一台2003年出厂的一汽奥迪A6 C5 2.8L轿车,装备BBG发动机及双区自动空调,行驶约159000公里。
该车空调制冷效果差。空调面板设定22度,用手感知出风口温度,凉,但不够凉。
压缩机离合器正常吸合、皮带盘正常运行。
该车使用机械式变排量压缩机(又称为内控变排量压缩机),因此没有后期车型上的N280空调变排量电磁阀。这种机械式变排量压缩机,通过且仅通过吸气压力对压缩机排量进行调节。
连接空调歧管压力表进行检测,怠速时低压为2bar,高压为14-15bar,正常。接通压缩机后,车头副驾驶侧的电子风扇连续高速运转,正常。(主驾驶侧是与发动机曲轴连接的机械风扇)
使用诊断仪进入“空调/暖风电气系统”(地址码08),先读取故障码。
注意:该车的空调系统位于L线——也称为第二条K线,需要检测仪支持双K线。如果检测仪不支持,则需要使用原厂的双K自动线转换器(VAS6017),或者手工制作一条条线。
仅有一个现存的故障码:01274,通风翻板伺服电机V71,卡住或无电压
该故障代码指示V71断路、损坏或者运翻板动不畅。
但实际测试,发现外循环翻板可以自由运行,因此该故障可能仅为电机V71上的电位计G113报告的实际位置与初始位置偏差过大所致,不是真正的问题。
之后再读取数据流。
显示组1
1区:显示代码为0,表示当前压缩机正常接通,没有任何故障导致压缩机断开。
2区和3区:电压13.75V,正常。
显示组2(左侧温度翻板电机V158)
1区:135,电位计G220的实际反馈值(实际位置)
2区:133,电位计G220的规定反馈值(E87计算出的位置)
3区:31,“加热止点”位置,在基本设定中确定并存储至E87的G220的值。
4区:231,“制冷止点”位置,在基本设定中确定并存储至E87的G220的值。
1区和2区的值处于50-200之间时,相差应不超过3。本案例中相差为2,正常。
1区的值小于5表示短路,大于250表示断路。
3区显示值应大于5且小于50;4区显示值应大于200且小于250。
3区和4区的值若超出正常范围,应查询故障码。
本案例中左侧温度翻板处于半开状态,即将冷(蒸发器)和热(暖风水箱)空气混合。
显示组3(右侧温度翻板电机V159,电位计G221)
数据与左侧V158基本一致。
由于这台车没有装备暖风水阀,因此暖风水箱的温度与冷却液温度相近。
空调系统的冷暖调节,全靠V158和V159两个温度翻板电机实现。
空调面板温度调节到“LO”时,两个翻板电机处于“制冷止点”位置,空气不再流经暖风水箱。
空调面板温度调节到“HI”时,则相反。
如果这两个翻板不能正常运行,就算空调制冷功能正常,也可能导致车厢内的温度异常。
显示组4(中央翻板电机V70,电位计G112)
该翻板用于将空气引导到除霜/脚坑,或者仪表板出风口。
如果可以通过空调面板正确调节风向,这组数据流可以忽略。
显示组5(除霜翻板电机V107,电位计G135)
如果前挡除霜功能以及吹风挡风向正常,无需检查该组数据流。
显示组6(通风翻板电机V71,电位计G113)
摘下空调滤芯,目视检查内外循环切换是否正常。如正常则无需检查该组数据流。
本案例中因为报告故障码,因此对各风门的伺服电机进行了基本设定(初始化),组号01。V158、V159、V71、V70、V107将会依次启动。基本设定完成后,屏幕信息显示全0。
显示组7
1区:25摄氏度,外部温度计算值(由E87计算得到)
2区:29摄氏度,新鲜空气进气管温度传感器G89的读数
3区:28摄氏度,外部温度传感器G17的读数
4区:90摄氏度,E87计算出的冷却液温度
显示组8
1区:24摄氏度,左出风口温度
2区:25摄氏度,右出风口温度
3区:38摄氏度,脚坑出风口温度
4区:24摄氏度,仪表板温度传感器G56(安装在E87内)
可见出风口温度高,车厢内温度也确实偏高。
显示组9
1区:4.4V,鼓风机V2规定电压(E87计算出的)
2区:4.4V,鼓风机V2实际电压(鼓风机送风量无问题就无需理会)
3区:10.5%,接线柱58D电压(与照时调节器E20相比)%
4区:0V,接线柱58S电压
显示组10
1区:800,发动机转速
2区:1km/h,行驶速度
3区:0,停车加热,0表示停车加热未工作(仅限有停车加热器的车型)
