帕萨特B5空调制冷系统及维修

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1、帕萨特B5空调制冷系统原理及维修摘要：本论文重要讲述的是对汽车空调不制冷的故障进行分析及排除，汽车空调不制冷重要分为：汽车空调完全不制冷故障、汽车空调制冷局限性故障、汽车空调间隙性制冷故障。从空调系统的工作原理方面入手，通过多种检测成果，再结合空调电路知识进行分析，综合总结其故障因素及排除。核心词：帕萨特 B5 汽车空调 电路控制原理 不制冷 故障分析 维修目 录第一章 绪论 第二章 汽车空调的基本概述 2.1空调的功用 2.2制冷原理 2.3汽车空调的特点 第三章 汽车空调的构造构成与工作原理 3.1汽车空调系统的部件构成 3.1.1压缩机 3.1.2冷凝器 3.1.3膨胀阀 3.1.4蒸发

2、器 3.1.5储液干燥器 3.2汽车空调制冷系统的工作原理 3.2.1压缩过程 3.2.2放热过程 3.2.3节流过程 3.2.4吸热过程 第四章 帕萨特B5轿车空调故障诊断与排除 4.1故障诊断措施 4.1.1观测法 4.1.2各制冷部件及控制机构的检查 4.1.3压力检测法 4.2故障排除 第五章 小结 结束语 道谢 参照文献 第一章 绪论随着世界科学技术的迅猛发展，人们对汽车的舒服性、安全性、可靠性的规定不断提高，空调系统已成为现代汽车的原则装置。同步，随着现代汽车技术大量融进电子技术，计算机技术和控制技术。空调系统的构造越来越复杂，控制部分的电子化限度也越来越高，许多高档进口汽车已采用

3、微型计算机控制的自动空调。此外，为适应环保规定，新型的R134a制冷剂正在逐渐取代R12制冷剂。汽车空调给人以清爽、舒服的感觉，但在使用过程中也不可避免的浮现某些故障，有了故障固然也需要维修了，但是空调什么故障让车主烦恼的，其实有诸多，例如空调启动困难或不能启动、制冷局限性、间隙性制冷、完全不制冷、压缩机不工作等等故障，但是我个人觉得：空调不制冷时是最能让人头痛与烦恼，本论文就浅谈上海帕萨特B5 GSi型轿车空调不制冷的故障因素，并加以分析诊断，最后故障排除及做出总结。帕萨特B5是德国大众汽车公司的帕萨特品牌轿车的第五代车型。，上海大众汽车有限公司生产的帕萨特B5正式投放中国市场，在中国上市的

4、帕萨特以德国大众汽车公司的帕萨特轿车为原型，根据中国的法规规定、道路条件和中国顾客的审美倾向、使用规定而全新开发的，将原型的B5加长100mm，宽敞的体形让帕萨特更适合于国内的商务车市场。成为中型轿车中的高品位产品。上海大众还对帕萨特B5进行大的改善，并取了一种别名：领驭。也被人戏称为：帕萨特B5.5。帕萨特B5矩形的车灯，整洁的进气隔栅，平直的腰线，挺扩的前车鼻，车顶简洁的弧线轮廓，整车外形大气典雅，但尾部造型与奥迪相比显得有些生硬。帕萨特的外形中规中矩，比较容易受到中年人士的欢迎，但也许会失去一部分年轻人的市场。藉由帕萨特B5，应用最先进的工程技术，帕萨特轿车在动力性能、整体设计、安全概念

5、、驾乘舒服性以及耐久、耐用性上，都已超越中档轿车的原则设计。 帕萨特的前悬挂采用四连杆独立式悬挂，后悬挂采用复合扭转梁式半独立悬挂。悬挂的调节是偏向舒服型的。行驶时能有效的过滤掉路面传来的震动，底盘的噪音也很小。第二章 汽车空调的基本概述2.1 空调的功用冷却、加热、洗涤或过滤、加湿或除湿、循环流动或不循环流动的解决过程（如图 2.1 所示）。图2.1 汽车空调系统汽车空调系统是实现对车厢内空气进行制冷、加热、换气和空气净化的装置。它可觉得乘车人员提供舒服的乘车环境，减少驾驶员的疲劳强度，提高行车安全。空调装置已成为衡量汽车功能与否齐全的标志之一。 现代汽车空调有四种功能，其中任何一种功能都是

6、为了是乘客感到舒服。（1）空调器能控制车厢内的气温，既能加热空气，也能冷却空气，一以便把车厢内温度控制到舒服的水平； （2）空调器可以排出空气中的湿气。干燥空气吸取人体汗液，导致更舒服的环境； （3）空调器可吸入新风，具有通风功能； （4）空调器可过滤空气，排除空气中的灰尘和花粉。 汽车空调系统的类型 1、按驱动方式分为：独立式（专用一台发动机驱动压缩机，制冷量大，工作稳定，但成本高，体积及重量大，多用于大、中型客车）和非独立式（空调压缩机由汽车发动机驱动，制冷性能受发动机工作影响较大，稳定性差，多用于小型客车和轿车）。 2、按空调性能分为：第单一功能型（将制冷、供暖、通风系统各自安装、单独操

