《汽车空调结构与维修》-汽车空调结构与维修-模块6

课题6.1常用保护与控制装置为了保证汽车空调系统的正常工作，维持车内所需要的温度，汽车空调系统除了需要前面所讲的压缩机、蒸发器等部件以外，还需要一整套的控制系统，如温度控制、送风量控制、制冷剂的温度控制、压力控制、流量控制、电路及微型计算机控制等。另外，为了保护汽车空调系统能正常工作，在一些特殊情况下保护空调系统，系统内还需要保护装置和保护电路。除此之外，汽车安装了空调系统，特别是对于非独立式空调系统，需要消耗发动机的动力和电源，这就影响了发动机的动力性和经济性，因而对汽车的动力性和运行的工况产生影响。为了保证汽车的各种工况都能不受空调的影响，还必须设置汽车工况控制装置。下一页返回课题6.1常用保护与控制装置汽车空调控制系统可如同在售后市场设备中发现的那样简单，也可以是如同在计算机控制的自动厂装系统中发现的那样复杂。简单的系统通常由一个总的电源开关、鼓风机控制装置、调温器、鼓风机电动机、离合器线圈以及熔断器或断路器组成。注意，在图6-1所示的原理图中只显示了一根来自蓄电池的接线。蓄电池的另一端，以及鼓风机电动机和离合器线圈，对地终止。汽车底盘、车身和所有的金属部件都是共用(接地)12V、直流汽车电气系统的电源。除非轿车有玻璃纤维或其他的非导体车身元件，否则并不要求一个分离的接地线电路。一个电气符号(如图6-2所示)被用来指示一个接地连接。其他的接线图符号的例子在图6-3中显示。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置厂装的暖风装置/空调控制系统更加复杂(如图6-4所示)。实际上，为了能在一页中显示，本例中的原理图已被简缩。在车间维修手册的图例中，许多厂装的暖风装置/空调系统要求几页纸来显示。空调和暖风装置系统是一体的，并且经常共享熔断器和断路器。在厂装的系统中，鼓风机电动机同时充当暖风装置和空调。与供暖和冷却系统相关的电气电路，例如那些用在发动机过热状况报警的电路，也可以是电气系统原理图的一部分。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置对于非独立式空调系统，汽车发动机配置功率的大小，是以满足汽车整体性能，特别是汽车的动力性和经济性为原则的，所以，能额外供给空调系统的动力是不多的。在目前对汽车燃油经济性要求特别苛刻的条件下，一般都不会为空调系统特意留出更多的动力。所以，汽车安装空调系统后，对汽车的工况会产生许多不利的影响。为了消除这些不利的影响，充分发挥非独立式空调系统的优点，必须根据汽车在不同工况下对动力要求的情况，分别对空调系统的动作进行控制。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置一、电磁离合器电磁离合器在汽车空调系统中用做一种在期望冷却时使压缩机啮合，而在不要求冷却时使之松开的方法。例如，压缩机在空调没被使用或当车内温度达到了期望温度时被松开。所有的离合器以相同的原理工作，即磁引力。这是通过使一个固定的励磁线圈通电而完成的。该励磁线圈的磁引力反过来把一个电枢拉到与一个旋转的叶轮(滑轮)接触。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置所有的汽车空调系统有一个电磁离合器。然而，不是所有的都被用来使离合器循环进行温度控制。对于那些使离合器循环的系统，一套恒温控制或压力激活的触点随着设定的温度或压力的到达而打开，从而使得到离合器线圈的电气电路中断。对于那些不循环以影响期望温度的系统则依赖于一个变排量压缩机的工作来作为一种温度控制的方法。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置电磁离合器有定圈式和动圈式两种，其工作原理基本相同，图6-5电磁离合器。当线圈通电时，产生磁场吸引吸铁;与皮带轮相连，吸铁与压缩机相连，这样皮带轮的转动就带动了压缩机的工作。如果出现下面任何一种情况，都会引起电磁离合器工作不正常或烧坏线圈。(1)电磁离合器的线圈与转子之间的间隙不对。(2)转子与吸铁之间的间隙不对。(3)压缩机的工作扭矩过大。(4)电压不符。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置离合器是一种在有电流作用时带强磁场的电磁铁。只要线圈存在电力作用，则该磁场是恒定的。在电力撤走后，该磁场塌陷而建立高电压尖峰。这些高电压尖峰对于精细的计算机电路是有害的，因此必须被避免。一个横放在离合器线圈的二极管(如图6-6所示)在电能消失之前穿过离合器线圈回到接地的通路，因此也把尖峰限制到了一个安全的水平。该二极管通常被绑在离合器线圈连接头里面、横过12V引线和接地引线。对一个二极管的检查可以使用一个模拟的或者一个数字的电压表(DVOM)。许多的DVOM提供有进行二极管快速检查步骤的装置，这是测试二极管首选的方法。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置二、调温器在所有汽车空调系统的压缩机上都使用了一个电磁离合器，以在期望冷却时开启它和在不期望冷却时关掉它。离合器常被用来提供一种车内温度控制的方法。一种完成这种控制的方式是用一个温度敏感的叫调温器的开关(如图6-7所示)来控制离合器的工作。调温器又称为温度控制器或温度开关。它感受的温度有蒸发器表面温度、车内温度、大气温度等。一般所指的调温器是通过感受蒸发器的表面温度，从而控制压缩机的开与停，起到调节车内温度及防止蒸发器结霜的一种电气开关装置。