4区:0,辅助加热器(仅限有辅助加热器的柴油车型)
显示组11
1区:95摄氏度,仪表发送的冷却液温度。注意有几个特殊值:10摄氏度表示没有来自仪表的信号;65摄氏度表示没有来自仪表的信号或插头A的插口3电压低于5V;118摄氏度表示冷却液温度过高。
2区:1,压缩机接合指示。1表示压缩机信号为“接通”;0表示信号为“断开”。
3区:0,空调压力开关F129。0表示压力开关断开(插头C的插口12电压高于2V);1表示压力开关断开(插头C的插口12电压低于2V)
4区:3,点火钥匙开关处于的位置(1、2、3、4)或者不匹配(0)
显示组12
1区:0%,阳光强度光敏电阻G107,左侧
2区:0%,阳光强度光敏电阻G107,右侧
3、4区:未使用
因为实在修理厂室内且阴天,因此光敏电阻读数均为0。且电脑未记录00797故障码,因此不认为光敏电阻G107有故障。(G107位于仪表台上前挡玻璃除霜风口的正中间,那个长圆形的黑疙瘩)
显示组13
1区-4区:均为0。最近4个空调压缩机关闭条件代码。
仅适用于4B0820043,且索引号为H、J、K、L,以及T以上的控制单元(E87)。
通过数据流诊断,目前仅能发现的问题就是空调出风口温度异常偏高。(显示组8)
操作空调面板,将两个分区的温度均设定为【LO】,风速为低速到中低速,并观察数据流。
显示组2和3可以明确显示,两个温度翻板都已经转换至“制冷止点”位置。显示组8可以观察到左右出风口的温度也是同步下降,最后降低到约9~10摄氏度,无法进一步降低。
德系轿车的这种双区自动空调(以笔者了解过的奥迪和宝马部分车型为例),很喜欢将冷热风进行混合(包括在空调壳体内的混合,以及上身出冷风脚底下出热风的混合),以追求出风温度的舒适。但通常可以通过将空调温度设置到最低,排除热风的干扰。
蒸发器高效制冷的温度通常在0-2摄氏度。在通风风速较低的情况下,蒸发器的热负荷较小,出风口温度应仅略高于蒸发器温度(很多车可以轻易测得4-5摄氏度)。
在制冷不良的情况下,空调出风口的风量依然正常,因此可以排除蒸发器大面积结冰的情况。
先看一下该车的空调系统结构:
(ND)低压侧;(HD)高压侧;(1)压缩机;(2)电磁离合器N25;(6)压力开关F129;(7)冷凝器;(10)高压端维修接头;(11)节流阀;(12)蒸发器;(13)低压端维修接头;(15)干燥罐
因该车的空调压缩机仅有一条电磁离合器线路,并且接通/断开压缩机离合器时发动机转速产生明显的波动。故笔者一度误认为该车使用的是定排量压缩机(但其实不是)。经过咨询专业人士及进行现场检查,最后确认这台车安装的是目前已经很少见的【内控变排量压缩机】。(目前新型变排量压缩机是使用电磁阀的【外控变排量压缩机】。)压缩机内装有一个机械式调压阀,可以根据压缩机吸气端(低压侧)的压力,(按照调压阀预设的特性曲线)自行调节压缩机斜盘的角度,从而改变压缩机的排量(也就是制冷量)。
关于内控变排量压缩机的原理,可以参考笔者翻译的这篇文章:
汽车变排量空调压缩机的工作原理_robur的博客-CSDN博客不同于定排量压缩机(fixed displacement compressor,FDC),变排量压缩机(variable displacement compressor,VDC)可自动改变其泵送能力以满足空调的需求。当车厢温度高时,它会提高其制冷量,直到达到期望的温度。一旦达到期望的温度,它就会自动降低制冷量继续将温度维持在期望值。使用变排量压缩机,即可减少压缩机离合器接通和断开时带来的抖动(这种情况常见于定排量压缩机)。事实上,一些变排量压缩机已经完全取消了离合器。https://blog.csdn.net/robur/article/details/132506988斜盘式变排量压缩机上的调压阀,无论是机械式还是电磁式,其对排量控制的原理都是相同的——调整斜盘腔的压力。区别在于,机械式调压阀的输入量是压缩机的吸气端压力(低压压力),而电磁式调压阀的输入量是电脑发送的PWM信号。显而易见,电磁阀更容易实现精确控制。
另一个与新型空调系统的显著区别是,该车使用的节流原件是节流阀(节流管),而不是更常见的膨胀阀。节流阀位于高压端维修接头与蒸发器之间的管路内部。节流阀的特点是没有运动部件,不能调整制冷剂流量(因此需要配合变排量压缩机)。
