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汽车空调压缩机离合器烧蚀问题的故障排查

作者：栗顺佟林董向力赵萌黄博

来源：《汽车与驾驶维修（维修版）》2020年第10期

摘要：电磁离合器是汽车空调压缩机的关键部件，压缩机电磁离合器烧蚀的故障率较高。

本文针对某车型开发过程中出现的压缩机离合器频繁吸合断开导致烧蚀问题，进行了故障件拆

解、原因分析、解决方案制定及效果验证等过程的总结，分享了一种压缩机离合器烧蚀问题排

查的思路及方法。

关键词：汽车;压缩机;电磁离合器;烧蚀

中图分类号：U463文献标识码：A

引言0

空调系统的核心部件有：蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀等，通过管路连接组成制冷循

环回路。制冷剂在系统中循环，通过气液相态变化、能量吸收和释放，实现热量的转移，达到

制冷目的。

压缩机作为空调制冷系统的心脏，担当制冷系统冷媒压缩和驱动运输的重任，压缩机不工

作就无法实现制冷。压缩机实现低温低压制冷剂向高温高压制冷剂的转换，工作环境相对恶

劣，是汽车空调系统中最大的运动部件，其可靠运行保证了汽车空调制冷功能得以实现。

传统车空调压缩机由发动机曲轴通过轮系驱动，动力传递的核心部件为电磁离合器。离合

器吸合，将发动机皮带轮的扭矩传递给压缩机，实现空调制冷。电磁离合器一旦烧毁，将导致

压缩机不能工作。根据目前汽车空调使用情况来看，压缩机电磁离合器烧损的故障率较高，在

压缩机故障中占有较大的比例。

当要求压缩机运转时，离合器的电磁线圈通电，电磁力使离合器轮毂与压缩机轴结合;当

电磁线圈的电流通路断开时，离合器与压缩机分离。目前市场上主流的电磁离合器有2种：弹

簧钢片式及橡胶吸盘式。相比弹簧钢片式离合器，橡胶吸盘式离合器的吸合噪声可降低10dB

左右，在市场上已经得到了广泛应用。

压缩机离合器工作电气原理由空调面板A/C开关、三态压力开关、ECU、空调继电器和压

缩机离合器几部分组成。按下空调控制面板A/C开关，经三态压力开关向ECU发出请求信

号，ECU根据整车状态进行判断分析，当满足设定条件则输出低电平，空调继电器控制回路

接通，离合器动作吸合（图1）。

为了防止异常工况对压缩机的损伤，空调系统普遍通过压力开关或压力传感器进行压力保

护。当系统压力值超过高压上限（一般为3.14MPa）或低于低压下限（一般为0.20MPa）

时，电磁离合器会切断，压缩机停止工作。为了防止压缩机电磁离合器频繁吸断，在高低压保

护值附近会设置缓冲区间，以高压保护点为例，当压力升高至3.14MPa时，电磁离合器切断;

当压力降低至2.55MPa时，电磁离合器吸合，中间的缓冲区为0.59MPa。

本文针对某车型开发过程中出现的压缩机离合器频繁吸合断开导致烧蚀问题，进行了故障

件拆解、原因分析、解决方案制定及效果验证等过程的总结。

故障件1拆解

本文针对某车型开发过程中，3台离合器烧蚀故障件进行了检测及拆解。结果表明：主机

空转正常，吸排气压力正常;线圈通电正常，吸盘不吸合;气密性检测无泄漏;外观检测离合器表

面高温烧蚀;吸盘与皮带轮接触面有明显打滑痕迹，皮带轮轴承损坏，线圈表面环氧树脂烧毁

（图2）。

原因2分析

通过故障件拆解分析及功能測试，判断离合器烧蚀为打滑烧蚀。在40℃、1000W光照的

环境舱中进行怠速开空调试验，全程监测系统压力变化。模拟25min左右，发现系统高压达

到保护点，并在3.10MPa左右频繁跳动，同时听到压缩机打滑的声音。打开发动机舱盖检

查，发现压缩机频繁吸合，频率接近1次/s，压缩机离合器吸盘接近打滑状态，闻到较浓烈的

橡胶烧焦味。

通过上述环境模拟问题复现试验，可以发现2个问题。

（1）系统压力异常。在40℃、1000W光照的环境条件下，怠速空调系统高压一般不会

超过2.50MPa。本试验中，系统高压达到保护值，不正常。

（2）压力开关高压保护异常。正常的高压保护是有缓冲区间的，一般为0.59MPa，缓冲

区间设定的意义在于避免压缩机频繁吸合断开。本试验中压力表显示，在高压保护点附近，缓

冲区间仅为0.10MPa，导致压缩机以近乎打滑的状态频繁吸合断开，离合器吸盘温度过高，发

出焦糊味，如继续进行试验，将导致其烧蚀。

系统出现高压，其原因排查如下。

（1）一轮路试车未装配导风板和前端框架上盖板，影响前端散热，导致空调压力偏高。

（2）发动机管理系统EMS