7、作，互不干涉，多用于大型客车和载货汽车上）和冷暖一体式（制冷、供暖、通风共用鼓风机和风道，在同一控制板上进行控制，工作时可分为冷暖风分别工作的组合式和冷暖风可同步工作的混合调温式。轿车多用混合调温式）。 按控制方式分为手动式（拨动控制板上的功能键对温度、风速、风向进行控制）和电控气动调节（运用真空控制机构，当选好空调功能键时，就能在预定温度内自动控制温度和风量）。 3、按控制方式分为：全自动调节（运用计算比较电路，通过传感器信号及预调信号控制调节机构工作，自动调节温度和风量）和微机控制的全自动调节（以微机为控制中心，实现对车内空气环境进行全方位、多功能的最佳控制和调节）。2.2 制冷原理运用热

8、从温度较高区域流至温度较低区域的特性。如图2.1所示。图2.2 汽车空调制冷原理汽车空调制冷系统 1、压缩过程：压缩机吸入蒸发器出口处的低温抵压的制冷剂气体，把它压缩成高温高压的气体排除压缩机。 2、散热过程：高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器，由于压力及温度的减少，制冷剂气体冷凝成液体，并排出大量的热量。 3、节流过程：温度和压力较高的制冷剂液体通过膨胀装置后体积变大，压力和温度急剧下降，以雾状（细小液滴）排除膨胀装置。 4、吸热过程：雾状制冷剂液体进入蒸发器，因此时制冷剂沸点远低于蒸发器内温度，故制冷剂液体蒸发成气体。在蒸发过程中大量吸取周边的热量，而后低温低压的制冷剂蒸气又进入压缩机。

9、上述过程周而复始的进行下去，便可达到减少蒸发器周边空气温度的目的。2.3 汽车空调的特点初期的汽车空调：各系统互相独立且手动控制，因此温度、湿度、风量很难控制。现代的汽车空调：自动调节；各系统集于一体；在设定好的最佳温度、湿度和风量的状况下，还可进行多档位、多模式的微调；还可故障自诊断、数字显示等等。第三章 汽车空调的构造构成与工作原理3.1 汽车空调系统的部件构成此处省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整阐明书和设计图纸等.请联系扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载！该论文已经通过答辩3.1.2 冷凝器冷凝器的作用是把来自压缩机的高温高压气体通过管壁和翅片将其中的热量传递

10、给冷凝器外的空气，从而使气态制冷剂冷凝成高温高压的液体，使其通过节流元件(如膨胀阀或节流管)后吸取大量热量而汽化（如图 3.2 所示）。图 3.2 冷凝器的构造3.1.3 膨胀阀膨胀阀的作用品有节流降压、调节流量、避免液击和避免异常过热等多种功能，是制冷系统中的重要部件（如图 3.3 所示）。(a)A型 (b)E型 (c)J型图 3.3 膨胀阀的类型3.1.4 蒸发器蒸发器的作用是运用低温低压的液态制冷剂蒸发时吸取周边空气中的大量热量，从而达到车内降温之目的。3.1.5 储液干燥器储液干燥器的作用是储存制冷剂、过滤制冷剂中的杂质还可使气液分离。3.2 汽车空调制冷系统的工作原理空调制冷系统工作

11、时，制冷剂以不同的状态在这个密闭系统内循环流动(如图 3.4 所示)，每一循环需进行四个基本过程。3.2.1 压缩过程压缩机吸入蒸发器出口处的低温抵压的制冷剂气体，把它压缩成高温高压的气体排除压缩机。3.2.2 放热过程高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器，由于压力及温度的减少，制冷剂气体冷凝成液体，并放出大量的热；3.2.3 节流过程温度和压力较高的制冷剂液体通过膨胀装置后体积变大，压力和温度急剧下降，以雾状（细小液滴）排除膨胀装置；3.2.4 吸热过程雾状制冷剂液体进入蒸发器，因此时制冷剂沸点远低于蒸发器内温度，故制冷剂液体蒸发成气体。在蒸发过程中大量吸取周边的热量，而后低温低压的制冷剂蒸气

12、又进入压缩机。图3.4 汽车空调的制冷系统布置图制冷循环就是运用有限的制冷剂在封闭的制冷系统中，周而复始地将制冷剂压缩、冷凝、膨胀、蒸发，在蒸发器中吸热汽化，对车内空气进行制冷降温。第五章 帕萨特B5轿车空调故障诊断与排除4.1 故障诊断措施汽车空调的故障一般有如下几种：不制冷或制冷不良；声音异常或有噪音；控制电器元件故障，系统堵塞等。常用的检查措施有两种：即为观测法和压力检测法。4.1.1 观测法汽车空调故障检测中所说的观测法重要是运用人体的眼、耳、手、鼻等感知器官加上个人经验，对空调系统所浮现的故障进行判断的一种措施。一般我们用手感检查各部分温度与否正常、用肉眼检查泄漏部位及表面状况、从窗

13、玻璃判断系统状况、用断开和接合电路措施检查电器部件、用耳听和鼻嗅的措施检查与否有异常响声和气味等。1、用手感检查温度用手触摸空调系统管路及各部件，检查表面温度。正常状况下，低压管路是低温状态，高压管路是高温状态。(1)高压区：从压缩机出口冷凝器储液干燥器膨胀阀进口处，这一部分是制冷系统的高压区，这部分部件应当先烫后热，温度是很高的，手摸时应特别小心，避免被烫伤。如果在其中某一部分(例如在冷凝器表面)发既有特殊热的部位，则阐明此部分有问题，散热不好。如果某一部位(如膨胀阀入口处)特别凉或者结霜，也阐明此部分有问题，也许是堵塞。储液干燥器进出口之间若有明显温差，则阐明此处有堵塞，或者制冷剂量不正常