上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置调温器一般放在蒸发箱中或靠近蒸发箱的冷气控制面板上。调温器出厂时已调好最低开关温度。在车上的调温器实际上是调节调温器中的调节控制机构。当车内温度上升到某一调定值时，调温器触点闭合，电磁离合器电流接通，压缩机工作;当车内温度下降到某一调定值时，调温器触点脱开，电磁离合器电流中断，压缩机停止工作。大多数调温器有一个绝对断开位置，在这个位置上不受温度影响，电磁离合器电流中断(压缩机不工作)，但空调机的鼓风机可以运转。控制电磁离合器工作的调温器有三种形式:波纹管式、双金属片式及热敏电阻式。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置1.波纹管式调温器调温器可以位于蒸发器中，在那里侦测递送进汽车的空气的温度;它的另一种典型的安装方式是将其温包浸入蒸发器的出水管(液体管)的槽中(如图6-8所示)。调温器由驾驶员设置到一个预定的温度，使得离合器在选定的温度设置状态下进行开一关动作。从而实现对车内温度的控制。调温器的功能是，侦测蒸发器芯内的空气或离开蒸发器的蒸汽的温度。高于选定的温度时，可使调温器闭合以向离合器线圈提供电流，离合器通电且压缩机工作。等于或低于选定的温度时，可使调温器打开以使到离合器线圈的电流中断。然后，离合器断电而压缩机停止工作。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置调温器一般有一个关闭位置，以便离合器能不管温度如何而被关断。采用这种方式，鼓风机电动机能实现不受制冷影响的运行。(1)调温器的构造。一根与调温器连接的毛细管内充满了一种温度敏感的液体或蒸汽。该毛细管安装在调温器里面的波纹管上(如图6-9所示)。该波纹管反过来被安装在一个动基座上。提供的电气触点有两个。一个触点通过一个绝缘体固定在动基座上，而另一个电气触点则再次通过一个绝缘体固定在装置的机匣上。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置(2)调温器的运行。随着毛细管中的惰性气体的膨胀，对波纹管施加了一种压力。反过来，该波纹管使电气触点闭合(如图6-10所示)。对温度的选择是通过一个凸轮控制完成的，该凸轮经一根到一外部控制把手的轴而连接到动基座。当顺时针方向转动把手时，朝波纹管的弹簧张力增加。如果需要更大的压力来克服增加的弹簧张力，则需要更多的热。由于热正在从蒸发器排出，因此打开触点要求一个更低的温度。随着温度的升高，热再次在波纹管上施加压力以使触点闭合并允许冷却。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置调温器中的第二根弹簧调节触点打开的温度间隔。该间隔通常表示一个12(6.6℃)的温度上升，这为蒸发器的除霜提供了足够的时间。(3)调温器的安装和处理。与包含毛细管的任何设备一样，在处理调温器时必须小心行事。在毛细管中应没有任何锐弯或扭结。在必须进行弯曲时，该弯不应比在一根拇指末端周围能形成的弯更锐利。为了获得更好的结果，毛细管的末端应被插入叶片之间的蒸发器芯中深度为大约1in(25.4mm)。毛细管不应被完全插过叶片，其原因是它可能妨碍波纹管，波纹管通常安装在芯的后面。如果一个温包阻止插入，则该温包应朝蒸发器芯被固定住(如图6-11所示)。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置如果由于任何原因，毛细管遭到破坏并已丢失了其充装的惰性气体，则毛细管必须被更换掉。当毛细管中没有任何的液体时，该装置没有任何接通周期。毛细管不能使用标准的设备进行再充装。许多的调温器是可调节的。2.双金属片式调温器双金属片式调温器没有毛细管，它是直接靠空气通过表面而进行工作的。其人工温度调整方法与波纹管式调温器相同。工作原理如图6-12所示。有两片对温度变化胀缩程度不同的金属组成的双金属片，上面有一个动触点，壳体上有一个定触点。在设定温度范围内，双金属片平伸，触点闭合，电流接通，压缩机电磁离合器吸合。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置由于温度变化，这两片金属产生不同变形而弯曲，使触点分开，中断电磁离合器电流，使压缩机停止转动。当冷空气通过调温器时，引起调温器中的双金属片中的一片收缩形成弓形。随着空气温度的不断降低，这片金属不断收缩，直到使触点分开;当湿度增大时，另一片金属受热伸长，把触点拉回到一起。与波纹管式的比较，双金属片式调温器的结构简单，价格便宜。但由于双金属片式调温器必须放在蒸发箱中，布置有一定困难。波纹管式是用一根长的毛细管感应温度，调温器本体可布置在稍远的合适部位，布置较为方便。因此，波纹管式调温器的应用比双金属片式调温器更广泛。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置3.热敏电阻式调温器热敏电阻式调温器是一种电气结构的调温器，有一个小圆片形的热敏电阻与毛细管一样插在蒸发器芯子中间(或其他需要感温的部位)，热敏电阻的导线与晶体管电路系统相连。由于温度变化使热敏电阻的电阻值发生变化，从而控制电路的接通与断开。常用的热敏电阻有两种，一种电阻具有负电阻特性，即温度升高，电阻值下降;另一种具有正温度特性，即温度上升，电阻值上升。热敏电阻式调温器的调节精度，主要由热敏电阻性能决定，若热敏电阻性能不好，将造成较大调节误差。例如规定当蒸发器表面温度为4℃时，热敏电阻式调温器将使电流中断，但由于热敏电阻特性不良，偏差较大，可能到0℃还不能中断电流，结果造成蒸发器结霜。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置检查热敏电阻可将其从蒸发器上卸下，放入冷水中，如图6-13(a)所示。在改变水的温度时，测量接头的电阻。根据该车型空调说明书提供的热敏电阻与温度变化特性曲线，检查温度和电阻的交点是否落在阴影范围内。若没有，则需要更换热敏电阻。图6-13(b)是海狮YH及LH系列小面包车的热敏电阻特性曲线。图6-14所示为一种典型的热敏电阻式恒温器控制电路。这种恒温器控制电路主要由温度检测电路、信号放大电路和电子开关电路三部分组成。