1)车型:老中华轿车,生产日期为2003年,装用自动空调、手动变速器。
2)故障现象:开空调后不制冷,目视检查发现开空调后电磁离合器不吸合,并且散热器风扇也不工作。
3)故障诊断:该车的发动机电控系统为玛瑞利多点喷射系统。用解码器读取故障码,显示“系统正常”。查看数据流,数据流中也没有关于空调的数据项,无法为进一步的诊断提供有效的参考,于是只有用万用表检查电路系统了。
图2-1 中华轿车自动空调电路图
查阅资料,得到电路图如图2-1所示,先从输出线路着手,检查发现发动机控制单元的空调请求信号输入脚(T80/48)与自动空调控制器连线正常,空调允许信号输出脚(T80/35)与空调电磁离合器继电器的控制端连线正常。人为给空调电磁离合器继电器的线圈控制端即发动机的端子T80/35搭铁后,空调电磁离合器可以正常工作,用同样的方法给T80/40脚搭铁后,散热器风扇也可以低速运转。上述的操作验证发动机控制单元之后的输出端部件工作正常,空调不工作的原因可能是自动空调控制器输入到发动机控制单元的空调请求信号有问题或是发动机控制单元本身有问题。所以,下一步是要检查自动空调送给发动机控制单元的空调请求信号是否正常。
根据电路图得知,正常情况下,自动空调的端子T60/5输出请求信号(蓝/白)给发动机控制单元的T80/48号脚,发动机控制单元收到此请求信号后,如果条件允许,则从T80/35脚输出低电平信号控制空调离合器继电器吸合。用万用表测量T60/5脚,发现此脚的电压为1.0V,并且极不稳定,关掉点火开关,用万用表电阻档确认,此接线与发动机控制单元的连接也正常,没有对搭铁短路现象。检查自动空调系统控制单元的供电,也正常。至此,怀疑是自动空调控制器损坏,但更换一个空调控制器价格不菲,还是要进一步地排除其他原因。
逐步排除涉及空调不工作的原因,打开空调,通过操作面板可以看到室外温度显示27℃,正常;调整各出风口风向操作按钮,各个出风口可以正确响应;再检查空调低压开关,开关正常导通;并且在自动空调控制器插头的T60/6脚上,也可以测量到来自低压开关的信号(拔插空调低压开关时该脚上的电压有正常变化);阳光强度传感器、室内温度和蒸发器温度传感器也都工作正常,所有的外部原因都排除完了,空调控制器就是不能输出空调请求信号给发动机控制单元,确诊为空调控制器损坏。
为了使判断更加准确,分析认为,如果模拟正常的空调请求信号送给发动机控制单元,应该能让发动机控制单元输出空调工作信号,由此可以验证发动机控制单元对于自动空调部分的控制功能是正常的。分析电路图后,认为此车的空调请求信号应该是一个高电平有效的信号,其变化范围应该是在0V与12V之间。于是,着车状态下,用一5kΩ电阻串联到发动机控制单元的空调请求信号输入端T80/48脚与蓄电池正极之间,此时空调离合器可以正常吸合,风扇也开始低速转动。通过此操作,说明发动机控制单元在收到自动空调控制器送来的请求信号后,能够正常工作,也从反方向上确认自动空调控制器没有输出空调请求信号给发动机控制单元,从而造成该车的空调不工作,到此确认了该车的自动空调控制器损坏。
车主还反映说此车的冷却液温度过高,着车试验,发现当发动机冷却液温度超过97℃时,散热器风扇的高速档不工作,再进一步检查,发现风扇高速的熔丝烧断,换一新熔丝后,再次烧断,用试灯检查风扇高速继电器座上的触点电源输入引脚与触点电源输出引脚上的情况,发现了问题,触点电源输出端对搭铁短路,难怪继电器触点吸合时会烧断熔丝。但为什么会出现这种情况呢,估计可能是某处的线路短路引起的。
再次参考电路图进行分析认为,散热器风扇的电阻上共有三个插头,如图2-2所示,T1、T2是直通左右风扇电动机的两线插头,T3插头是用来提供电源与调整风扇高、低速的。正常情况下,T3的A端子接电源正极12V,B端子对搭铁接通时风扇电动机得到全部12V电源便以高速转动;如果B端子对搭铁断开,C端子对搭铁接通,因为两个风扇的负极回路中串有一个电阻,两个风扇电动机得到约6V的电压,便会以低速转动,这就是此车高、低速切换的工作原理。再结合此车的故障进行分析,从电路图上可以推理出,可能是T3插头的A、B两线短路,就会造成风扇高速继电器吸合时就会产生短路,从而烧坏熔丝。
