汽车空调控制控制电路PPT(共-122张).ppt

第五章汽车空调控制控制电路 机电工程系武文侠 教学目的要求 通过教学 掌握汽车手动空调制冷控制系统组成 结构 控制电路等知识 主要教学内容 1 汽车手动空调的控制开关 2 空调控制系统执行器 2 手动空调控制基本电路教学重点 难点 重要控制开关基本控制电路 汽车手动空调控制开关 控制面板压力控制开关恒温器压缩机过热限制器压缩机过热开关冷凝器过热开关环境温度开关高压泄压阀 继电器 1 空调控制面板 空调控制面板如图2 64所示 面板中的A C开关 空调开关 开关ON 1 接通压缩机电磁离合器电路 2 发动机怠速时 增大怠速进气量 化油器式 电控发动机的怠速控制将启动 控制 快怠速电磁阀 化油器式 或怠速控制阀 电控发动机 动作 作用 压力开关是为了使制冷系统工作正常而设的系统压力保护装置 分为高压开关 低压开关 双重开关和三重开关 1 高压开关 高压开关 冷凝器工作不正常或制冷剂量过多时 可能产生系统高压 系统高压力将引起冷凝器和高压管路的爆裂 压缩机排气阀折断 压缩机 其他零件或电磁离合器的故障等 系统高压超过高压允许的上限值后 高压开关切断电磁离合器的控制回路 使压缩机停止运行 同时使冷凝器风扇高速档接通 降低冷凝器温度和压力 2 压力开关 亦称压力保护开关 高压开关可分为触点常闭型和触电常开型 触点常闭型 高压断开开关 直接或通过毛细管连接在高压管路上 一般安装在储液干燥罐上 液态制冷剂压力直接作用在膜片上 正常情况下触点常闭 压力高过允许上限值时 触点脱开 电磁离合器断电 压缩机停止工作 触点常开型 高压保护开关 一般用来控制冷凝风扇高速档电路 压力高过允许上限值时 自动接通风扇控制电流的高速档 一般安装在冷凝器入口处 有两种形式 常开型和常闭型 1 高压开关 低压开关构造和高压开关一样 只是把常闭型高压开关的动 静触点位置调换一下 它是用螺纹接头直接安装在储液干燥罐上 低压开关的作用是 感知制冷系统高压侧的压力 当压缩机排出的制冷剂压力过低 低于0 423MPa 低压开关将电磁离合器的控制线路断开低压开关的另一个功能是在环境温度较低时 自动切断电磁离合器电路 环境温度过低时 冷凝温度也低 压缩机排出的温度压力也低 比如 温度小于10 时 压力小于0 423MPa 以减少动力消耗 达到节能目的 2 低压开关 也称制冷剂检测开关 还有一种低压开关安装在制冷系统低压端 一般安装在蒸发器出口处 用来代替恒温器 热敏电阻来控制蒸发器压力不至于过低 当蒸发器压力小于0 253 0 289MPa时 低压开关将电磁旁通阀通道的电路接通 让一部分高压蒸汽通过旁通阀流向压缩机吸气口 使蒸发器压力回升 以防止其冻结 这种系统一般用于大中型客车冷却系统比较多 1 导线 2 弹簧 3 动触点 4 支座 5 压力导入管 6 膜片 双重压力开关 因为高压开关与低压开关都可以安装在储液干燥罐上 故可把他们做成复合为一体的开关 双重开关同时具有低压断开开关和高压断开开关的功能 结构如后图 它的作用是 当系统高压超过上限值 或系统压力低于下限值时 开关会将压缩机电磁离合器控制回路的电路切断 双重压力开关的工作压力值范围可参看后图 3 双重压力开关 高低压组合开关结构 1 7 动低压触点 2 6 静低压触点 3 膜片 4 制冷剂压力通道 5 开关座 8 绝缘片 9 弹簧 10 调节螺钉 11 接线柱 12 顶销 13 钢座 14 动高压触头 15 静高压触头 16 膜片座 a 制冷压力大于0 423Mpab 制冷压力小于2 75MPa时 三重压力开关 指示制冷系统高压侧压力过高 中压和系统压力过低三种压力状况 三重压力开关安装在系统高压侧的储液干燥器上 感受高压侧制冷剂压力信号 三重压力开关的作用 1 防止因制冷剂泄漏 系统压力过低损坏压缩机 2 当制冷剂压力异常升高时 保护系统不会受损 3 在正常压力状况下 冷凝器风扇低速运转 实现节能 低噪音 在系统压力升高后 即中压时 风扇高速运转 以改善冷凝器的散热条件 实现风扇二级变速 三重压力开关的结构及工作过程 见图2 67所示 4 三重压力开关 压力 0 196MPa 0 226 3 14MPa 3 14MPa 压力 1 77MPa时 冷凝风扇高速接通 压力 1 37MPa时 冷凝风扇高速断开 三重压力开关工作过程以R134a制冷剂为例 制冷剂压力 0 196Mpa 由于膜片 碟形弹簧和弹簧的弹力大于制冷剂压力 因此高低压接点断开 OFF 压缩机停转 实现低压保护 制冷剂压力为0 196 3 