14、。(2)低压区：从膨胀阀出口蒸发器压缩机进口处，这部分低压区部件表面应当是冰冷的，但膨胀阀处不应发生霜冻现象。(3)压缩机高下压侧：高下压侧之间应当有明显温差，若没有则阐明几乎没有制冷剂，系统有明显泄漏。 2、用肉眼检查渗漏部位所有连接部位或冷凝器表面一旦浮现油渍，一般都阐明此处有制冷剂渗漏。但压缩机前轴处漏油，有也许是轴承漏油，应区别看待。一旦发现渗漏，应尽快采用措施修理，也可用较浓的肥皂水涂在可疑之处，观测与否有气泡现象。重点检查渗漏的部位是： (1)各个管道接头及阀门连接处。 (2)所有软管，特别在管接头附近察看有否鼓包、裂纹、油渍。 (3)压缩机轴封、前后盖板、密封垫、检修阀等处。 (

15、4)冷凝器表面被刮坏、压扁、碰伤处。 (5)蒸发器表面被刮坏、压扁、碰伤处。 (6)膨胀阀的进出口连接处，膜盒周边焊接处，以及感温包与膜盒焊接处。 (7)干燥器的易熔塞及（高、低）压力开关处、视液玻璃(检视窗)、高下压阀连接处。(8)歧管压力表(如果安装的话)的连接头、手动阀及软管处。3、从视液玻璃判断系统工况视液玻璃大多安放在储液干燥器上，也有安放在从储液器到膨胀阀之间或冷凝器到储液器之间的管路上。从视液玻璃判断工况要在发动机运转、空调工作时才干进行。从视液玻璃中看到的工质状况(如图 4.1所示)。 图 4.1 储液干燥器视液窗(1)清晰、无气泡，阐明制冷剂适量。过多或完全漏光，可用交替开关

16、空调机的措施检查。若开、关空调机的瞬间制冷剂起泡沫，接着就变澄清，阐明制冷剂适量；如果开、关空调从玻璃窗内看不到动静，并且出风口不冷，压缩机进出口之间没有温差，阐明制冷剂漏光；若出风口不够冷，并且关闭压缩机后无气泡、无流动，阐明制冷剂过多。(2)偶尔浮现气泡，并且时而伴有膨胀阀结霜，阐明系统中有水分；若无膨胀阀结霜现象，也许是制冷剂略缺少或有空气。(3)有气泡且泡沫不断流过，阐明制冷剂局限性。如果泡沫诸多，也许有空气。若判断为制冷剂局限性，则要查明因素，不要随便补充制冷剂。由于胶管一年也许有100200g的制冷剂自然泄漏，若是使用两年后来发现制冷剂局限性可以判断为胶管自然泄漏。(4)有长串油纹

17、，观测孔的玻璃上有条纹状的油渍，阐明润滑油量过多。此时应想措施从系统内释放某些润滑油，再加入适量的制冷剂。若玻璃上留下的油渍是黑色的或其她杂物，则阐明系统内的润滑油变质、污浊，必须清洗制冷系统，更换同型号润滑油。4.1.2 各制冷部件及控制机构的检查1、检查压缩机起动压缩机，进行下列检查：(1)如果听到异常响声，阐明压缩机的轴承、阀片、活塞环或其她部件有也许损坏，或润滑油量过少。(2)用手摸压缩机缸体(小心高压侧很烫)，如果进出口两端有明显温差，阐明工作正常；如果温差不明显，也许制冷剂泄漏或阀片漏。(3)如果有剧烈振动，也许皮带太紧，皮带轮偏斜，电磁离合器过松或制冷剂过多。2、检查换热器表面并

18、进行清洗(1)检查蒸发器通道及冷凝器表面，以及冷凝器与发动机箱之间与否有碎片、杂物、泥污，要注意清理，小心清洗。 (2)冷凝器可用软长毛刷沾水轻轻刷洗，但不要用蒸汽冲洗。换热器表面，特别是冷凝器表面要常常清洗。(3)检查冷凝器表面和端板处与否有脱漆现象，注意及时补漆，以免锈蚀。(4)蒸发器表面可用水清洗，可用压缩机空气冲洗，如果翅片弯曲，可用镊子小心扳直。3、检查储液干燥器(1)用手摸储液干燥器进出管，并观测视液玻璃，如果进口很烫，并且出口管温度接近气温，从视液玻璃中看不到或很少有制冷剂流过，或者制冷剂很混浊、有杂质，则也许储液器中的滤网堵了，或是干燥剂散了并堵住出口。(2)检查易熔塞与否熔化

