑板上真空管时，有明显漏气现象。于是拆开右前乘客踏脚板处电脑盒，发现真空
管已经脱落，插上真空管后，空调系统马上恢复正常。
再次读出故障码 2221 后，短接黑白诊断座左边插头，4s～5s 后再继开短接线，显示故
障代码0000，又一次短接插头，4s～5s 后再继开短接线(清除故障码)。试车，空调系统
良好。
总结
由于汽车空调工作条件较恶劣,极易发生故障。要想合格快速的维修好汽车空调，第一、要彻底系统的了解汽车 空调的原理和结构。第二、要具备机电一体化的维修技术。第三、要对维修车辆空调控制原理要了解，要有原厂的维修资料。第四、要有合格的、专业的维修设备。本文从汽车空调制冷系统的结构、工作原理入手,并根据长期的实践经验,总结出通过望、闻、问、切、测的方法对空调制冷系统故障进行诊断方法,同时详细介绍了常见故障排除方法。本文诊断方法具有较强的实用性和可操作性。
致谢
漫漫无忧的学生日子已经告别，我们再也不是老师们眼中那些调皮捣蛋的不听话的学生了。现在的我们也没有这样的机会，我们有的只有努力向前奋斗，但是谢谢老师这四年一直的照顾，感谢我的母校给我的知识。
谢谢指导老师审批我的毕业论文。
参考文献
一汽mazda空调基本原理教材
奥迪空调故障诊断维修手册
杭州技师学院教材书【汽车电器、空调系统】
汽车空调基本原理教材书
长沙理工大学继续教育学院
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学 号： 2010BDH04070
姓 名： 张晓东
指导老师： 吴文兵
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完成日期： 2012年2月
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一 前言................................................ 错误！未定义书签。
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1.1.1 空调系统的基本原理 ............................................ 4
1.1.2 空调系统的结构 ................................................ 4
1.1.3 空调系统的特点 ................................................ 5
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1.2.1按功能分类„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
1.2.2按驱动方式分类„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
1.2.3按机组形式分类„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
1.2.4按蒸发箱布置方式分类„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
1.2.5按送风方式分类„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
1.3 汽车空调制冷系统的结构及工作原理................... 错误！未定义书签。
1.4 汽车空调系统的使用与维护............................................ 7
1.4.1 汽车空调系统的使用 ............................................ 8
1.4.2 汽车空调系统的维护 ............................................ 4
