陳琨，劉春梅

（湖南汽車工程職業(yè)學(xué)院，湖南株洲 412001）

空調(diào)鼓風(fēng)機故障診斷案例分析

陳琨，劉春梅

（湖南汽車工程職業(yè)學(xué)院，湖南株洲 412001）

1 鼓風(fēng)機的高速擋不受控制

故障現(xiàn)象一輛2005年產(chǎn)的東風(fēng)日產(chǎn)藍鳥轎車，發(fā)動機型號為SR20DE，行駛了15萬km。該車空調(diào)的鼓風(fēng)機開關(guān)打到最高擋（HI擋）時，鼓風(fēng)機不轉(zhuǎn)。

故障分析鼓風(fēng)機風(fēng)速通過改變加載在電動機上的電壓來調(diào)節(jié)。其原理是通過鼓風(fēng)機開關(guān)改變加入線路的電阻值，分擋位控制加載電壓。手動空調(diào)是使用電阻來改變加載電壓；與手動空調(diào)不同，自動空調(diào)是利用功率三極管無級地改變風(fēng)速。常見鼓風(fēng)機控制電路如圖1所示。

圖1 常見鼓風(fēng)機控制電路

不管是哪種情況，在HI擋時，線路都不通過電阻和三極管，直接將蓄電池電壓加在鼓風(fēng)機電動機上。因此，將鼓風(fēng)機開關(guān)打到HI擋時，觀察鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)不轉(zhuǎn)，可以判斷電機和控制電路有故障。

故障診斷根據(jù)前面的分析，將鼓風(fēng)機風(fēng)速開關(guān)打到HI擋位置，鼓風(fēng)機不轉(zhuǎn)，說明控制線路和鼓風(fēng)機電機有故障。于是，檢查故障是出在線路上還是在電動機本體上。查閱該車維修手冊，找到圖2所示的電路。將A／C自動放大器的端子34號搭鐵，鼓風(fēng)機電機立即旋轉(zhuǎn)起來，說明電路和電機都沒有問題。那么，問題應(yīng)在鼓風(fēng)機控制部分。經(jīng)過檢查整個空調(diào)系統(tǒng)的電路圖，并沒有發(fā)現(xiàn)HI繼電器。查閱廠家的說明書，原來該車自動空調(diào)系統(tǒng)的鼓風(fēng)機控制已不是功率三極管，而是含有MOS-FET功率場效應(yīng)管的調(diào)速模塊。

圖2 日產(chǎn)藍鳥鼓風(fēng)機控制電路圖

MOS-FET全稱為Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，即金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。一般的晶體管是通過電流進行控制，而MOS-FET管則是通過電壓進行控制。三極管的電極為E（發(fā)射極）、C（集電極）、B（基極），而MOS-FET管的電極稱為S（源極）、D（漏極）、G（柵極）。當(dāng)漏極電源電壓UD一定時，如果柵極電壓負(fù)值越低，PN結(jié)交界面所形成的耗盡區(qū)就越厚，則漏、源極之間導(dǎo)電的溝道越窄，漏極電流ID就愈小；反之則溝道變寬，ID變大，所以用柵極電壓UG可以控制漏極電流ID的變化。調(diào)速模塊控制電路見圖3。

圖3 調(diào)速模塊控制電路圖

當(dāng)MOS-FET管工作在可變電阻區(qū)時，UDS（漏極電壓）比較小，溝通電阻隨柵極電壓UGSS而改變。當(dāng)柵極電壓UGS一定時，溝通電阻為定值，漏極電流ID隨UDS近似線性增大；當(dāng)UGS＜UP（夾斷電壓）時，漏源極間電阻很大，MOS-FET管處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)UGS=0時，漏源極間電阻很小，MOS管處于導(dǎo)通狀態(tài)，ID=IDSS（飽和漏源電流）。這一特性使MOS-FET管具有開關(guān)作用。因此，當(dāng)使用MOS-FET管控制鼓風(fēng)機風(fēng)速時，就不需要HI繼電器了。

于是，檢查鼓風(fēng)機調(diào)速模塊。將電壓表置于調(diào)速模塊的2-3號端子上（圖3），接通鼓風(fēng)機開關(guān)，從最小到最大調(diào)節(jié)開關(guān)位置，電壓表指示電壓在2～10V之間變化（標(biāo)準(zhǔn)為0～12V），說明調(diào)速模塊已損壞。

故障排除更換調(diào)速模塊，將鼓風(fēng)機開關(guān)置HI擋，鼓風(fēng)機正常工作。

2 空調(diào)的壓縮機和鼓風(fēng)機都不工作

故障現(xiàn)象一輛2003年的廣州本田奧德賽轎車，發(fā)動機型號是K24A，行駛里程11萬km，空調(diào)系統(tǒng)為雙區(qū)空調(diào)。接通空調(diào)鼓風(fēng)機開關(guān)，完全沒有風(fēng)出來，按壓A／C開關(guān)，壓縮機的電磁離合器也不工作。