它的温控回路以如下方式运行:当空调开关开通后，蓄电池的电压便经空调开关R13R1R3加至VT1的基极上,这样VT1导通后,VT2、VT3、VT4亦导通，电流便由蓄电池空调开关电磁线圈VT4接地，使触点吸合，电磁离合器线圈通电而吸合，压缩机运转。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置当车内的制冷温度低于设定值时，热敏电阻值升高，使VT1的基极电位降低，结果VT1、VT2、VT3、VT4均被截止，电磁线圈中无电流，触点分开，电磁离合器触点分开，压缩机停止运行。需要说明的是热敏电阻设置在蒸发器排出口侧，作为感温元件。可变温度控制电阻器是作温度控制用，阻值变化，控制室内设定温度也变化。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置三、怠速控制装置在非独立式汽车制冷系统中，压缩机由发动机带动，当发动机处于怠速状态或汽车低速行驶时，制冷系统工作容易出现下列不良现象。首先，发动机在怠速或低速时，冷却液散热器的散热主要靠风扇冷却，而低速时风压和风量均不充足，散热效果差，冷却液温度升高。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，将进一步影响发动机散热器散热，发动机容易过热，影响发动机正常工作。其次，发动机处于怠速时，发电机提供的电能严重不足，制冷系统还要大量消耗蓄电池的电能，这是一种很不利的工况。

上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置由于以上情况，再加上发动机的辐射热增加，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。可能会引起两方面问题:一是增加了发动机在怠速时的负荷，导致工作不稳定，甚至熄火;二是会引起电磁离合器打滑或传动带损坏。因此，由发动机带动压缩机的非独立式制冷系统，为了保证汽车的怠速性能，必须增加发动机怠速控制器。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置1.怠速控制器发动机怠速控制器有两种类型:一种是自动切断压缩机的电磁离合器式，发动机怠速时使制冷系统停止工作，减轻发动机负荷，稳定发动机的怠速性能;另一种是当发动机怠速时还需要使用制冷系统时，发动机能自动加大化油器的节气门开度，使发动机在怠速时转速提高，既能保证有足够的动力维持制冷系统工作，又能保证自身正常运转。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置(1)怠速继电器。其主要功能是防止汽车怠速时，由于压缩机负荷造成的发动机工作不稳定。发动机处于怠速运转时，怠速继电器自动切断压缩机的电磁离合器电流，使压缩机停止工作以稳定发动机转速。这种方法是利用点火线圈的脉冲数作为控制信号的。汽车制冷系统的怠速控制线一般都是接在点火线圈的低压负极上。怠速继电器的电路原理如图6-15所示。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置发动机转速信号由接线柱送入怠速继电器电路，电路中VT1,VT2及相应的阻容元件组成频率/电压转换电路，送入的发动机转速信号经电阻R1,R2,电容C1衰减、滤波后由VT1放大，放大后的脉冲电压又被由电容C2,电阻R5和二极管VD2组成的微分电路微分，使其脉冲宽度为一固定值，再经VT2放大整形，经R7,C3滤波后，便在由R8,Rw和R9组成的分压电路两端得到一电压幅值与输入脉冲的频率成反比的直流电压，该电压经电位器分压后送入由VT3,VT4组成的施密特触发器的输入端，用来控制触发器的导通和截止，通过继电器K来控制压缩机电磁离合器线圈电路的接通和断开。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置当发动机在怠速运转时，点火信号频率较低，经频率/电压变换电路得到的直流电压较高，施密特触发器的输入电压也较高，则VT3导通，VT4截止，使继电器K触点张开，切断了电磁离合器线圈电路，压缩机不工作。当发动机转速升高到某一值时，点火信号频率增加，输入到施密特触发器的电压下降，使VT4导通，继电器K触点闭合，接通电磁离合器线圈电路，使压缩机工作。电位器RP可用于调节输入到施密特触发器的输入电压，用来调节电磁离合器开始接通和断开时的发动机转速，一般接通转速为900~1100r/min，断开转速为600~700r/min。该怠速继电器具有“手动”和“自动”两个控制挡位，当“自动”控制挡位出现故障时，可将开关S拨到“手动”控制挡位以应急使用，此时，继电器线圈的电流经手动开关搭铁而构成回路，压缩机的工作状态将不再受发动机转速的控制。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置(2)怠速提高装置。怠速继电器的作用是当发动机转速低到某一最低转速时，通过电磁离合器分离，使压缩机停止运转，以保证发动机正常运转。这种使制冷系统停止工作的措施并不理想，因此有的汽车采用怠速时加大化油器节气门开度来提高发动机的转速，使发动机在怠速时带动压缩机仍能维持正常运转。目前使用的怠速提高装置有两种不同的结构形式:一种是使用真空转换阀强制提高发动机怠速，使发动机工作在制冷系统正常工作的转速范围内;另一种是事先把节气门打开，提高发动机的怠速转速，一旦调好节气门开度之后，不论是否使用汽车冷气系统，发动机的怠速都是提高的。这种措施不需要另添专门装置，缺点是不用汽车冷气时，发动机怠速油耗较高。高级轿车上一般都装有真空转换阀以提高发动机怠速转速。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置真空转换阀的工作原理是:当冷气系统的开关断路时，转化阀的磁力消失，压缩弹簧把阀芯下顶。这样，负压作用于隔膜，通过拉杆使化油器的节气门不受阻碍而能回到怠速位置。当冷气系统的开关接通时，转换阀的线圈有电流通过，阀芯受到磁力的作用上提。这样，隔膜两边的压力差为零，隔膜下的弹簧顶动拉杆，把化油器内的节气门转移到比怠速时略为大些的位置上，以提高发动机转速。

