故障樹分析法在汽車空調(diào)系統(tǒng)控制電路中的應(yīng)用分析

陳昊 趙玲娜

摘 要：現(xiàn)代化汽車生產(chǎn)技術(shù)不斷發(fā)展，人們對汽車的舒適性與功能性有了新的要求，汽車內(nèi)部空調(diào)系統(tǒng)功能日漸完善，車載裝備有所提高?；诖?，本文以汽車空調(diào)系統(tǒng)作為研究對象，根據(jù)故障樹分析法的特點，對汽車空調(diào)系統(tǒng)控制回路存在的故障加以分析，從而實現(xiàn)故障樹分析法在汽車空調(diào)系統(tǒng)中的有效實踐應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：故障樹分析法；汽車空調(diào)系統(tǒng)；控制電路

汽車在日常維護過程中，空調(diào)系統(tǒng)屬于故障率較高的部分，系統(tǒng)有著封閉性特點，內(nèi)部設(shè)置復(fù)雜，很多故障原因與癥狀關(guān)系不明確，導(dǎo)致維修人員無法對空調(diào)系統(tǒng)的故障做出準確判斷。為了快速診斷故障，人們在大量統(tǒng)計故障數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，采用故障樹分析法為汽車空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計與維修提供數(shù)據(jù)參考，也為系統(tǒng)監(jiān)測與排除故障提供有效指導(dǎo)。

1 故障樹分析法

故障樹分析法是對復(fù)雜系統(tǒng)進行分析的工具，該方法可以將系統(tǒng)故障從總體到細節(jié)進行逐層細化分析，方便維修人員找出故障原因。故障樹分析法診斷故障的步驟具體如下：1）搜集與汽車空調(diào)系統(tǒng)故障有關(guān)的資料，分析并總結(jié)有效內(nèi)容，提煉出最經(jīng)典的故障部分，為系統(tǒng)建立故障原因和癥狀集。2）頂事件選擇。應(yīng)用故障樹分析法選擇頂事件可以讓系統(tǒng)在故障分析時，將各個部門緊密相連，選擇對空調(diào)系統(tǒng)影響最大的故障模式作為該故障樹的頂事件，該事件必須可以劃分為多個獨立事件，以供維修人員進行故障分析。3）建立故障樹。找到系統(tǒng)故障癥狀與原因之間的層級關(guān)系，確定各事件之間的邏輯結(jié)構(gòu)，構(gòu)件結(jié)構(gòu)圖，即故障樹。將空調(diào)系統(tǒng)最不希望出現(xiàn)故障的事件作為分析目標，找出與之相關(guān)的所有原因作為中間事件。4）對故障樹加以分析。通過對頂事件與中間事件的有效分析，尋找導(dǎo)致頂事件產(chǎn)生的原因，找出所有可能存在的故障模式，進而找到潛在的系統(tǒng)故障，以此作為系統(tǒng)故障診斷與維修的依據(jù)[1]。

2 汽車空調(diào)系統(tǒng)主要部件組成

2.1 主要部件

分析汽車空調(diào)系統(tǒng)的主要部件，具體如下：首先，空調(diào)壓縮機。壓縮機也被稱為空調(diào)泵，可以將氣體形態(tài)的制冷劑，以高壓的方式壓縮成液體?？照{(diào)壓縮機吸入氣態(tài)制冷劑，將制冷劑壓縮以后，使其溫度與壓力上升，并由發(fā)動機經(jīng)電磁離合器驅(qū)動。以本田雅閣汽車為案例，該汽車空調(diào)系統(tǒng)中，使用的制冷劑是R134a制冷劑，空調(diào)系統(tǒng)壓縮比有所提高，這種制冷劑滲透性較強，可以使用日本企業(yè)生產(chǎn)的10缸型壓縮機。壓縮機主軸旋轉(zhuǎn)的時候，壓縮機活塞往復(fù)運動，無論是吸氣還是排氣，壓力與轉(zhuǎn)矩受到的波動都比較小，壓縮機能耗較低，運行時不會輕易結(jié)霜。

