淺談《汽車空調(diào)的制冷原理及故障分析》的教學(xué)方法

黃海波

【摘 要】汽車空調(diào)是《汽車電氣設(shè)備構(gòu)造與維修》這門課中的一個重要知識點(diǎn)，不論是傳統(tǒng)的汽、柴油車，還是新能源車，空調(diào)系統(tǒng)在改善駕駛員的勞動強(qiáng)度、提高安全性起很大的作用，是現(xiàn)代汽車不可或缺的重要組成部份。不同能源汽車的空調(diào)系統(tǒng)，只是在空調(diào)壓縮機(jī)的動力輸入有所不同，但空調(diào)制冷這部分的結(jié)構(gòu)和原理都是完全相同的，因此如何引導(dǎo)學(xué)生學(xué)好制冷原理、分析制冷故障，對學(xué)生今后在做本專業(yè)的工作有很大的幫助作用。

【關(guān)鍵詞】汽車空調(diào)；制冷原理；制冷故障

中圖分類號： U472 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）27-0171-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.27.077

【Abstract】Automobile air conditioning is an important knowledge point in the course of construction and maintenance of automobile electrical equipment.Whether it is traditional gasoline，diesel vehicle or new-energy vehicle， the air conditioning system plays a great role in improving the driver's labor intensity and improving safety.It is an indispensable part of modern cars. The air-conditioning system of different energy vehicles is only different in the power input of the air-conditioning compressor， but the structure and principle of the air-conditioning refrigeration part are exactly the same， so how to guide students to learn the principle of refrigeration and analyze refrigeration failures. It will be very helpful for students to do their professional work in the future.

【Key words】Automotive air-conditioning；Refrigeration principle；Refrigeration failure

空調(diào)的應(yīng)用非常廣泛，它在汽車電氣中是相對獨(dú)立的知識。老師在講解這方面的知識時，會因為學(xué)生的基礎(chǔ)知識薄弱、知識的理解能力差，使教學(xué)難度增加，教學(xué)效果不佳，導(dǎo)致事倍功半。本人從教學(xué)實(shí)踐出發(fā)，談?wù)勅绾紊虾每照{(diào)制冷這部分知識。

1 如何講解空調(diào)制冷系統(tǒng)的組成

汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)由蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、儲液干燥器、管路、制冷劑組成，但如果只是這樣講，學(xué)生很難記住，而且不能理解?？梢赃@樣來講解制冷系統(tǒng)的組成：

空調(diào)大家都有用過，可以讓學(xué)生說出使用空調(diào)的感受，然后根據(jù)常識，分析出空調(diào)系統(tǒng)要有哪些裝置。學(xué)生們都知道，空調(diào)運(yùn)行時，熱量是從低溫的地方向高溫的地方轉(zhuǎn)移，所以學(xué)生很自然就會想到，空調(diào)系統(tǒng)必須有這樣的裝置，它可以制造低溫環(huán)境，即從低溫地方吸熱，高溫的地方放熱。老師再問學(xué)生，采用什么方法可以吸熱和放熱？這時學(xué)生的答案可能會有很多種，老師可以和學(xué)生一起分析，哪種制冷方式最適合用在汽車上，顯然，采用液體蒸發(fā)吸熱、氣體冷凝放熱的物理制冷方式，最適合應(yīng)用在汽車上，因為在制冷過程中不產(chǎn)生其它產(chǎn)物，而且還容易實(shí)現(xiàn)。我們給低溫環(huán)境用于吸收車箱內(nèi)熱量設(shè)備取名叫蒸發(fā)器；用于制造高溫放熱的設(shè)備就叫冷凝器；吸熱和放熱要有載體，我們就把這個載體叫制冷劑；制冷系統(tǒng)要連續(xù)工作，還必須有一個設(shè)備促使制冷劑連續(xù)流動，并且能制造一個低壓環(huán)境以利蒸發(fā)吸熱、制造高溫環(huán)境以利放出放熱，這個設(shè)備還要把熱量源源不斷從低溫處轉(zhuǎn)移到高溫處，我們稱之為壓縮機(jī)；系統(tǒng)中有高、低壓環(huán)境，就需要有一個分界點(diǎn)，這個分界點(diǎn)用一個閥門就可以解決，這個閥門就叫膨脹閥，在閥前是高壓、閥后是低壓，也就是用來節(jié)流、降壓；蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)、膨脹閥要用管路把它們連接在一起，制冷劑通過管路流經(jīng)各個部件，氣體部分的管路，管徑比較粗，管內(nèi)制冷劑是液體的，管徑比較細(xì)。由于膨脹閥的孔徑比較小，所以管路中還需要一個干燥過濾器，防止膨脹閥堵塞，并吸收制冷劑中可能的水份。這樣來講解，學(xué)生就比較容易記憶，也容易理解。