19、，各接头与否有油迹。(3)检查视液玻璃与否有裂纹，周边与否有油迹。(4)检查压力开关与否导通（系统内有压力时应当接通）。4、检查制冷软管看软管与否有裂纹、鼓包、油迹，与否老化，与否会遇到尖物、热源或运动部件。5、检查电磁离合器及低温保护开关断开和接通电路，检查电磁离合器及低温保护开关与否正常工作。(1)小心断开电磁离合器电源，此时压缩机会停止转动，再接上电源，压缩机应立即转动，这样短时间接合实验几次，以证明离合器工作正常。(2)天冷时，若压缩机不能起动，也许是由于环境温度低于蒸发器传感器设定温度，系统处以低温保护状态，可将保护开关短路或将蓄电池连接线直接连到电磁离合器(连接时间不能超过5s)。

20、若压缩机仍不动作，则阐明离合器有故障。(3)在低温保护开关规定的气温如下仍能正常起动压缩机，则阐明低温保护开关也许发生短路故障。（面板设计时就有该功能）。6、检查感温包保温层检查膨胀阀感温包与蒸发器出口管路与否贴紧，隔热保护层与否包扎牢固。7、检查换热器壳体检查蒸发器壳体有无缝隙，蒸发器箱体内与否有杂质，冷凝器导风罩与否完好。 8、检查电线连接检查电线接头与否正常，连接与否可靠。9、检查压缩机皮带盘及连接皮带(1)检查皮带张紧力与否合适，表面与否完好，配对的皮带盘与否在同一平面。皮带新装上时正好，运转一段时间会伸长，因此需要两次张紧。皮带过紧会使皮带磨损，并导致有关总成的轴承损坏，过松则使转速

21、减少，发出啸叫声，并引起制冷量局限性。（注意：诸多服务站就把此种啸叫声诊断为压缩机离合器坏）。(2)若用一般三角皮带，新装上的皮带张紧力应为 4050N，运转后张紧力应为 25N左右。(3)齿形皮带的张紧力若局限性，将会减少齿形皮带的可靠性。但张紧力过大皮带会缩短皮带寿命，正常状况下，我们用中指以 8-10Kg 的力垂直压皮带松边，最大位移为8-10mm为宜。(4)保证皮带在始终线运转是非常重要的，误差最大不能超过 2mm，必要时可用加减垫片的措施进行。10、检查风机风机的检查，听风机工作时与否有异常声响，若有则立即检查与否有异物塞住叶轮，与否遇到其她部件，特别要检查电机的轴承与否被咬死，轴承

22、损坏后导致擦框。碳刷磨损严重或打火，导致电流过大烧保险。4.1.3 压力检测法对于空调的一般故障，我们都可以应用观测法完毕。但对于类似于拟定压缩机坏、与否冷媒充注过量或局限性、与否系统内有水分等现象，我们往往不能精确的判断，必须通过仪表测量的数据，才干予以对的的结论，这就是下面我们所讲的运用歧管压力表进行故障诊断的措施。正常状态的制冷系统在(如表 1 所示)工况条件下：表 1发动机转速1800rpm环境温度3035 蒸发风机高速温度控制最冷正常压力低压(0.15-0.25Mpa) 或（1.52.5Kgf/cm）或 (21.7736.28PSI)高压(1.37-1.57Mpa) 或（1416Kg

23、f/cm）或 (198.84227.87PSI)注意：空调系统运转前，高压和低压两端的压力均为：0.5-0.8MPa （58 kg/cm2）1Mpa=145.14 Psi 1Psi= 0.00689Mpa备注：高压力开关（OFF 0.06Mpa 、ON 0.18 Mpa），低压力开关（OFF 2.65Mpa 、ON 2.00 Mpa），高下压压力开关（HP 2.65Mpa 、LP 0.196 Mpa）4.2 故障排除根据上述现象开车上路实验，故障现象的确如此。通过询问得知，该车已在维修站修理过空调，并且更换过空调制冷剂，但状况没有好转。根据故障现象，不能直接得出故障症结所在。按正常修理程序，一

24、方面对空调系统压力进行测量，启动发动机，打开空调，使空调怠速运营数分钟，空调系统低压表显示系统低压为 220kPa，高压表显示系统高压逐渐上升至 kPa 保持不动，同步散热电扇由低速度、转为高速，以加强散热，上述压力值显示系统压力正常，此时驾驶室空调制冷效果良好。然后将发动机转速升至 r/min 不变，发现系统高压逐渐上升至 250kPa，用手触摸低压管路，管路冰冷，系统低压约 200kPa，阐明空调压缩机工作性能良好。在起动帕萨特 B5 GSi 轿车的空调过程中，我们发现系统高压压力到了正常值 kPa 后，还仍然上升至 2700kPa。此时系统高压明显太高。根据空调维修经验判断，导致空调系统

25、高压压力过高的因素多有三种状况。(1)过量加注制冷剂。(2)空调冷凝器过脏。(3)冷凝器质量不好，散热能力局限性。该车已在维修站按标定量加注过原则 R134a 制冷剂，因此制冷剂过量的状况可以排除。拆下前保险杠及前脸，检查冷凝器，发现冷凝器太脏，散热片上夹有诸多杂物，散热片上覆盖很厚的一层尘土。随后将该冷凝器彻底清洗干净，安装好保险杠，打开空调，当转速保持在 r/min 左右时，测试系统压力，高压基本保持在 1800kPa，压力正常，此时空调制冷明显好转。经上路实验，低速和停车运营上述现象不再浮现，故障临时排除。但是第二天故障仍然浮现。随后重新检修该车空调，打开空调，发现散热电扇不工作，检查电

