汽車技師論文
轎車制冷系統恒溫值偏高
造成制冷量不足故障的簡易排除方法
一、摘要
本文主要介紹一些小轎車使用一段時間后，空調制冷控制系統的空調放大器性能變差，使制冷溫度不能降至設定的溫度值，引起制冷系統裝置的恒溫溫度偏高于正常恒溫值，令空調制冷系統制冷量不足。通過在恒溫控制電路上選擇一個適當的電阻并聯接在蒸發器溫度傳感器(這是個負溫度系數的熱敏電阻)上，從而達到不用更換昂貴的電路板，就可降低空調的恒溫溫度，加大制冷量，消除制冷效果不佳的目的。
關鍵詞：制冷量不足；恒溫溫度；蒸發器溫度傳感器
二、前言
汽車自動空調，以汽車空調制冷循環系統為基礎，由各種傳感器、執行器、空調控制器總成等組成。其中空調控制器用來調控自動空調系統內各種工況在最佳狀態，從而使車廂獲得最好的制冷效果。空調控制器ECU為控制核心，它根據設置的車外溫度傳感器、車內溫度傳感器、太陽能傳感器、蒸發器溫度傳感器、空氣混合風擋位置傳感器、出風口風擋位置傳感器、進氣風擋位置傳感器等元件輸入的信號和設定溫度，通過數據選擇和整理，輸出控制信號控制進氣伺服電動機、出風口方式伺服電動機、空氣混合伺服電動機、暖水開關、送風電動機、壓縮機電磁離合器等進行自動調控，自動控制吸人、排出空氣流量，使車廂內保持最佳溫度，從而達到恒溫自動控制的目的。
三、正文
(一)空調制冷不足的故障現象
在維修自動空調系統中，經常會遇到這樣的情況，車主反映，空調溫度調節旋鈕即使開至最冷的刻度值，制冷的時間也很長，但還是覺得車廂制冷量不足，并且此時壓縮機的電磁離合器已出現跳開和吸合的恒溫工作狀態。這種現象表明，空調制冷系統能工作，只是制冷量不足而已。
(二)恒溫控制電路的工作原理
空調開關(A／C)接通后，如空調放大器的速度檢測電路檢測到的發動機轉速；溫度檢測電路檢測到的蒸發器溫度，均高于設定值，則空調放大器能輸出高電平，令控制電磁離合器電路的繼電器通電，觸點吸合，接通電磁離合器電路，使壓縮機運行制冷。反之，當某一個檢測電路檢測到信號低于設定值時，繼電器斷電，電磁離合器電路斷開，壓縮機不運行。這樣就保證了蒸發器不結冰。如此循環，保持車廂在一個合適的溫度范圍內。
其中，蒸發器溫度是由安裝在蒸發器冷氣出口側的一只熱敏電阻(即蒸發器溫度傳感器)來檢測的，經空調放大器內的溫度檢測電路，將檢測到的蒸發器冷氣出口側的溫度變換為與蒸發器溫度值成反比的電壓信號，與蒸發器溫度設定基準電壓信號一同輸入到空調控制器，經ECU整理選擇出最佳設定溫度后，輸出信號去控制壓縮機工作，從而起到恒溫的自動控制作用。該熱敏電阻有負溫度特性，即溫度升高，阻值下降(t↑→R↓)。當出風口溫度降至5℃左右時，熱敏電阻的阻值R上升到設定值范圍值，此時空調放大器所接到熱敏電阻的輸入電位信號會令控制壓縮機的繼電器斷路，令電磁離合器斷電分離，使壓縮機停止工作，暫不制冷。當出風口溫度升至5℃左右，熱敏電阻的阻值R下降到低于設定值時，空調放大器又使壓縮機控制繼電器接合，令電磁離合器通電接合，使壓縮機恢復運轉進行制冷工作。如此循環，保持車廂內空氣平均溫度在一個設定的溫度值內。(約24～27℃)。
(三)空調故障原因分析
根據以上原理分析，造成制冷量不足的原因可能是制冷系統的恒溫控制失準，引致制冷量不足。而造成控制失準的原因有以下幾種：
1．熱敏電阻的電阻溫度特性變壞
在不同的溫度下檢測蒸發器溫度傳感器的電阻值，得到：15℃為2.07kΩ；13℃時為2.28kΩ；11℃時為3.72kΩ；10℃時為3.84kΩ。這些數據表明，蒸發器溫度傳感器的電阻值是正常的，故障原因不在這一元件上。
2．空調系統工作不正常
通過提取空調系統故障碼，空調系統顯示無故障碼存在，工作正常。接上岐管壓力表，系統運轉一段時間，液窗基本無氣泡(壓縮機電磁離合器跳開時有小量氣泡)。岐管壓力表顯示：低壓0.22MPa，高壓側壓力為1.5MPa。發動機轉速為1500r／min，送風機風扇轉速控制開關置于高速，溫度控制置于冷氣最冷位置(空氣混合氣擋風板將暖水器一側全關閉)，檢查暖水開關，是在全關閉的位置。經一系列檢查，空調系統運作正常。
