丰田凯美瑞空调系统组成与检测维

毕业论文

论文题目：丰田凯美瑞空调系统原理与检测维修

目录

一、凯美瑞空调系统的组成 (2)

（一）制冷系统 (2)

（二）暖风系统 (4)

（三）通风系统 (5)

二、制冷剂和压缩机油 (6)

（一）制冷剂 (6)

（二）压缩机油 (6)

三、制冷原理 (7)

四、空调制冷剂和压缩机油的检查与加注 (7)

（一）空调制冷剂数量的检查 (7)

（二）空调制冷系统的检漏 (8)

（三）汽车空调系统制冷剂充注 (9)

（四）压缩机油的检查与添加 (12)

五、空调系统常见故障 (13)

六、实例分析 (14)

七、空调的日常维护 (15)

八、空调系统使用注意事项 (16)

结束语 (17)

参考文献 (18)

丰田凯美瑞空调系统原理与检测维修：现代汽车空调是一个机电一体化的，多功能于一体的系统。要想合格快速的维修好汽车空调，第一、要彻底系统的了解汽车空调的原理和结构。第二、要具备机电一体化的维修技术。第三、要对维修车辆空调控制原理要了解，要有原厂的维修资料。第四、要有合格的、专业的维修设备。因此本文根据汽车空调的结构，分析了轿车空调的原理和制冷系统的维修。

空调；结构；修理

一、凯美瑞空调系统的组成

凯美瑞汽车空调主要由制冷系统、暖风系统、通风系统、空气净化系统、电子控制系统组成。

（一）制冷系统

制冷系统主要由压缩机、电控离合器、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、贮液干燥器、管道、冷凝风扇、和控制系统等组成。

1、压缩机

图2空调压缩机

压缩机被称为制冷循环系统的心脏，它吸入来自蒸发器的低温低压气态制冷剂并将其压缩成高温高压。同时在整个空调系统，压缩机还是管路内介质运转的压力源，没有它，系统不仅不制冷而且还失去了运行的动力。

2、冷凝器

汽车空调制冷系统中的冷凝器是一种由管子与散热片组合起来的热交换器。其作用是：将压缩机排出的高温、高压制冷剂蒸气进行冷却，使其凝结为高压制冷剂液体。

汽车空调系统冷凝器均采用风冷式结构，其冷凝原理是：让外界空气强制通过冷凝器的散热片，将高温的制冷剂蒸气的热量带走，使之成为液态制冷剂。制冷剂蒸气所放出的热量，被周围空气带走，排到大气中。

凯美瑞汽车采用的是管带式冷凝器，管带式冷凝器的散热效果好一些(一般可高10%左右〉，但工艺复杂，焊接难度大，且材料要求高。

3、蒸发器

也是一种热交换器，也称冷却器，是制冷循环中获得冷气的直接器件。其作用是将来自热力膨胀阀的低温、低压液态制冷剂在其管道中蒸发，使蒸发器和周围空气的温度降低。同时对空气起减湿作用。

4、膨胀阀

膨胀阀也称为节流阀，是组成汽车空调制冷装置的主要部件，它安装在蒸发器入口前，为制冷循环高压与低压之间的分界点。在膨胀阀前，制冷剂是高压液体，在膨胀阀后制冷剂是低压低温饱和液体和蒸汽的雾状混合物。

膨胀阀的功能：一是将高压制冷剂液体节流减压，由冷凝压力降至蒸发压力；二是自动调节制冷剂进入蒸发器的流量，以适应制冷负荷变化的需要;三是控制制冷剂的流量，防止液击(即未蒸发的液态制冷剂进入压缩机后被压缩，极易引起压缩机阀片的损坏)和蒸发器出口蒸气异常过热。

