目錄

第一部分設計任務與調研畢業設計的主要任務1.掌握桑塔納空調制冷系統的組成、部件及電氣元件總體布置及控制電路；2.了解桑塔納空調制冷系統不充電的故障原因分析；3.完成桑塔納空調制冷系統不充電的故障診斷方案設計。設計的思路、方法等1.通過檢索相關專著、論文、汽車維修手冊、培訓材料等資料，收集與捷達轎車電源系統不充電的畢業設計相關的材料；2.經過分析、歸納、整理，系統分析桑塔納空調不制冷的故障原因；3.進行現場實踐，對桑塔納空調制冷系統進行實車研究4.開展方案設計，通過系統分析法和現場驗證，比較各種方案，逐步優化設計方案、明確設計故障診斷方案5應用檢驗驗證故障分析診斷思路的邏輯性和有效性；結合桑塔納空調系維修實踐進行檢驗，進一步修改完善設計，驗證科學性與實用價值.與本課題相關的資料,參考以下書籍[1]楊志勇、曲直桑塔納轎車維修手冊化工工業出版社2012.9[2]劉春暉、張學忠汽車空調原理與檢修機械工業出版社2011.11[3]李巍等汽車空調系統維修實例精選及剖析機械工業出版社2011[4]關志偉汽車空調人民交通出版社2009調研的目的和總結通過調研,收集足夠的、真實的和有效的專業信息,為本次畢業設計提供充分的理論基礎及參考依據。調研的部門為汽車企業、汽車公司、汽車專業人士等一切與本次畢業設計相關的單位或個人,獲得的信息有些是學術性的，也有些是實用性的。第二部分設計說明1、大眾桑塔納轎車空調系統組成汽車空調制冷系統主要由壓縮機、冷凝器、蒸發器、孔管或膨脹閥、儲液干燥器、高低壓管路、鼓風機、控制電路等部分組成，如圖1所示，各部分之間采用銅管與高壓橡膠管連接成一個密閉系統。圖1空調壓縮機1、2、6、10—軟管總成；3-sd508壓縮機；4-v帶；5-冷凝器；7-儲液干燥器；8-帶盤；9-壓縮機支架；11-蒸發器溢水管橡皮圈；12-蒸發箱；13-膨脹閥1.1空調壓縮機桑塔納系列轎車空調系統的壓縮機采用變排量壓縮，為搖板斜盤式壓縮機，如圖2所示。壓縮機安裝在發動機前部，由發動機曲軸上的驅動輪經驅動帶驅動旋轉。壓縮機是制冷循環系統的動力源，其功用是驅動制冷劑循環流動，降低溫低壓的氣態制冷劑壓縮成高溫高壓的氣態制冷劑。壓縮機的核心機構是斜盤、搖板。斜板固定在壓縮機軸上，與壓縮機軸同步旋轉。圓形搖板中心用鋼球支承固定在缸體的搖板軸上。搖板通過連桿與缸孔中的活塞相連?；钊麨殇X制，有一道密封環。搖板由斜板驅動，做圓周搖動。當壓縮機工作時，做圓周搖動的搖板通過各缸體的連桿使各缸的活塞做往復運動，使制冷劑蒸汽進入或排出缸體。圖2斜盤式壓縮機1、7-氣缸蓋2、6-氣缸3-鋼珠4-球支承座5-活塞8-帶輪9-電磁離合器閥10-主軸11電磁離合器12-套筒13-軸封14、20-閥板15、18-軸承17-吸油管19-油泵1.2冷凝器制冷劑在蒸發器里吸收熱量，并通過壓縮機對制冷劑加壓，使制冷劑產生的熱量增大，通過冷凝器的作用，由空氣將熱量帶走。桑塔納型系列轎車采用的冷凝器為管帶式，如圖3所示。圖3冷凝器原理結構1.3蒸發器蒸發器的作用與冷凝器的作用相反。其功能是經節流閥流入的制冷劑液體蒸發成氣體，吸收車內熱空氣的熱量，達到降溫的效果，是周圍空氣溫度下降。蒸發器結構與原理如圖4所示。目前桑塔納系列轎車所采用蒸發器有兩種結構形式，即管帶式和管片式。裝在車廂內副駕駛側，在儀表板內的空調器總成。圖1-4蒸發器1.4儲液干燥器儲液干燥器是由過濾器、干燥器、進口、出口和吸出管組成，如圖5所示。他的主要功能為：儲存制冷劑、吸收制冷劑中的水分及過濾異物，并起高低壓保護作用。圖5儲液干燥劑1.5膨脹閥膨脹閥的主要功能是將高溫、高壓的液態制冷劑節流降壓，轉化為低壓、低溫的霧狀物，送入蒸發器。另外，控制向蒸發器的供液量，防止發生阻滯現象，影響蒸發器結冰。圖6H型平衡熱力膨脹閥1-感溫元件2-調節桿3-球閥4-彈簧5-閥體桑塔納系列轎車采用H型平衡熱力膨脹閥，其結構如圖6所示。它有四個分布在兩側的接口與汽車空調系統連接相連。上部為回氣通道，一個接口與蒸發器出口相連；一個接口接壓縮機進氣口。下部為供液通道，一個接口與儲液罐出口相連；一個接口接蒸發器入口。其中間通道為一堆形閥，球閥與之相配合形成可變的節流效應。感溫膜盒內的彈簧膜片上部充注有膨脹閥，膨脹閥下部有一可調彈簧座。2、大眾桑塔納轎車空調制冷系統工作原理汽車空調制冷系統主要是由壓縮機、膨脹閥、冷凝器、蒸發器和鼓風機等組成，其間各個部件之間采用高壓橡膠管和鋼管連接成一個密閉的系統，在制冷系統工作時，制冷劑會以不同的狀態在這個空間里循環流動如圖7，而這樣的循環又分為了四個過程：2.1壓縮過程