26、扇扇叶转动自如，然后检查电扇电路。一方面拆下左前大灯背面的长方形塑料罩壳，检查散热电扇双针插接头 T2b 与否来电，用万用表的直流电压档测 T2b/1 和搭与否有电压，当测量此电压为 12.5V，该电压值为正常工作电压，阐明散热电扇控制电器良好，然后再测试散热电扇，再从蓄电池的正负极接线柱引出两条电源线，接到散热电扇的两端，此时散热电扇转动，就能阐明散热电扇良好，因此就能鉴定是因该插头接线不良而导致电扇不正常工作。在更换插座后，重新插上，此时散热电扇正常工作，因此故障解除。测试时发现该插头因接触不良而发热，导致电扇不正常工作。根据第一天的检查成果，再结合该车空调系统电路(如图 4.2 所示)分

27、析得知：由于冷凝器太脏，系统高压高于 1600kPa 后，电扇高速工作，系统压力长时间高于 1600kPa，压力开关 F129 触点 34 接通，电扇高速继电器 J280 吸合，散热电扇长时间高速工作。但由于汽车长时间低速行驶，加之冷凝器过脏，通风不好，因此冷凝器散热能力减少，这样空调制冷效果不好，同步高速工作的散热电扇由于长时间运转，导线承受负荷过高而发热，久而久之，导致插接头 T2b 接触不良，导致有时电扇不工作，这样冷凝器散热能力更加变低，使得空调系统高压在汽车低速行驶或驻车运营时压力不久超过 3200kPa 左右。图 4.2 上海帕萨特 B5 GSi 轿车空调系统电路简图E35A/C

28、开关；F38环境温度开关；F129双压力开关；N25压缩机电磁离合器；N39散热电扇变速电阻；V7散热电动电扇；J220发动机控制单元；J314空调压缩机切断继电器；J26散热电扇继电器；J279散热电扇继电器，低速；J280散热电扇继电器，高速；J285组合仪表；T2b散热电扇插接头，双针，棕色图 4.3 上海帕萨特 B5 GSi 轿车空调控制示意图当空调系统压力高于 3140kPa 时，压力开关 F129 的 12 的触点断开，这样空调切断，继电 J314 切断压缩机电磁离合。N25 电源迫使空调停止工作(如图 4.3 所示)，以减少压力。这样空调反复地工作和不工作，反映在空调出风口上便是

29、出风口温度的上下波动。而以上这种状况在阳光直射的高温环境状况下发生的频率会大大升高，也就局限性为怪了。根据上述分析，该车空调故障正是由冷凝器过脏和散热电扇不工作所引起。将电扇插接头修理后，电扇恢复正常工作，空调系统压力正常，故障彻底排除。第五章 小结本论文重要描述了上海帕萨特B5 GSi型轿车空调不制冷的故障分析与排除,从而简介了上海帕萨特B5 GSi型轿车空调的作用、构成及各重要零部件的作用，空调制冷的工作原理和故障分析及排除。在排除故障中重要是通过看（察看系统各设备的表面现象）、听（听机器运转声音）、摸(用手触摸设备各部位的温度)测（运用压力表、温度计、万用表、检测仪检测有关参数）等手段来

30、进行的。同步还应仔细向车主询问故障状况，判断是操作不当，还是设备自身导致的故障。若属前者，则应向车主具体简介对的的操作措施；若属后者，就应按上述进行综合分析，找出故障所在，查出故障因素。结束语汽车空调不制冷的故障是个常用的问题，只要细心检查就很容易解决的。由于自己的实践经验严重局限性，检查时粗心大意，诸多细节的问题都理所固然地觉得没必要检查，再加上理论知识掌握得不牢固，在维修过程中走了一段很长的路，但这一次检测维修过程也让我体会到理论与实践的真正意义。因此在维修中我们不能用个人主观去理所固然的作为判断根据，在遇到问题时我们要综合分析所有的也许，冷静思考结合理论认真分析，注意到每一种细节上去，这

31、样才干让我们小走弯路，达到事半功倍的效果。道谢在此特别要感谢我的论文指引教师对我的大力支持及耐心指引，让我完毕了这次的毕业论文。此外还要感谢我的汽车空调实习教师谭善茂教师，为我提供了许多有关汽车方面的资料，使我懂得了诸多有关汽车方面的知识。由于汽车空调技术的不断发展，加之本人水平有限，本论文难免浮现错漏与局限性之处，恳请教师批评指正。参照文献1林钢主编.汽车空调原理及维修.北京.北京大学出版社.2王运明主编.实习空调技术.广东.广东科技出版社.1995年3陈盛象主编.汽车电气设备修理.北京.机械工业出版社.1999年4范爱民主编.汽车空调构造原理与维修.北京.机械工业出版社,5陈家瑞主编.汽车

