汽车空调制冷系统的常见故障诊断

于丽丽

摘要：汽车的空气调节装置（简称汽车空调），即对汽车车厢内的空气温度、空气湿度、空气洁净度及空气窜动速度等部分或全部地进行调节，使其控制在合适范围内，从而创造一个舒适的驾驶及乘坐环境。汽车空气调节装置主要由空气制冷系统、空气供暖系统、空气强制通风系统及空气净化系统等组成。在生活中人们俗称的汽车空调主要指汽车空调中的制冷系统（冷气系统）。本文主要分析汽车空调制冷系统的组成、工作过程及常见故障诊断排除，并给出正确使用空调及养护的方法。

Abstract： Air conditioning device for automobile （hereinafter referred to as automobile air conditioning）， that is， the air temperature， air humidity， air cleanliness and air movement speed in the automobile compartment are partially or completely adjusted to control them within an appropriate range， so as to create a comfortable driving and riding environment. Automobile air conditioning devices are mainly composed of air refrigeration system， air heating system， air forced ventilation system and air purification system Chemical system， etc. In life， the commonly known automobile air conditioning mainly refers to the refrigeration system （air conditioning system） in automobile air conditioning. This paper mainly analyzes the composition， working process and common fault diagnosis and troubleshooting of automobile air conditioning refrigeration system， and gives the correct use of air conditioning and maintenance methods.

关键词： 制冷系统;故障诊断;维护;正确使用

Key words： refrigeration system;fault diagnosis;maintenance;correct use

中图分类号：U472.41                                    文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2022）05-0124-03

1  汽车空气调节制冷系统基本组成及工作过程

1.1 汽车空调制冷系统的组成

制冷系统主要由制冷剂（俗称冷媒，家用轿车使用的制冷剂型號为R134a）、压缩机、储液干燥器、蒸发器、冷凝器、膨胀阀等部件组成。压缩机是整个制冷系统的动力来源，即制冷系统的“泵”，通过发动机皮带驱动使制冷剂在系统被压缩并做内循环运动。如果压缩机损坏，汽车空调制冷系统将失去运行的动力，出现不制冷的现象。由于技术的更新换代，目前中高级轿车均使用变排量压缩机，即随着制冷的需求量不同，会适时改变制冷剂的压缩量。在制冷工作过程中的有两处进行了热交换，分别发生在冷凝器与蒸发器处，冷凝器外部热量低于内部热量，蒸发器外部热量高于内部热量。

1.2 制冷系统的工作过程（工作原理）

1.2.1 制冷系统的工作原理

车辆空调制冷原理与家用空调制冷原理是相同的：即利用蒸发器内沸点很低的冷媒在汽化过程中要吸收周围空气中热量的原理，根据能量守恒定律，车内空气中的热量转移给了管道中的冷媒，进入下一个制冷循环，达到车室内降温的目的。

1.2.2 制冷系统的工作过程

①压缩环节。压缩机将蒸发器低压侧（气压约为0.15MPa、温度约为0℃）的低温低压气体状态冷媒增压成高温高压（气压约为1.5MPa、温度约为70～80℃）的气体状态的冷媒。物质状态不变，压力与温度发生变化，随后压缩机将高压高温的气体介质送至冷凝器中，开始冷凝环节。

②冷凝环节。高压高温的气态冷媒被压入冷凝器后，在冷凝器中进行冷却散热，此时工作介质的物理状态发生了改变，由气体状态变成了液体状态。工作介质的温度约为50℃，呈中温，气压约为1.0～1.2MPa，物理状态为液体。

②膨胀环节。工作介质将通过膨胀阀变成低温低压（气压约为0.15MPa、温度约为-5℃）的雾状蒸汽，工作原理类似喷泉的原理，液态工作介质膨胀后体积变大，因此工作介质的压力和温度急剧下降，在膨胀过程中同时进行节流控制，之后进入蒸发器进行蒸发。

④蒸发环节。蒸发过程即为车内制冷过程—吸热，膨胀环节低温低压的雾状蒸汽介质，在蒸发器内快速地进行吸热蒸发，实现车内制冷。此时的工作介质状态为压力约为0.15MPa、温度约为0℃的气态。

以上便是汽车空气调节装置制冷的过程，压缩机在过程中的作用类似泵，提供动力来源，从蒸发器出来的工作介质会不断地被压缩机吸入进入下一制冷循环。在整个制冷系统中空调回路分高压回路和低压回路。低压回路：低压管路、蒸发器、膨胀阀、压缩机输入侧和压缩机机油池;高压回路：高压管路、压缩机输出侧、冷凝器、贮液干燥器、膨胀阀。高低压回路需要分辨清楚，为后续故障排除奠定基础。

2  汽车空调制冷系统常见故障诊断

2.1 常见诊断方法

2.1.1 用眼观察

汽车排除故障的方法，先从最简单，容易的方法入手，避免上来进行复杂拆卸。因此先通过眼睛察看整个空气调节系统。察看整个装置中是否存在明显泄漏的地方，各个部件管路有无破损及之间的连接有无松动。如系统中无泄漏继续察看个别部件有无堵塞或变形，如冷凝器，蒸发器。

