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工程機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)原理及常見故障排除方法
發(fā)布日期：2016-03-11 來源：《上海設(shè)備管理》
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一、組成及原理
1、組成
工程機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)可分為制冷系統(tǒng)和電控系統(tǒng)2個(gè)子系統(tǒng)。制冷系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、冷凝器、電子扇、干燥過濾器、膨脹閥、蒸發(fā)器、 鼓風(fēng)機(jī)、循環(huán)管路、制冷劑、潤滑油等組成。電控系統(tǒng)主要由蓄電池、點(diǎn)火開關(guān)、保險(xiǎn)絲、空調(diào)開關(guān)、電阻器、溫控開關(guān)、壓力開關(guān)、 壓縮機(jī)、電磁離合器、繼電器等組成。
2、主要部件功用
（1）壓縮機(jī)
工程機(jī)械空調(diào)制冷系統(tǒng)常用斜盤式壓縮機(jī)。其功用是：一方面維持制冷劑在系統(tǒng)中的流動(dòng)；另一方面對氣化后的制冷劑加壓形成液態(tài)制冷劑，以便在冷凝器中減壓后放熱。
（2）冷凝器和電子扇
冷凝器是制冷系統(tǒng)中的一個(gè)主要熱交換裝置。其功用是使壓縮機(jī)輸入的高溫高壓制冷劑冷卻，使其冷凝成高壓液態(tài)制冷劑。工程機(jī)械上一般安裝散熱電子扇強(qiáng)制散熱。
（3）干燥過濾器
它串聯(lián)在冷凝器與膨脹閥之間的管路上，具有儲液、干燥和過濾液態(tài)制冷劑的作用。
（4）膨脹閥
其功用是將經(jīng)過干燥過濾的高壓液態(tài)制冷劑從小孔噴出，使其急劇膨脹，變成低壓氣體以便吸熱。膨脹閥還能調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器的流量，以適應(yīng)不同負(fù)荷的要求。
（5）蒸發(fā)器和鼓風(fēng)機(jī)
蒸發(fā)器的功用是產(chǎn)生冷效應(yīng)。制冷劑從膨脹閥小孔噴入蒸發(fā)器后，迅速吸熱氣化，使蒸發(fā)器表面溫度降低；從鼓風(fēng)機(jī)吹來的空氣流過蒸發(fā)器表面，被冷卻后吹出，使駕駛室內(nèi)降溫。
（6）制冷劑和冷凍潤滑油
工程機(jī)械制冷系統(tǒng)使用的是氟利昂類制冷劑，由于環(huán)境保護(hù)的需 要，R134a制冷劑已逐步取代R12制冷劑。冷凍潤滑油隨制冷劑在管路內(nèi)循環(huán)，具有減少零件摩擦及增加密封性能的作用。
3、工作原理
在點(diǎn)火開關(guān)接通狀態(tài)，將空調(diào)開關(guān)閉合。此時(shí)有2路電流輸出：第1路電流經(jīng)串聯(lián)的電阻器到達(dá)鼓風(fēng)機(jī)，使鼓風(fēng)機(jī)工作。第2路電流 經(jīng)溫控開關(guān)、壓力開關(guān)到達(dá)壓縮機(jī)的電磁離合器，使電磁離合器吸合，壓縮機(jī)工作，使制冷劑開始循環(huán)并制冷。第2路電源還接通散熱電子扇繼電器，使電子扇旋轉(zhuǎn)，以強(qiáng)制散熱。
當(dāng)制冷系統(tǒng)溫度與壓力過高時(shí)，溫控開關(guān)或壓力開關(guān)打開，制冷系統(tǒng)停止工作，以對制冷系統(tǒng)起保護(hù)和自動(dòng)控制作用。
二、故障診斷步驟及方法
工程機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)不要立即拆檢，因?yàn)榫S修前的故障診斷尤為重要。我們總結(jié)空調(diào)系統(tǒng)維修經(jīng)驗(yàn)，得出的診斷步驟及方法 如下所述。