上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置真空转换阀的结构如图6-16所示，它主要由真空电磁阀、节气门位置控制器、真空输送阀和管道等组成。真空转换阀的真空电磁阀线圈并接在压缩机电磁离合器电路中。真空源来自化油器节气门下方。真空电磁阀的三通阀门分别接大气、节气门位置控制器和真空源。接节气门位置控制器的阀门只能分别与真空电磁阀的真空源阀门和大气阀门相通，工作状态受真空电磁阀控制。节气门位置控制器通过拉杆和控制臂来控制化油器节气门的开度。当汽车制冷系统的开关断路时，真空转换阀的真空电磁阀电路不通，三通阀因受内部压缩弹簧的作用，真空源阀门开启，化油器节气门下方的真空，通过真空输送阀作用在节气门位置控制器膜片上，膜片上行，拉杆运动，使节气门从特定位置移到正常怠速位置。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置当接通制冷系统时，电流即通过真空转换阀线圈，真空电磁阀线路接通，三通阀受电磁力作用，使真空输送阀关闭，大气阀门开启，节气门位置控制器膜片通大气。在膜片弹簧的作用下，膜片拉杆下行，此时若踏下加速踏板，则节气门在操纵臂的作用下，移到比怠速时略大开度的位置上稳定下来，防止因制冷系统工作而使发动机熄火。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置2.加速控制装置汽车行驶加速或超车加速，都需要尽可能大的发动机功率来提高车速，此时应切断电磁离合器线圈电路，使压缩机停止工作。为此，大多数汽车上都设置了加速控制装置。加速控制装置由加速开关和延迟继电器组成。加速开关一般装在加速踏板下，或装在其他位置通过连杆或钢索来操纵。当加速踏板踏下行程达到最大行程的90%时，加速开关及延迟继电器切断电磁离合器线圈电路，使压缩机停止工作，解除厂压缩机的动力负荷，发动机的全部输出功率用来克服加速时的阻力，提高了车速。当踏板行程小于90%或加速开关打开延迟十儿秒后，则自动接通电磁离合器线圈电路，使压缩机又恢复工作。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置四、熔断器和电路断路器熔断器和电路断路器被用来保护空调和供暖元件和接线。它们通常的标定在20~30A,并且不能用一个不同标定的元件进行替换。如果一个熔断器或电路断路器的标定太低，则它不会携带负载并会很快地熔断。如果它的标定太高，则它试图保护的设备可能会由于过大的电流而被破坏。熔断器或电路断路器通常位于总的熔断器板中(如图6-17所示)。主要的电路一般由一个熔丝(如图6-18所示)或一个大电流熔断器所保护。熔断器也可以位于内嵌的熔丝架中(如图6-19所示)。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置电路断路器由一块双金属条和一套触点构成。由一个有缺陷的元件所引起的过电流会产生造成双金属条弯曲的热。当金属条弯曲时，触点打开并且流向元件的电流被中断。当没有电流流动时，双金属条冷却而触点自动闭合。该过程会在问题的原因被纠正之前继续。五、总控制总控制装置(如图6-20所示)一般包括鼓风机速度控制装置。这种可变的(无限的)速度控制装置也叫一个可变电阻器(如图6-21所示)，它一般能在售后市场系统中找到。四档或五档鼓风机速度控制装置也常被使用。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置四速五挡控制(如图6-22所示)有三个提供选择鼓风机电动机速度的电阻器。第一挡是断开。第二挡是低(LOW)，它向电动机供应通过所有三个电阻器的电流。这为低速运行提供了最大减少的电压。接下来的挡为低-中(LO-MED)挡，它向电动机提供通过两个电阻器的电流，以便提供中低的速度。在第四挡高-中(HI-MED)挡中，电流通过一个电阻器向电动机供应电流而提供中高的鼓风机速度。第五挡为高(HIGH)，它向电动机供应全蓄电池电压，以确保鼓风机的高速运行。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置有些多挡鼓风机速度控制开关(如图6-23所示)没有电阻器。这些开关向电动机中的几个线圈中的任何一个提供全蓄电池电压。对这些多绕组电动机的讨论，会在本章的稍后进行。鼓风机电动机的速度控制可以是总开关控制的一部分(如图6-24所示)。处于任一接通档的该鼓风机开关向控制调温器提供全蓄电池电压。在这种安排中，压缩机离合器在鼓风机电动机运行之前不会接通。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置六、鼓风机用电动机可用的鼓风机电动机有很多的式样和类型，具体的使用取决于它们的应用。鼓风机电动机可以有一根单轴或双轴。有些鼓风机电动机有供凸轮安装用的装置，也可以有供内部冷却用的装置。不管是何种的式样和类型，鼓风机电动机均是驭动一个鼠笼式鼓风机来使空气通过蒸发器和/或加热器芯(如图6-25所示)。如果电动机的速度控制由电阻器提供，则电动机会只有一个绕组(如图6-26所示)。速度控制也可以由一个多绕组电动机来提供(如图6-27所示)。正如之前所讨论的，速度控制的电阻由电动机绕组提供，并且不需要任何外部的电阻器。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置有些鼓风机速度控制系统有一个高速鼓风机控制继电器，如图6-28所示。注意，这种五速鼓风机有两个用于保护电路的熔断器:一个用于最初四个速度;另一个用于高速。应该注意的是，虽然有些更换电动机是可逆的，但大多数不可逆。同时，也要注意不管有缺陷的电动机面向轴端是顺时针转动还是逆时针转动，选定的更换电动机必须以相同的方向转动。