2.1.2 用耳细听

压缩机是制冷过程的动力来源，其工作的好坏直接影响系统的正常运行。压缩机比较常见的故障之一为异响，系统中压缩机工作是否正常可以先用耳朵细听。若压缩机中的离合器有故障会发出刺耳的声响，若压缩机有液击现象也会出现异响。

2.1.3 用手触摸

汽车空调系统制冷过程，工作介质不仅有压力上的变化还存在温度上的变化，我们可以巧妙地运用介质温度的变化，对系统进行初步地检测。可以用手触摸部件，会存在比较明显的冷热状态。如从压缩机出口—冷凝器—储液器—膨胀阀进口处应呈较热状态，从膨胀阀出口—蒸发器—压缩机进口应较冷。

2.1.4 用仪器测量

如若以上简单的步骤不可以检测出系统的故障，我们可以使用有关仪器、仪表来进行测试。

①用检漏仪检漏，检测管路中有无泄漏的地方，如果发现及时进行修复或更换。

②用万用表检查，检测压缩机电磁离合器的电阻是否符合要求。

③用温度计检查，检测出风口，蒸发器，冷凝器及储液罐的温度是否符合要求。

④用压力表检查，压力表分为高压表（红表头）、低压表（蓝表头）。在检测过程中需按照要求接到管路中高低压检测口上，其中发动机运行转速为2000rpm，面板风速调至最大，设置温度调至最低进行测量：低压端压力约为0.15MPa，高端压力约为1.5MPa。

2.2 制冷系统常见故障的诊断及排除

2.2.1 空调系統不制冷故障

①故障现象。

发动机点火后，空调制冷开关打开，面板上每个出风口出风正常（鼓风机正常），但没有冷风。

②故障原因。

1）系统中有泄漏：查看系统有无出现泄漏。

2）熔断丝烧断：电路故障。

3）压缩机方面故障。压缩机内部损坏，电磁离合器损坏，压缩机外部皮带断裂、松弛。

4）膨胀阀内部损坏。

5）制冷系统内部堵塞。

③故障排除。

出现空调系统不制冷故障，故障部位一般是在制冷系统或电路部分。首先应查砍系统有无泄漏（表现为高低压皆低于正常值），其次查看压缩机驱动皮带是否断裂或打滑，若皮带完好，则检查，检查空调压缩机工作是否正常，若不正常须检查空调压缩机电磁离合器的控制装置及空调压缩机。故障诊断流程图如图1所示。

2.2.2 空调系统制冷不足故障

①故障现象。

发动机点火后，空调制冷开关打开，有出冷风，但制冷效果不佳。

②故障原因。

1）风门的调节拨杆卡滞，无法正常拨动。

2）系统内制冷量（冷媒）不足。

3）压缩机工作不良：电磁离合器故障、油液润滑不佳、皮带轮及皮带故障。

③故障排除。

诊断流程图如图2所示。

2.2.3 空调系统工作异响故障

①故障现象。

起动发动机，打开空调制冷开关，制冷强度正常，但系统发出异响。

②故障原因。

空调系统工作时产生异常响声，通常是由机械方面故障引起的。

1）压缩机处：压缩机皮带轮磨损、皮带松弛磨损、电磁离合器打滑无法正常吸合、压缩机内部润滑不良磨损严重。

2）鼓风机处：叶片是否损坏、与壳体有无剐蹭、内部轴承磨损严重。

3）制冷剂不足或过量。

4）系统内共振引起的响声。

5）制冷系统中有水分。

③故障排除。

故障诊断流程图如图3所示。

2.2.4 开空调后，转弯或制动时出现噪声

开启空调制冷开关后，正常行驶没有噪声，当汽车转弯或是制动时出现异响。这个异响并非来自机械部件内部的磨损或是安装松旷，而是由于工作液（冷媒）加注过多引起的工作液的敲击声。故障排除：需要对多余的制冷剂进行回收，若没有观察孔的空调系统，需要排空系统的制冷剂，抽真空，重新加注制冷剂。回收加注制冷剂时需要按照汽车空调制冷剂回收、加注的工艺进行操作。

2.2.5 空调运行正常，出风口喷水

汽车空调制冷时，由于制冷原理，会有水排出。因此夏季，汽车驾驶舱下方会有水流出，这是正常现象。但如果制冷凝结的水从仪表板出风口排水这是非正常现象，需要排除。首先应该检查排水管是否存在折叠、压伤等现象，排水管安装是否无误，其次检查排水口是否被堵住，如堵住，需及时清理，最后检查水槽盖有无损坏，安装是否无误。

以上为汽车制冷系统常见故障现象及排除，现做以下总结：①压缩机故障：制冷剂量过多，润滑油液量过少，活塞敲缸，皮带轮螺栓松动等。②振动过大：离合器松，制冷剂充足，皮带张力不当，皮带轮安装不当等。③蒸发器结霜：温控开关故障，感温头安装不当等。④低压高压压力低：制冷剂不足，膨胀阀堵塞等。⑤低压压力高，高压压力低：压缩机内部泄漏，压缩机皮带打滑等。⑥低压高压压力高：制冷剂充足，系统内有空气，风扇皮带松，膨胀阀损坏等。⑦低压压力低，高压压力高：系统内有堵塞，膨胀阀损坏等。⑧出风口喷水：排水阀堵塞，排水管折叠等。