其次，電磁離合器?？照{(diào)系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)動機帶動壓縮機運行，電磁離合器可以控制壓縮機的啟停，電磁線圈、壓盤以及轉(zhuǎn)子構(gòu)成了電磁離合器，部分汽車空調(diào)系統(tǒng)使用的離合器是固定線圈離合器，皮帶輪與發(fā)動機相連，只要發(fā)動機運行，線圈產(chǎn)生電流吸引壓盤，在摩擦片的作用下電磁離合器開始工作。

最后，冷凝器。它可以將壓縮機高溫制冷劑產(chǎn)生的氣體冷凝為液體，將吸收到的熱量排放到車外。雅閣汽車使用的制冷劑是R134a制冷劑，空調(diào)系統(tǒng)壓力不斷升高，冷凝效果更加顯著，使用全鋁多層管道，可以提高散熱的速度。將冷凝器安裝在散熱器前方，可以在汽車行駛作用下和冷凝器工作狀態(tài)下完成風(fēng)扇送風(fēng)功能，提高制冷劑的冷卻速度。

2.2 空調(diào)制冷系統(tǒng)

制冷劑在封閉環(huán)境中運行，并產(chǎn)生循環(huán)流動的工作狀態(tài)，可以按照汽車空調(diào)系統(tǒng)的實際要求變化工作狀態(tài)，對空氣加以冷卻。液體汽化需要吸收相應(yīng)的熱量，氣體液化時會散發(fā)熱量，改變壓力可以促使氣體發(fā)生液化，汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)就是巧妙的應(yīng)用了該原理，使制冷劑在系統(tǒng)中發(fā)生循環(huán)性流動，并在蒸發(fā)器中變?yōu)闅鈶B(tài)，以此吸收車廂內(nèi)的熱量，推動空氣降溫。制冷劑在密封管道中可以循環(huán)使用，要求空調(diào)壓縮機將汽化的制冷劑進行加壓處理，使其發(fā)生液化，再經(jīng)過冷凝器完成散熱后，讓它回到蒸發(fā)之前的狀態(tài)。由于汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)是密封狀態(tài)的，而系統(tǒng)內(nèi)控制電路又經(jīng)常出現(xiàn)故障，維修人員在短時間內(nèi)無法準確確定故障產(chǎn)生位置和故障發(fā)生的原因，只能通過故障樹分析法將所有可能性進行預(yù)測，根據(jù)頂事件的實際情況分析系統(tǒng)各個細節(jié)問題。

3 故障樹分析法在汽車空調(diào)系統(tǒng)控制電路中的應(yīng)用分析

3.1 汽車空調(diào)系統(tǒng)控制電路故障分析

汽車空調(diào)系統(tǒng)控制回路應(yīng)用故障樹分析法需要做好頂事件的選擇。不同的汽車制造商會有著不同的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計，但是系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)十分相近，一般情況下汽車空調(diào)常見故障可以分為電氣故障、機械故障、制冷劑故障。具體表現(xiàn)為空調(diào)系統(tǒng)不制冷，或者制冷時程度不足。對于汽車空調(diào)系統(tǒng)控制電路部分，具體存在以下三種故障：1）系統(tǒng)電器各部分都不工作，這是熔斷絲與電路繼電器故障問題。2）只有電磁離合器正常工作，其故障與電動機和風(fēng)機速度控制器有關(guān)。3）只有鼓風(fēng)機工作，故障產(chǎn)生于電磁離合器或電路?？照{(diào)系統(tǒng)在使用的時候，控制電路故障經(jīng)常由1個或2個故障點構(gòu)成，在診斷空調(diào)系統(tǒng)控制電路故障的時候，需要從主要技術(shù)入手，分析故障存在的原因。為了對整個系統(tǒng)故障加以分析，人們需要使用故障樹分析法進行，通過故障樹掌握與系統(tǒng)故障相關(guān)的信息，為維修工作提供更加詳細、具體的參考。

