丰田凯美瑞空调制冷系统结构检修毕业论文.doc
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1、目录第一章 引言11.1 汽车空调的发展11.2汽车空调的特点3第二章 汽车空调系统工作原理和特点52.1丰田凯美瑞汽车空调的工作原理52.2汽车空调系统特点52.3丰田凯美瑞空调系统的组成6第三章 凯美瑞汽车空调系统的结构与组成73.1凯美瑞汽车空调的制冷系统过程73.2 丰田凯美瑞汽车空调系统制冷系统组成73.3汽车空调的控制系统93.3.1 凯美瑞轿车空调控制系统的组成和原理电路93.3.2 凯美瑞轿车空调控制系统的工作原理113.3.3 鼓风机的控制12第四章 丰田凯美瑞空调制冷系统检修134.1 丰田凯美瑞简介134.2 空调系统的工作情况194.3 空调系统维修注意事项204.4
2、制冷剂量的检查214.5 空调系统主要部件的检修224.5.1 制冷管道的检修224.5.2 A/C总成和风机总成的检修234.5.3 压缩机总成的检修24结束语26参考文献27附录一:外文原文28附录二:中文翻译38摘要:随着汽车行业的迅速发展,广大消费者对舒适性的需求也有所提高,基本都装配了空调系统。空调系统最主要的作用是控制车内的温度,除了它的制热和制冷控制功能外,它还起到除湿的作用,也有助于除去车窗内表面的霜、冰和冷凝水雾一类的视觉障碍物。在现实生活中,出现的汽车空调问题也非常多。我们要想解决空调出现的这些故障,就要对这个系统有所认识,知道它的组成与作用。本论文就是对汽车空调系统的组成
3、及各组成部分的作用,工作情况以及重要的组成元件做一个的介绍。并对空调系统中常见的故障做出简单的介绍并加以分析,且通过列举实例给出了一些解决故障的简易诊断方法,另外还添加了奥迪实际参考案例与大家探讨,更好的了解汽车空调系统的故障。让我们对空调更加了解认识,从而高质量高效率的解决它所出现的故障。 关键词:汽车空调 故障分析 诊断 检修 第一章 引言1.1 汽车空调的发展汽车空调是指对汽车座厢内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。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
4、分为如下几个阶段:单一供暖空调装置阶段 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。 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。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,节约了燃料,从而
6、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。1.2汽车空调的特点众所周知汽车空调是以采用发动机的动力为代价来完成调节车厢内空气环境的。了解汽车空调的特点,有利于进行汽车空调的使用和维修。与室内空调相比,汽车空调主要有如下特点:1. 汽车空调安装在行驶的车辆上,承受着剧烈频繁的振动和冲击,因此,各部件应有足够的强度和抗振能力,接头应牢固并防漏。不然将会造成汽车空调制冷系统的泄露,结果破坏了整个空调系统的工作条件,严重的会损坏制冷系统的压缩机等部件。使用中要经常检查系统内制冷剂的多少,据统计,由于制冷剂的泄露而引起的空调故障约占全部故障的80%。2. 汽车空调所需的动力均
7、来自发动机。其中轿车、轻型汽车、中小型客车及工程机械,空调所需的动力和驱动汽车的动力均来自一台发动机。这空调称非独立空调系统。大型客车和豪华型大、中客车,由于所需制冷量和暖气量大,一般采用专用发动机驱动制冷压缩机和设立独立的取暖设备,故称之为独立式空调系统。虽然非独立空调系统会影响汽车的动了性,但它相对于独立空调,在设备成本、运行成本上都较经济。据测试,汽车安装了非独立式空调后,耗油量会增加10%到20%(与车速有关)。发动机输出功率减少10%到12%。第二章 汽车空调系统工作原理和特点2.1丰田凯美瑞汽车空调的工作原理 压缩机由发动机经带电磁离合器的传动带轮带动旋转,吸人蒸发器中汽化了的低温