14MPa时 当制冷剂压力达到0 196MPa以上时 此压力高于开关的弹簧预紧力 使弹簧压缩 高低压接点接通 ON 压缩机正常运转 制冷剂压力 3 14MPa 当制冷剂压力达3 14MPa以上时 就会大于膜片 蝶形弹簧的弹力 使碟形弹簧反转 以断开高低压接点 压缩机停转 实现高压保护 中压压力开关 当制冷剂压力 1 77MPa 压力就大于膜片弹力 膜片会拱起 将轴推上 以接通冷凝器风扇 或散热器风扇 的转速转换接点 风扇以高速运转 实现中压保护 当压力降至1 37Mpa时 膜片恢复原状 轴下落 接点断开 冷凝风扇又低速转动 上海桑塔纳2000轿车 南京依维柯客车的空调采用了这种压力开关 辨认三重压力开关的插接器 常用空调压力开关列表 3 恒温器 恒温器又称温度控制器 温控开关 热敏开关等 如图5 2所示 恒温器6安装在蒸发器表面 串联在压缩机离合器的电路中 其作用是检测蒸发器表面的温度 通过控制压缩机的通断来控制蒸发器表面的温度 从而调节车内温度 防止蒸发器表面因温度过低而结霜 常用的恒温器有波纹管式和热敏电阻式两种 1 恒温器的作用 恒温器的作用是自动调节制冷系统的工作情况 把温度控制在预定的范围内 恒温器与空调系统的连接右图所示 目前汽车上常用的有机械式和热敏电阻式 1 内平衡膨胀阀 2 储液干燥器 3 冷凝器 4 压缩机 5 毛细管感温包 6 蒸发器 7 电磁线圈 8 恒温器 9 蓄电池内平衡膨胀阀系统 2 机械式恒温器 波纹管式 机械式恒温器主要由感温系统 调温装置和触点开关组成 其结构如后图所示 感温系统主要是由毛细管和波纹管 或波纹膜片 组成 内部充注有感温剂 毛细管的一端用钢丝固定在蒸发器尾端翅片之间 作用是感受蒸发器表面的温度 当蒸发器温度发生变化时 感温系统内部感温剂的压力会发生变化 从而导致波纹管长度发生变化 1 接线柱 2 温差调节螺钉 3 动触点 4 静触点 5 调温螺钉 6 固定架 7 调温轴 8 控温板 9 主弹簧 10 调温凸轮 11 毛细管 12 膜盒 13 杠杆 3 机械式恒温器的结构与工作原理 调温装置主要由凸轮 转轴 调节螺钉等组成 其作用是在设定的控制温度范围内随温度产生动作 恒温器触点断开的时刻随调节轴调定位置的变化而变化 触点开关主要由触点 弹簧 杠杆等组成 他根据控制机构的动作信号 打开和闭合触点 从而控制压缩机电磁离合器的工作状态 机械式恒温器的工作原理如图所示 图中所处的状态是触点断开 压缩机停止工作 当蒸发器表面温度上升 毛细管内工质的温度和压力也随之上升 波纹管伸长带动杠杆向左运动 触点随之向上运动 当离合器电磁线圈电路接通后 压缩机进入工作状态 压缩机工作后 空调开始制冷 蒸发器表面的温度逐渐下降 毛细管内工质的温度和压力随之降低 波纹管收缩 带动杠杆向右移动 于是在弹簧力的作用下活动触点被切断 离合器电磁电路被切断 压缩机停止工作 1 电磁离合器线圈 2 弹簧 3 毛细管 4 波纹管 5 轴 6 调节凸轮 7 调节弹簧 8 调节螺钉 9 触点 10 蓄电池 机械式恒温器控制原理示意图 技术链接 温度控制旋钮 空调控制面板 通过以上循环 恒温器对压缩机进行不断地开合 使蒸发器表面的温度保持在一定范围之内 达到空调系统功能的要求 对于所控制的温度范围 可以通过调节凸轮的位置和调节弹簧的作用力来改变 机械式恒温器工作可靠 寿命长 价格也比较便宜 不怕振动 比较适宜汽车上使用 现在很多汽车上的空调系统已不再使用机械式恒温器来控制温度 而是用热敏电阻式温度控制器 其工作原理如右图所示 它利用热敏电阻的阻值随温度而变化的原理 把温度变化转变成电信号 控制VT1与VT2的导通与截止 进而控制压缩机电磁线圈电路的通断 热敏式温度控制器原理图 4 热敏电阻式温度控制器 热敏电阻式温度控制器中的热敏电阻R安装在蒸发器表面 目前采用的一般为负温度系数热敏电阻 即其电阻值会随环境温度的上升而变小 随环境温度的下降而增大 当蒸发器表面温度较高时 热敏电阻阻值变小 复合晶体管VT1和VT2导通 继电器的触点K闭合 电磁离合器线路接通 压缩机开始工作 而当蒸发器的温度降到0 时 复合晶体管VT1和VT2截止 继电器K的触点J断开 压缩机停止工作 从而避免了蒸发器结冰现象的发生 整个电路对温度起控点的调整是通过调节可变电阻Rp来实现的 当制冷系统的制冷剂泄漏量较多时 压力下降 若压缩机继续工作 会引起过热现象 此时制冷剂的温度上升 但压力不增加 润滑油变质 进而损坏压缩机 过热限制器安装在压缩机后盖紧靠吸气腔的位置上 串联在压缩机电磁离合器电路中 