32、构造.北京.人民交通出版社.1993年6舒华、姚国平主编.汽车电器设备与维修.北京.北京理工大学出版社.7王世刚主编.初级汽车维修工.北京.机械工业出版社.8吴基安主编.汽车电工自学读本.北京.金盾出版社.1994年附录I 外文文献翻译估计导致工程几何分析错误的一种正式理论SankaraHariGopalakrishnan，KrishnanSuresh机械工程系，威斯康辛大学，麦迪逊分校，9月30日摘要：几何分析是出名的计算机辅助设计/计算机辅助工艺简化 “小或无关特性”在CAD模型中的程序，如有限元分析。然而，几何分析不可避免地会产生分析错误，在目前的理论框架实在不容易量化。本文中，我们对迅

33、速计算解决这些几何分析错误提供了严谨的理论。特别，我们集中力量解决地方的特点，被简化的任意形状和大小的区域。提出的理论采用随着矩阵制定边值问题达到严格界线几何分析性分析错误。该理论通过数值例子阐明。核心词:几何分析;工程分析;误差估计;计算机辅助设计/计算机辅助教学1. 简介机械零件一般涉及了许多几何特性。但是，在工程分析中并不是所有的特性都是至关重要的。此前的分析中无关特性往往被忽视，从而提高自动化及运算速度。举例来说，考虑一种刹车转子，如图1(a)。转子涉及50多种不同的特性，但所有这些特性并不是都是有关的。就拿一种几何化的刹车转子的热量分析来说，如图1(b)。有限元分析的全功能的模型如图

34、1(a)，需要超过150,000度的自由度，几何模型图1(b)项规定不不小于25，000个自由度，从而导致非常缓慢的运算速度。图1(a)刹车转子 图1(b)其几何分析版本除了提高速度，一般还能增长自动化水平，这比较容易实现自动化的有限元网格几何分析构成。内存规定也跟着减少，并且条件数离散系统将得以改善;后者起着重要作用迭代线性系统。但是，几何分析还不是很普及。不稳定性究竟是“小而局部化”还是“大而扩展化”，这取决于多种因素。例如，对于一种热问题，想删除其中的一种特性，不稳定性是一种局部问题:(1)净热通量边界的特点是零。(2)特性简化时没有新的热源产生; 4对上述规则则例外。展示这些物理特性被

35、称为自我平衡。成果，同样存在构造上的问题。从几何分析角度看，如果特性远离该区域，则这种自我平衡的特性可以忽视。但是，如果功能接近该区域我们必须谨慎，。从另一种角度看，非自我平衡的特性应值得注重。这些特性的简化理论上可以在系统任意位置被施用,但是会在系统分析上构成重大的挑战。目前，尚无任何系统性的程序去估算几何分析对上述两个案例的潜在影响。这就必须依托工程判断和经验。在这篇文章中，我们制定了理论估计几何分析影响工程分析自动化的方式。任意形状和大小的形体如何被简化是本文重点要解决的地方。随着矩阵和单调分析这两个数学概念被合并成一种统一的理论来解决双方的自我平衡和非自我平衡的特点。数值例子波及二阶s

36、calar偏微分方程，以证明她的理论。本文还涉及如下内容。第二节中，我们就几何分析总结以往的工作。在第三节中，我们解决几何分析引起的错误分析，并讨论了拟议的措施。第四部分从数值实验提供成果。第五部分讨论如何加快设计开发进度。2. 前期工作几何分析过程可分为三个阶段:辨认:哪些特性应当被简化；简化：如何在一种自动化和几何一致的方式中简化特性；分析:简化的成果。第一种阶段的有关文献已经诸多。例如，公司的规模和相对位置这个特点，常常被用来作为度量鉴定。此外，也有人建议以故意义的力学判据拟定这种特性。自动化几何分析过程，事实上，已成熟到一种商业化几何分析的地步。但我们注意到，这些商业软件包仅提供一种纯

37、正的几何解决。由于没有保证随后进行的分析错误，因此必须十分小心使用。此外，固有的几何问题仍然存在，并且还在研究当中。本文的重点是放在第三阶段，即迅速几何分析。建立一种有系统的措施，通过几何分析引起的误差是可以计算出来的。再分析的目的是迅速估计改良系统的反映。其中最出名的再分析理论是出名的谢尔曼-Morrison和woodbury公式。对于两种有着相似的网状构造和刚度矩阵设计，再分析这种技术特别有效。然而，过程几何分析在网状构造的刚度矩阵会导致一种戏剧性的变化，这与再分析技术不太有关。3. 拟议的措施3.1问题论述我们把注意力放在这个文献中的工程问题，标量二阶偏微分方程式(pde): 许多工程技

38、术问题，如热，流体静磁等问题，也许简化为上述公式。作为一种阐明性例子，考虑散热问题的二维模块如图2所示。图2二维热座装配热量q从一种线圈置于下方位置列为coil。半导体装置位于device。这两个地方都属于，有相似的材料属性，其他将在背面讨论。特别令人感爱好的是数量，加权温度Tdevice内device(见图2)。一种时段，认定为slot缩进如图2，会受到克制，其对Tdevice将予以研究。边界的时段称为slot其他的界线将称为。边界温度假定为零。两种也许的边界条件slot被觉得是:(a)固定热源，即(-kt)n=q，(b)有一定温度，即T=Tslot。两种状况会导致两种不同几何分析引起的误差

