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轿车空调系统恒温值偏高及故障检修

一、摘要

本文主要介绍一些小轿车使用一段时间后，空调制冷控制系统的空调放大器性能变差，使制冷温度不能降至设定的温度值，引起制冷系统装置的恒温温度偏高于正常恒温值，令空调制冷系统制冷量不足。通过在恒温控制电路上选择一个适当的电阻并联接在蒸发器温度传感器(这是个负温度系数的热敏电阻)上，从而达到不用更换昂贵的电路板，就可降低空调的恒温温度，加大制冷量，消除制冷效果不佳的目的。（以R12为例）

关键词：恒温温度；蒸发器温度传感器；制冷量不足

二、前言

汽车自动空调，以汽车空调器制冷循环系统为基础，由各种传感器、执行器、空调控制器总成等组成。其中空调控制器用来调控自动空调系统内各种工况在最佳状态，从而使车厢获得最好的制冷效果。空调控制器ECU为控制核心，它根据设置的车外温度传感器、车内温度传感器、太阳能传感器、蒸发器温度传感器、空气混合风挡位置传感器、出风口风挡位置传感器、进气风挡位置传感器等元件输入的信号和设定温度，通过数据选择和整理，输出控制信号控制进气伺服电动机、出风口方式伺服电动机、空气混合伺服电动机、暖水开关、送风电动机、压缩机电磁离合器等进行自动调控，自动控制吸入、排出空气流量，使车厢内保持最佳温度值，从而达到恒温自动控制的目的。

三、空调制冷不足的故障现象

在维修自动空调系统中，经常会遇到这样的情况，空调温度调节旋钮， 即使开至最冷的刻度值，制冷的时间也很长，但还是觉得车厢内制冷量不足，并且此时压缩机的电磁离合器已出现跳开和吸合的恒温工作状态。这种现象表明，空调制冷系统能工作，只是制冷量不足而已。

四． 恒温控制电路的工作原理

空调开关(A／C)接通后，空调放大器的速度检测电路检测到的发动机转速；温度检测电路检测到的蒸发器温度，均高于设定值，则空调放大器能输出高电频，控制电磁离合器电路的继电器通电，触点吸合，接通电磁离合器电路，使压缩机运行制冷。反之，当某一个检测电路检测到信号低于设定值时，继电器断电，电磁离合器电路断开，压缩机不运行。这样就保证了蒸发器不结霜或冰。如此循环，保持车厢在一个合适的温度范围内。其中，蒸发器温度是由安装在蒸发器冷气出口侧的热敏电阻(即蒸发器温度传感器)来检测的，经空调放大器内的温度检测电路，将检测到的蒸发器冷气出口侧的温度转换为与蒸发器温度值成反比的电压信号，与蒸发器温度设定基准电压信号一同输入到空调控制器，经ECU整理选择出最佳设定温度后，输出信号去控制压缩机工作，从而起到恒温的自动控制作用。该热敏电阻有负温度特性，即温度升高，阻值下降(t↑→R↓)。当出风口温度降至5℃左右时，热敏电阻的阻值R上升到设定值范围值，此时空调放大器所接到热敏电阻的输入电位信号会令控制压缩机的继电器断路，电磁离合器断电分离，使压缩机停止工作，暂不制冷。当出风口温度升至5℃左右，热敏电阻的阻值R下降到低于设定值时，空调放大器又使压缩机控制继电器接合，令电磁离合器通电接合，使压缩机恢复运转进行制冷工作。如此循环，保持车厢内空气平均温度在一个设定的温度值内。(约24℃～27℃)。

五． 空调故障原因分析
根据以上原理分析，造成制冷量不足的原因可能是制冷系统的恒温控制失准，引致制冷量不足。而造成控制失准的原因有以下几种：

　1．热敏电阻的电阻温度特性变坏
　　 在不同的温度下检测蒸发器温度传感器的电阻值，得到：15℃为2.07kΩ；13℃时为2.28kΩ；11℃时为3.72kΩ；10℃时为3.84kΩ。这些数据表明，蒸发器温度传感器的电阻值是正常的，故障原因不在这一电阻元件上。

　2．空调系统工作不正常
　　 通过提取空调系统故障码，空调系统显示无故障码存在，工作正常。接上双岐压力表，系统运转一段时间，液窗基本无气泡(压缩机电磁离合器跳开时有小量气泡)。双岐表上显示：低压0.22MPa，高压侧压力为1.5MPa。发动机转速为1500r／min，送风机风扇转速控制开关置于高速，温度控制置于冷气最冷位置(空气混合气挡风板将暖水器一侧全关闭)，检查暖水开关，是在全关闭的位置。经一系列检查，空调系统运作正常。

