豐田ls400空調控制系統(tǒng)分析畢業(yè)論文.pdf

畢業(yè)作業(yè)（設計）畢業(yè)作業(yè)（設計） 第三稿第三稿 畢業(yè)作業(yè)（設計）畢業(yè)作業(yè)（設計） 論文題目論文題目 豐田凌志豐田凌志 400400 空調系統(tǒng)分析空調系統(tǒng)分析 學生姓名學生姓名王王超超 學學號號200911230080200911230080 指導教師指導教師徐徐燕燕 專專業(yè)業(yè)汽車運用技術汽車運用技術 年年級級20092009 級級 系系部部汽車工程系汽車工程系 指導教師旁批 位置 四川警安職業(yè)學院畢業(yè)作業(yè)（設計） 2 豐田凌志 400 空調控制系統(tǒng)分析 摘要：本文對空調控制系統(tǒng)的重要組成部分（供暖通風系統(tǒng)、制 冷系統(tǒng)、自動溫度控制系統(tǒng)） 、工作原理進行詳細的講解，并針對豐田 凌志 LS400 小轎車自動空調系統(tǒng)出現(xiàn)的常見故障，結合該車自動空調 控制系統(tǒng)的結構和原理，對故障進行比較深入的分析和探究，從源頭查 起，并一一加以排除。最后著重介紹對空調控制系統(tǒng)的維護和保養(yǎng)等內 容，從而達到深刻分析其空調控制系統(tǒng)的目的。 關鍵詞：空調控制系統(tǒng)豐田凌志 LS400故障檢修維護保養(yǎng) 四川警安職業(yè)學院畢業(yè)作業(yè)（設計） 3 引言 隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展和人們物質生活水平的提高，人 們對汽車、客車、工程機械車輛等駕乘的舒適性、可靠性、安 全性的要求越來越高。 而空調系統(tǒng)就是改變駕乘人員的舒適性， 采用人工制冷和采暖的方法，調節(jié)車內的溫度、濕度、潔凈度 等指標，從而為人們創(chuàng)造清新舒適的車內環(huán)境。汽車空調不再 是一種奢侈品的象征，是否配置空調以及空調性能的好壞已成 為汽車銷售率的重要砝碼之一。汽車空調的發(fā)展突飛猛進，建 立在機械和電子技術基礎上的汽車空調技術的更新也不斷加 快，隨之而來的就是其維修與保養(yǎng)顯得更加的重要。因此本文 將以豐田凌志 400 空調控制系統(tǒng)為例進行各方面的分析。 四川警安職業(yè)學院畢業(yè)作業(yè)（設計） 4 目錄 1 汽車空調的發(fā)展史 (5) 1.1 汽車空調的概念(5) 1.2 汽車空調經歷的五個階段(5) 2 豐田凌志 ls400 空調控制系統(tǒng)分類和結構組成 (6) 2.1 空調系統(tǒng)的分類(6) 2.2 豐田凌志 400 空調控制系統(tǒng)組成及其原理(7) 3豐田凌志 ls400 空調控制系統(tǒng)的故障案例分析 (8) 3.1 豐田凌志 400 空調控制系統(tǒng)的自診斷功能(9) 3.2 出風口出風異常(9) 3.3 出風口風量很小 (10) 3.4 空調制冷系統(tǒng)不制冷 (10) 4 豐田凌志 400 空調控制系統(tǒng)的維護和保養(yǎng)(11) 4.1 空調控制系統(tǒng)維護及保養(yǎng)的重要性 (11) 4.2 汽車空調控制系統(tǒng)的保養(yǎng)措施及方法 (12) 結論(13) 參考文獻(14) 注意對全文 認真審核， 修改 格式 四川警安職業(yè)學院畢業(yè)作業(yè)（設計） 5 1. 