制冷劑R134a在蒸發器中吸收車內熱量而氣化為低壓低溫的制冷劑蒸汽，然后被吸入空調壓縮機。

2.2放熱過程

壓縮機在發動機驅動下旋轉，將制冷劑R134a蒸汽壓縮成高壓高溫的氣體送入冷凝器；制冷劑被環境空氣冷卻，在冷凝器中放出熱量后，由氣態冷凝成液態。

2.3節流過程

液態制冷劑經儲液器過濾除去水分后，高溫高壓的制冷劑通過節流裝置(膨脹閥或孔管)的節流、減壓作用，體積突然變大，成為低溫、低壓的液霧狀混合物進入蒸發器。

2.4吸熱過程

低溫、低壓的制冷劑在蒸發器內吸收周圍空氣中的大量熱量，由液態變成氣態，又被吸入壓縮機，開始下一個循環的工作。如此周而復始地循環，使車內溫度降低圖7工作過程3、桑塔納2000GSi轎車的空調控制電路其中散熱風扇控制器（J293）是該車空調系統的核心，J293上的端子、導線參數如表1所示圖8桑塔納2000GSi轎車的空調控制電路E9-鼓風機開關；E30-A/C開關；E33-蒸發器溫度控制開關；F18-熱敏開關;F38-環境溫度開關；F40-冷卻液溫度控制開關；F129-空調壓力開關;J1-散熱風扇低速擋繼電器；J2-空調壓縮機電磁離合器繼電器;J3-散熱風扇高速檔繼電器；J26-空調壓縮機切斷繼電器；J32-鼓風機繼電器；J220-發動機控制單元；J293-散熱風扇控制器；N63-空氣內循環風門電磁閥;V2-鼓風機；V7-左散熱風扇；V8-右散熱風扇端子導線參數端子作用T4/2紅/黑2.5散熱風扇高速擋電源輸出T4/3紅/白2.5散熱風扇低速擋電源輸出T4/4紅6.0常電源T10/2紅/黑..05空調壓力開關中壓信號T10/3藍/紅0.5空調壓力開關高低壓信號T10/6棕0.5搭線T10/7紅/黑1.0熱敏開關高擋輸入信號T10/8綠1.0空調壓縮機電磁離合器控制信號T10/9黑/黃0.5X號電源T10/10綠/黃1.0空調壓縮機電磁離合器電源表13.1如圖7所示桑塔納2000GSi轎車的空調控制電路走向接通點火開關，熔絲S14通電，然后分成以下兩路。