如果安装了错误的电动机，则很少或没有任何气流会通过风道系统而循环。此外，有些更换的鼓风机电动机缺少一个鼓风机保持架。在这些情况下，必须重用旧的保持架。确保保持架紧紧地装在电动机轴上并且不打滑。其他与鼓风机电动机的选择有关的缩写包括DBL(双轴)和THB(螺纹轴端)。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置需要说明的是，你可能在一个鼓风机电动机保持架片上注意到一个小的钢夹，这是一个平衡总成的重量装置。不要拆下该夹子，否则会产生振动，而振动也可能导致过早的电动机轴承失效和顾客的抱怨。七、压力切断开关有些系统带有作为离合器电路一部分的一个低压或高压切断开关。这些开关是常闭开关，它们对系统压力敏感，并且在碰到异常低压或高压事件时打开。反过来，开关的打开使到离合器线圈的电流中断而使压缩机得以停止。这些开关有两个用途:温度控制和系统保护。

上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置有些压力开关(如图6-29所示)能无须从系统移走制冷剂而被更换掉。另一方面，其他的则要求在旧的开关能被拆除之前把制冷剂清除。那些不要求制冷剂清除的开关带有一个位于压力开关螺纹管口里面的减压阀(如图6-30所示)。销钉随着开关的拧上而压在施拉德尔(Schrader)型的阀上，并且允许系统压力表达在开关上。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置1.低压开关许多循环离合器限流管系统和固定限流管循环离合器系统使用一种压力开关，而不是一个调温器。低压开关也称制冷剂泄漏检测开关。在汽车制冷系统中，因制冷剂泄漏或其他原因造成制冷系统中制冷剂严重缺少或完全没有时，如果继续使压缩机工作，会引起压缩机由于润滑油循环不良而磨损加剧，甚至会使压缩机烧坏。低压开关则可在制冷系统缺少制冷剂时使压缩机停止运转，从而保护压缩机免于损坏。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置低压开关结构如图6-31所示。该压力循环开关安装在蓄压器上，它侦测使离合器在大约24~26psig(165-179kPa)处断开以及在40~42psig(276~290kPa)处接通的低压侧压力。其触点同样串联在电磁离合器电路中。当制冷系统中压力高于0.21MPa时，说明系统内有制冷剂，触点保持闭合，而当系统高压侧压力低于0.2MPa时，触点在弹簧作用下而断开，压缩机便无法启动运转。制冷剂R12和R134a的英制和公制低压侧温度/压力值，如表6-1所示。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置还有一种低压开关是装在蒸发器出口至压缩机吸入侧的一段低压管路上的，其作用是防止低压侧吸入的压力过低而造成蒸发器结冰、结霜，膨胀阀或节流孔口由于某种原因而堵塞造成的压力过低。如奥迪100型轿车空调系统中装在蒸发器出口处管路上的低压开关，其触点断开压力为0.09士0.01MPa，触点闭合压力则为0.26士0.03MPa。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置2.高压开关高压开关一般安装在制冷系统高压管路上或储液干燥器上，用来防止系统压力过高压缩机过载或系统管路被损坏。高压开关有触点动断型和触点动合型两种。触点动断型高压开关结构如图6-32所示，其触点串联在压缩机电磁离合器电路中，压力导入口则直接或通过毛细管连接在高压管路上。高压开关是常闭开关，并在空调系统压力超过425~435psig(2930~2953kPa)的情况下打开。它在系统压力降至低于200psig(1379kPa)时闭合。该开关在由于任何原因压力超过安全限制时提供系统安全性。与低压开关不同，高压开关不向微处理器提供数据。该开关通常与压缩机离合器电路串联。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置当制冷系统高压管路内压力正常时，高压开关的触点始终处于闭合状态，压缩机正常工作。当由于某种原因使高压管路内压力超过某一规定值时，在制冷剂高压作用下触点打开以切断电磁离合器电路，压缩机停止工作，从而避免高压管路压力进一步升高。当高压管路的压力恢复正常值时，触点自动闭合，压缩机又重新工作。高压开关的切断压力和触点恢复闭合的压力因车型而异。一般触点断开压力为2.1~3.0MPa，恢复闭合的压力为1.6~1.9MPa。如奥迪100型轿车高压开关的切断压力为(2.9士0.14)MPa，恢复压力为(1.4士0.3)MPa。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置触点动合型高压开关一般用来控制冷凝器冷却风扇的高速挡电路。当压力超过某一规定值时，自动接通冷凝器冷却风扇的高速挡电路，使冷凝器冷却风扇高速运转，以加强冷凝器的冷却能力，降低冷凝温度和压力，而当压力低于规定值时则自动断开冷凝器冷却风扇的高速挡电路。3.高低压组合开关高低压组合开关将上述两种开关的结构和功能组合成一体，起双重保护作用。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置八、过热过压保护装置1.过热开关与热力熔断丝过热开关是一种温度压力感应开关，一般安装在压缩机汽缸体内，过热开关的结构如图6-33所示。当系统处与高温高压状态或低温低压状态下，此开关保持常开，当系统处在高温低压状态时此开关闭合。系统的高温低压状态通常是在缺少制冷剂时出现的，此时，如果压缩机继续运转，将会因缺少润滑而过热损坏，过热开关将使压缩机停止运行，直至故障排除为止。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置2.高压卸压阀高压卸压阀的作用是防止高压侧压力异常升高，保护压缩机和冷凝器。