5、贮液干燥器

贮液干燥器贮液干燥器简称贮液器。安装在冷凝器和膨胀阀之间，其作用是临时贮存从冷凝器流出的液态制冷剂，以便制冷负荷变动和系统中有微漏时，能及时补充和调整供给热力膨胀阀的液态制冷剂量，以保证制冷剂流动的连续和稳定性。同时，可防止过多的液态制冷剂贮存在冷凝器里，使冷凝器的传热面积减少而使散热效率降低。而且，还可滤除制冷剂中的杂质，吸收制冷剂中的水分，以防止制冷系统管路脏堵和冰塞，保护设备部件不受侵蚀，从而保证制冷系统的正常工作。

6、鼓风机

汽车空调制冷系统采用的风机，大部分是靠电机带动的气体输送机械，它对空气进行较小的增压，以便将冷空气送到所需要的车室内，或将冷凝器四周的热空气吹到车外，因而风机在空调制冷系统中是十分重要的设备。

（二）暖风系统

汽车暖风系统是用来为车厢内取暖及风窗除霜用的，它是汽车空调的重要组成部分。暖风系统，俗称汽车空调暖风装置，是将新鲜空气送入热交换器，吸收某种热源的热量，从而提高空气的温度，并将热空气送入车内的装置。凯美瑞采用水暖式暖风系统。

水暖式暖风装置以发动机冷却系统中的冷却液为热源，将冷却液引人车厢内的热交换器中，使鼓风机送来的车厢内空气或外部空气与热交换器中的冷却液进行热交换，鼓风机将加热后的空气送人车厢内。

发动机冷却系中的热水由进水管从发动机水套引出，再通过出水管返回发动机冷却系。进、排风系统是由进风筒、出风筒、出风口和控制风门组成，如下图所示。暖风机本体由直流电动机、鼓风机、本体进风口、机箱和本体出风口以及螺旋室等组成。

图7水暖式暖风装置的结构与工作原理

水暖式暖风装置通过发动机上的冷却液控制阀分流出来的冷却液送人暖风机的加热器心，放热后的冷却液由管道回到发动机。另一路冷却液通过管道进入散热器，放热后的冷却液由管道回到发动机。在发动机冷却液进口装有水泵，它是冷却液循环的动力。冷空气则在鼓风机的作用下，通过加热器加热后，由不同的风口吹向车厢内。暖风装置的暖风流经驾驶员座位左右的空间，在车内均匀分布。为了防止风窗玻璃结霜，暖风可以通过风窗玻璃下面的出风口，将暖风吹到风窗玻璃上，以保持风窗玻璃内侧温度在零摄氏度以上。

（三）通风系统

通风系统的作用是吸入来自车外或车内的空气，经蒸发器制冷或加热器加热后通过一些风门的控制后送到车内各个部位。由吸气段、送气通风段（加热器与空调蒸发器）和空气分配段组成。

1、吸气段

吸气段包括外界（新鲜）空气吸进、车内（回流）空气吸进和外界/ 回流空气风门，这一段出口段为鼓风机。一般来讲，当处于最大制冷档的模式时，空气由车内回流空气供给，其余档位模式的空气均来自外面环境，有些系统甚至在最大制冷档时，亦提供超过20％的新鲜空气，以保证车内略有正压，以防止有害排气进入车内而危害人的健康。

2、送气通风段

是系统的中心段，它包括：加热器、蒸发器以及混合门。所有空气均通过蒸发器。车内舒适性所要求的所有温度和湿度，正是这一段完成的。

3、空气分配段

空气分配段将经蒸发器制冷或加热器加热后的空气或从地面出风口、或从除霜出风口、或从仪表板出风口排出。这取决于模式门的位置。

二、制冷剂和压缩机油

（一）制冷剂

制冷剂又称为冷媒，是一种化学物质，它是制冷系统中完成制冷循环的工作介质。常用的是R134a。R134a在标准大气压力的沸点是-26.9℃.在98Kpa的压力下沸点是-10.6℃.在常温常压下如果将其释放，R134a便会立即吸收热量开始沸腾为气体，对R134a加压后很容易化为液体。R134a具有压力越低蒸发温度越低，压力越高蒸发温度越高的特性。与水几乎不相容，若制冷剂中混有水分，就会在膨胀阀部位形成冰塞现象。