二 .汽车空调系统故障的检测与诊断........................................ 5
2.1.1 汽车空调故障的DIY诊断 ........................................ 5
2.1.2 专业维修故障分析、检测的一般方法 ............................. 10
2.2空调系统故障案例分析与维修„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 总结................................................................... 7 致谢 ................................................................... 8 参考文献
一 前言
了解空调的基本工作原理和相关结构操作，分析研究汽车空调故障现象、原因、探索汽车
空调故障的排除方法和维修工艺，具有重大而现实的意义。本文重点通过轿车空调故障的探
讨，正确认识汽车空调故障，更好的使用和维护汽车空调。
1.1汽车空调系统的基本原理、结构及特点
1.1.1 汽车空调系统的基本原理
1.1.2汽车空调系统的结构
现代空调系统由制冷系统、供暖系统、通风和空气净化装置及控制系统组成。
汽车空调一般主要由压缩机、电控离合器、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、贮液
干燥器、管道、冷凝风扇、真空电磁阀、怠速器和控制系统等组成。汽车空调分
高压管路和低压管路。高压侧包括压缩机输出侧、高压管路、冷凝器、贮液干燥
器和液体管路；低压侧包括蒸发器、积累器、回气管路、压缩机输入侧和压缩机
机油池。
贮液干燥器——实际上是一个贮存制冷剂及吸收制冷剂水分、杂质的装置。
一方面，它相当于汽车的油箱，为泄露制冷剂多出的空间补充制冷剂。另一方面，
它又像空气滤清器那样，过滤掉制冷剂中掺杂的杂质。贮液干燥器中还装有一定
的硅胶物质，起到吸收水分的作用。
冷凝器和蒸发器——它们虽然叫法不一样，但结构类似。它们都是在一排弯
绕的管道上布满散热用的 金属薄片，以此实现外界空气与管道内物质的热交换
的装置。冷凝器的冷凝指的是其管道内的制冷剂散热从气态凝成液态。其原理与
发动机的散热水箱相近（区别只 在于水箱的水一直是液态而已），所以它经常被
安装在车头，与水箱一起，共同享受来自前方的习习凉风。总之冷凝器是哪里凉
快哪里去，以便其散热冷凝。蒸发器 与冷凝器正好相反，它是制冷剂由液态变
成气态（即蒸发）吸收热量的场所。
1.1.3汽车空调系统的特点
(1) 空调装置运行时振动较大，前面已提到汽车空调装置是移动式车载空调装
置，由于道路不平，汽车在行驶中颠簸振动大，所以装置中连接管道应采用挠性制冷剂管道。
(2) 冷凝器紧靠着发动机的散热器,所以它的冷凝温度往往是低高的,所以其运行
工况比其他空调装置恶劣。
(3) 汽车空调系统的压缩机是直接由发动机驱动的，它是通过一个皮带驱动机构
来实现的。当压缩机不工作时，压缩机可以与发动机脱开，它是通过一个电子离合
器来实现的。空调系统停止工作时，应经常检查皮带的松紧，以确定离合器动作是否正确，有时离合器因轴承的损坏而影响压缩机的轴封，造成压缩机轴封处制冷剂泄漏。所以要检查离合器轴承损坏的早期迹象。
1.2 汽车空调的种类介绍
1.2.1按功能分类
单功能汽车空调装置
仅有单制冷或单采暖或单通风功能，各系统相互独立，自成系统。
多功能汽车空调装置
集制冷、采暖和通风功能于一体的空调方式。它们共用一个风机及操纵机构，根据需要提供合适的冷、暖或通风。
1.2.2按驱动方式分类
非独立式
运行制冷工况受汽车行驶速度和负荷的影响。特点在于系统结构简单、不增加辅助发动机、不占用空间、质量小、造价低，一般适用于压缩机功耗不大，而主机功率也足够的小客车和中型车。
独立式
压缩机由专门设置的辅助发动机带动制冷，与车速和负荷无关，工况较稳定，在停车状况能向车内提供冷气。由于加装了一台辅助发动机，能耗与成本增加，占用空间位置也大，维护保养复杂。