1、診斷步驟
（1）詢問
通過詢問駕駛員，了解故障的癥狀及故障發(fā)生的前因后果，如空調(diào)系統(tǒng)的維修情況、發(fā)生故障時(shí)的運(yùn)行情況等，可幫助判斷故障部位。
（2）觀察
觀察時(shí)，主要査看以下4個(gè)方面：
一是空調(diào)開關(guān)、保險(xiǎn)絲是否良好，相關(guān)線束是否破損；二是傳動(dòng)膠帶是否完好；三是冷凝器是否壓扁、碰傷；四是管路是否破裂等。
（3）試機(jī)
為査找故障部位常需進(jìn)行試機(jī)，試機(jī)時(shí)將壓力表接到壓縮機(jī)吸入和排出接頭上。試機(jī)的同時(shí)測量駕駛室內(nèi)的溫度�？照{(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，其壓力值如下表所示（由于環(huán)境溫度的變化，其值會(huì)有所不同），駕駛室內(nèi)、外溫差以7～ 8℃為宜。
2、診斷方法
工程機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)故障診斷方法可概括為 “看、摸、聽、量” 4個(gè)字，具體如下所述。
（1）看
主要是看制冷效果、看制冷劑量、看是否泄漏。看制冷效果時(shí)，應(yīng)觀察膨脹閥出口至制冷壓縮機(jī)之間的軟管不應(yīng)出現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象；看 制冷劑量時(shí)，應(yīng)通過觀察干燥過濾器的玻璃窗內(nèi)制冷劑的流動(dòng)狀態(tài)來判斷制冷劑量；看是否泄漏時(shí)，應(yīng)觀察管接頭和管路有無油跡。
（2）摸
用手感受制冷劑在氣、液形態(tài)變化時(shí)溫度的變化情況。下列4處溫度應(yīng)有明顯變化：一是壓縮機(jī)吸氣口應(yīng)為2℃左右，出氣口溫度應(yīng) 為70℃左右；二是冷凝器進(jìn)入管應(yīng)為70℃，排出管應(yīng)為50℃（具有一定溫差）；三是膨脹閥進(jìn)氣口與出氣口，制冷劑經(jīng)過膨脹閥的節(jié)流作用后，其在進(jìn)氣口為中溫高壓液態(tài)，在出氣口則轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏氐蛪簹鈶B(tài)；四是干燥過濾器的前、后管道，正常情況下溫度應(yīng)一致。
（3）聽
通過耳聽可對以下部位進(jìn)行診斷：一是膠帶過松、壓縮機(jī)離合器打滑會(huì)出現(xiàn)尖叫聲，此時(shí)制冷效率降低；二是壓縮機(jī)固定螺栓和托架安裝螺栓松動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)出抖動(dòng)聲；三是轉(zhuǎn)動(dòng)部件（壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、電子扇）的軸承損壞后，會(huì)出現(xiàn)機(jī)械噪聲。
（4）量
通過測量電壓、電阻及電路通斷，判斷電控系統(tǒng)是否存在故障。
三、常見故障及排除方法
1、常見故障
工程機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)完全密封的循環(huán)系統(tǒng)，其中任何一個(gè)零部件損壞都會(huì)造成制冷能力下降、不制冷或產(chǎn)生異響。工程機(jī)械空調(diào) 系統(tǒng)常見故障可分為制冷系統(tǒng)故障、電控系統(tǒng)故障、制冷劑和冷凍潤滑油引起的故障等。
制冷系統(tǒng)故障可分為4類：一是傳動(dòng)部件（如傳動(dòng)膠帶、膠帶輪、軸承等）損壞；二是運(yùn)動(dòng)部件（如壓縮機(jī)、膨脹閥閥芯等）損壞及磨損；三是冷凝器、蒸發(fā)器臟堵和泄漏；四是管路堵塞、泄漏或破裂等。
