汽车空调原理与维修试题答案-汽车空调原理与维修试题答案大全

汽车空调压缩机工作原理如下：

压缩机在整个系统中，担负着压缩驱动制冷剂的作用，在发动机的驱动下，持续吸入蒸发器中吸热汽化产生的低温低压制冷剂蒸汽，压缩后形成高温高压冷媒蒸汽，排至冷凝器，为冷媒在冷凝器中持续凝结放热创造高压条件。同时，克服冷媒在制冷回路中的循环流动阻力。

汽车空调制冷系统杂谈

1.常规的汽车空调中鼓风机调速，采用串电阻的方式，利用回路中阻值的大小来调节电压，达到调节风机转速目的。一般低档位串的阻值大，中档位串的阻值小，高档位不串电阻。这种方式原理比较简单，零部件成本也低，维修方便。但调节范围小，且很多电源功率白白消耗在电阻上。

2.新型的汽车空调中鼓风机调速多采用调速模块，通过PWM控制功率管（三极管）的功率输出变化，调整风机转速。尤其在自动空调系统中，目前普遍采用空调控制单元（内含DSP芯片），空调工作时，DSP根据程序设置和车内反馈信号发指令调节PWM（脉宽调制器）的占空比，经光耦隔离转换，用功率场效应管（MOSFET）作为主开关元件，通过改变开关元件的导通方式及通断比来改变输出电压的大小，从而调节风机转速。该电路主要由pwm脉冲波的产生，光耦隔离，驱动以及主开关元件等几部分组成。

以下是单片机控制的直流PWM调速装置的原理：

近年来，直流电动机的结构和控制方式都发生了很大的变化。随着计算机进入控制领域以及新型的电力电子功率元器件的不断出现，采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制(pulse width modulation,简称pwm)已成为直流电动机新的调速方式。这种调速方法具有开关频率高、低速运行稳定、动态性能优良、效率高等优点，更重要的是这种调速方式很容易在单片机控制系统中实现，因此具有很好的发展前景。采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制(pulse width modulation,简称pwm)已成为直流电动机新的调速方式。这种调速方法具有开关频率高、低速运行稳定、动态性能优良、效率高等优点，更重要的是这种调速方式很容易在单片机控制系统中实现，因此具有很好的发展前景。

pwm调速原理

pwm调速方法通常采用功率场效应管作为主开关元件，通过改变开关元件的导通方式及通断比来

改变输出电压的大小与极性，如图1所示。gd1与gd2是隔离放大的驱动元件，可以采用光电耦合隔离或变压器隔离。vt1和vt2是主开关元件(图1中是以mosfet为代表)，vd1和vd2是两个续流二极管，la是滤波电感。

当开关管mosfet的栅极输入高电平时，开关管导通，直流电动机电枢绕组两端有电压ud，t1(s)后。栅极输入变为低电平，开关管截止，电动机电枢两端电压为0。t2(s)后，栅极输出重新变为高电平，开关管的动作重复前面的工作。这样，对应着输入的电平高低，直流电动机电枢绕组两端的电压波形如图2所示。电动机电枢绕组两端的电压平均值u0为:

u0=×ud=×ud=αt×ud

(αt:占空比，0≤αt≤1)

在pwm调速系统中占空比αt是一个重要参数，在电源电压ud不变的情况下，电枢端电压的平均值取决于占空比αt的大小，改变αt的值可以改变电枢端电压的平均值从而达到调速的目的。

可以采用以下方法改变占空比αt的值。

(1) 定宽调频法:保持t1不变，只改变t2，这样使周期(或频率)也随之改变。

(2) 调宽调频法:保持t2不变，只改变t1，这样使周期(或频率)也随之改变。

(3) 定频调宽法:保持周期t(或频率)不变，同时改变t1和t2。

前两种方法由于在调速时改变了控制脉冲的周期(或频率)，当控制脉冲的频率与系统的固有频率接近时，将会引起振荡，因此常采用定频调宽法来改变占空比从而改变直流电动机电枢两端电压。

光耦部分起到隔离和电平转换的作用，因为单片机输出的是ttl电平(0~5v)，而驱动部分采用的是ir2103，它的电源要求是10v~20v，电路中采用了12v电源，所以要求的输入电平在0~12v之间。在此选用高速光耦6n136芯片。因为6n136的绝缘电压是2500v(最小值);具有可兼容的ttl电路;逻辑低电平和逻辑高电平的传输延迟时间都是0.5μs(带宽2mhz);供电电压是－0.5v~15v，其耐压和速度都符合电路的要求。

对于中小功率的电动机通常采用功率场效应管(metal oxide semiconductor field effect transistor,mosfet)作为主开关元件，mosfet是一种多电子导电的单极型电压控制器件，具有开关速度快、高频特性好、热稳定性优良、驱动电路简单、驱动功率小、安全工作区宽、无二次击穿问题等显著优点。目前功率场效应管的指标已经达到耐压600v，电流70a，工作频率100khz的水平，在开关电源、中小型功率的电机调速中得到广泛的应用。