故障分析查閱該車鼓風(fēng)機回路電路圖（圖4），了解到該車使用調(diào)速模塊對鼓風(fēng)機進行無級控制。

圖4 廣州本田奧德賽轎車鼓風(fēng)機驅(qū)動回路

調(diào)速模塊有4個端子，端子1號是鼓風(fēng)機PWM（脈寬調(diào)制器）控制信號端子；端子2號是調(diào)速模塊的搭鐵端子；端子3號是空調(diào)控制單元監(jiān)控鼓風(fēng)機旋轉(zhuǎn)狀況的端子，即控制反饋信號端子，當(dāng)電壓值為蓄電池電壓或0時（圖5），判斷鼓風(fēng)機沒有正常旋轉(zhuǎn)，目的是為了防止蒸發(fā)器表面結(jié)冰，同時也停止給電磁離合器供電；端子4號是鼓風(fēng)機電機負(fù)極控制端子。

故障診斷首先對鼓風(fēng)機的電源進行檢查。測量端子4號的電壓，為蓄電池電壓，說明鼓風(fēng)機電源正常；再測量端子3號也為蓄電池電壓，說明鼓風(fēng)機沒有旋轉(zhuǎn)；測量端子1號也為蓄電池電壓，說明調(diào)速模塊沒有工作。

圖5 鼓風(fēng)機的旋轉(zhuǎn)速度與端子電壓的關(guān)系

斷開調(diào)速模塊的插頭，使用裝有30A熔斷絲的跨接線，短接端子4和2，鼓風(fēng)機快速旋轉(zhuǎn)，壓縮機電磁離合器也動作，判斷調(diào)速模塊斷路故障。

故障排除更換調(diào)速模塊后，所有的功能都正常。因為懷疑空調(diào)濾清器長期沒有更換，從而造成風(fēng)量下降，調(diào)速模塊不能充分冷卻，過熱而燒壞，所以在更換調(diào)速模塊的同時，也將空調(diào)濾清器更換。

3 開空調(diào)鼓風(fēng)機不轉(zhuǎn)

故障現(xiàn)象一輛2009年的東風(fēng)日產(chǎn)陽光轎車，發(fā)動機型號是HR15，行駛里程9萬km。接通空調(diào)鼓風(fēng)機開關(guān)，鼓風(fēng)機不轉(zhuǎn)。

故障分析查詢維修手冊，該車空調(diào)鼓風(fēng)機風(fēng)速控制為一個8插頭的調(diào)速模塊，如圖6所示。端子1號是調(diào)速模塊搭鐵；端子6號是鼓風(fēng)機電機控制；端子7號是鼓風(fēng)機旋轉(zhuǎn)狀況監(jiān)控；8號端子是空調(diào)控制單元PWM信號。

圖6 日產(chǎn)陽光鼓風(fēng)機的控制回路

故障診斷與排除首先按工作順序檢查電機電源供給情況，正常。在電機輸出端用裝有30A熔斷絲的跨接線搭鐵，鼓風(fēng)機旋轉(zhuǎn)，判斷電機正常。

接下來測量調(diào)速模塊的端子8號的電壓，為蓄電池電壓。根據(jù)第1章故障分析可知，控制信號搭鐵，使UGS=0時，漏源極間電阻很小，MOS管處于導(dǎo)通狀態(tài)，鼓風(fēng)機會以最高速度動作。于是，使端子8號搭鐵，鼓風(fēng)機電機不轉(zhuǎn)，可以判斷是調(diào)速模塊的故障，需要更換。

4 總結(jié)

1）鼓風(fēng)機控制有3種方式：分壓電阻式、功率三極管式和調(diào)速模塊式。分壓電阻式用于手動空調(diào)系統(tǒng)；功率三極管式和調(diào)速模塊式用于自動空調(diào)系統(tǒng)。功率三極管通過PWM控制三極管的功率輸出變化，調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速，最高轉(zhuǎn)速由高速繼電器來控制，因此可以通過有無高速繼電器來判斷是否是功率三極管控制式。調(diào)速模塊式用于自動空調(diào)系統(tǒng)中，空調(diào)工作時，空調(diào)控制單元根據(jù)程序設(shè)置和車內(nèi)反饋信號發(fā)指令調(diào)節(jié)PWM的占空比，經(jīng)光耦隔離轉(zhuǎn)換，用功率場效應(yīng)管（MOSFET）作為主開關(guān)元件，通過改變開關(guān)元件的導(dǎo)通方式及通斷比來改變輸出電壓的大小，從而調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速。通過調(diào)查常見汽車自動空調(diào)鼓風(fēng)機控制方式（表2），可知從2007年左右開始，大部分汽車自動空調(diào)系統(tǒng)采用調(diào)速模塊（含功率場效應(yīng)管）的方式控制鼓風(fēng)機的風(fēng)速。

2）診斷鼓風(fēng)機調(diào)速模塊的故障時，先找到電機輸出端，用裝有30A熔斷絲的跨接線使其搭鐵，判斷鼓風(fēng)機電機和線路是否有故障；再找到調(diào)速模塊上的控制單元輸出信號端子，使其搭鐵，通過鼓風(fēng)機旋轉(zhuǎn)情況判斷調(diào)速模塊是否有故障。

U463.851

B

1003－8639（2016）08－0063－02

2015-12-01；

2015-12-16