（二）压缩机油

制冷系中使用的润滑油为压缩机油，又称冷冻机油。压缩机油除了起润滑作用以外还可以起到冷去密封和降低噪音的作用。在制冷系统中的润滑油还有一个特殊的要求，就是要与制冷剂相容，并且随制冷剂一起循环，因此，在压缩机油的选用上一定要注意正确选用冷冻机油的型号，不可乱用，否则会造成严重后果。压缩机油量不够，压缩机不能充分润滑。另一方面，如果油量过多，大量油会涂在蒸发器内壁上，不利于热交换，并降低系统的制冷能力。为此，在制冷系统中维持规定量的油很重要。

三、制冷原理

制冷原理

压缩机将低温低压（14℃，0.15-0.3MPa）的制冷剂气体压缩为高温高压（70℃，1.3-1.5 MPa）的制冷剂气体，目的是使制冷剂比较容易液化放热。高压的气态制冷剂进入冷凝器，冷凝器风扇使空气通过冷凝器的缝隙带走制冷剂放出的热量，从而使制冷剂转变为中温高压（50℃，1.3-1.5 Map）制冷剂液体。液化后制冷剂进入储液干燥灌，过滤掉其中的杂质、水分，同时存储适量的液态制冷剂防止制冷负荷发生变化时断流。从储液干燥灌出来的制冷剂流至膨胀阀，经过膨胀阀中的节流孔的节流降压作用转变为低温低压（-5℃，0.15-0.3 MPa）的雾状制冷剂。雾状制冷剂进入蒸发器，由于节流降压作用，低压的制冷剂很容易蒸发，吸收热量。鼓风机使空气不断通过蒸发器的缝隙，使温度下降，车内温度降低。蒸发器出来的气态制冷剂再进入压缩机重复上述过程。

四、空调制冷剂和压缩机油的检查与加注

（一）空调制冷剂数量的检查

检查制冷剂数量，可分析判断空调系统的工作情况。选择气温高于20℃的时机，低速运转发动机，在温度控制开关在最冷 (COOL) 位置、鼓风机控制开关

在最高 (HI) 位置、进气控制开关在内循环 (REC) 位置、打开空调 (A/C) 开关使发动机在 1500r/min，将风扇转于高速，调温旋钮转于最冷位置，运转5min 左右，从贮液干燥器玻璃观察窗口观看制冷剂流动情况。

图9观察口

1、孔内呈透明，转速稳定时无气泡出现，转速变化的瞬间，偶尔出现气泡，关闭空调后随即起泡，然后渐渐消失；进出口两侧有温差，高压侧热，低压侧凉，说明制冷剂贮量适中。

2、看不到气泡，高低压侧温差明显，即使环境温度在20℃以上，关闭空调后也无气泡出现，说明制冷剂加注过量应放出多余的制冷剂。

3、看到间断而微量的气泡，高低压两侧温差较小，说明制冷剂贮量不足，要检查定是否有漏之处，并补足制冷剂。

4、看到连续不断的气泡，高低压两侧几乎无温差，说明制冷剂严重不足。当制冷剂接近于零时，气泡消失，而出现类似雾状的油沫流动，就及时检漏、修理、抽真空、添加适量添加剂。

5、看不到气泡，高低压两侧毫无温差，说明制冷系统内完全没有制冷剂。

（二）空调制冷系统的检漏

1、用漏气检测仪器检查制冷剂的泄漏。

下面是用漏气检测仪应该检查的主要部位。1、送风机电阻 2、空调压缩机 3、冷凝器 4、蒸发器 5、收集器或调制器 6、排放软管 7、管道的连接部位 8、EPR（蒸发器压力调节器） 9、漏气检测器