按照以上分析,检查车上的线路,发现此车的风扇电阻附近的线路有维修过的痕迹,在连接T3插头与线束中间有绝缘胶带缠着,再把胶带松开,这三条线还用热缩套管进行绝缘,仔细观察,A、B两导线上的热缩套管已经破损并且短路,重新做好绝缘后,打开点火开关,人为短接空调压力开关线束侧的高压开关连接的端子,风扇高速运转正常,但风扇低速还是不转动,但此时风扇高速熔丝已经不再烧断,短路故障排除,风扇低速不转,说明系统还有其他故障,拆下风扇电阻检测,发现风扇电阻B、C端子间电阻为无穷大,风扇电阻内部开路。
把以上的测量完成后,确认该车的自动空调控制器和风扇电阻损坏,定购新配件,到货后把新的空调控制器装上,着车试验,空调电磁离合器工作正常,但更换风扇电阻时发现此新配件与老配件插头不一样,无法使用。询问供货商后,得到的答复是目前市场上只有这种新型的电阻,而没有原车上的老式电阻,通过测量,我们自行分析得出其内部结构原理图如图2-2所示。(www.xing528.com)
结合原车的电路图分析认为,虽然两个风扇电阻的插头形状不一样,但其内部工作原理是一样的,于是把新电阻的插头锯开一半后,按照上面的原理图,在ABC三个端子上用锡焊法接出三根导线,接到原车的线束上,着车后打开空调试验,风扇运转正常了。
需要注意的是,新电阻与旧电阻的T3的插脚接线顺序也不一样,不要接反,否则会导致风扇工作不正常;T1、T2风扇插头上的两根线不要接反,否则会出现风扇反转,造成散热效果不良。
4)总结:该车故障为空调电路系统的综合性疑难故障,共有三个故障点。
图2-2 中华轿车散热器风扇电路图
①风扇高速线路短路。
②风扇电阻断路。
③自动空调控制器损坏。
前两个故障之间有着相互的联系。分析当时的故障产生过程如下:
首先,正常情况下,冷却液温度达到风扇低速运转的温度,当风扇低速运转时,因为风扇电源正极端子A与风扇高速端子B之间短路,也就相当于T3插头的B端子变成了电源正极,短路的导线将风扇短接过去,自然此时风扇不转动,这是其一;风扇低速继电器接通了电源负极,相当于没有串联两个风扇,直接把12V的电源电压加到了串联电阻上,正常情况下,此电阻工作时是与两风扇串联的,所承受的电压约为6V,所以通过该电阻的电流也比较小,而当短路产生后,电压增高到12V,流过风扇串联电阻的电流增大一倍,必然会烧坏此电阻,这是其二;随着温度上升,达到风扇高速运转的温度时,又产生了高速风扇继电器把电源直接对搭铁短接的情况,所以导致熔丝烧断,这是其三。
再进一些步分析,线路为什么会发热,导致短路出现。因为散热风扇电动机中流过的电流较大(10~15A),并且在上次维修线束时,风扇电阻插头与线速之间是采用铰接方式接在一起的,风扇工作时就会因为接触电阻的存在产生一定的热量,风扇工作时间越长,温度越高,当温度足够高时,热量使热缩套管变形,最终形成短路。有鉴于此,在维修大电流的导线时最好使用锡焊法连接导线,以降低线路电阻,避免维修部位因通过较大电流而发热,锡焊法可以降低接触电阻,自然发热就少了,这样可以延长维修后的使用寿命。
两个电控单元(发动机控制单元和自动空调控制器)之间是用电平变化的方式来传递空调请求信号的,为了缩小故障范围,可以采用外接信号进行模拟,以提高故障诊断的准确性,达到提高工作效率的目的,但要注意“信号电流”不要太大,否则会烧坏电子设备,增加故障,所以在维修过程中采用串联电阻的方法来限制电流,以增加操作的稳妥性。
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