随着造车技术的不断创新，人们对车辆舒适度的要求也越来越高，而空调系统就是决定车辆舒适度的一个重要环节。顾名思义，空调就是空气温度调节设备。在了解汽车空调制冷系统之前，我们先来了解一下工作原理。

一、认识汽车空调制冷系统

1、汽车空调制冷系统工作原理

我们在初中物理课上学过，水汽释放热量后液化，液态水吸收热量后蒸发汽化。根据这个原理，人类发明了空调。实验证明，利用氟利昂完成热量转换最为有效。但是现在家用空调都采用无氟制冷了，为什么绝大多数车型还是需要添加氟利昂？这主要和制冷效果和成本有关。汽车空调使用的压缩机体积小，而且需要占用部分发动机的动力，工作效率十分有限，想达到瞬间制冷的效果还得使用氟利昂。

2、空调四大部件

汽车空调系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器四个主要部件组成，中间由管路连接。

（1）压缩机是空调系统中的“心脏”，他在蒸发箱和冷凝器之间，负责吸入低压的制冷剂气体，压缩后输送到冷凝器。这期间压缩机起着两大作用，一是压缩气体，二是为制冷剂循环提供动力。常见的压缩机有往复式和旋转式，虽然工作方式不同，但是作用是一样的。

随着技术的革新，现在很多车辆都采用自动变频空调，自动检测并保持车内温度，与之相应的就是可变量压缩机。

（2）冷凝器是一个冷热交换的装置，它将空调管路中制冷剂的热量迅速散发到空气中，将制冷剂转化为液态。为了便于散热，冷凝器一般都装在汽车散热器的前端，与散热器共享风扇。根据冷却使用的介质不同，冷凝器有蒸发式、风冷式、水冷式、混合式等。

（3）膨胀阀在蒸发器前面，又叫调节阀或者节流阀，它会把高压液态制冷剂转化为低压气态制冷剂，是保证制冷剂进入蒸发箱后能够更高效工作的部件，它起到节流降压的作用。

（4）蒸发器也是一个冷热交换的装置，和冷凝器性质一样。只不过冷凝器的作用是散热，而蒸发器的作用是吸热。

3、空调四大部件如何工作

压缩机将气态的制冷剂（比如氟利昂）压缩，制冷剂温度和压力随之升高，到达冷凝器迅速散热转化成液态，液态的制冷剂经过空调管路进入膨胀阀，迅速气化变成气态低温的状态，最后进入蒸发器吸收热量，蒸发器变冷，经过蒸发器表面的空气也就变冷了，风机把变冷的空气吹到车内最终完成制冷。

二、常见的故障与解决方法

空调制冷系统故障的原因有很多种，第一步建议先拆除空调滤清器，检查出风口的温度，空调出风口的正常温度应该在7至9摄氏度左右。虽然把手放在空调出风口可以感受到空调制冷效果，但我们建议使用温度测试仪，很多家用万用表也带有温度测试功能。大面积的玻璃、被晒得发烫的中控台会使车辆驾驶舱的温度轻松超过40摄氏度，而且车辆整体也在不断地散热。只有出风口的温度低于设置温度，才能在最短时间内中和车内温度，达到制冷效果。下面就分享一下空调系统检修经验。

1、查看空调系统管路、冷凝器以及滤清器是否被杂物堵塞。

（1）空调系统用久了，管道可能会被灰尘堵住，而且灰尘中夹杂着大量细菌会损害健康。

（2）冷凝器分为上、下两个部分，温差达到20到25摄氏度才能正常工作，冷凝器堵塞也会不制冷。

（3）空调滤清器未及时更换，更换劣质的滤清器或者滤清器方向安装错误，都会造成空调制冷效果下降。

2、查找漏点。一旦空调不制冷了，大部分人都会先想到是否缺制冷剂（氟利昂），缺氟可能是空调系统中有漏点。如果漏点小，可以使用空调堵漏剂解决，这种方式比较经济，不用放出氟利昂；如果漏点比较大就需要维修或更换损坏的部分。

3、查看是否添加过量制冷剂。制冷剂添加量超出标准值，空调系统内部压力太大，压缩机就会开启自我保护功能而停止工作，也就不制冷了。

4、查看干燥罐是否达到饱和状态，如果达到饱和要及时更换。干燥罐的作用是吸收制冷剂中的水分，避免水分进入管道影响制冷效果。

5、检查散热风扇转速是否正常。散热风扇有低速、高速两个档，虽然风扇一直在转，如果高速挡没有正常运转，一旦空调压缩机压力过大就会启动自我保护功能，从而停止工作。

6、检查蒸发箱。蒸发箱内部堵塞或者蒸发箱表面很脏，制冷效果也会变差。蒸发箱在仪表台内部，检查的时候可以用内窥镜。如果维修更换蒸发箱的话，就要拆除仪表台了，工作量是非常大的，下图是福特福睿斯更换蒸发箱。