汽車空調的發(fā)展史 1.1 汽車空調的概念 空調是指對汽車座廂內的空氣質量進行調節(jié)的裝置。不管 車外天氣狀況如何變化，它都能把車內的濕度、溫度、流速、 潔度保持在駕駛人員感覺舒適的范圍內。 1.2 汽車空調發(fā)展經歷的五個階段 汽車空調的發(fā)展分為以下五個階段： (1)單一供暖空調裝置階段：始于 1927 年，目前在寒冷的 北歐，亞洲北部地區(qū)，汽車空調仍使用單一供暖系統(tǒng)。 (2)單一供冷空調裝置階段：始于 1939 年，美國帕克汽車 公司率先在轎車裝上機械制冷降溫空調器。 (3)冷暖型汽車空調階段： 始于 1954 年，原美國汽車公司， 首先在轎車安裝于冷暖一體化空調器，這樣汽車空調才具備了 降溫、除濕、通風、過濾、除霜等空氣的調節(jié)功能。 (4)自控汽車空調裝置階段： 通用汽車公司 1964 年率先在 轎車上應用自控汽車空調。自控空調只需預先設定溫度裝置， 便能自動在設定的溫度范圍內運行。裝置根據(jù)傳感器隨時檢測 車外溫度， 自動地調制裝置各部件工作， 達到控制車外溫度和 行駛其他功能的目的。 (5)電腦控制汽車空調階段：自 1977 年美國通用汽車公 司、日本五十鈴汽車公司，同時將自行研制的電腦控制汽車空 調系統(tǒng)裝上各自的轎車上后，即預示著汽車空調技術已發(fā)展到 一個新階段。電腦控制的汽車空調功能增加，顯示數(shù)字化，冷、 暖、通風調控三位一體化。電腦按照車內外的環(huán)境所需，實現(xiàn) 了調節(jié)的精細化。通過電腦控制實現(xiàn)了空調運行與汽車運行的 協(xié)調，極大地提高了制冷效果，節(jié)約了燃料，從而提高了汽車 的整體性能和舒適程度。 四川警安職業(yè)學院畢業(yè)作業(yè)（設計） 6 (6)環(huán)保型階段： 多年來汽車空調采用 R12 制冷劑， 但已 被證明對臭氧層有害。因此，自 1996 年以后，汽車制冷劑采用 R134a,減小了對環(huán)境的破壞。 2.豐田凌志 ls400 空調控制系統(tǒng)分類和結構 組成. 2.1 汽車空調控制系統(tǒng)的分類 （1）按驅動方式分 獨立式（專用一臺發(fā)動機驅動壓縮機，制冷量大，工作穩(wěn) 定，但成本高，體積及重量大）和非獨立式（空調壓縮機由汽 車發(fā)動機驅動，制冷性能受發(fā)動機工作影響大，穩(wěn)定性差）。 （2）按空調性能分 單一功能型 （將制冷、 供暖、 通風系統(tǒng)各自安裝， 單獨操作， 互不干涉）和冷暖一體式（制冷、供暖、通風共用鼓風機和風 道，在同一控制面板控制，工作時可分為冷暖分別工作的組合 式和可同時工作的混合調溫式）。 （3）按控制方式分 手動式（波動控制板上的功能鍵對溫度、風速、風向進行控 制）和電控氣動調節(jié)（利用真空控制機構，當選好空調功能鍵 時，就能在預定溫度內自動控制溫度和風量）。 2.2 豐田凌志 400 空調控制系統(tǒng)組成及其原理 2.2.1 豐田凌志空調控制系統(tǒng)的類型和主要組成部分 豐田凌志 ls400 空調控制系統(tǒng)所采用的是非獨立的冷暖一 體式系統(tǒng)。 豐田凌志汽車空調系統(tǒng)一般主要由空調制冷系統(tǒng)、 供暖通 風系統(tǒng)、溫度自動控制系統(tǒng)組成。 2.2.2 空調制冷系統(tǒng) 制冷系統(tǒng)工作原理：由壓縮機、冷凝器、貯液干燥器、膨 脹閥、 蒸發(fā)器和鼓風機等組成。 各部件之間采用銅管 （或鋁管） 四川警安職業(yè)學院畢業(yè)作業(yè)（設計） 7 和高壓橡膠管連接成一個密閉系統(tǒng)。