高压卸压阀一般安装在压缩机和高压管路上。当冷凝器散热条件不好时，冷凝器温度和压力可能过高，当汽车制冷系统内制冷量过多时，系统压力也可能过高。高压卸压阀的压力调整范围为2.4~2.8MPa，当压力超出该调整值范围时，高压卸压阀被迫打开，让制冷剂放出，直至压力降低到调整值为止。在弹簧的作用下自动关闭，保证制冷系统正常工作。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置如图6-34所示为高压阀卸压阀结构。在正常情况下，由于弹簧的压力作用，将密封塞压向阀体，与A面凸缘紧贴，制冷系统内制冷剂不能放出。当系统内压力异常升高时，弹簧被压缩，阀被打开，制冷剂被释放出来，系统内压力立即下降。当压力降至约2.8MPa时，弹簧又立即将密封塞推向阀体A面，将阀关闭。采用卸压阀，系统内的制冷剂只能释放出少许，空气不会进入制冷系统，且便于判断故障原因。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置3.易熔塞在一些早期采用R12空调系统的汽车上，储液干燥器顶端上安装有一易熔塞，如图6-35所示，其作用是当冷凝压力过高时，易熔合金立即熔化，将容器内的高压制冷剂全部排空泄放，起到安全保护作用。易熔塞的熔化温度一般为95℃~100℃，所对应的R12饱和压力为3.0~3.65MPa。该方法让制冷剂全部释放到大气中，不仅造成经济上的损失，而且会对环境造成污染，当易熔塞熔化后，空气还将进入制冷系统。上一页下一页返回课题6.1常用保护与控制装置4.减压安全阀在一些R134a空调系统中，设置减压安全阀以代替易熔塞或高压卸压阀，起到防止污染环境的作用。它安装在压缩机汽缸体上，如图6-36所示，若制冷系统压力异常高至3.43~4.14MPa时，减压安全阀受高压作用开启，将一部分制冷剂释放回低压端，以降低制冷系统压力。上一页返回课题6.2汽车空调电路分析由于车型的不同，车内所装的空调系统也有所不同，空调系统种类繁多，其电路形式、功能、控制原理也各不相同，因此空调系统控制电路由简单到复杂，由单一功能控制到多功能控制也有所不同，但是其电气系统都是有一定的规律可循。汽车空调系统有压缩机、冷凝器、月彭胀阀、蒸发器、鼓风机等主要部件。所以在分析电路时，只要分成蒸发器鼓风机控制、冷凝器风扇控制、温度控制(压缩机控制)、通风系统控制、保护电路等即可清楚地了解空调系统的电路控制原理。下一页返回课题6.2汽车空调电路分析一、鼓风机的控制汽车空调系统的蒸发器采用直接蒸发式的结构，这种结构由换热器和鼓风机组成。鼓风机将车内的空气吸出，强制气流流过蒸发器空气侧，气流则将蒸发器制冷器侧液态制冷剂蒸发时产生的冷量带入车内。蒸发器转速器的作用是调节蒸发器供风量的大小，扳动鼓风机开关位置，可以调节鼓风机转速，从而调节供风量的大小。上一页下一页返回课题6.2汽车空调电路分析1.由鼓风机开关和调速电阻联合控制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6-37所示，通过改变鼓风机开关与调速电阻的接通方式可令鼓风机以不同转速工作。鼓风机开关处于I位置时，至电动机的电流须经过三个电阻，鼓风机低速运行;鼓风机开关调至II位置时，至电动机的电流须经两个电阻，鼓风机按中低速运转;开关拨至III位置时，至电动机的电流只经过一个电阻，鼓风机按中高速运转;开关选定位置IV时，电路中不串联任何电阻，加至电动机的是电源电压，鼓风机以最高速运转。需要说明的是，调速电阻一般装在蒸发器组件上，利用气流进行冷却。上一页下一页返回课题6.2汽车空调电路分析2.电控模块通过大功率晶体管控制现代中高档轿车为实现风速的自动控制，鼓风机的转速一般由电控模板通过大功率晶体管控制，控制原理如图6-38所示。功率组件控制鼓风机的运转，它把来自程序机构的鼓风机驭动信号放大，放大器的输出信号根据车内情况，按照指令提供不同的鼓风机转速。如果车内温度比所选定的温度高很多，在空调工作状态下，鼓风机将高速运转;而当车内温度降低时，鼓风机速度又降为低速。相反，如果车内温度比所选定的温度低得多，在加热状态下，鼓风机将被启动为高速，当车内温度上升后，鼓风机速度降为低速。上一页下一页返回课题6.2汽车空调电路分析3.晶体管与调速电阻器组合型鼓风机控制开关有自动(AUTO)挡和不同转速的人工选择模式，如图6-39所示。当鼓风机转速控制开关设定在AUTO挡时，鼓风机的转速由空调电脑根据车内、车外温度及其他传感器的参数控制。若按动人工选择模式开关，则空调电路取消自动控制功能，执行人工设定功能。上一页下一页返回课题6.2汽车空调电路分析二、冷凝器散热风扇的控制汽车空调系统的冷凝器将车内的热量排向大气，其结构也是由换热器和鼓风机组成。对于一般的小型客车和大中型客车，由于车辆底盘结构跟轿车有很大的不同，其冷凝器一般不装在水箱前，故冷凝器冷却风扇须单独设置，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，为了减少风扇的配置，使结构简化，轿车在设计上一般都将水箱冷却风扇和冷凝器冷却风扇组装在一起，利用一个或两个风扇对水箱和冷凝器进行散热。车型不同，则配置风扇的数量不同，控制线路设计方面差异也很大，但其控制方式大同小异，一般都是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凝器散热需要。上一页下一页返回课题6.2汽车空调电路分析下面就一些较典型的冷凝器散热风扇电路进行分析。1.空调开关直接控制这种控制电路比较简单，其控制原理如图6-40所示，A/C开关打至“ON”的位置，在供电给压缩机电磁离合器的同时，加电源至冷凝器风扇继电器线圈，继电器触点开关闭合，冷凝器冷却风扇高速运转。上一页下一页返回课题6.2汽车空调电路分析2.空调开关和水温开关联合控制有些汽车的发动机冷却系统和冷凝器共用一个风扇进行散热，如图6-41所示。这种风扇有两种转速，即低速和高速。