39、的成果。设T(x，y)是未知的温度场和K导热。然后，散热问题可以通过泊松方程式表达:其中H(x，y)是某些加权内核。目前考虑的问题是几何分析简化的插槽是简化之前分析，如图3所示。图3defeatured二维热传导装配模块目前有一种不同的边值问题，不同领域t(x，y):观测到的插槽的边界条件为t(x，y)已经消失了，由于槽已经不存在了（核心性变化）!解决的问题是:设定tdevice和t(x，y)的值，估计Tdevice。这是一种较难的问题，是我们尚未解决的。在这篇文章中，我们将从上限和下限分析Tdevice。这些方向是明确被俘引理3、4和3、6。至于其他的这一节，我们将发展基本概念和理论，建立这

40、两个引理。值得注意的是，只要它不重叠，定位槽与有关的装置或热源没有任何限制。上下界的Tdevice将取决于它们的相对位置。3.2随着矩阵措施我们需要的第一种概念是，随着矩阵公式体现法。应用随着矩阵论点的微分积分方程，涉及其应用的控制理论，形状优化，拓扑优化等。我们对这一概念归纳如下。有关的问题都可以定义为一种随着矩阵的问题，控制随着矩阵t_(x，y)，必须符合下列公式计算23:随着场t_(x，y)基本上是一种预定量，即加权装置温度控制的应用热源。可以观测到，随着问题的解决是复杂的原始问题;控制方程是相似的;这些问题就是所谓的自身随着矩阵。大部分工程技术问题的实际利益，是自身随着矩阵，就很容易计

41、算随着矩阵。另一方面，在几何分析问题中，随着矩阵发挥着核心作用。体现为如下引理综述:引理3.1已知和未知装置温度的区别，即(Tdevice-tdevice)可以归纳为如下的边界积分比几何分析插槽:在上述引理中有两点值得注意:1、积分只牵涉到边界slot;这是令人鼓舞的。或许，解决刚刚过去的被简化信息特点可以计算误差。2、右侧牵涉到的未知区域T(x，y)的全功能的问题。特别是第一周期波及的差别，在正常的梯度，即波及-k(T-t) n;这是一种已知数量边界条件-ktn所指定的时段，未知狄里克莱条件作出规定-ktn可以评估。在另一方面，在第二个周期内波及的差别，在这两个领域，即T管; 由于t可以评价

42、，这是一种已知数量边界条件T指定的时段。因此。引理3.2、差额(tdevice-tdevice)不等式然而，随着矩阵技术不能完全消除未知区域T(x，y)。为了消除T(x，y)我们把重点转向单调分析。3.3单调性分析单调性分析是由数学家在19世纪和20世纪前建立的多种边值问题。例如，一种单调定理:添加几何约束到一种构造性问题，是指在位移(某些)边界不减少。观测发现，上述理论提供了一种定性的措施以解决边值问题。后来，工程师运用之前的“计算机时代”上限或下限同样的定理，解决了具有挑战性的问题。固然，随着计算机时代的到来，这些相称复杂的直接求解措施已经不为人所用。但是，在目前的几何分析，我们证明这些定

43、理采用更为有力的作用，特别应当配合使用随着理论。我们目前运用某些单调定理，以消除上述引理T(x，y)。遵守先前规定，右边是区别已知和未知的领域，即T(x，y)-t(x，y)。因此，让我们在界定一种领域E(x，y)在区域为:e(x，y)=t(x，y)-t(x，y)。据悉，T(x，y)和T(x，y)都是明确的界定，因此是e(x，y)。事实上，从公式(1)和(3)，我们可以推断，e(x，y)的正式满足边值问题:解决上述问题就能解决所有问题。但是，如果我们能计算区域e(x，y)与正常的坡度超过插槽，以有效的方式，然后(Tdevice-tdevice)，就评价表达e(X，Y)的效率，我们目前考虑在上述方

44、程两种也许的状况如(a)及(b)。例(a)边界条件较第一插槽，审议本案时槽原本指定一种边界条件。为了估算e(x，y)，考虑如下问题:由于只取决于缝隙，不讨论域，以上问题计算较简朴。典型边界积分/边界元措施可以引用。核心是计算机领域e1(x，y)和未知领域的e(x，y)透过引理3.3。这两个领域e1(x，y)和e(x，y)满足如下单调关系:把它们综合在一起，我们有如下结论引理。引理3.4未知的装置温度Tdevice，当插槽具有边界条件，东至如下限额的计算，只规定:(1)原始及随着场T和隔热与几何分析域(2)解决e1的一项问题波及插槽:观测到两个方向的右侧，双方都是独立的未知区域T(x，y)。例(

45、b) 插槽Dirichlet边界条件我们假定插槽都维持在定温Tslot。考虑任何领域，即涉及域和插槽。界定一种区域e(x，y)在满足:目前建立一种成果与e-(x，y)及e(x，y)。引理3.5注意到，公式(7)的计算较为简朴。这是我们最后要的成果。引理3.6 未知的装置温度Tdevice，当插槽有Dirichlet边界条件，东至如下限额的计算，只规定:(1)原始及随着场T和隔热与几何分析。(2) 环绕插槽解决失败了的边界问题，:再次观测这两个方向都是独立的未知领域T(x，y)。4. 数值例子阐明我们的理论发展，在上一节中，通过数值例子。设k = 5W/mC, Q = 10 W/m3 and H