8、(约5)低压(约0 15MP)制冷剂蒸气,将其压缩成为高温(70一80)高压(131 5MPa)的气体然后经高压臂路进人冷凝器2。进人冷凝器的高温高压制冷荆气体与外界空气进行热交换,释放热量。当温度下降至50左右时(压力任为13一l 5MPa),便冷凝为液态。玲凝为蔽态的高温高压制拎剂进人贮液干燥罐,除去水分和杂质,经高压液臂造至膨胀阀。因为膨胀阀有节流作用所以高温高压的穰态常I冷II流经膨胀阀时,变为低温(约5)低压(015MPa)的雾状喷人蒸发器,在蒸发器中吸收周围空气的热量而沸腾汽化使周围空气温度降低。在蒸发器出口处的制冷荆气体由于吸热温度升至5左右。当鼓风机将附近空气吹过蒸发器表面时空
9、气被冷却变为凉气进进车厢使车厢空气变得凉爽。吸热汽化的制冷荆又被压缩机吸人如果压缩机不停地运转,上述过程将连续不断地循环,蒸发器周围将始终保持较低的温度。汽车采暖装置主要是向车内供热。根据供热热源的不同可分为非独立式采暖装置和独立式栗暖装置。非独立式采暖装置(又称发动机采热式)它是以发动机工作时的冷却水为热源,把发动机的冷却水(8095)通过一个热交换器和离心风机组成的暖风机,空气流经暖风机时就被加热,使车厢内的温度上升。这种情况的嗣热量较小,小型汽车上多采用的是这种形式。其特点是结构简单、成本低、不耗能、但采暖量受发动机运转工况的影响较大。独立式采暖装置(即独立热源式)它是在底盘上另装一个燃
10、油或燃气式采暖器由采暖器向车厢内供热。独立式采暖装置铺热量较大,不受发动机转速工况的影响。2.2汽车空调系统特点汽车上使用的空调器的性能要求有以下几点:(1)应能尽快地从炎热天气下的停车状态达到车内舒适的温度(急速降温)(2)在寒冷的天气里,发动机启动后,应能尽快地使车内暖和起来 急速升温)。(3)在平常行驶状态中,不受气囊状态和行走状态的左右,毙保持稳定的舒适温度。(4)车内的空气流动应自然、肃静。(5)对发动机和极油消耗以及动力性能的影响应尽可能的小。手动汽车空调的风机转速、出风温度及进风模式等功能是由驾驶员操纵和调节。微机控制自动空调利用传感器随时检测车内温度及车外环境温度的变化,并把检
11、测到的信号输送给空调的电子控制单元(ECU),ECU则按疆先编制的程序对信号进行处理,并通过伺服电机等执行元件,不断地对风机转速、出风温度、送风模式及压培机工作状况等进行调节,从而使车内温度、空气湿度及流动状况始终保持在设定的水平上。微机控制自动空调还具备自我诊断功能,以利于对电控元件及线路故障的检修。2.3丰田凯美瑞空调系统的组成丰田凯美瑞汽车空调系统一般包括制冷装置采暖装置和通风换气装置。在不同地区,有的汽车仅为了适应热带或寒带的特点,只装有制拎装置或采暖通风装置,简化结构,降低成车。其中压缩机通过带电磁离合器的带轮与发动机相连,电磁离台器由蓄电池12v供电,通电时离台器接台,发动机带动压
12、培工作。断电时发动机与压嫱机分离。目前汽车常用压培机类型有旋转斜盘式和麓叶式两种,其特点是结构紧凑,性能可靠,工作平稳,振动噪声小。热交换元件有冷凝器和蒸发器分别把高温态制玲剂热量散发劭车外空气中和把车内热量吸收到低温态制冷剂中。为提高热交换效率,分别在冷凝器和蒸发器旁装有风机。制冲剂一般采用R134a(无氟环保型制冷剂),其化学性能稳定,高温低压下易气化,蒸发谱热大,吸热能力。其它元件还包括有贮液干燥罐、膨胀阀、温控器、高低压开关及电器的控制系统等。第三章 凯美瑞汽车空调系统的结构与组成3.1凯美瑞汽车空调的制冷系统过程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
13、温高压的气体排除压缩机。 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)排除膨胀装置。4、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下去,便可达到降低蒸发器周围空气温度的目的。3.2 丰田凯美瑞汽车空调系统制冷系统组成空调制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、储液干燥器、蒸发器等组成,1.