其作用是检测压缩机的温度 当压缩机温度过高时 切断电磁离合器的电路 使压缩机停止运行 防止损坏压缩机 4 过热限制器 压缩机过热限制器 1 过热限制器结构 1 离合器的电磁线圈2 过热开关3 熔断器4 电热丝5 低熔点金属丝6 空调开关7 点火开关 过热限制器由过热开关2和熔断器3两部分组成 过热开关安装在压缩机后缸盖上 是一种温度开关 当压缩机温度正常时 导电触点7和接线端子1断开 当压缩机过热时 过热开关内的制冷剂蒸气温度和压力也随之升高 推动膜片将导电触点7与接线端子1接通 接通熔断器电路 熔断器内部B和C之间接一个低熔点金属丝5 S和C之间接电热丝4 正常情况下 电流经空调开关6 熔断器低熔点金属丝5到压缩机离合器的电磁线圈1 当压缩机过热时 过热开关闭合 熔断器中的电热丝通电 电热丝发热后 熔化低熔点金属丝 切断压缩机离合器电路 压缩机停止运转 起到保护作用 2 压缩机过热开关 压缩机过热保护器 还有一种压缩机过热开关也称压缩机过热保护器 安装在压缩机尾部 直接串联在压缩机离合器的电路中 当压缩机排出的高压制冷剂气体温度过高或由于缺少制冷剂以及润滑不良而造成压缩机本身温度过高时 开关断开 直接断开电磁离合器 压缩机停转 1 电磁离合器 2 压缩机 3 过热开关压缩机过热开关安装 过热保护开关图示 1 接线端子2 外罩3 膜片4 热敏管5 基座开口6 膜片安装基座7 导电触点 过热开关 a 早期结构 b 新结构16 5 冷却液过热开关 冷却液过热开关也称水温开关 安装在发动机散热器或者冷却液管路上 检测发动机冷却液温度 控制压缩机离合器 防止在发动机过热的情况下使用空调 水温开关一般为双金属片结构 当发动机冷却液温度超过规定值 如奥迪100为120 时 触点断开 直接切断 或者触点闭合通过空调放大器切断 电磁离合器电路使压缩机停止工作 而当发动机冷却液下降至某一规定值 如奥迪100为106 时 触点动作 自动恢复压缩机的正常工作 6 冷凝器过热开关 冷凝器过热开关安装在冷凝器上 检测冷凝器的过热度 控制冷却风扇 当其温度过高时 接通冷凝器风扇电机 加强冷却 使系统能正常工作 桑塔纳轿车的冷凝器的过热开关有两个 当冷凝器温度为95 时 风扇低速运转 当温度为105 时 风扇高速运转 以增强冷却效果 7 环境温度开关 环境温度开关串联在压缩机电磁离合器电路中或直接串联在空调放大器电路中 当环境温度高于4 时 触点闭合 压缩机能正常工作 当环境温度低于4 时 触点断开 直接断开 或通过空调放大器断开 电磁离合器的电路 国产上海桑塔纳轿车的空调系统便装有这种保护开关 保养须知 冬季每个月运行一下制冷系统 当环境温度过低时 压缩机内冷冻油粘度较大 流动性较差 润滑不良 如此时启动压缩机 压缩机会加剧磨损甚至损坏 汽车空调使用手册规定 在冬季不用制冷时 要求定期开动空调制冷系统以使制冷剂能带动润滑油进行短时间的循环 以保证压缩机以及管路连接部位和阀类零件的密封元件不因缺油而干裂损坏 膨胀阀 电磁旁通阀等不因缺油而卡死失灵 这项保养工作应在环境温度高于4 时进行 冬季低于4 时最好不要启动压缩机 8 高压卸压阀 也称减压安全阀 如果制冷剂的压力升得太高 将造成系统的损坏 高压卸压阀安装在压缩机或高压管路上 检测高压侧系统的压力 当压力正常时 高压卸压阀保持常闭 当高压回路的压力上升至4 14Mpa 42 4kgf cm2 时减压安全阀就会开启 释放管道中的制冷剂到大气中 以降低管道中的压力 见图5 21所示 当高压回路的压力下降到3 43Mpa 35kgf cm2 时 减压安全阀重新关闭 管道中的制冷剂不再外泄 1 高压卸压阀的结构 减压安全阀和易熔塞示意图 通常 在制冷回路中的压力上升还没上升到减压安全阀工作的压力 压力传感器或高 低压组合开关就会使压缩机离合器脱开 以防止管道中的制冷剂压力继续升高 因此 需要减压阀工作的情况是罕见的 注意 已经启动过的减压安全阀 务必要予以更换 易熔塞也称 熔化螺栓 在R12装置中 储液干燥器上安装有一个易熔塞 代替减压安全阀作为安全装置 见图5 22所示 易熔塞有一个孔贯穿螺栓中心 孔中填一种特殊的焊剂 当高压端的压力和温度升至约3Mpa 30kgf cm2 95 100 时 易熔塞中焊剂熔化 使制冷剂排出到大气中 易熔塞示意图 易熔塞 观察窗 螺栓 熔化金属 特殊焊剂 a b 2 易熔塞 减压安全阀与易容塞的区别 继电器通常装在继电器盘上 是电气控制系统中的主要元器件 它与保险丝共同对电气起着保护和自动控制作用 