图10检漏部位

用漏气检测器检测漏气,越靠近泄漏区域，闪光和蜂鸣的间隔越短，提高灵敏度将能检测到轻微的泄漏。

检测注意事项：实施检查时，发动机要停止转动。由于制冷剂比空气重，把检测器置于管道较低一侧，并随管周移动;实施检测时，要轻微震动管道。

图11检漏仪

2、压力检漏

向制冷系统中充入氮气，然后用肥皂水检漏，若有泄漏，泄漏处会出现肥皂泡。采用压力检漏时严禁用压缩空气进行检漏，因为压缩空气中含有水分，水分随空气进入系统后会在膨胀阀处产生冰堵。

（三）汽车空调系统制冷剂充注

在对制冷系统充注制冷剂时，系统不能存在空气，否则，会使热交换率降低。因此，在充注制冷剂前应先抽真空。

图12制冷剂加注

在制冷系统经过抽真空并确认没有泄漏后，可开始对系统充注制冷剂。充注方法主要有两种一种是从高压端充注另一种是低压端充注法。

1、高压端充注法

图13高压充注法

①如上图所示，将歧管压力表组与系统检修阀、制冷剂罐连接好。

②用制冷剂排除连接软管内的空气，具体方法是：先关闭高、低压手动阀，拆开高压端检修阀和软管的连接，然后打开高压手动阀，最后打开制冷剂瓶罐上的阀门。当软管排出制冷剂气体后，迅速将软管与检修阀连接，并关闭高压手动阀。用同样的方法清除低压端连接软管内的空气，然后关闭好高、低压手动阀及制冷剂瓶罐上的阀门。

③将制冷剂罐倾斜倒置于磅秤上，并记录起始质量。

④打开制冷剂瓶罐上阀门，然后缓慢打开高压手动阀，制冷剂注入系统内，当磅秤指示到达规定质量时，迅速关闭制冷剂阀门。

⑤关闭高压手动阀，充注结束。

注意：高压端充注制冷剂时，严禁开启空调系统，也不可打开低压手动阀。

2、低压端充注法

①如下图所示，将歧管压力表组与系统检修阀、制冷剂罐连接好。

②用制冷剂排除连接软管内的空气。

③将制冷剂罐直立于磅秤上，并记录起始质量。

④打开制冷剂罐阀门，然后打开低压手动阀，向系统充注气态制冷剂。

⑤启动发动机并将其转速调整在1250～1500r／min，接通空调开关，把风机开关和温度控制开关开至最大。

⑥当制冷剂充至规定质量时，先关闭低压手动阀，然后关闭制冷剂阀门。

⑦关闭空调开关，停止发动机运转，迅速将高、低压软管从检修阀上拆下。

注意：低压端充注时，瓶罐为直立，高压手动阀处于关闭位置。

图14低压端充注法

（四）压缩机油的检查与添加

1、压缩机冷冻机油油量的检查

通过压缩机上安装的视镜玻璃，可观察冷冻机油量，如果压缩机冷冻机油面达到观察高度的80％位置，一般认为是合适的，如果油面在这个界限之下，则应添加冷冻机油；如果在这个位置之上，则应放出多余的冷冻机油。

①直接加入法

将冷冻机油装入干净的量瓶里，从压缩机的旋塞口直接倒入即可，这种方法适合于更换蒸发器、冷凝器和贮液干燥器时采用。

②真空吸入法

a．首先将系统抽真空到100kPa。

b．准备一带刻度的量杯并装入稍多于所添加量的冷冻机油。

c．关闭高压手动阀及辅助阀门，将高压软管一端从歧管压力表组上卸下，并插入量杯中，见下图。

d．打开辅助阀门，油从量杯内被吸入系统。

e．当油面到达规定刻度时，立即关闭辅助阀门。

f．将软管与歧管压力表组连接，打开高压手动阀，启动真空泵，先对高压

软管抽真空，然后打开辅助阀门对系统抽真空。

图15真空吸入法

五、空调系统常见故障

第一打开空调，冷气时有时无。

造成这种现象的主要原因电磁离合器摩擦面粘有油污或严重磨损，造成离合器打滑，使压缩机工作不正常，导致冷气时有时无。排除方法：清洗电磁离合器摩擦面油污或重新调整间隙。