制冷系統(tǒng)工作時，制冷記 憶不同的狀態(tài)在這個密閉系統(tǒng)內循環(huán)流動， 每個循環(huán)又分四個 基本過程： (1)壓縮過程：壓縮機吸入蒸發(fā)器出口處的低溫抵壓的制 冷劑氣體，把它壓縮成高溫高壓的氣體排除壓縮機。 (2)散熱過程：高 溫高壓的過熱制冷劑氣體進入冷凝器， 由于壓力及溫度的降低，制冷劑氣體冷凝成液體，并排出大量 的熱量。 (3)節(jié)流過程：溫度和壓力較高的制冷劑液體通過膨脹裝 置后體積變大，壓力和溫度急劇下降，以霧狀（細小液滴）排 除膨脹裝 (4) 吸熱過程：霧狀制冷劑液體進入蒸發(fā)器，因此時制冷 劑沸點遠低于蒸發(fā)器內溫度，故制冷劑液體蒸發(fā)成氣體。在蒸 發(fā)過程中大量吸收周圍的熱量， 而后低溫低壓的制冷劑蒸氣又 進入壓縮機。上述過程周而復始的進行下去，便可達到降低蒸 發(fā)器周圍空氣溫度的目的。 2.2.3 供暖通風系統(tǒng) 供暖通風系統(tǒng)工作原理： 利用暖風機的熱量來源于發(fā)動機 冷卻液，從冷卻液循環(huán)管路中引出水管，與暖風機上的熱交換 器相連，構成回路。熱交換器將熱量傳給空氣，使空氣升溫。 通過調節(jié)向暖風機輸入的冷卻液循環(huán)量和外部空氣吸入量， 可 以控制暖風的溫度， 用暖風裝置加熱閥的線纜可以控制冷卻液 的循環(huán)量，利用鼓風機轉速變化和擋風裝置可以調節(jié)送風量。 2.2.4 自動溫度控制系統(tǒng) 自動溫度控制系統(tǒng)的原理：由車內溫度傳感器、車外空氣 溫度傳感器、蒸發(fā)器溫度傳感器、陽光傳感器、空氣控制電動 機、加熱器和冷凝器風扇、車內控制裝置等組成。根據(jù)各傳感 器檢測到車內的溫度、蒸發(fā)器溫度 、發(fā)動機冷卻液溫度以及 其他有關的開關信號等輸出控制信號，控制散熱器風扇、冷凝 四川警安職業(yè)學院畢業(yè)作業(yè)（設計） 8 器風扇、壓縮機離合器、鼓風機電動機及其空氣控制電動機的 工作狀態(tài)，實現(xiàn)自動控制車內溫度。 2.2.5 豐田汽車自動空調系統(tǒng)的原理 如圖1豐田凌志ls400自動空調通過空調 ECU 檢測車內外 溫度和太陽輻射等等，根據(jù)駕駛員所設置的溫度，自動地調節(jié) 鼓風機轉速和空氣溫度，從而將車內溫度保持在設定的溫度。 (圖 1)微電腦控制自動空調系統(tǒng)圖 1.空氣混合控制伺服馬達 2.蒸發(fā)器傳感器 3.水溫傳感器 4.進氣 伺服控制馬達 5.鼓風機馬達 6.功率晶體管 7.壓縮機 8.車內氣溫傳 感器 9.太陽能傳感器 10.車外氣溫傳感器 微電腦控制自動空調系統(tǒng)圖在自動空調中，每個傳感器獨 立地將信號傳送到空調器 ECU， 空調器 ECU 根據(jù)預先編制程序 的標準，識別這些信號，從而獨立地控制一個或多個執(zhí)行器。 3.豐田凌志 ls400 空調系統(tǒng)的自診斷功能和常見 故障分析 3.1 自診斷功能 當空調 ECU 檢測到某些傳感器或執(zhí)行元件控制電路發(fā)生故 障時，其故障自診斷系統(tǒng)將故障以故障碼的形式存儲起來，在 檢修時只要按下操作面板上的指定鍵，就可以讀取故障碼。 3.1.1 豐田汽車自診斷碼的讀取方法 (1) 同時按下控制面板上的“自動空調”與“車內空氣循 四川警安職業(yè)學院畢業(yè)作業(yè)（設計） 9 環(huán)”鍵。 (2) 打開點火開關到“ON”位置。 