在不同的汽车上保险丝和继电器安装的位置不一样 一般多在发动机舱内和驾驶舱前部 继电器的种类 规格很多 汽车上常用的主要有4种 常开继电器 常闭继电器 混合继电器和切换继电器 分别命名为 M型 B型 MB型和T型继电器 其符号与性能见图5 10所示 9 继电器 可用试灯或万用表的电阻档根据继电器的规格和性能 见图5 10 判断各插脚 后图为标准继电器 标准继电器 上述介绍的汽车空调系统保护装置 并非在每种汽车上都全部采用 而是根据情况部分采用 一般来说原装车空调系统保护装置较为完善 而简易空调或加装的空调系统保护装置较少甚至不采用保护装置 另外不同的车型 各保护装置的工作参数也是不同的 在检测 维修 更换时应予注意 在保护装置出现问题时应及时更换新件 不得将其摘除或长期短接使用 以免造成空调系统的损坏 最简单的空调制冷系统元器件 A C开关 压力开关 保险丝 恒温器 继电器盒 制冷系统执行机构 空调压缩机电磁离合器 怠速控制装置 加速切断装置真空开关阀辅助加热器 离心式鼓风机 1 压缩机电磁离合器 1 压力板2 皮带轮3 皮带轮轴承4 电磁线圈5 压缩机 压缩机控制 根据有无继电器 压缩机的控制方式可分为直接控制和继电器控制两种类型 直接控制方式中开关安装于电源与压缩机离合器之间 直接控制电源的通断 当开关闭合时 大电流经开关至压缩机离合器 但由于大电流流经开关触点 因此容易烧蚀触点 继电器控制方式中开关安装于压缩机继电器线圈的电路中 通过控制压缩机继电器控制压缩机离合器 由于小电流流经开关触点 因此有效地防止了触点烧蚀 目前大多数轿车采用继电器控制方式 根据控制元件的不同 压缩机控制电路可分类为 1 开关控制该控制方式的控制电路如图5 23所示 当空调开关1 A C开关 环境温度开关2 恒温器开关3 压力开关4闭合时 压缩机继电器5通电 压缩机电磁离合器6通电 压缩机运转 2 空调控制器控制该控制方式的控制电路如图5 24所示 空调控制器根据各种开关和传感器信号控制压缩机的运转 3 微机控制自动空调系统 压缩机一般是由空调电脑控制 1 空调开关2 环境温度开关3 恒温器开关4 压力开关5 压缩机继电器6 压缩机电磁离合器图5 23开关控制压缩机 图5 24空调控制器控制压缩机 2 怠速控制装置 非独立式汽车制冷系统 压缩机由发动机驱动 压缩机的运行必然会影响发动机的性能 尤其在发动机怠速或汽车低速行驶时 若此时开启空调会引起下列不良情况 1 增大发动机负荷 引起怠速不稳 甚至熄火 2 发动机怠速或汽车低速行驶时 自然迎风量小 散热器的散热主要靠风扇冷却 对冷却风扇由发动机直接驱动的汽车 低速时风压和风量不足 散热效果差 同时 由于非独立式制冷系统的冷凝器通常安装在散热器前面 将进一步影响散热器散热 3 此时空调冷凝器散热不良 会使冷凝器的冷凝温度和冷凝压力异常升高 压缩机功耗迅速增大 引起空调系统制冷效果差 甚至会因压力过高而造成损坏 4 发动机处于怠速时 发电机发出的电能严重不足 制冷系统还要消耗大量电能 增大用电负荷 影响其他用电设备的使用 因此 由发动机带动制冷压缩机的非独立式制冷系统 为了保证汽车的怠速性能 实现汽车运行与空调运行的统一 必须增加发动机怠速控制器 1 节气门位置控制器 节气门位置控制器的组成及控制过程如图5 11所示 发动机怠速运转 不使用空调制冷时 真空转换阀1的线圈中无电流通过 接通真空通路 真空驱动器3的膜片上移 通过连杆带动限位器6处于图中 a 位置 此时 节气门可关闭到发动机正常怠速运转的位置 节气门位置控制器图示 1 真空转换阀2 空调开关3 真空驱动器4 怠速喷油孔5 主喷油孔6 限位器7 节气门控制杆8 节气门9 真空孔 a 空调系统不工作 b 空调系统工作 发动机怠速运转 使用空调制冷时 空调开关2接通真空转换阀线圈电路 切断真空通路 大气压力作用于真空驱动器的膜片上方 在弹簧力作用下膜片下移 通过连杆带动限位器处于图中 b 的位置 当节气门向关闭方向运转时 由于节气门控制杆7被限位器限位 使节气门不能全闭而开度加大 从而达到提高发动机转速的目的 这种怠速提高装置曾经广泛用于化油器轿车的空调系统中 2 微机控制怠速系统 在电控燃油喷射系统中 发动机怠速由发动机电脑控制 微机控制怠速系统的组成如图5 12所示 当空调系统启动时 发动机ECU控制怠速控制阀增大开度 增大旁通进气量 提高发动机怠速 微机控制怠速系统图示 3 加速切断装置 汽车在加速或超车时 发动机需要输出最大的功率 如果空调制冷系统工作 会消耗发动机功率 降低汽车的加速性能 