1.2.3按机组形式分类
整体独立式
各个组件装在一个专用机架上。结构紧凑，整个制冷系统各个组件的连接管路制冷剂充灌量少，泄漏问题易于控制，但是机组高度受到限制，要考虑轴负荷的分配要求
分散式
压缩机、冷凝器和蒸发器各是一个独立总成。安装灵活性大，有利于轴负荷分配和气流组织，但往往管道长，阻力增大。是当前大多数中小型汽车采用的方 式。
装置组合式
蒸发器与冷凝器组合成一体，与压缩机分开。压缩机由主机驱动或辅机带动。三类：顶置式空调器；后置式空调器；底置式空调器。
1.2.4按蒸发箱布置方式分类
仪表板式、车内顶置式、立式、下置式、车外顶置式、后置式。
1.2.5按送风方式分类
直吹式
将经空调机处理后符合要求的空气直接吹出。这种方式结构简单，风压损失小，但送风难均匀，一般小客车和中、小型旅行车采用。
风道式
将处理后的空气通过风道送出，可把风送到需要的部位，进行良好的气流组织，提高舒适性，送风机功率要加大。主要用于大中型客车。
1.3汽车空调制冷系统的结构及工作原理
制冷系统工作时，制冷剂以不同的状态在这个密闭系统内循环流动，每个循
环又四个基本过程：
(1) 压缩过程：压缩机吸入蒸发器出口处的低温低压的制冷剂气体，把它压缩成
高温高压的气体排出压缩机。
(2) 散热过程：高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器，由于压力及温度的降低，
制冷剂气体冷凝成液体，并排出大量的热量。
(3) 节流过程：温度和压力较高的制冷剂液体通过膨胀装置后体积变大，压力和
温度急剧下降，以雾状（细小液滴）排出膨胀装置。
吸热过程：雾状制冷剂液体进入蒸发器，因此时制冷剂沸点远低于蒸发器内温度，故制冷剂
液体蒸发成气体。在蒸发过程中大量吸收周围的热量，而后低温低压 的制冷剂蒸气又进入
压缩机。上述过程周而复始的进行，达到降低蒸发器周围空气温度的目的。
1.4汽车空调系统的使用与维护
(4) 选择合适的空调温度。当然在夏季，许多人喜欢把温度调的很低。殊不知当
温度调得过低，会影响身体健康，所以空调温度调整一定要适宜。人体最适宜的温度是20℃至25℃，超过28℃，人就会觉得闷热。而低于14℃，人就会觉得冷。因此，空调应将车内温度控制在18℃至25℃之间，温度过低容易使人生病。
(5) 夏季进车立即启动内循环。汽车在烈日下停放的时间较长时，有些车主喜欢
一启动汽车就立刻开启空调并开启内循环，认为这样可以让车厢内温度下降得快一点。但因为车内的温度比车外温度高，所以这样反而效果不好。刚进入车内的时候，应该先开窗通风，并开启外循环，把热气都排出去。等车厢内温度下降之后，再换成内循环。
(6) 人们都知道要在全封闭状态下使用空调。对于汽车空调也一样，在使用过程
中若车门，车窗关闭不严，将使制冷效果不佳，而且还浪费燃油。
(7) 空调出风口方向随意调。有的车主在使用空调时，不注意调整空调吹风的方
向，这不利于发挥空调的最佳效果。根据冷空气下沉、热空气上升的原理，正确的做法应该是，开冷气时将出风口向上，开暖气时将出风口向下。
(8) 长时间开着空调。有的车主常常在上车后就一直开着空调，但是长时间使用
空调会使冷凝器压力过大，这会对制冷系统造成损耗，因为空调是发动机的一个沉重负担，而发动机本身就是一个发热体，更何况在高温天气下。一些小排量汽车在这种情况下甚至会出现水沸现象，影响驾驶也降低了空调效率。因此每次使用空调时间不宜过久，如果车内温度已经达到舒适的温度，就可以把空调关掉，隔一会儿再开。
(9) 不要开着空调在车内吸烟。由于车厢内吸烟，烟雾一下子排不出去，刺激眼
睛和呼吸系统，不利于健康，若吸烟，应将空调通风控制调整到“排出”位置，使车厢内烟雾排出车外。
(10) 不在开着空调的停驶车内长时间休息或睡眠。由于汽车密封好，车辆停驶时，
车厢内通气性差，若此时开着空调休息或睡眠，很可能因发动机排出的CO气体漏入车内引起人员中毒，甚至死亡。
(11) 低速行驶时尽量不使用空调。行车中遇到交通堵塞时，不要为提高空调效能
而使发动机以较高转速运转，因为这样做对发动机和空调压缩机的使用寿命都有不利影响。