A/C 指示燈及溫度顯示屏 上的指示燈以 1 秒的時間間隔連續(xù)閃爍， (3) 此時，13 14 同時蜂鳴器叫 40ms。 (4) 從溫度顯示屏上讀出故障碼。 (5) 查出故障碼的含義。 (6) 故障排除后，按下控制面板上的 OFF 鍵退出診斷狀態(tài)， 并拔下保險絲盒中的“DOME”保險絲 10 秒以上， 即可削除故障 碼。 3.2 出風口出風異常 3.2.1 故障現(xiàn)象 故障現(xiàn)象：該車在打開點火開關，按下 A/C 按鍵后，空調 控制器上的“A/C”開關指示燈閃爍，然后按下 AOTO 鍵，分別 設置幾種不同的溫度和進風模式，出風口所出的風時冷時熱， 而且是斷斷續(xù)續(xù)吹出，打開引擎蓋檢查，發(fā)現(xiàn)壓縮機工作時進 行時停，停車一段時間后，再重復試驗，開始吹冷風，偶然又 會出現(xiàn)上述現(xiàn)象。 3.2.2 故障診斷 (1)讀取故障碼。最先使用元征汽車電腦檢測儀進行檢測， 測出來的故障碼 22，查閱故障碼表得知是壓縮機同步傳感器電 路開路或短路故障。 (2)檢查壓縮機同步傳感器。根據(jù)故障碼的指示，故障部位 應為壓縮機位置，檢查壓縮機同步傳感器：拆開同步傳感器連 接插頭，用萬用表的歐姆檔測得傳感器的阻值正常。由于傳感 器安裝在壓縮機內部固定不動的，輸出的導線和接頭表面也看 不到有明顯的破損。再次用萬用表測量同步傳感器時，稍用力 拉電線，萬用表指針就擺動，后來發(fā)現(xiàn)表面看起來完好的傳感 器信號線上有一并不起眼的口子，里面依稀看見有幾根細小的 銅線連著，問題就在這里，屬于線束破損。 四川警安職業(yè)學院畢業(yè)作業(yè)（設計） 10 3.2.3 故障排除 用一根新的導線替換原來傳感器的導線，并且用綁帶固定 好線束同時緊固周圍機件螺絲， 消除空調 ECU 原先的故障記憶 碼。試車后，AOTO A/C 指示燈不再亮起。再讀取故障碼，空調 系統(tǒng)顯示為正常碼。 3.3 出風口風量很小 3.3.1 故障現(xiàn)象 首先起動發(fā)動機，打開空調，空調壓縮機開始工作，出風 口溫度下降較快。5 分鐘后，冷凝器電子扇開始運轉，觀察空 調系統(tǒng)管路，低壓側管路上已經有水珠凝結，用手觸摸，感覺 很涼。操作空調控制面板上的按鈕，溫度調節(jié)、鼓風機風量、 送風模式、內外循環(huán)以及自動調節(jié)等功能均正常。 3.3.2 故障診斷 (1)進行基本檢查， 連接空調歧管壓力表，查看空調系統(tǒng)壓 力，低壓側指示值為 0.26mpa，高壓側指示值為 1.53mpa，均在 正常范圍之內。拆下空調濾清器，檢查蒸發(fā)箱并無臟堵現(xiàn)象， 檢查鼓風機線束連接器、繼電器及相關線路，是否發(fā)現(xiàn)有燒蝕 或連接不良現(xiàn)象。 (2)運行空調自診斷程序，顯示故障碼為 21，含義是光照 強度傳感器短路或開路。 3.3.3 故障排除 拆下 5 線制功率管式鼓風機調速裝置，其中 b1 和 b2 與鼓 風機插腳相連，a1 白黑線為搭鐵線，a2 白紅線為主電源線，a3 淺綠色信號線上的電壓隨著空調控制面板上風速調節(jié)的變化而 變化。測量 a1 腳與 b1 腳之間的電壓為 12.3V，使用短接線將 a1 與 b2 短接，鼓風機可以高速運轉，因此可以確定鼓風機調 速器損壞，更換新件后，故障排除。 3.4 空調控制系統(tǒng)不制冷 3.4.1 故障現(xiàn)象 四川警安職業(yè)學院畢業(yè)作業(yè)（設計） 11 打開空調后，空調壓縮機工作時，制冷系統(tǒng)沒有起到制冷 作用。 