電控系統(tǒng)故障可分為3類：一是壓縮機(jī)離合器電磁線圈損壞；二是壓力開關(guān)、溫控開關(guān)損壞；三是鼓風(fēng)機(jī)、散熱電子扇損壞及相關(guān)線 路的短路、斷路等。
制冷劑和冷凍潤滑油方面引起的故障可分為制冷劑和冷凍潤滑油過多、過少或被污染等。
2、排除方法
（1）壓縮機(jī)
壓縮機(jī)的主要故障為制冷劑壓力偏低、電磁離合器不吸合、主軸油封泄漏、軸承異響。制冷劑壓力偏低時(shí)，壓縮機(jī)進(jìn)氣口和排氣口無明顯溫差，一般為進(jìn)、排氣閥片損壞或氣缸內(nèi)部磨損，此時(shí)應(yīng)更換壓縮機(jī)。電磁離合器不吸合時(shí)，應(yīng)先測量電磁離合器線圈電阻是否為4～8Ω，否則應(yīng)更換電磁離合器線圈；若電阻符合要求，再測量壓力開關(guān)、溫控開關(guān)、空調(diào)開關(guān)等處輸出電壓。如電壓不符合要求，應(yīng)修理或更換相關(guān)部件。主軸油封泄漏時(shí)，更換主軸油封即可。壓縮機(jī)軸承異響產(chǎn)生時(shí)，應(yīng)更換新件。
（2）膨脹閥
膨脹閥的主要故障為開度過大、開度過小及堵塞。膨脹閥開度過大，會(huì)造成低壓側(cè)制冷劑過多、蒸發(fā)器及低壓管上結(jié)霜結(jié)冰、出風(fēng)口風(fēng)量變小。此時(shí)通過調(diào)整膨脹閥調(diào)整螺絲使其開度變小即可。膨脹閥開度過小時(shí)，其進(jìn)口濾網(wǎng)處結(jié)霜、蒸發(fā)器上部與下部有溫差。此時(shí)可通過調(diào)整膨脹閥調(diào)整螺絲，使其開度變大即可。膨脹閥被臟物堵塞、制冷劑無法流動(dòng)或流動(dòng)變緩時(shí)，須徹底清理制冷系統(tǒng)，必要時(shí)更換膨脹閥。膨脹閥被冰堵、蒸發(fā)器出風(fēng)口時(shí)出熱風(fēng)時(shí)出冷風(fēng)時(shí)，應(yīng)更換干燥過濾器總成，然后抽真空并重新充注制冷劑即可。
（3）干燥過濾器
干燥過濾器主要故障為堵塞。干燥過濾器堵塞時(shí)，其溫度比冷凝器出來的液體溫度低（相當(dāng)于節(jié)流作用），堵塞嚴(yán)重時(shí)應(yīng)更換干燥過濾器。
（4）冷凝器和電子扇
冷凝器和電子扇主要故障為風(fēng)力受阻、電子扇不轉(zhuǎn)動(dòng)以及冷凝器泄漏。風(fēng)力受阻時(shí)，電子扇轉(zhuǎn)動(dòng)正常、冷凝器進(jìn)入管 (上部）和排出管（下部）溫度都較高且溫差不大，此時(shí)清理散熱片表面堵塞物即可。電子扇不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)測量電子扇線圈電阻及電壓，若電子扇線圈短路或斷路，應(yīng)更換電子扇；若無電壓，應(yīng)檢査電子扇繼電器及相關(guān)線路。冷凝器泄漏時(shí)，可焊補(bǔ)或更換新件。
（5）蒸發(fā)器和鼓風(fēng)機(jī)
蒸發(fā)器和鼓風(fēng)機(jī)的主要故障為出風(fēng)口風(fēng)量小、鼓風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)以及蒸發(fā)器泄漏，其故障排除方法與冷凝器和電子扇故障排除方法相似，不再贅述。
（6）制冷劑
制冷劑主要故障為無制冷劑、制冷劑充注量不足或過多。無制冷劑時(shí)，電磁離合器不吸合、連接壓力表時(shí)無制冷劑噴出，此時(shí)須對制冷系統(tǒng)進(jìn)行檢漏、補(bǔ)漏、抽真空、充注制冷劑。若制冷劑充注量不足，在發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)、溫度調(diào)節(jié)旋鈕置于最大冷卻擋時(shí)，可在示液窗玻璃處看到大量泡沫，此時(shí)在系統(tǒng)檢漏基礎(chǔ)上補(bǔ)充制冷劑即可。制冷劑充注量過多時(shí)，在觀察窗處看不到泡沫，此時(shí)放出多余制冷劑即可。
作者：趙夫建 上海大屯能源股份有限公司汽車運(yùn)輸分公司大修廠