(12) 先熄火再关空调。有的车主常常在熄火之后才想起关闭空调，这对发动机是
有害的，因为这样在车辆下次启动时，发动机会带着空调的负荷启动，这样的高负荷会损伤发动机。因此每次停车后应先关闭空调再熄火，而且也应该在车辆启动两三分钟、发动机得到润滑后，再打开空调。
压缩机：压缩机的安装支架不得松动。传动三角皮带松紧适宜，过松会引起
打滑，造成压缩机转速下降，制冷量不足；过紧又加剧皮带磨损，以及造成曲轴
轴承过早损伤。压缩机冷冻机油油面高度应在规定范围内，在正常情况下冷冻机
油消耗量极少，如果从压缩机的视油镜片中看不到冷冻机油，则说明冷气系统中
存在泄漏现象，应及时维修。
冷凝器：为了保证整个空调系统能正常工作，制冷效果良好，保持冷凝器表
面的洁净是至关重要的。为此，经常清洗冷凝器，防止油污、泥土及其他杂物附
在冷凝器上。清洗时注意不要把冷凝器散热片碰倒，更不能损伤管子。
蒸发器：在蒸发器的进风口处，一般都装有空气滤网，空气滤网应每周清洗
一次，以免车内的灰尘、杂物吸附在空气滤网上而阻碍空气流通，造成制冷量不
足。
空调管路：要经常检查空调系统各软管有无磨损、老化现象。空调系统中大
量采用橡胶软管，如果这些软管有磨损，待环境温度升高、制冷系统工作时就会
爆管，导致制冷剂、冷冻机油漏光，空调系统完全失效。如果软管已破，空调还
继续运转，则会导致泥土和水分大量进入压缩机等部件，得整个冷气系统报废。
因此，一定要经常检查橡胶软管，发现有摩损的情况要及时处理，对已破了口的
部件要用布把破口包扎好，并停止使用空凋，尽快送去维修。
电气线路：经常检查空调的电路情况，防止电线的绝热层磨破。当空调系统
的保险烧损时，要先检查出毛病所在，待处理完后再换上保险管通电，切不可把
保险短接，否则有可能烧坏整个线路，也可能对汽车上的其他电路产生不良影响。
二 汽车空调系统故障的检测与诊断
一个汽车空调系统是处于压力之下并且包含潜在的致命的物质。重新装填一
个空调系统或者检测诊断空调系统不是一个简单的作业，必须采取专门预防措施
以防止意外事故，而且汽车空调系统出现故障的原因很多,需根据实际检测设备
情况、故障现象进行检测与诊断。
2.1.1汽车空调故障的DIY诊断
所谓DIY(do it yourself)诊断,即在车主在不具备专业检测诊断设备设施情况
下自己根据简单仪器或经验、感觉进行检测、诊断。
在检查高、低压管温度之前将空调设置到最大制冷:风量最大、直吹、空气
内循环、A/C开关打开。此时出风口的温度,大约在5℃～10℃左右为正常。支起
发动机盖确认电扇与压缩机均运转,如未运转,则松开高压管的保护盖,用利物轻轻按压高压排气顶针,看是否有强劲的制冷剂溢出,如有说明空调的故障在电路系统;反之,应仔细查看空调管的各接头是否有油渍,如有说明空调系统存在泄漏点。用手触摸高压管和低压管,仔细感觉它们的温度。
2.1.2专业维修故障分析、检测的一般方法
对于专业汽车空调维修站点,可以利用专业的仪器设备进行检测、诊断。在检测与排除空调故障时一般要做到看、摸、听、测4方面的工作。
(13) 听:从声响来判断压缩机的运行状况
正常的运转声应是:只能听到压缩机有轻脆而均匀的阀片跳动声,如果有敲击声,一般是制冷剂的“液击”声或是敲缸现象,如果有磨擦声,可能是压缩机负荷太重,润滑油不足或者断油以及离合器打滑等。
(14) 看:观察冷凝器表面是否清净,防止杂物和泥土附在冷凝器上
观察空调制冷系统所有连接部分是否有油渍,重点是压缩机轴封、前后盖板的密封垫、检修阀、安全阀等,观察各条软管有无磨损、老化、鼓泡、裂纹和渗漏,看玻璃观察窗内制冷剂的状态。
(15) 根据空调系统各部分温度情况进行诊断、分析
打开空调开关、使制冷压缩机运转15～20min。用手摸空调系统管路各部件的温度,正常情况下,高压端的管路为55～65℃,而低压端管路呈低温状态,低压端的部件和管路,连接部分都会出现结露。用双手小心触摸高压区,特别是高压端金属部件手感较热而不烫手为正常;如果手感烫手,首先检查冷凝器的冷却是否良好,冷凝器表面是否清洁而无杂物,风扇的风量是否过小;如果高压端手感热度不够,则为制冷剂过少;如果没有温度,则为制冷剂漏光。