查询维修资料,找到一例极为相似的故障。该文章作者判断此种情况的唯一原因就是节流阀堵塞。
奥迪A6空调制冷效果不佳 - 精通维修下载一辆行驶里程超32万km的2003款奥迪A6 1.8T轿车。该车空调制冷效果不佳,甚至出热风。 故障诊断:一汽奥迪1. 8T轿车,装配的是自动空调系统,该空调系统的工作均由控制单元控制。根据上述故障现象,接车后试车,发现空调各个出风口温度比其他车辆明显高。首先用故障诊断仪VAS5051http://www.gzweix.com/article/sort0253/sort0254/sort0529/info-290765.html
这篇文章的作者总结道:
奥迪A6和帕萨特B5轿车采用可变排量压缩机,其系统可根据制冷管路高、低压侧压力来改变活塞的有效行程,从而使管路压力稳定,不会随发动机转速变化而出现压力波动,大大提高空调的稳定性和汽车燃油经济性。正是因为有这样的优点,会使得管路压力不会因为管路堵塞而出现过高的现象。
尝试分析一下原理(不一定对):
节流阀部分堵塞,导致流入蒸发器的制冷剂流量变小,低压侧压力降低。内控变排量压缩机的排量控制阀仅受空调低压压力的控制,而不受空调电脑的控制——电脑无法让压缩机保持最大排量。低压压力过低,压缩机的斜盘角度变小,压缩机的排气量减少。排气量减少,高压侧压力就不会有明显提高。最终,压缩机的实际排气量与“被堵塞的节流阀能通过的制冷剂流量”产生平衡,因此空调的高低压压力都保持在合力范围内——但实际的制冷剂流量减少了,也就是制冷量小了,因此车厢内难以冷却。
于是排放空调制冷剂,拆下节流阀。发现节流阀两端的滤网已经有不同程度的堵塞。
检查维修记录,该车2019年更换过一个全新的压缩机,但并未更换节流阀和干燥罐。
直接更换一个原厂的节流阀(4B0 820 177,进口)和一个原厂的干燥罐(8D0 820 193A,上汽大众适配帕萨特B5的,三电贝洱代工)。
干燥罐是库存件,且至少库存10年。安装前略微拧开干燥罐的密封塞,可以听见向外泄压排气的声音,证明干燥罐没有被打开过,是密封存储的。(开封的干燥罐会持续吸收空气中的水汽,并且在约24小时就可以达到饱和状态,这样的就只能拿去卖废品了。)
检查一下该车的铭牌,需要使用650±50g的制冷剂和250ccm的冷冻油。
准备了220gx2和250gx2,四瓶共940g制冷剂(R134A)。以及去年维修另一台车剩下的约100ml电装ND OIL 8(PAG46)冷冻油(扣盖密封存储,没事)。
估算一下需要补充的冷冻油量:
因为排空制冷剂之前没有对压缩机进行“回油”操作,受场地限制也没有使用量杯接纳、计量排出的冷冻油,所以推算因排放制冷剂损失的冷冻油为20ml。(如果进行了“回油”操作,实际损失的冷冻油一般不会超过10ml。)
更换节流阀:0ml。因已将节流阀在冷冻油里涮了一下,所以不需要再额外补充。
更换干燥罐:20ml。大多数可以单独更换干燥罐的汽车空调,都可以适用此经验值。
安全余量:10ml。采用真空吸入法加注冷冻油,考虑到空调歧管压力表的管壁吸附等因素。
合计:50ml。
使用高精度手提电子秤,当作简易的测量工具。将电子秤和歧管压力表都挂在高处,并且保持二者相对位置不变。
将制冷剂罐开瓶、排空气后,挂在电子秤的挂钩上。确保制冷剂罐到歧管压力表的软管悬空,测得加注前的制冷剂重量。
将制冷剂罐从电子秤挂钩上拿下来,加注完毕后,再挂回去测得加注后的重量。加注前重量减去加注后重量,即可得到这一罐制冷剂的实际加注重量。(本次操作测得,250g制冷剂实际可以加注约220-230g,220g制冷剂实际可以加注约190-200g。)
根据电子秤的精度不同,实际操作的最后可以视情况再额外加注一些制冷剂。
空调加注完毕,又清洗了冷凝器。第二天白天进行试车,主观感觉制冷效果恢复。
奥迪A6 C5空调制冷能力测试的标准:
A轴表示出风口温度,B轴表示测得的外部环境温度(不是数据流中计算出的外部温度),C区(阴影区)表示允许的温度范围。
将空调设置为AUTO,双侧温度均设置为“LO”。启动发动机,接通压缩机,让发动机在2000rpm持续运行5分钟,然后测量仪表中央出风口的温度。
如图所示,在外部气温30度时,空调中央出风口的温度允许为3-6℃。