工程机械空调系统原理及常见故障排除方法
发布日期：2016-03-11 来源：《上海设备管理》
点击数：27884
一、组成及原理
1、组成
工程机械空调系统可分为制冷系统和电控系统2个子系统。制冷系统主要由压缩机、冷凝器、电子扇、干燥过滤器、膨胀阀、蒸发器、 鼓风机、循环管路、制冷剂、润滑油等组成。电控系统主要由蓄电池、点火开关、保险丝、空调开关、电阻器、温控开关、压力开关、 压缩机、电磁离合器、继电器等组成。
2、主要部件功用
（1）压缩机
工程机械空调制冷系统常用斜盘式压缩机。其功用是：一方面维持制冷剂在系统中的流动；另一方面对气化后的制冷剂加压形成液态制冷剂，以便在冷凝器中减压后放热。
（2）冷凝器和电子扇
冷凝器是制冷系统中的一个主要热交换装置。其功用是使压缩机输入的高温高压制冷剂冷却，使其冷凝成高压液态制冷剂。工程机械上一般安装散热电子扇强制散热。
（3）干燥过滤器
它串联在冷凝器与膨胀阀之间的管路上，具有储液、干燥和过滤液态制冷剂的作用。
（4）膨胀阀
其功用是将经过干燥过滤的高压液态制冷剂从小孔喷出，使其急剧膨胀，变成低压气体以便吸热。膨胀阀还能调节流入蒸发器的流量，以适应不同负荷的要求。
（5）蒸发器和鼓风机
蒸发器的功用是产生冷效应。制冷剂从膨胀阀小孔喷入蒸发器后，迅速吸热气化，使蒸发器表面温度降低；从鼓风机吹来的空气流过蒸发器表面，被冷却后吹出，使驾驶室内降温。
（6）制冷剂和冷冻润滑油
工程机械制冷系统使用的是氟利昂类制冷剂，由于环境保护的需 要，R134a制冷剂已逐步取代R12制冷剂。冷冻润滑油随制冷剂在管路内循环，具有减少零件摩擦及增加密封性能的作用。
3、工作原理
在点火开关接通状态，将空调开关闭合。此时有2路电流输出：第1路电流经串联的电阻器到达鼓风机，使鼓风机工作。第2路电流 经温控开关、压力开关到达压缩机的电磁离合器，使电磁离合器吸合，压缩机工作，使制冷剂开始循环并制冷。第2路电源还接通散热电子扇继电器，使电子扇旋转，以强制散热。
当制冷系统温度与压力过高时，温控开关或压力开关打开，制冷系统停止工作，以对制冷系统起保护和自动控制作用。
二、故障诊断步骤及方法
工程机械空调系统发生故障时不要立即拆检，因为维修前的故障诊断尤为重要。我们总结空调系统维修经验，得出的诊断步骤及方法 如下所述。
1、诊断步骤
（1）询问
通过询问驾驶员，了解故障的症状及故障发生的前因后果，如空调系统的维修情况、发生故障时的运行情况等，可帮助判断故障部位。
（2）观察
观察时，主要査看以下4个方面：
一是空调开关、保险丝是否良好，相关线束是否破损；二是传动胶带是否完好；三是冷凝器是否压扁、碰伤；四是管路是否破裂等。
（3）试机
为査找故障部位常需进行试机，试机时将压力表接到压缩机吸入和排出接头上。试机的同时测量驾驶室内的温度。空调系统正常运行时，其压力值如下表所示（由于环境温度的变化，其值会有所不同），驾驶室内、外温差以7～ 8℃为宜。
2、诊断方法
工程机械空调系统故障诊断方法可概括为 “看、摸、听、量” 4个字，具体如下所述。
（1）看
主要是看制冷效果、看制冷剂量、看是否泄漏。看制冷效果时，应观察膨胀阀出口至制冷压缩机之间的软管不应出现结霜现象；看 制冷剂量时，应通过观察干燥过滤器的玻璃窗内制冷剂的流动状态来判断制冷剂量；看是否泄漏时，应观察管接头和管路有无油迹。
（2）摸
用手感受制冷剂在气、液形态变化时温度的变化情况。下列4处温度应有明显变化：一是压缩机吸气口应为2℃左右，出气口温度应 为70℃左右；二是冷凝器进入管应为70℃，排出管应为50℃（具有一定温差）；三是膨胀阀进气口与出气口，制冷剂经过膨胀阀的节流作用后，其在进气口为中温高压液态，在出气口则转变为低温低压气态；四是干燥过滤器的前、后管道，正常情况下温度应一致。