2 空調(diào)系統(tǒng)的工作原理

空調(diào)制冷系統(tǒng)是如何工作的呢？老師可以蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)、膨脹閥、管路、干燥過濾器做成圖板，讓學(xué)生在黑板上拼成制冷系統(tǒng)，讓完成拼圖的同學(xué)講解制冷系統(tǒng)的工作原理。顯然，只有正確的連接，制冷系統(tǒng)才能工作，即按蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器、干燥過濾器、膨脹閥、再到蒸發(fā)器，形成這樣的封閉系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)才能真正的工作起來。學(xué)生無論以哪個部件開始，最后都要形成這樣的封閉系統(tǒng)，有了這樣系統(tǒng)圖后，就很容易講解系統(tǒng)的工作原理。即：在蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)為氣態(tài)的制冷劑，被壓縮機(jī)吸入后成高溫高壓的氣態(tài)制冷劑，送入冷凝器放熱冷凝成液態(tài)制冷劑，液態(tài)制冷劑經(jīng)干燥過濾器過濾后，送到膨脹閥，膨脹閥把高壓中溫的制冷劑節(jié)流降壓后，成為低溫制冷劑，流入蒸發(fā)器再次吸熱再就氣體，最后重新被壓縮機(jī)吸入，只要壓縮機(jī)不停止工作，這個循環(huán)就不會停止，就可以源源不斷把熱量從低溫（車內(nèi)）處轉(zhuǎn)移到高溫處（車外）。

通過這樣的拼圖，學(xué)生有經(jīng)過頭腦思考，師生一起分析制冷系統(tǒng)的工作原理，學(xué)生理解就成為順理成章的事。

3 如何講解制冷系統(tǒng)的故障

汽車空調(diào)系統(tǒng)的故障，不外乎就是不制冷、制冷效果差。空調(diào)工作時是靠制冷劑把熱量從低溫的地方轉(zhuǎn)移到高溫的地方，所以出現(xiàn)故障有一部分是制冷劑造成的、一部份是機(jī)械部件造成的。在空調(diào)檢測時，要通過壓力表測量系統(tǒng)中制冷劑的壓力，以判斷出系統(tǒng)到底哪里出問題。通過測量系統(tǒng)壓力判斷汽車制冷系統(tǒng)故障的過程，就像醫(yī)生通過測量血壓來判斷人體的情況一樣，首先要知道人體血壓的正常范圍。制冷系統(tǒng)正常工作時的壓力，高壓側(cè)的壓力1.4～1.6Mpa、低壓側(cè)的壓力0.15～0.25Mpa，這個參數(shù)如人體的正常血壓，必須記住。

空調(diào)系統(tǒng)突然不能運(yùn)行，一般是電路出問題、或制冷劑因管路破損突然漏光造成的，其它原因造成的空調(diào)故障，都有一個漸變的過程，即制冷效果逐漸變差。汽車制冷系統(tǒng)的故障不外乎這幾個：空調(diào)制冷劑不足、制冷劑過量或冷凝器冷卻不足、系統(tǒng)中有水分造成冰堵、壓縮機(jī)的效率不高，冷凝器冷卻不足、制冷循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)有堵塞造成臟堵、系統(tǒng)進(jìn)空氣、膨脹閥開度過大，這些故障對應(yīng)的壓力有不同的反應(yīng)，維修人員可以通過壓力表檢測壓力來判斷。

（1）不制冷

空調(diào)系統(tǒng)是一個機(jī)電合一的系統(tǒng)，當(dāng)它不制冷時，首先要分清是控制電路的問題、還是制冷系統(tǒng)的問題。起動發(fā)動機(jī)并打開空調(diào)、把制冷開到最大，觀察壓縮機(jī)是否工作，如果壓縮機(jī)沒工作，說明是控制系統(tǒng)有問題，如果壓縮機(jī)工作但不制冷，就說明是制冷系統(tǒng)出問題，要做進(jìn)一步的檢查。如何判斷壓縮機(jī)是否工作，學(xué)生沒有經(jīng)驗，不知道怎么判斷，可以采用實(shí)訓(xùn)臺演示，通過觀察電磁離合器壓板的動作情況來判斷。實(shí)際車上的壓縮機(jī)可能被其它部件遮擋，不能目視，此時可以教學(xué)生用聽診棒來聽壓縮機(jī)的工作聲音來判斷其是否工作，并讓學(xué)生進(jìn)行聽診練習(xí)，學(xué)會判斷的方法。