　3．制冷系统控制的恒温温度偏离标准
　 　经上方两项检查得知，热敏电阻和空调系统运作都正常，但制冷量仍然不足。显然故障不在这两个方面，估计是恒温温度偏离标准所致。用温度计测量蒸发器的出风口，当出风口温度降至10℃时，热敏电阻还未升到设定值(此阻值为放大器起动的界限值)空调放大器已检测出断电的输入电位信号，造成制冷系统过早停止制冷，从而无法达到所需的制冷量。所以此类制冷量不足的故障是：温控系统不能维持在正常的恒温温度所造成的。其原因可能是空调放大电器性能变差，致使出风口的温度下降到10℃(正常应下降到5℃)时就使A／C放大器发出断电的输入电位信号，使车厢内平均温度无法降到24～27℃，从而出现系统正常运转而制冷量不足的现象。为了验证判断是否准确，我换上另外正常制冷恒温温度达到标准的同型号空调放大器试验，结果，故障消失。

六．故障的维修方法

　　 以上的故障，用直接更换空调放大器的方法去排除，势必成本很高。能否用简易的方法将空调恒温温度降至正常值5℃左右，使制冷效果回复到标准的效果呢?根据并联电阻的合电阻一定小于其中一只最小电阻值的规律，设想在恒温用的热敏电阻上并联一个电阻，以此改变电阻值，使之符合空调放大器输出电位模拟达到出风口温度降至5℃时的阻值，使压缩机电磁离合器断电跳开，停止制冷，从而实现降低制冷系统的恒温温度，提高制冷量的目的。
　 我首先选择在热敏电阻上并联一个5kΩ电位器，通过调节试验蒸发器出风口的温度，发现直线下降，由9℃下降到2℃。但压缩机磁吸一直不会跳开，低压管结霜层或结冰。怎样才能使压缩机工作到自己所要求的恒温温度呢?将5kΩ的电位器调到最大，压缩机还是一直工作，是不是并联的5kΩ电位器在蒸发器温度传感器上的电阻值太小，致使压缩机一直工作，于是将5kΩ电位器换成50kΩ电位器，再次试验。将50kΩ电位器调到32.15kΩ时，空调蒸发器的出风口得到8℃的恒温温度，再将电位器的电阻值调小，当调到17.37kΩ时，又得到6.5℃的恒温温度；再次将50kΩ的电位器继续调小，当为16.5kΩ时又得到5.5℃的恒温温度，这样不断改变50kΩ电位器的电阻值，电阻值由大一小地变化，蒸发器出风口的恒温温度随着电位器电阻值减小而改变(9℃～2℃)。测试结果如下：．
　 在蒸发器温度传感器并联接50kΩ电位器在电路上，试验实测数据：蒸发器出风口的恒温温度：8℃对应电阻值32.15kΩ；6.5℃对应电阻值17.37kΩ；5.5℃对应电阻值16.5kΩ；4.5℃对应电阻值14.08kΩ；3℃对应电阻值9.72kΩ。

　 ① 并联电阻应≥6.3kΩ，否则压缩机一直工作，蒸发器至压缩机的低压管出现结霜层和结冰。

② 因各车的空调系统蒸发器温度传感器的电阻值变化和空调控制总成ECU的内阻不同，并联电阻的电阻值也不同，不能一律照搬。
　　 通过试验得知，用这种在蒸发器温度传感器上并联电阻的办法，就可以按自己要求的温度，任意控制蒸发器出风口的恒温温度。所以在蒸发器温度传感器上并联一个固定电阻，可以使其合电阻阻值修正到空调放大器输出电位模拟为未达到出风口的恒温温度，而继续使压缩机工作，使车厢内达到原设定的温度。
　　 最后，我调节电位器的电阻值，选定一个最合适的蒸发器出风口的恒温温度(一般将出风口的恒温温度控制在5℃)，拆下50kΩ的电位器，用万能表测量5℃的恒温温度的电阻值，换上一只同等电阻值1／16W的固定电阻，并联接在蒸发器温度传感器上，在不更换空调放大器(电路板)或进行大范围修复的情况下，消除了制冷效果不佳的故障。

　七． 结论

由以上所得，当遇到空调系统工作正常，但由于恒温温度偏高而引起制冷量不足的故障时，我们无须考虑更换空调系统的某部分元件，而只需在蒸发器温度传感器上并联一个适当阻值的电阻，就可以有效地降低蒸发器出风口的恒温温度，提高空调装置的制冷量，达到改善制冷效果的目的，而空调系统的所有控制功能也不会因此而发生改变。