同时会使压缩机超速损坏 加速切断装置的作用是在汽车加速或超车时暂时切断压缩机离合器电路 提高汽车的加速性能 同时保护压缩机 加速切断装置有机械式 真空式和微机控制式三种形式 1 机械式加速切断装置 机械式加速切断装置如图所示 其开关由加速踏板通过连杆或钢索来控制 当加速踏板踩到其行程的90 时 开关断开压缩机离合器电路 1 加速切断装置2 加速踏板托架3 加速踏板总成 2 真空式加速切断装置 真空式加速切断装置由发动机进气歧管真空度控制 当汽车匀速或稍加速行驶时 进气歧管真空度较小 开关闭合 空调正常工作 当汽车急加速或怠速行驶时 进气歧管真空度较大 开关断开 空调停止工作 3 微机控制式加速切断装置 在现代轿车上 车身计算机控制压缩机离合器电路 如图5 14所示 车身计算机根据节气门位置传感器和曲轴位置传感器信号感知汽车的急加速状态时 车身计算机控制断开压缩机离合器电路几秒钟 以实现加速切断控制 微机控制加速切断装置 钢索控制的热水阀1 护套 2 钢索 3 固定支架 4 真空开关阀1 真空开关阀 控制进入加热器的冷却水或液的流量方式一般有两种 一种是拉绳钢索式控制阀 如图5 1所示 另一种是真空开关阀 目前自动空调系统中采用的多为后者 1 真空开关阀的结构原理 真空开关阀的构造如图5 2所示 阀门的开启和关闭受一个封闭的真空膜盒控制 其索取的真空一般来自发动机进气歧管且经过真空加力器 真空罐 a 真空源断开 b 半真空 c 真空度最大 真空罐的结构如图所示 主要由真空室和真空保持器组成 整个真空室是一个金属罐 里面是一个真空保持器 真空罐的作用是稳定来自进气歧管的真空度 因为当发动机工作时 其进气管中的真空度会在0 101kPa 33 7kPa之间波动 这将会影响由真空控制的工作系统的调控精度 因此 必须进行稳压 2 真空罐 1 4 气孔 2 发动机歧管接口 3 真空出口 5 真空保持器 6 膜片 7 真空罐 8 弹簧 9 空心膜阀 真空罐工作过程 真空保持器被空心膜阀和膜片隔成三个腔 发动机进气管与中腔相连 右腔分别与真空室和真空执行系统相连 当发动机进气管的真空度大于真空罐的真空度时 由于空心膜阀右移而接通真空室 使其真空度提高 同时膜片克服弹簧的弹力左移 使真空室与真空执行系统的气口打开 形成通路 当发动机进气管的真空度小于真空罐时 空心膜阀外面压力将其压扁 关闭与真空室的通路 同时膜片右移 关闭气口 如此反复 保持真空罐内的真空度为一恒定值 1 单膜片式真空驱动器 2 双膜片式真空驱动器 3 真空驱动器真空驱动器又称为真空马达 a 外形 b 内部结构1 复位弹簧 2 真空接口 3 膜片 4 气孔 5 连杆 a 内部结构 b 外形1 气孔 2 连杆 3 B室膜片 4 B室弹簧 5 中阀B室真空接口 6 A室膜片 7 A室弹簧 8 真空接口 作用是根据真空度的变化进行机械动作 用来控制风门和热水阀 目前汽车上所用的真空驱动器一般有两种类型 5 辅助加热器Z35 辅助加热位置如图6 15所示 辅助加热的工作过程 电路图如图所示 6 离心式鼓风机 离心式鼓风机 离心式鼓风机主要由电动机 鼓风机轴 与电动机同轴 叶片 壳体等组成 如图5 35所示 鼓风机叶片有直叶片 前弯片 后弯片等形状 随叶轮叶片形状不同 所产生的风量和风压也不同 离心式鼓风机工作时空气的流向与风机主轴成直角 它具有风压高 噪音小的特点 大部分蒸发器通常采用这种鼓风机 一般的离心式鼓风机转速分成三档或四档 以适应对不同风力的要求 1 鼓风机开关和调速电阻控制方式 该控制方式由鼓风机开关和调速电阻两部分组成 调速电阻一般装在空调蒸发器组件上 利用气流进行冷却 鼓风机开关一般装在操作面板内 设置不同挡位 供调速用 鼓风机开关可控制鼓风机电源正极 也可控制鼓风机搭铁电路 调节鼓风机开关 改变调速电阻接入方式 改变鼓风机电路中的电流以调节鼓风机转速 鼓风机的控制挡位一般有二 三 四 五速四种 最常见的是四速 如图5 15所示 鼓风机开关1处于 位时 鼓风机电路中串入三个电阻 风机低速运转 鼓风机开关处于 位时 鼓风机电路中串入两只电阻 风机中低速运转 鼓风机开关处于 位时 鼓风机电路中串入一个电阻 风机中高速运转 鼓风机开关处于 位时 鼓风机电路中不串入电阻 鼓风机以最高速运转 鼓风机开关和调速电阻联合控制 1 鼓风机开关2 调速电阻3 限温开关4 鼓风机图5 15鼓风机开关和调速电阻联合控制的鼓风机控制电路 2 晶体管控制方式 该控制方式常装在中 高档汽车上 可实现风速的自动控制 如图5 16所示 空调电脑3根据车内温度传感器信号 