在储液器上出现霜冷或水露,说明干燥剂破碎并堵住制冷剂流动管道。膨胀阀的手感温度是比较特殊的,它的制冷剂进口连接处较热,而出口连接处较凉,有水露,这些都是正常现象。如发现膨胀阀出口处有霜冷现象则说明膨胀阀的阀口已经堵塞,必须马上处理。低压管的手感冰凉,有水露,但不应该有霜冷,若有霜冷则说明系统有问题,可能是膨胀阀感温包内的传感液体已经漏光,应更换一个新的,也可能是制冷剂太多需要放掉一些,或者是蒸发器的温度传感器、恒温器或压力控制器出现故障。用双手触摸压缩机的进气口和排气口,手感温度应该有明显的差别,如果没有温度差别,则说明制冷剂全部漏光;如果差别不大,则说明制冷剂量不足。用手摸触各个管接头是否震松,特别是一些电器的插头插座的连接是否松动。
(16) 借助歧管压力表等仪器、万用表对制冷系统进行检测
①检查调整皮带的张力。新安装的皮带必须进行两次调整。第一次为新皮带安装,调整到规定值,运行30min后,第二次进行调整。皮带张力根据结构不同、中心距不同、其皮带张力也不同,应按各车型的说明书进行检查。
③检查电磁离合器。接通离合器电源开关,此时压缩机应马上工作;断开电源后,压缩机应立刻停止工作。冬天,当接通电源开关,如果压缩机不转,可能是由于低温保护开关起作用。此时可以直接从蓄电池引一条导线接通电磁离合器、以证明离合器的好坏,若能正常运转,说明离合器无故障。冬天室外温度很低,起动压缩机仍能运转,则说明低温保护开关已经损坏。
④检查风扇电机的调速器和继电器,接通风扇电机开关后,从低档到高档分别拨动调速器,在各档让风扇运转5min,检查吹出的风量是否有变化,如果没有变化,则可能是调速器的电阻箱和风扇继电器故障。
⑤检查高、低压保护开关和过热保护器。高、低压保护器开关和过热保护的目的是在制冷系统发生故障的时候,保护压缩机和制冷系统不受损坏。它们都和空调开关、风扇开关串联在一起,当系统工作压力太高,或者当环境温度太低,制冷剂泄漏完了,高低压力开关就会切断压缩机离合器的电路。检查时,可把被检查的开关短路,再接通制冷系统的开关,此时,若制冷系统开始工作,则说明此开关故障。用同样方法可以检查怠速控制器,温度控制器和超速继电器等,也可用万用表测量拆去电流线接头的各种控制器。
⑥检查采暖系统。在保证有足够的冷却液情况下,拧开散热器盖,在上液槽内应能看到冷却液,起动发动机并暖车后,无冷却液溢出加液口。冷却液不干净或有铁锈、液色变黄,都应该将冷却液放掉,用化学清洗剂清洗系统,然后用清水清洗干净,再加上防冻冷却液,充满冷却系统。拨调温度控制钮,出风口的温度应有变化,操纵机构应移动自如,如果温度不变,操纵吃力,则应该修理。
⑦检查膨胀阀。膨胀阀的毛细管不应有折弯,并用绝缘布牢固地包捆在蒸发器出口处,有的毛细管应正确插入制冷管路的插孔中,并用感温油纸包裹。
⑧检查观察孔。汽车空调大多数装配有观察孔来观察制冷系统内部工质的流动状况,通过观察孔检查制冷工质的方法:起动发动机,稳定在1500～1750r/min,制冷压缩机运行5min。擦干净观察孔的玻璃,把空调功能键置于MAX(最大制冷)位置,吹风机(包括空调器和冷凝器风机)置于最高转速,这时可从观察孔中看到如下几种情况:
a.清晰(孔内无气泡,也看不见液体流动)。这种状态可能是系统内制冷剂全部泄漏光,应立即关掉发动机,检查制冷系统制冷剂泄漏的原因;如果检查压缩机进气管和排气管,温差明显,则可能是制冷剂量过多,必须把多余的制冷剂排除;若暂
停压缩机工作,空调系统其余部分仍然工作时,45s后在观察孔上可以看到少许的气泡通过,则制冷剂适量。
b.气泡(偶尔或者缓慢地看到少量气泡流过)。说明制冷剂量稍有不足或制冷系统的干燥剂已经饱和,制冷剂内有水分混进。当膨胀阀有结霜现象,并且从观察孔有时看可到干燥剂变颜色,则系统制冷剂含有水分,应马上更换干燥剂。
c.泡沫。说明系统内制冷剂量严重不足,并且有大量水分和空气进入系统。 d.油斑(观察孔的玻璃上有条纹状的油渍或黑油状泡沫)。若进、排气口有明显温度差、停止压缩机,空调其余部分仍在工作,孔内玻璃的油渍干净,说明系统制冷剂量略少,冷冻油量过多,此时应想办法从系统内释放一些冷冻油,再加入适量的制冷剂;若压缩机进、排气管有明显温差,当压缩机停止工作,空调其余部分仍在工作时,玻璃上留下的油渍是黑色或有其它杂物,则说明系统内的冷冻油变质,必须清洗制冷系统;若压缩机进、排气阀门没有明显的温差,空调器出口也没有冷气出来,说明制冷剂全部漏光,观察孔玻璃镜上油斑是润滑油。