14、 压缩机:压缩机是制冷系统的心脏部件,起抽吸、压缩制冷剂并使其不断循环的作用。(1) 抽吸作用:压缩机的抽吸与膨胀阀的节流作用相配合,使得蒸发器管内的制冷剂压力下降,实现制冷剂从液态向气态的转化,通过吸热,带走车厢内的热量。(2) 压缩作用:压缩机将低压气态制冷剂压缩,使其压力和温度升高,并送入冷凝器,在冷凝器管内实现制冷剂从气态向液态的转化,通过释放能量,将热量排放到车外。(3) 循环泵作用:压缩机的不断抽吸和压缩,实现了制冷剂的循环流动,因此压缩机也是循环制冷流动的动力源。2冷凝器:冷凝器是使气态制冷剂完成液化过程的热交换器。从压缩机排出的高温、高压气态制冷剂的热量由冷凝器吸收并散发到车外
15、,并通过风扇和迎面来风对其进行强制冷却,使气态制冷剂变为高温、高压的液态制冷剂。如所示可将制冷剂的冷凝过程分为三个阶段:(1) 高温高压制冷剂蒸气转变为饱和蒸汽过程。过热的制冷剂蒸汽进入冷凝管后,通过冷凝管的散热作用,很快就降为饱和温度。(2) 饱和制冷剂蒸汽转化为饱和液态过程。此过程制冷剂温度不发生变化,但是制冷剂蒸汽的液化过程释放大量的热,制冷剂循环过程的大部分热量就是通过此阶段散发出去的。(3) 饱和液态制冷剂冷却为过冷液体过程。饱和液态制冷剂的温度要比环境温度高,因此,冷凝管中的饱和液体将会进一步冷却。3膨胀阀:膨胀阀安装在蒸发器的入口处,是一种感温或感压自动阀,通过其节流作用将高压液
16、态制冷剂的压力降低,它可以根据流向压缩机的制冷剂温度变化自动调节制冷剂的流量,以确保流入压缩机的制冷剂为气态。4. 储液干燥器:储液干燥器的功能是过滤、除湿、气液分离及临时性的储存一些制冷剂。它主要由滤网、干燥剂、储液罐、玻璃观察孔、引出管、易熔塞、低压开关等组成。 储液作用:用来储存和供应制冷系统内的液体制冷剂,以便工况变动时能补偿和调节液体制冷剂的盈亏。一般说来,空调系统开始工作时的负荷量大,要求制冷剂的循环量也大。当工作一段时间之后,负荷将减少,这时所需的制冷剂量相应地减少。因此,负荷大时,储液器中的液体制冷剂补充进来,而负荷小时,又可将液体制冷剂存储起来。同时,由于汽车空调系统的连接管
17、使用橡胶连接软管,总有一定的制冷剂泄漏,故储液器还可弥补系统中制冷剂的微量。 过滤作用:制冷系统中,会由于制造时没有处理干净而带入碎渣、尘土,或由于制冷剂的不纯净而带入脏物,也可能由于制冷剂对系统部件内壁发生侵蚀作用而脱落杂质,管道中也可能产生污物,如氧化皮之类,还有压缩机运行时的粉末磨屑等。所以,常常需要通过过滤来清除掉这些机械杂物和污物,保证制冷剂顺利流通,不致因堵塞而影响正常工作。 干燥作用:用来吸收制冷剂中的水分。水分来源于制冷剂干燥不严格,或有空气进入,或冷冻油中溶解的水分。水分的存在有可能造成“冰堵”。4. 蒸发器:蒸发器是使液态制冷剂完成气化过程的热交换器。液态制冷剂汽化时吸热,
18、使蒸发器表面空气温度降低,并通过鼓风机将冷空气吹入车厢,以实现对车厢内空气的降温和除湿。 蒸发器的工作过程:经膨胀阀节流后的液态制冷剂变为湿蒸汽(含有饱和液态制冷剂),湿蒸汽进入蒸发器后,吸收热量而沸腾,并成为饱和蒸汽。这一过程中蒸发压力和蒸发温度始终保持不变,通过汽化过程大量吸收蒸发器外表面空气的热量,并有鼓风机不断的将蒸发器外表面的冷空气吸入车厢内,使车内的温度降低。3.3汽车空调的控制系统 3.3.1 凯美瑞轿车空调控制系统的组成和原理电路凯美瑞轿车空调控制系统的组成如图3-1所示。 图3-1 凯美瑞轿车空调控制系统组成控制面板由显示窗及各功能开关等组成, 面板上的开关均为触摸式开关。a