车外温度传感器信号和其他信号计算并输出一控制信号给大功率晶体管5基极 大功率晶体管根据基极电流的不同控制鼓风机使其产生不同的转速 空调处于制冷状态时 如果车内温度比所选定的温度高很多 鼓风机将高速运转 如果车内温度降低 鼓风机将低速运转 空调处于取暖状态时 如果车内温度比所选定的温度低很多 鼓风机将高速运转 如果车内温度上升 鼓风机将低速运转 晶体管控制的鼓风机控制电路 1 点火开关2 加热继电器3 空调电脑4 鼓风机5 大功率晶体管6 熔丝7 鼓风机开关图5 16晶体管控制的鼓风机控制电路 3 晶体管与调速电阻组合控制方式 该控制方式有自动模式和手动模式两种 如图5 17所示 当鼓风机开关置于AUTO挡时 鼓风机的转速由空调电脑根据车内温度传感器 车外温度传感器和其他传感器的信号通过晶体管进行控制 当鼓风机开关离开AUTO挡 按人工模式调节鼓风机开关时 鼓风机的转速由鼓风机开关和调速电阻进行控制 晶体管与调速电阻组合控制的鼓风机控制电路 图5 17晶体管与调速电阻组合控制的鼓风机控制电路 7 冷凝器风扇控制 对于一般小客车和大 中型客车 冷凝器不装在水箱前 需单独设置冷凝器风扇 冷凝器风扇一般只受空调开启信号控制 轿车空调的冷凝器一般都装在水箱前 水箱和冷凝器共用冷却风扇 一般根据水温信号和空调信号共同控制 同时满足水箱散热和冷却器散热需要 1 空调开关直接控制 该控制方式的电路如图5 18所示 空调开关4置于ON位时 给压缩机电磁离合器3供电的同时 冷凝器风扇继电器2线圈通电 继电器触点闭合 冷凝器风扇运转 2 空调开关与水温开关共同控制 当空调开关接通时 低速风扇继电器通电 触点闭合 电流经调速电阻进入冷凝器风扇电机 风扇低速运转 当冷却系统水温达到89 92 时 低速风扇继电器通电 冷凝器风扇低速运转 当发动机水温升至97 101 时 高速风扇继电器通电 风扇高速运转 以加强散热 图5 19空调开关和水温开关联合控制的冷却风扇控制电路 3 制冷剂压力开关与水温开关联合控制 目前很多轿车采用制冷剂压力开关和水温开关组合的方式对冷却风扇进行控制 丰田LS400冷却风扇控制系统的电路如图5 20所示 该控制系统中有两个并排的冷却风扇 控制冷却风扇的信号是水温开关和高压开关 水温开关和高压开关处于不同状态 则冷却风扇继电器形成不同组合 从而控制冷却风扇使其不运转 低速运转或高速运转 空调不工作时 发动机水温开关控制冷却风扇 1 发动机冷却水温低于83 时 水温开关处于常闭状态 3号冷却风扇继电器和2号冷却风扇继电器通电 同时 由于空调不工作 高压开关处于常闭状态 1号冷却风扇继电器通电 两个冷却风扇电机断电 均不工作 使发动机尽快暖机 2 发动机水温高于93 时 水温开关打开 2号和3号继电器断电 虽然高压开关使1号继电器通电 但并不影响风扇的工作 12V电压加至1号冷却风扇电机和2号冷却风扇电机 两风扇高速运转 以满足发动机冷却系统散热需要 空调工作时 空调开关和水温开关联合控制风扇 1 高压侧压力高于13 5kPa 且水温低于83 时 水温开关处于常闭状态 高压开关打开 2号继电器和3号继电器通电 1号继电器断电 继电器将两冷却风扇电机串联在一起 两冷却风扇低速运转 以满足冷凝器散热需要 2 高压侧压力高于13 5kPa 且水温高于93 时 高压开关和水温开关都打开 三个继电器均断电 12V电压加至两冷却风扇电机 两冷却风扇高速运转 高压开关和水温开关的特性如表5 2所示 图5 20丰田LS400冷却风扇控制系统电路 高压开关和水温开关的特性 4 风扇控制器控制 以上几种控制方式均采用继电器控制风扇的转速 除此之外还可采用风扇控制器对风扇进行控制 风扇控制器根据空调信号和水温信号控制风扇的转速 本田里程轿车空调冷却风扇控制原理如图5 21所示 其控制过程如下 1 当冷却水温度高于TEMP1时 风扇控制器接通VT1 水箱风扇和冷凝器风扇同时低速运转 2 当冷却水温度高于TEMP2时 风扇控制器接通VT2 水箱风扇和冷凝器风扇同时高速运转 3 当冷却水温度高于TEMP3时 风扇控制器断开VT3 空调压缩机停止运转 4 当空调系统压力高于一定压力时 压力开关B动作 风扇控制器接通VT2 水箱风扇和冷凝器风扇同时高速运转 5 当空调系统压力高于正常压力时 压力开关A动作 风扇控制器断开VT3 空调压缩机停止运转 本田里程轿车冷却风扇控制原理 图5 21本田里程轿车冷却风扇控制原理图 5 微机控制 大多数高级轿车都采用微机控制方式 其工作原理如图5 22所示 