风扇电动机转速的改变是通过改变线路中电阻值的方法实现的。从图中可看出，起关键控制作用的是空调开关和水温开关。当空调开关开启时，常速风扇继电器通电工作。由于线路中串联了一个电阻，风扇低速运转。当冷却系统水温达到89℃~92℃时，水箱风扇也是低速运转;一旦发动机水温升至97℃~101℃时，水箱风扇高速运转，以加强散热效果。上一页下一页返回课题6.2汽车空调电路分析3.制冷剂压力开关与微电脑组合控制多数高级轿车都采用这种布置和控制方式，如图6-42所示，两个散热风扇有三种不同的运转工况。工作原理如下。(1)空调开关已接通，但制冷剂压力未达到1.81MPa时，只有辅助散热风扇电动机运转。(2)一旦制冷剂压力达到1.81MPa时，主、辅风扇电动机同时运转。上一页下一页返回课题6.2汽车空调电路分析(3)无论空调开关是否接通，只要发动机水温达到98℃以上，主散热风扇(水箱风扇)电动机高速运转。丰田公司在部分1UZ-FE和1MZ-FE发动机上采用了电控液压电动机冷却风扇系统，用于凌志400、凌志300、佳美3.0L等车型，与一般的电控风扇系统有较大差异。如图6-43所示，在此系统中，风扇电脑通过电磁阀控制作用在液压电动机上的油液压力，这样就可以根据发动机工况和空调状态而自动控制冷却风扇的转速。其工作过程如下。油泵单独设计或与动力转向泵组合为一体，由传动带驱动，建立一定油压，受电脑控制。电磁阀调节从油泵到液压电动机的油量，该液压电动机直接驭动冷却风扇，已通过液压电动机的压力油回到油泵。上一页下一页返回课题6.2汽车空调电路分析三、压缩机电磁离合器控制1.压缩机的控制方式压缩机的控制方式根据控制开关的位置分为两种:即控制电源型如图6-44(a)所示；控制搭铁型，如图6-44(b)所示。电源控制方式是由开关直接控制电源，当开关闭合时，瞬间产生的大电流流经开关至执行器构成的回路，长期工作后容易造成触点烧蚀。所以，现在大多数轿车均不采用这种控制方式。而搭铁控制方式是由开关控制继电器线圈的回路，这种控制方式的优点是以小电流信号控制大电流通断，从而有效地防止触点烧蚀，目前大多数轿车采用这种控制方式。上一页下一页返回课题6.2汽车空调电路分析2.压缩机工作时机控制控制压缩机工作时机的方式可分为三种:手动空调压缩机的控制、半自动空调压缩机的控制、全自动空调压缩机的控制。(1)手动空调压缩机的控制:如图6-44(b)所示，压缩机工作的必备条件是空调开关(A/C开关)闭合、恒温器触点闭合、压力开关闭合、鼓风机开关闭合。此时压缩机电磁离合器继电器(冷气继电器)工作，蓄电池电源才能提供给压缩机电磁离合器线圈。上一页下一页返回课题6.2汽车空调电路分析(2)半自动空调压缩机的控制:如图6-45所示，半自动空调压缩机工作的必备条件是空调开关闭合、温度开关(热敏电阻)工作、压力开关闭合、鼓风机开关闭合、发动机转速信号、压缩机转速信号、制冷剂温度开关闭合。当点火开关和鼓风机开关接通时，加热器继电器就接通。如空调器开关此时接通，则压缩机电磁离合器继电器由空调器放大器接通，从而使压缩机电磁离合器接合，压缩机工作。上一页下一页返回课题6.2汽车空调电路分析在下述情况下，压缩机电磁离合器脱开，压缩机被关掉。①鼓风机开关位于OFF(断开)，当鼓风机开关断开，加热器继电器也断开，电源不再传送至空调器。②空调器开关位于OFF(断开)，空调放大器(它控制压缩机电磁离合器继电器)的主电源被切断。③蒸发器温度太低，如蒸发器表面温度降至3℃(37)或以下，则空调放大器的电源被切断。④双重压力开关位于OFF(断开)，如制冷回路高压端压力极高或极低，这一开关便断开。空调放大器检测到这一情况，就切断压缩机电磁离合器继电器。⑤压缩机锁止(仅限某些车型)，压缩机与发动机转速差超过一定的值，合器继电器。上一页下一页返回课题6.2汽车空调电路分析(3)全自动空调压缩机控制:空调放大器就会判断压缩机已锁止，并切断压缩机电磁离全自动空调压缩一般由发动机电脑控制。上一页返回课题6.3典型汽车空调电路实例分析一、夏利轿车的空调系统电路夏利轿车空调系统电路主要由蓄电池、点火开关、空调开关、电磁离合器、空调放大器、散热器冷却风扇电动机继电器、鼓风机及其开关、压力开关、热敏电阻等组成，其控制电路图如图6-46所示。1.电源控制电路电流方向为蓄电池正极熔断器点火开关散热器冷却风扇电动机继电器的控制线圈温控开关搭铁蓄电池负极。其中温控开关由发动机散热器中的冷却液温度来控制。当冷却液温度在83℃~90℃以下时，温控开关断开;当冷却液温度在90℃以上时，温控开关闭合。当温控开关闭合时，该电路形成通路。下一页返回课题6.3典型汽车空调电路实例分析2.散热器冷却风扇电动机电路上述电源电路形成通路时，散热器冷却风扇电动机继电器中的触点闭合，电流方向为蓄电池正极熔断器点火开关的IG挡散热器冷却风扇电动机继电器中的触点散热器冷却风扇电动机搭铁蓄电池负极，散热器冷却风扇电动机开始运转。3.鼓风机变速电路电流方向为蓄电池正极熔断器点火开关的IG挡熔断丝鼓风机电动机鼓风机变速开关搭铁蓄电池负极。鼓风机变速开关有三个位置，具体功能如下。上一页下一页返回课题6.3典型汽车空调电路实例分析(1)当鼓风机变速开关放在空挡位置时，则电路不通。(2)当鼓风机变速开关放在1挡位置时，则电流从鼓风机电动机至鼓风机变速电阻，再至鼓风机变速开关，然后搭铁。因电流通过鼓风机变速电阻的全部电阻，因此，这时鼓风机电动机以最低转速运转。(3)当鼓风机变速开关推到2挡时，则电流流过鼓风机变速电阻的1/2电阻，鼓风机电动机转速提高。(4)当鼓风机变速开关推到3挡时，电流不经过鼓风机变速电阻，直接连到开关搭铁立尚，这时转速最高。上一页下一页返回课题6.3典型汽车空调电路实例分析夏利轿车的鼓风机在工作时，可以吹出暖风，也可以吹出冷风，也可以吹出同环境温度一样的风，其关键在于制冷、供暖哪一部分在工作。在夏利轿车的空调中，鼓风机是独立工作的，但只有鼓风机工作时，空调开关才能起作用。4.指示灯电路电流方向为蓄电池正极熔断器点火开关的IG挡熔断丝空调指示灯空调开关(闭合)鼓风机变速开关搭铁蓄电池负极，这时指示灯亮。上一页下一页返回课题6.3典型汽车空调电路实例分析