3.2 故障樹建立

為汽車空調(diào)系統(tǒng)建立故障樹的目的是幫助維修人員透徹了解整個系統(tǒng)，尋找系統(tǒng)薄弱部位，以便進行改進設(shè)計，從而提高空調(diào)系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。引起空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量不足的原因與空調(diào)系統(tǒng)制冷問題有關(guān)。當風(fēng)量正常的時候，壓縮機可以正常運行，空調(diào)系統(tǒng)高低壓側(cè)壓力不正?；蛘邏嚎s機不正常，也會導(dǎo)致系統(tǒng)制冷不足。

故障樹分析法是為了尋找頂事件發(fā)生的原因，在對汽車空調(diào)系統(tǒng)控制電路進行維修的時候，空調(diào)壓縮機電磁離合器經(jīng)常發(fā)生故障。以本田雅閣2.0為案例進行分析，使用故障樹分析法分析雅閣空調(diào)壓縮機電磁離合器故障情況，并繪制出故障樹結(jié)構(gòu)圖，可以從其中分析頂事件形成過程，有利于為整個汽車空調(diào)系統(tǒng)控制電路故障的預(yù)防提供有效幫助。以本田雅閣汽車空調(diào)系統(tǒng)壓縮機電磁離合器故障樹為依據(jù)，能夠降低故障分析的難度，提高故障分析的準確程度。具體來說，在本次故障樹分析法研究中，將“啟動發(fā)動機，空調(diào)調(diào)至最冷，打開鼓風(fēng)機，按下AC開關(guān)，汽車空調(diào)壓縮機電磁離合器不吸合”作為頂事件，并依次分為“只有一個風(fēng)扇轉(zhuǎn)動，觀察哪一個風(fēng)扇不轉(zhuǎn)”和“兩只風(fēng)扇均不運轉(zhuǎn)”，將故障樹分析法與實際維修操作相結(jié)合，進而找出具體的故障原因。

應(yīng)用故障樹分析法分析空調(diào)壓縮機故障的時候，加深分析的系統(tǒng)組成部分只有兩種運行狀態(tài)。一種是工作狀態(tài)，一種是故障狀態(tài)，由于各個部分故障事件時獨立存在的，可以手工繪制故障樹對故障加以分析，可以根據(jù)故障樹寫出汽車空調(diào)系統(tǒng)故障診斷流程，并將其作為實際維修中的參考數(shù)據(jù)，有利于幫助維修人員快速判斷系統(tǒng)故障部位。通過以上分析，基本可以確定，本次空調(diào)系統(tǒng)故障發(fā)生原因是空調(diào)制冷不足，空調(diào)系統(tǒng)制冷管道制冷循環(huán)流量存在問題。為了防止汽車空調(diào)制冷不足再次發(fā)生故障，建議加強對系統(tǒng)的日常維護與定期保養(yǎng)，確保空調(diào)系統(tǒng)管道不會出現(xiàn)破損或臟堵現(xiàn)象，重視對貯液器的正確使用，從而延長汽車空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命[3]。

4 總結(jié)

總而言之，應(yīng)用故障樹分析法對汽車空調(diào)系統(tǒng)進行故障診斷，需要根據(jù)故障樹的理論，科學(xué)建立故障樹，進而分析空調(diào)系統(tǒng)控制電路故障產(chǎn)生原因。維修人員在繪制故障樹的時候，要準確把握頂事件的實際情況，從而實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)控制電路故障的高效診斷，使故障樹分析法的診斷效果達到預(yù)期理想。

參考文獻

[1]程麗群.基于故障樹分析的汽車空調(diào)系統(tǒng)故障診斷研究[J].制冷與空調(diào)，2015，15（03）：18-21.

[2]任春暉.基于故障樹分析的汽車空調(diào)系統(tǒng)故障診斷研究[J].中國農(nóng)機化學(xué)報，2013，34（05）：182-184+174.

[3]吳書龍，譚婷.故障樹分析法在汽車空調(diào)系統(tǒng)控制電路中的應(yīng)用[J].汽車電器，2018（05）：47-51.