（1）到鼓風機繼電器（J32）中的一個線圈，使相應的觸點吸合，從而使熔絲S126上的電源經過觸點到鼓風機開關（E9），操作E9，鼓風機以不同的擋位運轉。

（2）到A/C開關（E30），接通E30，

A/C開關指示燈點亮，然后電源到環境溫度開關（F38）。

電源經F38后分成以下4路。

（1）到J32，使里面另一個線圈通電，使熔絲S126上的電源不經過E9直接到鼓風機電阻（N23），這樣在接通E30后，即使不接通E9，鼓風機也能以最低擋運轉。

（2）到發動機控制單元（J220），使J220端子T80/10接收A/C開關信號。

（3）到空氣內循環風門電磁閥（N63），接通真空通道，使發動機進氣管處的真空度作用于活塞，活塞推動風門，使空調在空氣內循環模式下工作，縮短了制冷時間。即按下E9后，空調始終在空氣內循環模式下工作。

（4）到蒸發器溫度控制開關（E33），此開關在蒸發器上，當溫度低于0℃時，開關斷開，以防止蒸發器結霜；然后電源到冷卻液溫度控制開關（F40），當空調壓力過高（大于115℃時，開關斷開，空調壓縮機停止工作，減少發動機負荷；接著電源到空調壓力開關（F129）中的高低壓開關，當空調壓力過高（大于32

MPa）或過低（低于02

MPa）時，開關斷開。

電源經F129中的高低壓開關后分成以下2路。

（1）到散熱風扇控制器端子T

10/3，電源作用于散熱風扇低速擋繼電器（J1）線圈端，使其觸點吸合，控制散熱風扇（V7、V8）低速運轉。

（2）到空調壓縮機切斷繼電器（J26）觸點端。在J220端子T80/10接收到A/C開關信號后，J220若判斷發動機轉速、負荷、工況等適合啟用空調壓縮機，則控制其端子T80/8輸出電源，使J26控制線圈端通電，J26觸點閉合，J293端子T10/8通電，電源作用于空調壓縮機電磁離合器繼電器（J2）線圈端，使其觸點吸合，控制空調壓縮機電磁離合器（N25）吸合，空調壓縮機工作。