第二，空调运行正常，空调降温效果不好，高压压力和低压压力均偏高。

造成这种现象的主要原因是空调系统中的制冷剂加注量过多或压缩机润滑油加注多。针对这种现象的排除方法：应重新回收制冷剂放出过多的压缩机润滑油，然后进行抽真空、保压、按空调系统规定的充注量加注制冷剂，故障即可排出。

第三空调工作正常，使用一段时间后制冷效果越来越不好，高压压力和低压压力均偏低。

造成这种现象的主要原因是汽车在运行过程中振动后使管路的各个接头部位有松动现象，制冷剂慢性泄漏造成。针对这种现象的排除方法：重新将各接头拧紧，然后进行抽真空、保压、按空调系统规定的充注量加注制冷剂，故障即可

排出。

第四空调开始运行时一切正常，但过一段时间后制冷效果明显下降直至不制冷，高压压力很高，低压压力非常低，停止运行一段时间后再起动又恢复正常，过一段时间又重复上次的现象。

造成这种现象的主要原因是膨胀阀冰堵。针对这种现象的排除方法：更换干燥过滤器，然后重新进行抽真空、保压、按空调系统规定的充注量加注制冷剂，故障即可排出。

第五空调系统运行10多分钟后，出风口温度偏高，制冷效果不好，低压压力偏高，压缩机有碰击声。

造成这种现象的主要原因是膨胀阀失效。针对这种现象的排除方法：更换膨胀阀，然后进行抽真空、保压、按空调系统规定的充注量加注制冷剂，故障即可排出。

第六空调系统运行正常，空调降温效果不好，出风口风量不足，风机噪声加大，蒸发器有结霜现象。

造成这种现象的主要原因是蒸发箱通道中有脏物风阻加大，过滤网阻塞。针对这种现象的排除方法：拆卸下蒸发器芯体和过滤网进行清洗（每年进行一次），然后重新装配，安装完毕后进行抽真空、保压、按空调系统规定的充注量加注制冷剂，故障即可排出。

六、实例分析

1、故障现象：丰田凯美瑞07款，5.9万公里，冷车启动后开空调正常制冷，行驶5公里后，制冷效果就会变差。此车前部曾出过事故，修复后就如此。

故障分析：通过故障现象，可大致判断故障范围如下：

(1)制冷剂过量或欠量；

(2)制冷系统不畅，膨胀阀堵塞(脏堵、水堵、气堵)；

(3)压缩机功率不足；

(4)冷凝器散热不好；

(5)蒸发箱局部受阻。

故障检测: 冷车检测，空调压缩机抵压侧和高压侧压力正常，温度正常。致冷系统的气流通道无堵塞。散热器风扇可以由低速过渡到高速，制冷效果良好。

路试，发现空调制冷效果越来越差，但无故障码，高压压力升到1.72MPa，过高了。于是检查冷凝器，发现冷凝器脏，彻底冲洗，制冷效果好了，压力降为1.39MPa，正常了，可一会儿制冷效果又差了，压力又升高。于是又检查了空调压力传感器，无问题。蒸发器也不结霜。由于用自来水冲洗冷凝器的时候，冷凝效果变好，最后终于意识到还是冷凝器散热的问题。最终发现冷却风扇反转，无法正常散热。检查冷却风扇线束，发现白线接白线，红线接黑线，应该是白线接黑线，红线接白线，是修理工维修时给接错了。将两根线从新连接后故障排除。

2、故障现象:凯美瑞行驶10万公里，启动发动机并稳定在1500r/min左右运行2分钟，打开空调开关及鼓风机开关，冷气口无冷风吹出。

故障分析：通过故障现象，可大致判断故障范围如下：

（1）空调压缩机不工作；

（2）空调压缩机皮带打滑、破裂、太松；

（3）空调管路破损或制冷系统出现泄漏；

（4）膨胀阀损坏；

（5）制冷系统内部堵塞；

（6）熔断丝烧断；

故障检测:打开空调，观察制冷剂含量，发现制冷剂量正常。压缩机工作正常，且鼓风机工作正常。用手感觉空调管路高低压无明显温差。用压力表测量高低压侧压力基本相同。基本判定膨胀阀损坏。拆下膨胀阀并更换故障排除。七、空调的日常维护