（3）听
通过耳听可对以下部位进行诊断：一是胶带过松、压缩机离合器打滑会出现尖叫声，此时制冷效率降低；二是压缩机固定螺栓和托架安装螺栓松动时会发出抖动声；三是转动部件（压缩机、鼓风机、电子扇）的轴承损坏后，会出现机械噪声。
（4）量
通过测量电压、电阻及电路通断，判断电控系统是否存在故障。
三、常见故障及排除方法
1、常见故障
工程机械空调系统是一个完全密封的循环系统，其中任何一个零部件损坏都会造成制冷能力下降、不制冷或产生异响。工程机械空调 系统常见故障可分为制冷系统故障、电控系统故障、制冷剂和冷冻润滑油引起的故障等。
制冷系统故障可分为4类：一是传动部件（如传动胶带、胶带轮、轴承等）损坏；二是运动部件（如压缩机、膨胀阀阀芯等）损坏及磨损；三是冷凝器、蒸发器脏堵和泄漏；四是管路堵塞、泄漏或破裂等。
电控系统故障可分为3类：一是压缩机离合器电磁线圈损坏；二是压力开关、温控开关损坏；三是鼓风机、散热电子扇损坏及相关线 路的短路、断路等。
制冷剂和冷冻润滑油方面引起的故障可分为制冷剂和冷冻润滑油过多、过少或被污染等。
2、排除方法
（1）压缩机
压缩机的主要故障为制冷剂压力偏低、电磁离合器不吸合、主轴油封泄漏、轴承异响。制冷剂压力偏低时，压缩机进气口和排气口无明显温差，一般为进、排气阀片损坏或气缸内部磨损，此时应更换压缩机。电磁离合器不吸合时，应先测量电磁离合器线圈电阻是否为4～8Ω，否则应更换电磁离合器线圈；若电阻符合要求，再测量压力开关、温控开关、空调开关等处输出电压。如电压不符合要求，应修理或更换相关部件。主轴油封泄漏时，更换主轴油封即可。压缩机轴承异响产生时，应更换新件。
（2）膨胀阀
膨胀阀的主要故障为开度过大、开度过小及堵塞。膨胀阀开度过大，会造成低压侧制冷剂过多、蒸发器及低压管上结霜结冰、出风口风量变小。此时通过调整膨胀阀调整螺丝使其开度变小即可。膨胀阀开度过小时，其进口滤网处结霜、蒸发器上部与下部有温差。此时可通过调整膨胀阀调整螺丝，使其开度变大即可。膨胀阀被脏物堵塞、制冷剂无法流动或流动变缓时，须彻底清理制冷系统，必要时更换膨胀阀。膨胀阀被冰堵、蒸发器出风口时出热风时出冷风时，应更换干燥过滤器总成，然后抽真空并重新充注制冷剂即可。
（3）干燥过滤器
干燥过滤器主要故障为堵塞。干燥过滤器堵塞时，其温度比冷凝器出来的液体温度低（相当于节流作用），堵塞严重时应更换干燥过滤器。
（4）冷凝器和电子扇
冷凝器和电子扇主要故障为风力受阻、电子扇不转动以及冷凝器泄漏。风力受阻时，电子扇转动正常、冷凝器进入管 (上部）和排出管（下部）温度都较高且溫差不大，此时清理散热片表面堵塞物即可。电子扇不转动时，应测量电子扇线圈电阻及电压，若电子扇线圈短路或断路，应更换电子扇；若无电压，应检査电子扇继电器及相关线路。冷凝器泄漏时，可焊补或更换新件。
（5）蒸发器和鼓风机
蒸发器和鼓风机的主要故障为出风口风量小、鼓风机不转动以及蒸发器泄漏，其故障排除方法与冷凝器和电子扇故障排除方法相似，不再赘述。
（6）制冷剂
制冷剂主要故障为无制冷剂、制冷剂充注量不足或过多。无制冷剂时，电磁离合器不吸合、连接压力表时无制冷剂喷出，此时须对制冷系统进行检漏、补漏、抽真空、充注制冷剂。若制冷剂充注量不足，在发动机低速运转、温度调节旋钮置于最大冷却挡时，可在示液窗玻璃处看到大量泡沫，此时在系统检漏基础上补充制冷剂即可。制冷剂充注量过多时，在观察窗处看不到泡沫，此时放出多余制冷剂即可。
作者：赵夫建 上海大屯能源股份有限公司汽车运输分公司大修厂