3．制冷系統控制的恒溫溫度偏離標準
經以上兩項檢查得知，熱敏電阻和空調系統運作都正常，但制冷量仍然不足。顯然故障不在這兩個方面，估計是恒溫溫度偏離標準所致。用溫度計測量蒸發器的出風口，當出風口溫度降至10℃時，熱敏電阻還未升到設定值(此阻值為放大器起動的界限值)空調放大器已檢測出斷電的輸入電位信號，造成制冷系統過早停止制冷，而無法達到所需的制冷量。所以此類制冷量不足的故障是溫控系統不能維持在正常的恒溫溫度所造成的。
其原因可能是空調放大電器性能變差，致使出風口的溫度下降到10℃(正常應下降到5℃)時就使A／C放大器發出斷電的輸入電位信號，使車廂內平均溫度無法降到24～27℃，從而出現系統正常運轉而制冷量不足的現象。為了驗證判斷是否準確，我換上另外正常制冷恒溫溫度達到標準的同型號空調放大器試驗，結果，故障消失。
(四)故障的維修方法
以上的故障，用直接更換空調放大器的方法去排除，勢必成本很高。能否用簡易的方法將空調恒溫溫度降至正常值5℃左右，使制冷效果回復到標準的效果呢?我根據并聯電阻的合電阻一定小于其中一只最小電阻值的規律，設想在恒溫用的熱敏電阻上并聯一只電阻，以此改變電阻值，使之符合空調放大器輸出電位模擬達到出風口溫度降至5℃時的阻值，令壓縮機電磁離合器斷電跳開，停止制冷，從而實現降低制冷系統的恒溫溫度，提高制冷量的目的。
我首先選擇在熱敏電阻上并聯一個5kΩ電位器，如下圖接線：
通過調節試驗蒸發器出風口的溫度，發現直線下降，由9℃～2℃。但壓縮機磁吸一直不會跳開，低壓管結冰。
怎樣才能使壓縮機工作到自己所要求的恒溫溫度呢?我將5kΩ的電位器調到最大，壓縮機還是一直工作，我想，是不是并聯的5kΩ電位器在蒸發器溫度傳感器上的電阻值太小，致使壓縮機一直工作，于是我將5kΩ電位器換成50kΩ電位器，再次試驗。當我將50kΩf~電位器調到32.15kΩ時，空調蒸發器的出風口得到8℃的恒溫溫度，再將電位器的電阻值調小，當調到17.37kΩ時，又得到6.5℃的恒溫溫度；再將50kΩ的電位器繼續調小，當為16.5kΩ時又得到5.5℃的恒溫溫度，這樣不斷改變50kΩ電位器的電阻值，電阻值由大一小地變化，蒸發器出風口的恒溫溫度隨著電位器電阻值減小而改變(9℃～2℃)。測試結果如下：．
在蒸發器溫度傳感器并聯接50kΩ電位器在電路上，試驗實測數據：蒸發器出風口的恒溫溫度：8℃對應電阻值32.15kΩ；6.5℃對應電阻值17.37kΩ；5.5℃對應電阻值16.5kΩ；4.5℃對應電阻值14.08kΩ；3℃對應電阻值9.72kΩ。
注意：①并聯電阻應≥6.3kΩ，否則壓縮機一直工作，蒸發器至壓縮機的低壓管出現結冰。
②因各車的空調系統蒸發器溫度傳感器的電阻值變化和空調控制總成ECU的內阻不同，并聯電阻的電阻值也不同，不能一律照搬。
通過以上試驗可知，用這種在蒸發器溫度傳感器上并聯電阻的辦法，就可以按自己要求的溫度，任意控制蒸發器出風口的恒溫溫度。所以在蒸發器溫度傳感器上并聯一個固定電阻，可以使其合電阻阻值修正到空調放大器輸出電位模擬為未達到出風口的恒溫溫度，而繼續使壓縮機工作，使車廂內達到(因耗熱量過大而偏離)原設定的溫度。
最后，我調節電位器的電阻值，選定一個最合適的蒸發器出風口的恒溫溫度(一般將出風口的恒溫溫度控制在5℃)，拆下50kΩ的電位器，用萬能表測量5℃的恒溫溫度的電阻值，換上一只同等電阻值1／16W的固定電阻，并聯接在蒸發器溫度傳感器上，在不更換空調放大器(電路板)或進行大范圍修復的情況下，消除了制冷效果不佳的故障。
(五)結論
由以上所得，當遇到空調系統工作正常，但由于恒溫溫度偏高而引起制冷量不足的故障時，我們無須考慮更換空調系統的某部分元件，而只需在蒸發器溫度傳感器上并聯一個適當阻值的電阻，就可以有效地降低蒸發器出風口的恒溫溫度，提高空調裝置的制冷量，達到改善制冷效果的目的，而空調系統的所有控制功能也不會因此而發生改變。
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