2.2奥迪100 V6 2.6E 轿车空调系统故障案例分析与维修
该车在街边快修店补充制冷剂，补充完几分钟后，压缩机便不工作。
诊断与排除
首先掀开前风挡下塑料盖板，从低压开关上拆下两线插头，并用线将其短接。拆下低
压开关，接上压力表，显示压力为715kPa，说明系统压力正常。该车装备全自动空调系统，
空调系统故障可以从控制单元的液晶显示屏上显示出来。
具体方法如下。
点火开关转到接通位置或启动发动机时，按下仪表板上的频道控制键，直到显示屏上
显示01C，然后用温度调节“+”“-”键调整频道，其中01C～51C 能显示空调系统各元
件的数据，例如：室温传感器、风门位置等。52C 频道则显示空调压缩机切断的原因，即
系统功能状况，分为“a、b、c、d、e、f、g”七个字段，一个字段表示空调系统的一个功
能现状，如显示圆点，则表示空调泵已接通。
按上述方法调节至 52C，此时屏上显示为g3/d3、g2、g1、g1、g2、g3 同时显示说明
空调系统良好。没有显示说明空调压缩机已断开，d3 表示发动机功率不足。 由此可判定空调压缩机不工作是因为发动机控制系统有故障，进入应急状态，即当转
速较低时，为了维持发动机的动力性而切断了附属负荷。在这种情况下，当转速上升到一
定范围，如果有较高、较稳定的功率输出，发动机应该能够恢复其附属负荷的控制功能。
为了证实这种推测，便启动发动机，打开空调。当发动机加速到 1800r/min 以上时，
空调压缩机就吸合，空调系统能正常工作。当转速下降到1200r/min 左右，便又断开，反
复几次都是如此。
在发动机舱罩下继电器盒里有三个两线插座，颜色分别为“黑、白、蓝”。当发动机
怠速运行时关闭所有附属用电器，用导线跨接黑色诊断座和白色诊断座左边插座4～5 秒后
再断开。从仪表板上“check”灯读出故障码为“2221”(每个故障码由4 组闪烁脉冲组成，
每个脉冲组之间有2.5 秒的间隔，每组脉冲最多闪4 次)。故障码2221 表示进气管压力信号
机械性故障(真空管断裂、堵塞、弯曲、挤压等)。
由于 V6 2.6E 车型的MPFI 系统采用进气压力传感器测量进气量，进气压力传感器被
集成在电脑板上，真空管一端插在进气歧管上引入真空，另一端从防火墙处进入驾驶室右
前踏脚板处，插在发动机电脑板压力传感器顺真空接口上(发动机及变速器控制单元在驾驶
室右前乘客踏脚板下)。
抽下进气歧管上压力传感器的真空管，进气管一侧感觉真空很明显。当用嘴吹进入驾
驶室电脑板上真空管时，有明显漏气现象。于是拆开右前乘客踏脚板处电脑盒，发现真空
管已经脱落，插上真空管后，空调系统马上恢复正常。
再次读出故障码 2221 后，短接黑白诊断座左边插头，4s～5s 后再继开短接线，显示故
障代码0000，又一次短接插头，4s～5s 后再继开短接线(清除故障码)。试车，空调系统
良好。
总结
由于汽车空调工作条件较恶劣,极易发生故障。要想合格快速的维修好汽车空调，第一、要彻底系统的了解汽车 空调的原理和结构。第二、要具备机电一体化的维修技术。第三、要对维修车辆空调控制原理要了解，要有原厂的维修资料。第四、要有合格的、专业的维修设备。本文从汽车空调制冷系统的结构、工作原理入手,并根据长期的实践经验,总结出通过望、闻、问、切、测的方法对空调制冷系统故障进行诊断方法,同时详细介绍了常见故障排除方法。本文诊断方法具有较强的实用性和可操作性。
致谢
漫漫无忧的学生日子已经告别，我们再也不是老师们眼中那些调皮捣蛋的不听话的学生了。现在的我们也没有这样的机会，我们有的只有努力向前奋斗，但是谢谢老师这四年一直的照顾，感谢我的母校给我的知识。
谢谢指导老师审批我的毕业论文。
参考文献
一汽mazda空调基本原理教材
奥迪空调故障诊断维修手册
杭州技师学院教材书【汽车电器、空调系统】
汽车空调基本原理教材书