正确的汽车空调保养可提高空调使用寿命，而且可保持空调系统良好的工作状态，尤其进入夏季，对空调的保养与维护更成为驾驶员朋友所应掌握的。

1.检查压缩机皮带是否良好。如果皮带表面与皮带轮槽接触侧面光亮，并且启动空调时有“吱吱”的噪音，说明皮带打滑严重应更换皮带和皮带轮；如果皮带过松应给予调整，否则易使空调系统制冷不良。

2.检查空调系统软管和管接头是否有油迹。如发现渗漏，应及时更换密封圈或管路。

3.经常清洁冷凝器。在夏季使用空调时用水管对着冷凝器进行冲洗，因为汽车冷凝器表面的清洁便于使热能散发到外界去，定期清洁冷凝器表面可使空调系统的制冷效果大大提高。

4.定期检查空调系统制冷剂的液面高度是否正常。

5.检查冷冻剂是否足够。可通过感觉干燥器的入口管路和出口管路之间的温度差来估量，或者通过歧管压力表进行检测。

6.经常清洁出风口和驾驶室内的灰尘与污垢。这不仅有助汽车的美观，而且对驾驶员和乘客的身体健康是有益的。

八、空调系统使用注意事项

1、冷车一晚后，应等发动机稍运转一段时间后，再开空调。

2、夏天使用空调时，若时间过长，人会产生昏昏欲睡的感觉，应间隔半小时将车窗摇开以使车内的空气保持新鲜。

3、由于空调的出风口部位流度较低，会产生水汽，细菌很容易在这里滋生而生出难闻的气味，也容易传播呼吸道疾病，所以有必要每年做次清理、除菌。

4、行车时不要将空调长时间置处在最低档位，以防止蒸发器结霜而影响空调的制冷效果。

5、夏日，不能长时间开着空调在车内睡觉，车的尾排放中含有的有害气体会通过车的缝隙进入车内，严重时会造成窒息而死亡。

结束语

在论文完成之际，我首先向关心帮助和指导我的指导老师边老师表示衷心的感谢并致以崇高的敬意！

在论文工作中，遇到了很多自己不能解决的问题，一直得到边老师的亲切关怀和悉心指导，使我不断克服困难，从而对汽车空调系统的相关知识有了更加的了解，对我以后走上工作岗位打下坚实的基础。边伟老师以其渊博的学识、严谨的治学态度、求实的工作作风和他敏捷的思维给我留下了深刻的印象，我将终生难忘。再一次向他表示衷心的感谢，感谢他为学生营造的浓郁学术氛围，以及学习、生活上的无私帮助! 值此论文完成之际，谨向老师致以最崇高的谢意!

在学校的学习生活即将结束，回顾三年来的学习经历，面对现在的收获，我感到无限欣慰。为此，我向热心帮助过我的所有老师和同学表示由衷的感谢!

感谢参考文献所列举的各位作者，他们的研究成果给予我很大启迪和帮助。

在此，谨借此文向所有给予过我帮助与关爱的人们再次深致谢意！而我也将在今后的工作与学习中，以孜孜不倦的努力来回报他们。

最后祝愿母校南京交通职业技术学院以及汽车工程系的明天会更好！

参考文献

[1]施纳贝尔.汽车空调结构与维修[M].北京：北京理工大学出版社 2010.

[2]范爱民.汽车空调结构原理与维修[M].北京：机械工业出版社 2009.

[3]刘迎春，刘天贺.汽车空调维修与检测[M].北京：电子工业出版社 2008.

[4]程丽群，汽车车身电气系统维修 [M] . 北京：国防工业出版社 2011.

[5]4S店凯美瑞维修保养手册.