當空調壓力達到一定程度（1.6

MPa左右）時，F129中的中壓開關閉合，J293端子T

10/2通電，電源作用于散熱風扇低速擋繼電器（J3）線圈端，使其觸點吸合，控制散熱風扇（V7，V8）高速運轉。

當冷卻液溫度達到95℃時，熱敏開關（F18）中的一對觸點閉合，控制散熱風扇（V7、V8）低速運轉。當冷卻液溫度達到105℃時，F18中的另一對觸點閉合，J293端子T10/7通電，電源作用于散熱風扇高速擋繼電器（J3）線圈端，使其觸點吸合，控制散熱風扇（V7、V8）高速運轉.4、桑塔納空調不制冷故障現象及原因4.1汽車空調不制冷不制冷的現象：就是打開空調開關，出風口無冷風出來?？照{的管子也不變冷，讓人們感覺不到空調制冷帶來的舒適感覺。汽車空調不制冷原因:主要原因有：a制冷劑泄漏.(表現為內外機都工作,壓縮機也工作,但就是沒效果).b.壓縮機電容損壞或不良,導致壓縮機不工作.(現象和上面差不多,但壓縮機不轉,且過熱).c.空調內機或外機控制板故障致（A/C開關損壞）使空調不制冷.(表現為開機無反映).d鼓風機的損壞。還有其他的不常見原因遙控器不良或空調接收器不良.(表現為開機空調無反映,或時靈時不靈)、四通閥(單冷機無此故障)或壓縮機高低壓串氣,空調工作但無效果.(現象和第一種一樣)、內機或外機風扇損壞(電容壞的較多),(外機風扇壞表現為排溫過高或高壓過高保護.內機風扇壞則表現為,內機結霜,外機一直工作,且內機會結露).等一些列的其他原因診斷和檢修方法：4.2汽車空調制冷不足檢修方法制冷不足現象：打開空調有冷風但是效果不明顯，也可能是有時候有冷風有時候沒有冷風。達不到給司機想要的舒適效果。制冷不足的原因：主要原因有制冷劑過多造成制冷不足、制冷劑過少造成制冷劑沒有、制冷劑與冷凍機油內含雜質過多、微堵而引起制冷量不足。其他不常見的原因干燥罐(瓶)引起的制冷不足、系統中有空氣也是導致制冷不足、壓縮機驅動帶過松、冷凝器散熱能力下降等其他原因。制冷不足的原因原因的分析檢修方法制冷劑過多造成制冷不足對添制冷劑過多，一般都是在維修時過量加注制冷劑而造成的，因為在空調系統中制冷劑所占容積的比例是有一定要求的。如果所占比例太多，反而會影響其散熱量，即散熱量多制冷量就大；反之，散熱量少則制冷量就小。同理，若在維修時過多地加入冷卻機油，也會制冷系統的散熱量下降。從干燥罐上方視液鏡中觀察到。如果汽車空調在運轉時從視液鏡中看不到一點氣泡，壓縮機停轉后也無氣泡，那肯定是制冷劑過多。如果加壓的冷卻機油量過多，空調系統正常運轉時，能從視液鏡中看到較為混濁的氣泡。當然，若確為制冷劑過多，可以在空調系統低壓側的維修口處慢慢地放出一些即可。制冷劑過少造成制冷劑不足造成制冷劑不足的原因大多是由于系統中的制冷劑微量泄漏。倘若空調系統中制冷劑不足，從膨脹閥噴入蒸發器的制冷劑必須也會減少，則制冷劑在蒸發器內蒸發時。吸收的熱量也將隨之下降，制冷量也就下降了。制冷劑不足也可以從干燥罐上方的視液鏡中觀察到，在空調正常運轉時，若視液鏡中有連續不斷的緩慢的氣泡產生，則制冷劑不足。若出現明顯的氣泡翻轉的情況，則表示制冷劑嚴重不足。制冷劑若不足，應添加制冷劑，但要注意，若從低壓側添加，禁止制冷劑瓶倒，若從高壓側加入禁止發動機啟動。制冷劑與冷凍機油內含雜質過多、微堵而引起制冷量不足造成制冷劑不足的原因大多是由于系統中的制冷劑微量泄漏。倘若空調系統中制冷劑不足，從膨脹閥噴入蒸發器的制冷劑必須也會減少，則制冷劑在蒸發器內蒸發時。吸收的熱量也將隨之下降，制冷量也就下降了。在維修空調時，選擇合格的制冷劑是很關健的，尤其不宜選擇那些“三無”產品?？照{制冷系統中有水份滲入造成制冷不足在制冷系統中有一個部件是干燥罐(瓶)，干燥瓶引起的制冷不足主要任務就是吸收制冷劑中的水份，以防制冷劑中水份過多導致制冷量下降。但當干燥罐內干燥劑處于吸濕飽和狀態時，則水份就不能再被濾出，當制冷劑通過膨脹閥節流孔時，由于其壓力和溫度的因素下降，冷卻劑中的水便會在小孔中產生結凍現象，并導致制冷劑流通不順暢，阻力增大，或完全不能流動。