汽车空调系统检测的新方法

汽车空调系统检测的新方法

在今年美国的汽车空调协会（MACS）全球大会上，针对汽车空调系统出现的常见故障，专家们提出并演示了一些新的故障排除方法，这些方法充分反映了汽车空调技术领域的最新发展成果。本文将详细介绍在过去的一年里，汽车空调系统故障诊断与维修技术所取得的显著进步。

在每年的汽车空调协会全球大会上，人们都会提出大量的与汽车空调系统有关的问题，其中很多问题与往年所提的问题大同小异，但专家们在大会期间针对这些问题所提出的解决方案，都会不同程度地出现一些变化，这些变化有时还是富有戏剧性的。出现这样的变化，并不是因为出现了什么新的理论，而是由于空调维修技术的发展变化引起的。虽然汽车空调出现的问题基本上都是因为系统冷却不佳导致的，但由于与空调有关的技术一直在不断地发生着变化，使得以前行之有效的排除故障的方法可能过时了。

检测空调制冷剂泄漏，就是一个典型的例子。尽管检测设备越来越先进，但人们还得努力在部件布置非常紧凑的区域寻找可能发生的细微泄漏，因为即使是细微的制冷剂泄漏，也可能会导致空调系统工作性能的显著下降。

汽车空调系统对制冷剂的需求量变得越来越小了。以前汽车空调系统普遍需要加注3镑（1镑约合0.454千克）的制冷剂，而对于今天的单蒸发器空调系统来说，只需要加注13～14盎司（1盎司约合0.0283千克）的制冷剂。即使是双蒸发器的空调系统，对制冷剂的需求量也在不断减小，已经从4～4.5镑下降至2.5镑。由于对制冷剂需求量的减少，添加制冷剂出现错误的几率大大下降，目前只有约10％左右。

对制冷剂需求量的减少，这就降低了出现错误的几率，与此同等重要的还有制冷剂添加的整个过程。以前可以为空调系统提供4～6盎司额外制冷剂的接收器干燥机越来越少，甚至在某些情况下人们已经不再使用它。现在使用的接收器干燥机仅仅是一种直径很小的管子，该管子附加在冷凝器的一侧，在管子里边装有干燥剂袋，而不是以前那种额外的制冷剂。虽然节流管系低压侧有一个储能器，但并不具有储液能力。

安装了双蒸发器空调的运动型多功能汽车（SUV）的销售量持续上升。这种位于后方的双蒸发器空调系统一般需要一个很长的制冷剂供应管路，该管路经过的地方汽车维修技师有时候很难接触到，而且对于后蒸发器本身，技师们也是难以接近的，因此检测起来就显得非常困难。另外，由于后系统的存在使得添加制冷剂的整个过程更为重要，因为润滑油在通过双蒸发器系统返回空气压缩机之前不得不伴随着制冷剂循环流动。正是因为如此，当空调关闭后很多润滑油都会流向后系统，这样，在某些运行状态下就会导致空气压缩机润滑不够充分。容易出现这种现象的汽车都在后系统中安装了一种电磁阀，所以当后部的空调停止工作时所有的制冷剂和润滑油都被阻止向后系统流动。

减少后空调系统在循环过程中的润滑油损失，也可以提高前空调系统的冷却性能，使用后空调电磁阀的汽车主要包括：1995-1998年生产的本田Odyssey，所有的丰田Previa，几乎所有的1998年底生产的福特Aerostar，以及2001-2002年克莱斯勒生产的安装了自动温度调节器的小型货车。

在汽车的其他部位常常也会出现泄漏。例如：空气压缩机的安装位置一般比较低，经常会出现典型的轴密封泄漏，这就意味着仅仅当空气压缩机工作时才会出现这种现象。当空气压缩机运行时把具有一定敏感度的探针足够地接近这些有可能出现泄漏的地方并不是那么容易，而如果等空气压缩机停止运转后再进行检测（为了安全），这就需要靠运气了。有时当你用电子探测器检测蒸发器时，也可能出现误报的情况，这就意味着需要再进行一次真空或压力测试来验证蒸发器是否真的存在泄漏。在蒸发器排水管中使用染色剂是检测泄漏的好方法，但是这种方法实现起来比较困难。如果蒸发器中心的空气中有染色剂，当存在泄漏时，这些染色剂就会通过泄漏散发出来，但是通常需要很长的时间去观察，很少有客户情愿仅仅是为了诊断是否存在泄漏而花费好几个星期的时间。

新型检测仪器

为空调系统添加制冷剂以及探测空调系统中的泄漏现象是比较棘手的工作，但我们所面对的还不仅仅是这些问题，同时还有来自政府方面的压力，这些因素都迫使汽车制造商们想方设法努力减少制冷剂的泄漏。欧盟环境倡导者提议：单蒸发器的空调系统每年的制冷剂泄漏量为20克（最多不能超过40克），对于双蒸发器的空调系统每年制冷剂的泄漏量为25克，最多不能超过50克，他们正在努力使这项提议通过立法。以此作为他们反对全球变暖整个计划的一部分。单蒸发器的空调系统中大约有10个连接点，这也就意味着我们必须努力去发现和阻止每个连接点一年的泄漏量不超过3克——仅仅1/10盎司。但就维修店的实际情况而言，目前使用的电子泄漏检查仪器的精度，即使某处的泄漏量达到1/2盎司，它们也查不出来，就更不用说能检查出1/10盎司的泄漏了。