19、. 显示窗。左侧显示出风口模式, 中间为风速( 鼓风机转速) , 右侧数字为设定温度( 检测时显示故障码) 。b. A/C按键是空调制冷控制开关。按一下, 指示灯亮, 空调制冷电路接通, 即电磁离合器结合,鼓风机低速运转, 冷凝器风扇转动。再按一下, 指示灯熄灭, 电磁离合器断电, 鼓风机、冷凝器风扇停转。c. MODE按键是模式控制开关, 用来控制出风口气流的去向。在手动状态下, 按动A/C开关, 显示屏左侧箭头则指向脸部, 出风口气流吹向脸部;以后每按一下MODE开关, 出风模式依次变换为脸部和脚部( 双向、B/L) 、脚部( FOOT) 、脚部和除霜( F /D) 、除霜(DEF) ,
20、如此循环。d. 风扇符号按键是鼓风机开关。按动A/C开关或FRONT开关( 前除霜开关) 之后, 鼓风机则以低速运转, 显示器同时显示低矮竖条。按开关的右侧, 每按一下, 鼓风机转速由小而大, 依次变化,显示屏中部的转速显示竖条也由低变高。按开关的左侧, 鼓风机转速由大变小, 显示竖条也由高而低。e. OFF按键是断开开关。按动此开关, 空调系统处于工作状态的部件全部停止工作。f. AUTO按键是自动控制开关。按动此开关,空调控制系统则进入自动控制状态: 中央处理器按设定的程序工作, 它将各传感器送来的信号与温度选择旋钮给定的数据进行综合运算后, 去控制混合风挡的位置、出风口的模式、鼓风机的转
21、速, 最后使出风口温度稳定在给定值。g. 温度设定旋钮, 用以设定出风口的预期温度。左旋为降, 右旋为升, 设定的温度值显示在显示屏右侧, 单位为摄氏度( ) , 欧美的车辆为华氏度h. FRONT按键式前窗除霜( DEF) 开关。按动后, 显示灯亮, 前除霜风口吹出暖风。i. REAR按键式后窗除霜 DEF) 开关。按动后, 显示灯亮, 后窗加热丝电路被接通。j. 进风口选择开关。左侧为车内空气循环开关, 按动此开关, 鼓风机进风口引入车内空气; 右侧为新鲜空气开关, 按动此开关, 鼓风机进风口引入车外新鲜空气。3.3.2 凯美瑞轿车空调控制系统的工作原理1、供电电路此电路为中央处理器和只读
22、存储器供电, 电路由蓄电池熔断器B+ ( A13) 空调控制盒内部电路搭铁(A14) 。2、 正常工作供电电路点火开关放在点火位置( IG档) , 电源通过点火开关IG端子向空调控制盒和伺服电动机供电。大多数车辆是通过点火开关的ACC端子而不是IG端子将电流送入空调控制盒的。3、 压缩机电磁离合器的控制压缩机电磁离合器简称电磁离合器。电磁离合器由电磁离合器继电器控制, 参见原理电路图。继电器的线圈由空调控制盒MGCR ( B2) 端子内的一个开关管控制。此开关管导通, 继电器吸合, 离合器结合; 此开关管截止, 继电器断开, 离合器脱开。开关管的导通或截止由一套逻辑电路来决定。参与逻辑电路运算
23、的信号有: A/C使用信号、发动机ECM允准信号、制冷剂管路良好信号( 压力开关) 、水温信号、蒸发器温度信号、压缩机卡滞( 压缩机同步) 信号。各信号的作用如下: A/C使用信号由A/C开关实现。发动机ECM允准信号由发动机工作状况决定: 发动机不转动时, 按动A/C开关, 发动机ECM收到A/C使用信号, 但由于没有发动机转速信号, 发动机ECM给空调控制盒ACT( B10) 端子输入一个不准信号, MGCR端子的开关管总是处于截止状态。发动机处于正常转速时, 按动A/C开关, 发动机ECM收到A/C使用信号, 立即给空调控制盒的ACT端子输入一个允准信号,MGCR端子的开关管立即饱合导通
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