停機一會，待冰熔化后，制冷系統又會出現正常的狀態。這是確認系統中有無水份的重要方法。為了更好地檢測系統中水份的多少，有些汽車上所使用的干燥劑，不含水時的顏色為藍色，一旦水份過多，干燥劑便成紅色，這在該車干燥罐上的側視液孔上是可以看到的。凡是屬于制冷劑含水過多的故障，都應更換干燥劑或更換干燥罐，與此同時，重新對系統抽真空，重新加R134a系統中有空氣也是導致制冷不足的原因之一空調系統中一旦有空氣進入，將會造成制冷管壓力過高，制冷劑循環不良同樣也引起制冷不足。此類故障主要是由于制冷系統密封性變差，或都在維修中抽真空不徹底而造成的。抽真空和經行檢漏處理。保證空調系統中沒有空氣和漏氣存在。壓縮機驅動帶過松的制冷不足的原因空調壓縮機驅動帶松馳，壓縮機工作時會打滑，引起傳動效率下降，使壓縮機轉速下降，壓縮制冷劑的輸送下降，從而直接使空調系統制冷能力下降。在發動機停轉時，在驅動帶中間位置用手撥動皮帶，能轉90°為佳，若轉動角度過多，則說明驅動帶松馳，應拉緊，若用手翻轉不動，則說明驅動帶過緊，應稍微再松一點。當然，若緊固無效或驅動帶已有裂紋老化等損傷，應更換一條新的驅動帶。冷凝器散熱能力下降，也會導致空調制冷能力下降由于汽車工作環境不同，裝在汽車發動機前方的冷凝器表面會有油污泥土或雜物覆蓋其上，從而使其散熱能力下降。另外，冷卻風扇的故障，諸如驅動帶過松，風扇轉速下降或風扇高速等問題，都會導致冷凝器散熱能力下降。應用軟毛刷刷除冷凝器表面的臟物，電風扇故障也應及時排除。其它方面的原因諸如電源、電壓過低使壓縮機電離合器吸力下降或電離合器壓板與皮帶盤間有油污等現象，均會導致出現類似驅動帶過松的“打滑”現象。倘若蒸發器表面結霜，吹風電機轉速下降等問題，也會造成制冷量不足。當然，倘若壓縮機磨損或閥門關閉不嚴，也會造成空調制冷量不足?？照{制冷系統出現的制冷不足、制冷效果變差等故障，一般是由于制冷密封性出現問題較為多見。因為現在轎車所用的制冷劑滲透性強。所以對系統的密封性要求也相應較高，在制冷工作管道或工作閥稍有泄漏就會造成的制冷不足的故障現象表2第三部分設計成果1、空調系統不制冷故障故障現象：啟動發動機后，打開空調開關、鼓風機工作正常，各出風口出風正常，但不是冷風。故障原因：空調壓縮機不工作；空調壓縮機損壞；壓縮機皮帶斷裂、太松。打滑；制冷系統破損或出現泄漏；膨脹閥損壞；制冷系統內部堵塞；保險絲燒斷。故障診斷：出現空調系統不制冷故障，故障部位一般是在制冷系統，或電路部分。首先應檢查壓縮機驅動皮帶是否斷裂，如皮帶完好，就檢查系統有無泄漏、表現為高低壓皆低于正常值；檢查空調壓縮機工作是否正常，若不正常須檢查空調壓縮機電磁離合器的控制裝置及空調壓縮機，空調壓縮機電磁離合器的控制裝置有：空調壓縮機繼電器、外部溫度開關、三向壓力開關，電磁離合器線路松脫、線圈失效等?？砂慈缦驴驁D進行診斷?？照{系統不制冷空調系統不制冷打開空調開關，檢查壓縮機電磁離合器工作情況打開空調開關，檢查壓縮機電磁離合器工作情況電磁離合器不吸合電磁離合器吸合電磁離合器不吸合電磁離合器吸合用導線將蓄電池（+）端與三向壓力開關的輸出端短暫連接，給壓縮機電磁離合器直接供電，觀察壓縮機電磁離合器工作情況用導線將蓄電池（+）端與三向壓力開關的輸出端短暫連接，給壓縮機電磁離合器直接供電，觀察壓縮機電磁離合器工作情況檢查制冷劑量檢查制冷劑量無制冷劑正常無制冷劑正常制冷循環內部有堵塞或者空調壓縮機有故障系統檢漏后充注制冷劑制冷循環內部有堵塞或者空調壓縮機有故障系統檢漏后充注制冷劑不吸合吸合不吸合吸合壓縮機電磁離合器故障檢查空調開關壓縮機電磁離合器故障檢查空調開關檢查三向壓力開關檢查外部溫度開關檢查線路2、制冷不足故障故障現象：空調系統工作時，各出風口出風量正常，但制冷量不足。故障原因：空調系統工作時，造成膨脹閥流量不正常的因素都可能引起系統制冷量下降。