空调电脑 水温开关和压力开关通过主 辅风扇继电器控制主 辅风扇电机 使两个散热风扇实现三种不同的运转工况 冷却风扇的控制过程如下 1 空调开关接通 但制冷剂压力未达到1 81MPa时 空调电脑接通辅助风扇继电器 风扇运转 2 当制冷剂压力达到1 81MPa时 压力开关动作 接通主 辅风扇继电器 主 辅风扇同时运转 3 当发动机水温高于98 时 水温开关动作 接通主风扇继电器 主风扇高速运转 微机控制冷却风扇工作原理 图5 22微机控制冷却风扇原理图 8 空调电脑 空调电脑也称空调控制器 如图5 37所示 它是自动空调系统中的核心元件 能接收各传感器输入的信号 进行分析 判断 根据预定程度进行处理 并输出指令 控制执行器动作 使空调系统的工作满足理想的要求 同时 当空调系统出现故障时 还能进行报警和自诊断 微电脑控制型自动空调系统示意图 空调电脑从电路考虑可以分成以下几个部分 1 输入回路 2 A D转换器 3 输出回路 4 微型电脑 空调电脑具有以下几种功能 1 空调控制功能 2 节能控制 3 故障报警功能 4 故障自诊断功能 5 显示功能 手动空调制冷系统控制电路 汽车空调转速与温度控制电路汽车技术中心空调接线架电路 夏利轿车空调系统控制电路 桑塔纳轿车空调控制电路 1 转速和温度控 1 转速控制 转速控制指发动机在低速运转时 自动切断空调设备 防止发动机熄火和过热 转速检测电路 检测点火线圈负极的脉冲信号 控制三极管导通 截止 电子线路将这个数字信号变做模拟信号激发大功率三极管 从而控制电磁离合器的通电状态 控制压缩机接通 必要时切断压缩机控制电路 转速与温度控制电路 转速与温度控制电路工作原理 转速控制 发动机低速运转时 该控制自动断开空调电路 防止发动机熄火和过热 发动机转速低于规定值时 点火线圈脉冲信号可转换成一个高电压信号 使V1导通 V3截止 继电器线圈4断电 触点5脱开接触 故而使电磁离合器失电 压缩机退出工作 当发动机转速升高到规定值时 转速信号变为低电压信号 V1截止 V3导通 电磁离合器接合 压缩机工作 2 温度控制 控制元件热敏电阻 负温度系数 装在蒸发器出口 检测蒸发器表面温度 控制电路当热敏电阻检测到蒸发器温度过低 则V2导通 V3截止 继电器线圈失电 电路控制电磁离合器断电 压缩机停止工作 而温度升高到一定值 压缩机重新开始工作 2 汽车技术中心空调接线架电路 风速开关是一个双刀三掷开关 当任何一档风速接通 都可使B C两点连起来 冷凝器风扇电机 鼓风机电机 汽车技术中心的空调接线架就是这种电路空调继电器电路 点火开关接通 继电器线圈即接通 常开触点闭合 电路为 蓄电池正极主保险丝A C保险丝空调继电器触点风扇电机继电器触点风扇电机搭铁 电磁离合器搭铁 空调继电器触点鼓风机风速选择开关BCA C开关温控开关压力开关冷凝风扇电机与压缩机继电器线圈搭铁 3 夏利轿车空调控制电路 冷却风扇电机 鼓风机 快怠速电磁阀 3 2 支路1 3 4 6 发动机速度信号 速度信号I通过R17分压 再通过C8 R16滤波 R13再分压后 输入IC的2 脚去与转速基准信号比较 R4 RP1 R3为IC中的触发电路设定所需工作转速的基准值 并将基准值输入IC的11 脚 IC内部电路对2 和11 脚的电位进行比较 若2 脚电位高于11 脚 则IC的4 脚 3 脚输出高电位 电磁离合器线圈得电 压缩机运转 制冷系统工作 若2 脚电位低于11 脚 压缩机停转 支路2 电源控制电路 12V正电经过20A保险丝 R15 R7两个电阻分压由IC的8 脚引入 提供给IC直流电源和V1 V2的集电极电位 C4与VD1组成恒压源 再经过R5 为IC提供基准电压 输入IC的10 脚 支路7 3 4 6 温度控制电路 怠速工况时 当蒸发器出口处温度高 热敏电阻RT阻值变小 电容C7上的电压下降 经6 脚输入到IC IC运算后由4 3 脚输出高电平 压缩机运转 若当蒸发器出口处温度低 RT阻值变大 C7上的电压上升 4 3 输出低电平 压缩机停转 制冷系统退出工作 支路5 4 3 怠速提升电磁阀电路 IC的3 脚高电平 V2导通 使继电器K3线圈得电 其触点接通怠速提升电磁阀 压缩机电磁开关和冷凝器风扇继电器 压缩机和冷凝器风扇工作 4 高电平 导致V1导通 怠速自动调节电磁阀c工作 发动机高怠速运转 鼓风机风速开关电路 12V正电经过A C指示灯 A C开关 鼓风机风速选择开关 搭铁 该电路搭铁后为鼓风机继电器线圈接通了搭铁回路 鼓风机得电工作 14 脚 IC中高频交流信号经过电容C1和二极管VD4搭铁 