3.4.2 故障診斷 用壓力表檢測制冷系統(tǒng)的高壓和低壓的側壓力值，發(fā)現(xiàn)高 壓側的壓力值比正常時低，而低壓力側的壓力值成真空狀態(tài)， 制冷劑沒有循環(huán)流動，前后溫差很大，可知是由于制冷系統(tǒng)嚴 重堵塞造成的無法制冷。 3.4.3 故障排除 用氮氣對著儲液干燥器和膨脹閥的進口和出口吹氣，發(fā)現(xiàn) 其不通暢，故應對其更換。 4.豐田凌志 400 空調系統(tǒng)的維護和保養(yǎng) 4.1 空調控制系統(tǒng)維護及保養(yǎng)的重要性 為了保證汽車空調能夠良好的運行,充分發(fā)揮它應有的功 能,除了在正常使用過程中,按照使用說明書的要求操作外,加 強日常維護和保養(yǎng)也是非常之重要的。因為通過日常的維護、 保養(yǎng)可以發(fā)現(xiàn)一些明顯的故障隱患， 比如接件磨損、接頭松動、 制冷劑泄露和異常響聲等，針對發(fā)現(xiàn)的隱患，及時進行修理和 更換，來確?？照{控制系統(tǒng)的正常工作運行。 隨著空調在汽車上的迅速普及，顯然，對空調的安裝，使 用，維護和修理方面的技師的需求也將增長。幾年前增加空調 維修項目，并將其作為附帶經營項目的許多維修店，現(xiàn)在將空 調維修保養(yǎng)作為業(yè)務的主要項目。所以各個維修店要求技師具 有汽車空調日常維修保養(yǎng)重要性的意識并掌握全面的空調維修 保養(yǎng)技能。 4.2 汽車空調控制系統(tǒng)的保養(yǎng)措施及方法 4.2.1 維護保養(yǎng)措施 (1)先放熱氣再開空調。 先把所有車窗都打開，啟動外循環(huán)， 把熱氣排出去，等車廂內溫度下降后，再關閉車窗，開啟空調。 但不宜頻繁開啟和關閉空調，以免損壞空調系統(tǒng)。 四川警安職業(yè)學院畢業(yè)作業(yè)（設計） 12 (2)車內開空調時，不應在車內吸煙。 (3)在空氣進氣口附近不能對方物品，以免進氣口被堵，致 使空調系統(tǒng)空氣流通受阻。 (4)經常清潔出風口和駕駛室內的灰塵與污垢。 (5)停車后使用空調系統(tǒng)時間不宜過長。車門窗緊閉，這樣 極易導致車內一氧化碳濃度升高而引起中毒。 (6)在停車前幾分鐘關掉冷氣，稍后開啟自然風，在停車前 是空調管道內的溫度回升，消除與外界的溫差，從而保持空調 系統(tǒng)的相對干燥，避免因為潮濕造成大量霉菌的繁殖。 (7)在低速行駛時盡量不使用空調。這樣做對發(fā)動機和空調 壓縮機的使用壽命有不利影響。 (8)不要先熄火再關空調。因為車輛在下次啟動時，發(fā)動機 會帶著空調的負荷啟動，高負荷會損傷發(fā)動機。 (9)空調濾芯過濾空氣中的灰塵等雜質，應經常檢查更換， 保證空調有足夠的進風量，從而保證空調的制冷效果。 (10)冷凝器容易積聚灰塵和小飛蟲，這會影響冷媒的散熱， 應常用清水清洗，除去污垢，保證空調制冷效果。 4.2.2 保養(yǎng)方法 汽車空調系統(tǒng)保養(yǎng)有四種方法： (1)全面檢查空調 夏季首次使用空調時應先檢查一下空調系統(tǒng)，如通過儲液 罐檢查制冷液及空調濾芯是否過臟、散熱器是否有異物等。 (2)注意空調的清洗 空調濾清器要定期更換。另外，冷凝器也要定時清洗，而 且要將水箱拆下來，清洗才能徹底。 (3)定期開放大風量 定期開大風能將空調風道內表面的浮塵吹出來。另外，也 要用專用的風道清洗液進行殺菌、清理和除異味. (4)停車后先不要關閉空調系統(tǒng) 因此車主應在到達目的地之前