如果一个探测器被维护得很好而且探测器的探针能够接触到泄漏点，剩下的问题就是维修技师的操作技术问题了。检查泄漏时，技师应手持探针，并以每分钟1～2英寸（1英寸约合25.4毫米）速度沿着制冷剂循环的线路移动，在两段线路的连接处用探针环绕连接点进行仔细检查，同时还要仔细检查伺服阀，这些地方通常容易发生泄漏。最近两年，维修店的店主也可以参加汽车空调协会的全球年会。

但是，人们还是需要性能更好的电子探测器。你很快就会发现：尽管美国汽车工程协会（SAE）的标准（J1627）只适用于灵敏度为每年1/2盎司的探测器（在计划初级阶段的修改版），但是很多电子探测器生产厂家标定的灵敏度（广告上宣传的）却为每年1/10盎司。因此这些探测器的灵敏度等级都是基于生产厂家自己的测试而标定的。

在今年汽车空调协会的贸易展览会上，展销商们展出了三种新型的泄漏探测器。展览的探测器中所用的最新技术是红外线技术，这种红外线技术被用在重新设计的Inficon D-TEK探测器上。热电极型探测器仍然继续被人们使用，但是红外线型对于所有的制冷剂都有较高的灵敏度，所以使用红外线型探测器进行泄漏探测时出现误报的可能性会大大降低。红外线型探测器的使用寿命也相当长，以Inficon为例，它的传感器的使用寿命标定为800小时，是热电极型探测器的10倍。尽管目前红外线型探测器比热电极型探测器昂贵得多，但是很快就会有其他更多类型的红外线型探测器推向市场。

红外线型探测器是如何工作的呢？红外线光波首先从红外线光波源（发射器）发出，经过传感器总成，然后再通过一个滤波器，经过滤波器时光波被过滤，它只允许波长在一个很窄范围内的光波通过，这个范围的光波能够被制冷剂吸收。在这个波长范围内（7.5～14微米）的光波最后到达一个电子检测仪，使该检测仪发热。当探测器的探针接触到制冷剂（不是烟、潮气、燃油蒸汽或者调节温度的气流）时，制冷剂吸收一部分红外线的能量，降低探测器探针的温度。温度的变化被传感器的电子系统转换成一个信号，该信号使警铃发声报警。

除特殊的制冷剂（像R-134a）外，对于其他制冷剂而言，虽然可能会滤掉所有波长的光波，但是只要检测仪器不误报，这种能对所有制冷剂都有响应的检测仪应该算是比较理想的仪器。据报道红外线型检测仪在其整个使用寿命中都能保持较好的性能，因此没

有必要对它进行任何的调整。

Bacharach公司接手Yokogawa公司的业务后，扩充了热电极式探测器——H10N的功能，推出了Informant 2型探测器，对于其它种类的蒸汽，该探测器提供另一种探测方式。该探测器有两个探头，其中一个探头顶端安装的是热电极式制冷剂泄漏传感器，而另一个探头顶端安装的是能探测易燃气体的传感器。这种探测器非常有用，它即可以用来探测非空调系统的泄漏问题，又可以检查空调系统中是否使用了含有碳氢化合物的制冷剂。该探测器的探针是可以进行快速更换的。制冷剂探测器的探针顶部是锥形的，针尖的尺寸小于1/4英寸，所以该探测器适用于布置比较紧凑的部位。

微处理器的软件能够自动地进行调整以便使探测器能够探测到泄漏的存在，即使在存在制冷剂蒸汽或者其它气体污染的情况下，也能够探测到系统中存在的泄漏。在探测器探针上有一个特别的过滤器能够防止传感器被蒸汽污染。购买Informant探测器时可以只购买一个探头，在需要的时候随时选配另一个探头。这种探测器的探针是可以弯曲的，其长度可以在3～20英寸之间变化。

Mastercool公司发明了一种颈部可以弯曲的热电极式探测器（型号为55500），该探测器上有一个紫外线灯，这种探测仪器允许技师用两种方法来检查泄漏，一种方法是电子探测；另一种是紫外线探测。如果系统中加了染色剂，则可以使用紫外线探测。而且这还是第一个对热电极传感器承诺终生担保的探测器。用户非常满意将传感器置于探针顶端的这种设计，因为这样当检测泄漏时只需提取很小一点样本就可以，然后使用一种快速的数字微处理器来分析所取的样本，同时还可以快速清除样本。

由于染色剂可以渗透到蒸发器核心或者泡沫密封垫，用这种方法可以用来检测泄漏的存在。但是如果在蒸发器排气管中使用传统的紫外线灯，发现系统存在泄漏的迹象可能需要很长的时间。2003年汽车空调协会的贸易展示会上，Robinair展示的一种便宜的管道镜，管道镜的探头上安装了紫外线光灯，这种管道镜非常有用，因为用它检查泄漏不需要很长的时间。这种管道镜可以一直沿着管道伸入到里边正对着蒸发器中心，使技师可以从泄漏源开始观察染色剂的踪迹。

如果发动机舱内非常紧凑，即便是发动机罩下面的染色剂踪迹也是很难观察到的。为了克服这一困难，制造商们正在推出功能更强的发光二极管式“闪光灯”。Tracer Product公司展示了他们的新产品Optimax，这种新型的“闪光灯”使用了一种新发光二极管技术，使用该技术的“闪光灯”产生1瓦光束，相当于接在标准的115伏插座上的传统110瓦的灯泡。发光二极管“闪光灯”有一个检测范围，该范围为20英尺或者更多，这个检测范围意味着对于密闭的发动机室而言它实际上已经足够明亮了。该闪光灯使用的是一种可充电的镍金属氢化物电池。