另外，引起空調系統的高低壓的壓力和溫度不正常的一切因素也會造成制冷不足，主要原因有：（1）空調壓縮機電磁離合器打滑。（2）壓縮機工作性能欠佳。（3）制冷劑量不正常。（4）制冷系統內有空氣。（5）制冷系統內有水分。（6）膨脹閥故障。（7）系統內部有堵塞。（8）冷凝器散熱效果差。（9）蒸發器吸熱效果差。（10）溫度調節撥桿失靈或空調器殼體損壞故障診斷制冷不足故障可按如下框圖進行診斷。空調制冷不足空調制冷不足空調系統工作時，撥動溫度調節撥桿，進行出風溫度調節，檢查各出風口溫度空調系統工作時，撥動溫度調節撥桿，進行出風溫度調節，檢查各出風口溫度溫度不變溫度發生變化溫度不變溫度發生變化檢查溫度風門操縱機構檢查空調壓縮機工作情況檢查溫度風門操縱機構檢查空調壓縮機工作情況工作正常工作不正常工作正常工作不正常壓縮機皮帶松弛：壓縮機電磁離合器打滑壓縮機皮帶松弛：壓縮機電磁離合器打滑檢查制冷劑量：檢查系統高低壓側壓力，進一步診斷故障3、空調工作異響故障空調系統工作時產生異常響聲，通常是由機械方面故障引起，主要有：（1）壓縮機皮帶過松或磨損。（2）電磁離合器打滑或損壞發出噪聲。（3）壓縮機軸承松曠或磨損嚴重。（4）壓縮機內部磨損或損壞。（5）鼓風機異響。（6）制冷劑不足或過量。（7）因共振而引發的異響。（8）需潤滑的部件潤滑不良。（9）制冷系統中有水分。故障診斷：空調系統異響故障可按如下框圖進行診斷?？照{系統工作異響空調系統工作異響確定異響部位確定異響部位鼓風機處空調壓縮機處鼓風機處空調壓縮機處檢查鼓風機葉片是否損壞：與殼體有無刮碰：檢查鼓風機葉片是否損壞：與殼體有無刮碰：檢查鼓風機軸承磨損情況檢查壓縮機皮帶松緊度；壓縮機電磁離合器是否打滑；壓縮機托架是否松動；壓縮機是否有故障5、故障案例（1）桑塔納2000空調制冷功能失效故障現象：該車配置AJR型電控發動機和自動變速箱，行駛里程約為21000KM,故障現象如下：啟動發動機并開啟空調系統，空調壓縮機不工作。故障診斷與檢修：對故障癥狀進行確認，打開空調開關，空調壓縮機電磁離合器沒有吸合。拔下線束插頭進行檢查，結果沒有工作電壓。檢查制冷劑壓力，約為600kpa,說明制冷劑容量正常。繼續對空調開關、鼓風機開關、組合壓力開關、空調繼電器、冷卻液溫度開關以及相關熔絲進行檢查，沒有發現異常現象。由于空調制冷功能需要發動發動機模塊進行激活，因此接下來對發動機系統進行故障診斷，結果有一個故障碼，內容為節氣門電位計損壞。進行清除，該故障碼無法清除掉，看來節氣門相關部件存在故障。按照相關電路圖（圖9）對線路進行檢查，沒有發現短路或斷路現象。將電子節氣門進行解體，后發現滑片電阻已燒壞，由此可知電子節氣門損壞后導致發動機處于緊急運行狀態，空調壓縮機指令信號被切斷。更換電子節氣門，并按照01-04-098的功能路勁進行基本設定，完成后試車，空調壓縮機電磁離合器吸合，空調制冷功能恢復正常，交付車輛。圖9桑塔納2000電子節氣門電路圖F60-怠速開關G69-節氣門電位計G72-進氣溫度傳感器G88-節氣門定位電位計J26-空調壓縮機切斷繼電器J220-發動機模塊J338-電子節氣門V60-節氣門電動機兩周后該車因同樣故障返修，檢查中發現節氣門電位計損壞的故障碼再次出現，使用萬用表檢查電子節氣門的端子間阻值，結果電位計再次燒損壞。對線束插頭進行測量，發現4號接地線與7號發動機模塊電位計電源線之間的電壓為9.5V，而正常時應為5V?？磥戆l動機模塊內部有損壞的地方，導致通向電子節氣門的輸出電壓過高，換上新的發動機模塊和電子節氣門并進行匹配，完成后試車，故障徹底排除。圖10桑塔納2000電子節氣門結構圖1-節氣門調節裝置2-節氣門電位計3-怠速開關4-節氣門定位電位計5-緊急運行彈簧6-節氣門定位器維修總結：電子節氣門由一個電動機、一個開關和兩個電位計構成（圖10）。定位器與電位計相連，當節氣門轉動時，電位計的阻值會相