46、 = 。表1:成果表表1给出了不同步段的边界条件。第一装置温度栏的共同温度为所有几何分析模式(这不取决于插槽边界条件及插槽几何分析)。接下来两栏的上下界阐明引理3.4和3.6。最后一栏是实际的装置温度所得的全功能模式(前几何分析)，是列在这里比较前列的。在所有例子中，我们可以看到最后一栏则是介于第二和第三列。T Tdevice T对于绝缘插槽来说，Dirichlet边界条件指出，观测到的多种预测为零。不同之处在于这个事实:在第一种例子，一种零Neumann边界条件的时段，导致一种自我平衡的特点，因此，其对装置基本没什么影响。另一方面，有Dirichlet边界条件的插槽成果在一种非自我平衡的特点

47、，其缺失也许导致器件温度的大变化在。但是，固定非零槽温度预测范畴为20度到0度。这可以归因于插槽温度接近于装置的温度，因此，将其删除少了影响。的确，人们不难计算上限和下限的不同Dirichlet条件插槽。图4阐明了变化的实际装置的温度和计算式。预测的上限和下限的实际温度装置表白理论是对的的。此外，跟预期成果同样，限制槽温度大概等于装置的温度。5. 迅速分析设计的情景我们觉得对所提出的理论分析什么-如果的设计方案，目前有着广泛的影响。研究显示设计如图5，目前由两个具有单一热量能源的器件。如预期成果两设备将不会有相似的平均温度。由于其相对接近热源，该装置的左边将处在一种较高的温度，。图4估计式ve

48、rsus插槽温度图图5双热器座图6对的特性也许性位置为了消除这种不平衡状况，加上一种小孔，固定直径;五个也许的位置见图6。两者的平均温度在这两个地区最低。强制进行有限元分析每个配备。这是一种耗时的过程。另一种措施是把该孔作为一种特性，并研究其影响，作为后解决环节。换言之，这是一种特殊的“几何分析”例子，而拟议的措施同样合用于这种状况。我们可以解决原始和随着矩阵的问题，本来的配备(无孔)和使用的理论发展在前两节学习效果加孔在每个位置是我们的目的。目的是在平均温度两个装置最大限度的差别。表2概括了运用这个理论和实际的价值。从上表可以看到，位置W是最佳地点，由于它有最低均值预期目的的功能。附录II

49、外文文献原文A formal theory for estimating defeaturing -induced engineering analysis errorsSankara Hari Gopalakrishnan, Krishnan SureshDepartment of Mechanical Engineering, University of Wisconsin, Madison, WI 53706, United StatesReceived 13 January ; accepted 30 September AbstractDefeaturing is a popular

50、 CAD/CAE simplification technique that suppresses small or irrelevant features within a CAD model to speed-up downstream processes such as finite element analysis. Unfortunately, defeaturing inevitably leads to analysis errors that are not easily quantifiable within the current theoretical framework

51、.In this paper, we provide a rigorous theory for swiftly computing such defeaturing -induced engineering analysis errors. In particular, we focus on problems where the features being suppressed are cutouts of arbitrary shape and size within the body. The proposed theory exploits the adjoint formulat

52、ion of boundary value problems to arrive at strict bounds on defeaturing induced analysis errors. The theory is illustrated through numerical examples.Keywords: Defeaturing; Engineering analysis; Error estimation; CAD/CAE1. IntroductionMechanical artifacts typically contain numerous geometric featur

53、es. However, not all features are critical during engineering analysis. Irrelevant features are often suppressed or defeatured, prior to analysis, leading to increased automation and computational speed-up.For example, consider a brake rotor illustrated in Fig. 1(a). The rotor contains over 50 disti

54、nct features, but not all of these are relevant during, say, a thermal analysis. A defeatured brake rotor is illustrated in Fig. 1(b). While the finite element analysis of the full-featured model in Fig. 1(a) required over 150,000 degrees of freedom, the defeatured model in Fig. 1(b) required 25,000

55、 DOF, leading to a significant computational speed-up.Fig. 1. (a) A brake rotor and (b) its defeatured version.Besides an improvement in speed, there is usually an increased level of automation in that it is easier to automate finite element mesh generation of a defeatured component 1,2. Memory requ

56、irements also decrease, while condition number of the discretized system improves;the latter plays an important role in iterative linear system solvers 3.Defeaturing, however, invariably results in an unknown perturbation of the underlying field. The perturbation may be small and localized or large

57、and spread-out, depending on various factors. For example, in a thermal problem, suppose one deletes a feature; the perturbation is localized provided: (1) the net heat flux on the boundary of the feature is zero, and (2) no new heat sources are created when the feature is suppressed; see 4 for exce

58、ptions to these rules. Physical features that exhibit this property are called self-equilibrating 5. Similarly results exist for structural problems.From a defeaturing perspective, such self-equilibrating features are not of concern if the features are far from the region of interest. However, one m

59、ust be cautious if the features are close to the regions of interest.On the other hand, non-self-equilibrating features are of even higher concern. Their suppression can theoretically be felt everywhere within the system, and can thus pose a major challenge during analysis.Currently, there are no sy

60、stematic procedures for estimating the potential impact of defeaturing in either of the above two cases. One must rely on engineering judgment and experience.In this paper, we develop a theory to estimate the impact of defeaturing on engineering analysis in an automated fashion. In particular, we focus on problems where the features being suppressed are cutout