13 脚输出高电位 经支路6 R1和C3组成的滤波电路和VD4后 搭铁 这条支路可使IC电路中的高频信号被滤掉 12 脚 经过R2和VD4搭铁 为IC电路提高一条搭铁通路 11 脚 R4 RP1和R3是为IC设定转速基准信号 调整RP1可使IC在设定转速下 使3 4 脚输出发生翻转 1 脚 IC集成块的搭铁 4 上海桑塔纳轿车空调电路 如图5 25所示为上海桑塔纳轿车空调电路 它由电源电路 电磁离合器控制电路 鼓风机控制电路和冷凝器风扇电机控制电路组成 是一种典型的机械 电气控制的手动空调系统 其工作过程是 1 点火开关1处于断开 OFF 位置时 卸荷继电器2的线圈断路 触点断开 空调系统不工作 1 点火开关2 减荷继电器3 蓄电池4 冷却液温控开关5 高压保护开关6 鼓风机调速电阻7 冷却风扇继电器8 冷却风扇电机9 鼓风机10 空调继电器11 空调开关12 鼓风机开关13 蒸发器温控开关14 环境温度开关15 低压保护开16 怠速提升真空转换阀17 压缩机电磁离合器18 新鲜空气翻板电磁阀19 空调开关指示灯图5 25上海桑塔纳轿车空调电路 2 点火开关1处于接通 ON 位置时 卸荷继电器2的线圈通电 触点闭合 空调继电器10中的线圈J2通电 接通鼓风机电路 此时由鼓风机开关12进行控制 使鼓风机按要求的转速运转 进行强制通风 换气或送出暖风 3 当外界气温高于10 时 环境温度开关14闭合 允许使用空调制冷系统 当按下空调开关11 空调开关指示灯19亮 表示空调系统电路已经接通 此时电源经空调开关11 环境温度开关14可接通下列电路 新鲜 循环空气电磁阀接通 该阀真空驱动器工作 使新鲜空气进口关闭 制冷系统进入空气内循环 经蒸发器温控开关13 低压保护开关15给压缩机电磁离合器线圈供电 压缩机运转 常闭型低压保护开关串联在蒸发器温控开关和电磁离合器之间 当缺少制冷剂使制冷系统压力过低时 开关断开 压缩机停止工作 同时电源还经蒸发器温控开关13接通化油器的怠速提升真空转换阀16 提高发动机的转速 保证发动机稳定工作 满足空调动力源的需要 给空调继电器10的线圈J1供电 使两对触点同时闭合 其中一对触点接通鼓风机电路 保证只要空调制冷开关按下 无论鼓风机开关在什么位置 鼓风机都至少运行在低速工况 以防止蒸发器表面结冰 影响系统的正常工作 另一对触点接通冷凝器冷却风扇8控制电路 当制冷系统高压值正常时 高压保护开关5触点断开 冷却风扇继电器断开 电阻R串入冷凝器风扇电机电路中 冷却风扇低速运转 当制冷系统高压超过规定值时 高压保护开关5触点闭合 冷却风扇继电器7通电 触点闭合 电阻R短路 冷却风扇高速运转 以加强对冷凝器的散热 同时 冷却风扇电机还直接受发动机冷却液温控开关的控制 当不开空调 空调开关11断开时 若发动机冷却温度低于95 冷却风扇不转动 高于95 时 冷却风扇低速转动 当冷却液温度达到105 时 冷却风扇高速转动 这类机械 电气控制的空调系统电路 虽然没有电子温度控制器 但因其结构简单 电路器件可靠 所以仍然得到了广泛的应用 实训项目汽车空调电气系统故障诊断 1 目标掌握汽车空调电气系统故障诊断方法 2 设备 仪器与工具万用表 测试灯等 3 内容汽车空调电气系统的故障主要有三种 压缩机离合器和鼓风机都不工作 只有压缩机离合器工作 只有鼓风机工作 由于各厂家生产的空调系统电路不同 维修时应参阅生产厂家的维修手册进行 下面仅介绍故障检查的基本方法 压缩机和鼓风机的控制电路如图5 27所示 1 压缩机离合器和鼓风机都不工作当压缩机离合器和鼓风机都不工作 系统不制冷 也无空气流过蒸发器时 应检查压缩机和鼓风机共用的电源线路 如图5 28所示 2 只有压缩机离合器工作当只有压缩机离合器工作 鼓风机不运转 无空气流动时 应检查鼓风机及其控制电路 如图5 29所示 3 只有鼓风机工作只有鼓风机工作 压缩机不运转 系统不制冷时 应检查压缩机及其控制电路 如图5 30所示 压缩机和鼓风机的控制电路 1 蓄电池2 点火开关3 熔断器4 主控开关5 恒温器6 鼓风机电机7 压缩机离合器电磁线圈8 测试灯图5 27压缩机和鼓风机的控制电路 图5 28压缩机离合器和鼓风机都不工作的故障检查方法 只有压缩机离合器工作的故障检查方法 图5 29只有压缩机离合器工作的故障检查方法 只有鼓风机工作的故障检查方法 图5 30只有鼓风机工作的故障检查方法 11 人生的某些障碍 你是逃不掉的 与其费尽周折绕过去 不如勇敢地攀登 或许这会铸就你人生的高点 12 有些压力总是得