三、维护与保养

1、定期更换冷冻油。空调压缩机就如同汽车发动机，也需要冷冻油润滑，冷冻油时间长了会产生杂质影响工作，建议4年一换。空调系统保养时，更换冷冻油这一个步骤很容易被忽视，所以很多老车都不得不因此更换压缩机。压缩机价格很高，而且拆装起来很麻烦，这时冷冻油和氟利昂也不得不同步更换了。

2、添加制冷剂（氟利昂）。加注制冷剂的标准操作流程是通过低压管加注，但在实际操作中，也可以从高压管加注。制冷剂瓶口朝下加的是液态，瓶口朝上加的是气态，在加注时一定要分清制冷剂的气态和液态。更换制冷剂时要抽干空调内部的水分，时间要保证十到十五分钟。

3、更换气门芯。空调高、低压管上的气门芯更换也是广大车主朋友容易忽视的问题。在更换冷冻油的时候，我们都会更换气门芯，这是专用气嘴，空调管路的气门芯和轮胎气门芯的工作原理是一样的，里面也是橡胶结构，时间长了也会老化。

需要注意的是，空调系统内部压力非常大，更换高低压管路气门芯的时候，需要先泄出内部压力，氟利昂也就随时放走了。所以气门芯本身价格并不高，如果损坏需要单独更换，那么冷冻油和氟利昂的费用也得算上。

4、空调制冷系统的维护保养中，出现频率最高的就是氟利昂费用，但是氟利昂本身没有保质期，是不需要更换的，这到底是为什么呢？

这是因为在维修空调系统的时候，只要是拆装循环管路中的部件，就会使真空环境消失，管路中的氟利昂和冷冻油也就失效了。而且冷冻油和氟利昂是混在一起的，更换冷冻油的时候，氟利昂也会消失在空气中，所以这两部分的费用在空调系统维修中从不缺席。

大家在进行空调系统维修的时候，不要心疼多出的那部分氟利昂和冷冻油的费用。而且现在很多品牌都有复合产品，使我们在更换时更加方便，最常用的是三种：单纯氟利昂、氟利昂冷冻液2合1、氟利昂冷冻液检查液3合1。单纯的氟利昂费用较低；2合1的优势在于能够同时更换氟利昂和冷冻液；在2合1的基础上，3合1还能迅速查出空调系统的漏点。大家可以根据使用需求选择适合的产品。

5、空调系统中最常用的耗材是空调滤清器，建议每一万公里或者半年更换一次，一般是夏季和冬季到来之前。如果行驶里程多，行驶环境差，要增加更换频率。

大部分车型的空调滤清器在副驾驶手套箱附近，有些车型的空调外循环进风口在前风挡玻璃雨篦子下边，这些相对比较容易更换。也有很多车型的位置比较奇葩，比如福特福克斯要拆除油门踏板才能取下空调滤清器。

还有些车型有多个空调滤清器，比如奥迪Q5就有两个，不知道的话每次只更换一个也会造成。当然，最无语的还是部分法系车，空调滤清器在发动机舱防火盖板的后边，没有说明书的话连维修技师都找不到。

有些车主不想多花钱，就会选择很便宜的产品。但是空调滤清器不仅要过滤外部空气中的杂质，还要过滤空调系统中的细菌，用劣质的产品可能会导致呼吸道疾病。还有些劣质的空调滤清器透气性能极差，直接阻挡了冷风。我们就遇到过检查不出空调问题的车主，最后发现是新更换的劣质空调滤芯阻挡了风道中的冷气。四轮侠提醒大家，正规厂家的汽车配件一分钱一分货，没有性价比一说，不要图便宜更换了劣质产品。

因为空调系统在车辆内部比较深的位置，拆装起来非常不便，所以维修保养空调系统的费用，配件仅仅占一小半儿甚至是三分之一，工时费会占到大部分。说到这里，大家也就明白了为什么空调系统维修起来相关费用高。由于大家对空调系统的维修保养不了解，也就不愿意花费高昂的费用保养维护。而且保养起来拆装不便，很多维修技师也不会主动建议做，这些都是空调系统越用越差的原因。一般情况下，没有受到外部的损伤，空调系统中大部分部件的损坏几率并不大，往往都是带病上路导致小病变大病。所以做好空调系统的日常维护是非常重要的。

四、空调保养小知识

1、选择使用正规厂家生产的空调滤清器。

2、空调滤清器不要装反，装反后堵塞风口。

3、两年做一次空调系统全面的清洗。

4、带橡胶气门芯的空调，记得在保养时更换橡胶气门芯。

5、冬季吹前风挡模式的时候，为了瞬间清除玻璃雾气，是启动空调的，雾气消失后应立即切换回正常的制热方向，避免油耗增加。

6、经常清理爱车上的树叶和昆虫尸体等杂物，防止掉进空调进风口后影响进气效果。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。