陈琨，刘春梅

（湖南汽车工程职业学院，湖南株洲 412001）

空调鼓风机故障诊断案例分析

陈琨，刘春梅

（湖南汽车工程职业学院，湖南株洲 412001）

1 鼓风机的高速挡不受控制

故障现象一辆2005年产的东风日产蓝鸟轿车，发动机型号为SR20DE，行驶了15万km。该车空调的鼓风机开关打到最高挡（HI挡）时，鼓风机不转。

故障分析鼓风机风速通过改变加载在电动机上的电压来调节。其原理是通过鼓风机开关改变加入线路的电阻值，分挡位控制加载电压。手动空调是使用电阻来改变加载电压；与手动空调不同，自动空调是利用功率三极管无级地改变风速。常见鼓风机控制电路如图1所示。

图1 常见鼓风机控制电路

不管是哪种情况，在HI挡时，线路都不通过电阻和三极管，直接将蓄电池电压加在鼓风机电动机上。因此，将鼓风机开关打到HI挡时，观察鼓风机转不转，可以判断电机和控制电路有故障。

故障诊断根据前面的分析，将鼓风机风速开关打到HI挡位置，鼓风机不转，说明控制线路和鼓风机电机有故障。于是，检查故障是出在线路上还是在电动机本体上。查阅该车维修手册，找到图2所示的电路。将A／C自动放大器的端子34号搭铁，鼓风机电机立即旋转起来，说明电路和电机都没有问题。那么，问题应在鼓风机控制部分。经过检查整个空调系统的电路图，并没有发现HI继电器。查阅厂家的说明书，原来该车自动空调系统的鼓风机控制已不是功率三极管，而是含有MOS-FET功率场效应管的调速模块。

图2 日产蓝鸟鼓风机控制电路图

MOS-FET全称为Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，即金属氧化物半导体场效应晶体管。一般的晶体管是通过电流进行控制，而MOS-FET管则是通过电压进行控制。三极管的电极为E（发射极）、C（集电极）、B（基极），而MOS-FET管的电极称为S（源极）、D（漏极）、G（栅极）。当漏极电源电压UD一定时，如果栅极电压负值越低，PN结交界面所形成的耗尽区就越厚，则漏、源极之间导电的沟道越窄，漏极电流ID就愈小；反之则沟道变宽，ID变大，所以用栅极电压UG可以控制漏极电流ID的变化。调速模块控制电路见图3。

图3 调速模块控制电路图

当MOS-FET管工作在可变电阻区时，UDS（漏极电压）比较小，沟通电阻随栅极电压UGSS而改变。当栅极电压UGS一定时，沟通电阻为定值，漏极电流ID随UDS近似线性增大；当UGS＜UP（夹断电压）时，漏源极间电阻很大，MOS-FET管处于截止状态。当UGS=0时，漏源极间电阻很小，MOS管处于导通状态，ID=IDSS（饱和漏源电流）。这一特性使MOS-FET管具有开关作用。因此，当使用MOS-FET管控制鼓风机风速时，就不需要HI继电器了。

于是，检查鼓风机调速模块。将电压表置于调速模块的2-3号端子上（图3），接通鼓风机开关，从最小到最大调节开关位置，电压表指示电压在2～10V之间变化（标准为0～12V），说明调速模块已损坏。

故障排除更换调速模块，将鼓风机开关置HI挡，鼓风机正常工作。

2 空调的压缩机和鼓风机都不工作

故障现象一辆2003年的广州本田奥德赛轿车，发动机型号是K24A，行驶里程11万km，空调系统为双区空调。接通空调鼓风机开关，完全没有风出来，按压A／C开关，压缩机的电磁离合器也不工作。

故障分析查阅该车鼓风机回路电路图（图4），了解到该车使用调速模块对鼓风机进行无级控制。

图4 广州本田奥德赛轿车鼓风机驱动回路

调速模块有4个端子，端子1号是鼓风机PWM（脉宽调制器）控制信号端子；端子2号是调速模块的搭铁端子；端子3号是空调控制单元监控鼓风机旋转状况的端子，即控制反馈信号端子，当电压值为蓄电池电压或0时（图5），判断鼓风机没有正常旋转，目的是为了防止蒸发器表面结冰，同时也停止给电磁离合器供电；端子4号是鼓风机电机负极控制端子。

故障诊断首先对鼓风机的电源进行检查。测量端子4号的电压，为蓄电池电压，说明鼓风机电源正常；再测量端子3号也为蓄电池电压，说明鼓风机没有旋转；测量端子1号也为蓄电池电压，说明调速模块没有工作。

图5 鼓风机的旋转速度与端子电压的关系

断开调速模块的插头，使用装有30A熔断丝的跨接线，短接端子4和2，鼓风机快速旋转，压缩机电磁离合器也动作，判断调速模块断路故障。

故障排除更换调速模块后，所有的功能都正常。因为怀疑空调滤清器长期没有更换，从而造成风量下降，调速模块不能充分冷却，过热而烧坏，所以在更换调速模块的同时，也将空调滤清器更换。

3 开空调鼓风机不转

故障现象一辆2009年的东风日产阳光轿车，发动机型号是HR15，行驶里程9万km。接通空调鼓风机开关，鼓风机不转。

故障分析查询维修手册，该车空调鼓风机风速控制为一个8插头的调速模块，如图6所示。端子1号是调速模块搭铁；端子6号是鼓风机电机控制；端子7号是鼓风机旋转状况监控；8号端子是空调控制单元PWM信号。

图6 日产阳光鼓风机的控制回路

故障诊断与排除首先按工作顺序检查电机电源供给情况，正常。在电机输出端用装有30A熔断丝的跨接线搭铁，鼓风机旋转，判断电机正常。

接下来测量调速模块的端子8号的电压，为蓄电池电压。根据第1章故障分析可知，控制信号搭铁，使UGS=0时，漏源极间电阻很小，MOS管处于导通状态，鼓风机会以最高速度动作。于是，使端子8号搭铁，鼓风机电机不转，可以判断是调速模块的故障，需要更换。

4 总结

1）鼓风机控制有3种方式：分压电阻式、功率三极管式和调速模块式。分压电阻式用于手动空调系统；功率三极管式和调速模块式用于自动空调系统。功率三极管通过PWM控制三极管的功率输出变化，调节风机转速，最高转速由高速继电器来控制，因此可以通过有无高速继电器来判断是否是功率三极管控制式。调速模块式用于自动空调系统中，空调工作时，空调控制单元根据程序设置和车内反馈信号发指令调节PWM的占空比，经光耦隔离转换，用功率场效应管（MOSFET）作为主开关元件，通过改变开关元件的导通方式及通断比来改变输出电压的大小，从而调节风机转速。通过调查常见汽车自动空调鼓风机控制方式（表2），可知从2007年左右开始，大部分汽车自动空调系统采用调速模块（含功率场效应管）的方式控制鼓风机的风速。

2）诊断鼓风机调速模块的故障时，先找到电机输出端，用装有30A熔断丝的跨接线使其搭铁，判断鼓风机电机和线路是否有故障；再找到调速模块上的控制单元输出信号端子，使其搭铁，通过鼓风机旋转情况判断调速模块是否有故障。

U463.851

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1003－8639（2016）08－0063－02

2015-12-01；

2015-12-16