如果是控制電路出問題，診斷方法與其他電路的處理方法相同，這里不再敘述。如果是壓縮機(jī)能運(yùn)轉(zhuǎn)但不制冷，這時要通過壓力表來檢查系統(tǒng)中制冷劑的壓力，如果所測的高、低壓壓力很低，說明系統(tǒng)漏氣，要找出漏氣點(diǎn)處理好，再重新加注制冷劑；如果高、低壓壓力表顯示當(dāng)前環(huán)境溫度下對應(yīng)的制冷劑壓力，說明壓縮機(jī)失效，需要更換壓縮機(jī)，重新加注制冷劑。

（2）制冷效果差

啟動汽車，開啟空調(diào)并把空調(diào)制冷開到最大，測量系統(tǒng)的制冷劑壓力，根據(jù)壓力表的指示情況來判斷故障：

1）空調(diào)制冷劑不足

沒有制冷劑，肯定不會制冷，所以系統(tǒng)制冷劑不足時，制冷效果變差。通過測量高低壓，會發(fā)現(xiàn)高低壓力都偏低。此時要通過檢漏儀來檢查系統(tǒng)中哪里出現(xiàn)泄漏，處理好泄漏，重新加注制冷劑。

2）制冷劑過量或冷凝器冷卻不足

如果制冷劑太多，造成蒸發(fā)器效果變差，制冷效果不好。此時高低壓表的指示均過高，視液鏡中看不到氣泡；冷凝器冷卻不足，無法把熱量散發(fā)出去。此時要將制冷劑量調(diào)整合適，清潔冷凝器。

3）系統(tǒng)中有水分-冰堵

制冷時有時無，壓力表在空調(diào)起動時正常，過一段時間低壓表指示真空，高壓表的壓力也降低很多，過幾秒到幾分鐘，表的指示又恢復(fù)正常，如此循環(huán)。造成這種現(xiàn)象的原因是系統(tǒng)中有水分，當(dāng)系統(tǒng)正常制冷溫度下降時，水分在膨脹閥處結(jié)冰造成冰堵，制冷循環(huán)不能進(jìn)行，溫度上升后，冰融化使得循環(huán)又正常進(jìn)行，溫度下降后又造成冰堵，如此反復(fù)。遇到這種情況應(yīng)更換儲液干燥器，系統(tǒng)抽真空后重新加注制冷劑。

4）制冷循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)有堵塞-臟堵

如果制冷循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)制冷劑不能循環(huán)，低壓表可指示真空，高壓表的壓力也比正常壓力低，造成這種情況的主要原因是制冷循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)有堵塞情況。此時要更換干燥過濾器，清潔系統(tǒng)管路，重新加注制冷劑。

5）壓縮機(jī)的效率不高

如果高壓表指示過低，低壓表指示過高，關(guān)閉空調(diào)后，高低壓表指示很快趨于一致，觸摸壓縮機(jī)，壓縮機(jī)的溫度也不高，這說明壓縮機(jī)的效率不高，此時應(yīng)更換或修理壓縮機(jī)。

6）系統(tǒng)進(jìn)空氣

在制冷劑數(shù)量正常的情況下，如高低壓表的壓力均指示高于正常值，說明制冷循環(huán)系統(tǒng)中有空氣進(jìn)入，其通常表現(xiàn)為低壓指示越高，制冷效果就越差。出現(xiàn)這種情況時，應(yīng)更換制冷劑并對系統(tǒng)進(jìn)行抽真空，排除系統(tǒng)中的空氣，重新加注制冷劑。

7）膨脹閥開度過大

如果低壓表指示過高、高壓表指示正常，低壓管路結(jié)霜且制冷效果下降，這種情況往往是由于膨脹閥開度過大造成的，這是因為部分液態(tài)制冷劑在低壓管路蒸發(fā)吸熱，造成低壓管路外部結(jié)霜，維修時應(yīng)考慮更換膨脹閥。

通過這樣講解，學(xué)生比較容易，教學(xué)上收到事半功倍的教學(xué)效果。