3  汽车空调的使用和日常维护

汽车空调的正确使用，空调系统的按时维护，是保证空调系统获得最佳制冷效果的前提，同时也可以延长零件的使用寿命，减少维修工作量。正确使用和维护汽车空调做如下简述：

3.1 使用汽车空调时，需保证汽车的全封闭状态

在使用空调时，车内需要保持密闭状态，如：车窗、车门需关闭、空气循环开启内循环。不然会导致制冷效果不佳，影响汽车经济性。

3.2 正确调整空调出风口的出风方向

为了达到最佳制冷效果，根据热空气上升、冷空气下沉的原理，开冷气时需将出风口朝上，开暖气时需将出风口朝下。家用空调的使用方法一致，如不注意风向的调整，会影响空调的使用效果。

3.3 选择适宜的空调温度

在炎热的夏季，一些车主为了快速降温，喜欢将温度调得很低。但过低的温度会影响身体健康。人体比较适宜的温度是20℃～25℃，低于14℃，人就会觉得冷。高于28℃，人就会觉得闷热，因此，汽车空调应将车内温度控制在18℃～25℃，空调温度调整一定要适宜。

3.4 不可长时间使用空调制冷

一些车主经常在上车后就一直开着空调，这样长时间的使用空调会使冷凝器压力过大，这会对制冷系统造成损耗。又由于压缩机依靠发动机驱动，相对于发动机而言，压缩机是一个负载。发动机本身就是一个发热体，对于一些小排量的汽车再高温天气下，会出现冷却水沸腾的现象，不仅影响汽车正常行驶，也降低了空调使用效率。

3.5 夏季进车不要立即开启内循环

夏季车厢内外温度都较高，一些车主进入汽车内迫不及待的开启空调制冷系统实际上这种做法是不可取的。此时车内的温度要比车外的温度高出很多，制冷效果不好。正确的做法，可以先打开左前右后车门，不停开关左前门，然后上车开窗并开启外循环进行通风，将热气都快速排出去。当车内温度下降之后，再换成内循环。

3.6 开空调时不易在车内吸烟

吸烟有害健康，在一个封闭的环境，二手烟对人体的伤害更大。开启空调制冷，车内实行内循环，烟雾无法正常排出，所以不建议内循环时吸烟。若需要吸烟，务必开启外循环模式。

3.7 不易在停驶的车内开空调长时间休息或睡眠

停驶的汽车是无法开启制冷系统，如需要开启，必须起动发动机。汽车怠速运行开启空调，发动机的负荷较大。发动机长期怠速高负荷运转，会形成积炭。再者汽车密闭，长时间休息会导致车内通气性差，甚至气体中毒引发死亡。

3.8 低速行驶时尽量不使用空调

对于普通家庭轿车，汽车低速工况与怠速工况，都会使发动机负荷较大，使得发动机高速运转，这样做对发动机和空调压缩机的使用寿命都有不利影响。

3.9 需先关空调再熄火

如果汽车熄火的时候没有关闭AC系统，下次汽车起动时，将默认汽车AC系统是开启状态。根据空调制冷系统的工作原理，发动机会带动压缩机运行，造成不必要的浪费，且高负荷的起动也会损伤发动机。因此每次停车后车主应该先关闭空调再进行熄火。

3.10 防止高温高压

空调制冷系统在高温高压环境下工作，管路中的橡胶管会变软变脆，容易爆裂。高压使压缩机负荷过大，磨损加快，温升很高，密封性下降。夏季空调的负荷较大，需要注意以下几点。

①保证冷凝器的散热片的表面清洁，如果表面脏污，将会影响冷媒的散热，使空调压缩机负荷加大。因此需要及時清除散热片上的灰尘，防止脏污盖住散热片。

②在空气进气口附近不能堆放物品，以防进气口被堵，致使空调系统空气流通受阻。

3.11 不使用空调的季节，压缩机也应当定期运转

压缩机内有冷冻机油，长时间不运作，使得机油受重力作用沉于机底。压缩机内部得不到良好的润滑，可能会造成压缩机内部生锈。所以在不使用空调的季节，也需要定期开启下制冷空调，让压缩机得以工作，保证内部润滑。如担心燃油消耗，可以把空调皮带调松一些，到下一个使用季节再张紧。

3.12 定期检查防冻液的量

每季度检查一次压缩机的固定支架是否松动，检查皮带的张紧度是否合适（一般皮带的挠度为13～15mm），检查压缩机轴封是否泄漏。

参考文献：

[1]王艳，常亮.汽车空调检测与维护[D].江苏大学，2020，05.

[2]龙清宇，孟庆浩.汽车空调原理与维修[D].东北大学出版社，2016.

[3]张蕾.汽车空调[M].机械工业出版社，2021.