5.空调方法七电路电流方向为蓄电池正极熔断器点火开关的IG挡熔断丝空调放大器的控制线圈空调放大器的晶体管二极管空调开关鼓风机变速开关搭铁蓄电池负极。因空调放大器中的控制线圈有电流流过，所以空调放大器内部继电器的触点闭合。

6.电磁离合器电路由于上述空调放大器内部继电器触点闭合，电流方向为蓄电池正极熔断器点火开关的IG挡熔断丝压力开关空调放大器的触点电磁离合器搭铁蓄电池负极，这时压缩机运转。上一页下一页返回课题6.3典型汽车空调电路实例分析7.冷凝器冷却风扇电路电流方向为蓄电池正极熔断器点火开关的IG挡熔断丝空调放大器触点冷凝器电动机继电器的控制线圈空调开关鼓风机变速开关搭铁蓄电池负极，这时冷凝器冷却风扇电动机继电器的控制线圈通电，触点闭合。从蓄电池来的电流不经点火开关，直接通过熔断器至冷凝器冷却冷却风扇电动机继电器的主触点，再经冷凝器冷却风扇电动机搭铁，冷凝器冷却风扇也开始工作。上一页下一页返回课题6.3典型汽车空调电路实例分析8.电磁阀电路电流方向为蓄电池正极熔断器点火开关的IG挡熔断丝压力开关电磁阀空调放大器的晶体管二极管空调开关鼓风机变速开关搭铁蓄电池负极，这时电磁阀通电，阀门打开，表示整个制冷系统正常，制冷剂可以在压缩机的作用下在整个制冷系统中循环。夏利轿车空调控制电路中还有下列装置。上一页下一页返回课题6.3典型汽车空调电路实例分析(1)热敏电阻:一般安装在蒸发器外侧，以检测蒸发器出口温度，并将热敏电阻的阻值变化转化成电压的变化，将此电压加到空调放大器中，经放大、整形后控制压缩机电磁离合器工作。(2)转速检测装置:空调放大器可以根据取自发动机点火线圈的信号检测发动机转速。当转速太低时，自动关闭压缩机电磁离合器电源，使压缩机和发动机分离，以减少汽车发动机的负荷，保证发动机不熄火。(3)压力开关:当制动系统压力过低时，压力开关自动打开，以保证制冷系统正常工作。上一页下一页返回课题6.3典型汽车空调电路实例分析二、桑塔纳轿车的空调系统电路图6-47所示为上海桑塔纳轿车空调系统电路图，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冷却风扇电动机控制电路组成。其工作过程如下:(1)点火开关处于断开(OFF)位置，减负荷继电器线圈电路切断，触点张开，空调系统不工作。(2)点火开关处于启动(ST)位置，减负荷继电器线圈电路切断，触点张开，中断空调系统的工作，以保证发动机启动时，蓄电池维持足够的电能。上一页下一页返回课题6.3典型汽车空调电路实例分析(3)点火开关处于接通(ON)位置，减负荷继电器线圈电路接通，触点闭合，空调继电器中的线圈K2通电，接通鼓风机电路，此时可由鼓风机开关进行调速，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。(4)当外界气温高于10℃，允许使用空调。当需要制冷系统工作时，接通空调开关(A/C开关)，空调开关指示灯亮，表示空调开关已经接通，此时电流经空调开关、环境温度开关可接通下列电路。上一页下一页返回课题6.3典型汽车空调电路实例分析①新鲜空气翻板电磁阀电路接通，该阀动作，接通新鲜空气翻板电磁阀的真空通路，使新鲜空气进口关闭，制冷系统进入车内空气内循环。②经蒸发器温控开关、低压保护开关对电磁离合器线圈供电，同时电源还经蒸发器温控开关接通化油器的怠速提升真空转换阀，提高发动机的转速，以满足空调动力源的需要。③对空调继电器中的线圈K1供电，使两对触点同时闭合，其中一对触点接通冷凝器冷却风扇继电器线圈电路，另一对触点接通鼓风机电路。低压保护开关串联在蒸发器温控开关和电磁离合器之间，当制冷系统因缺少制冷剂而使制冷系统压力过低时，开关断开，压缩机停止工作。上一页下一页返回课题6.3典型汽车空调电路实例分析高压保护开关串联在冷却风扇继电器和空调继电器K1的一对触点之间，当制冷系统高压值正常时，触点张开，将电阻R串接入冷却风扇电动机电路中，使冷却风扇电动机低速运转。当制冷系统高压超过规定值时，高压保护开关触点闭合，接通冷却风扇继电器线圈电路，冷却风扇继电器的触点闭合，将电阻R短路，使冷却风扇电动机高速运转，以增强冷凝器的冷却能力。同时，冷却风扇电动机还直接受发动机冷却液温控开关的控制，当不开空调开关时，若发动机冷却液温度低于95℃，则冷却风扇电动机不转动;当发动机冷却液温度高于95℃时，冷却风扇电动机低速转动;当冷却液温度达到105℃时，冷却风扇电动机将高速转动。空调继电器中的K1触点在空调开关接通时即可闭合，使鼓风机低速运转，以防止蒸发器因表面温度过低而结冰。上一页下一页返回课题6.3典型汽车空调电路实例分析三、丰田汽车的空调系统电路图6-48是丰田汽车的自动空调电路图。它的特点是由集成块组成的空调放大器和控制开关的协同控制，当进入人工选择状态后，空调电路便会自动控制温度、自动进行风量和出风门的选择。动力伺服系统均为以前介绍过的真空系统，真空电磁转换系统，控制风扇转速、风门开关和温度的开关、水阀的开关等。怠速时，能自动提高发动机的转速。上一页返回课题6.4微型计算机空调的自动控制系统微型计算机空调的自动控制系统，不仅能按照乘员的需要送出温度、湿度最舒适的风，而且还可以根据实际需要调节风速、风量。由于自控，它还极大地简化了乘员的操作。微型计算机空调的自动控制系统一般具有如下功能。(1)空调控制:温度自动控制、风量控制、运转方式的自动控制、换气量的控制等，以满足车内乘员对空调舒适性的要求。(2)节能控制:即压缩机运转工况的控制、换气量的最佳控制以及随温度变化的换气切换、转入经济运行的控制、根据车室内外温度自动切断压缩机电源等的控制。下一页返回课题6.4微型计算机空调的自动控制系统(3)故障、安全报警:制冷剂不足报警、制冷压力过高或过低报警、离合器打滑报警、各种控制器件的故障判断报警，且故障部位用指示灯报警，直到修复为止。计算机控制汽车空调系统在器件发生故障报警的同时，还能将这一系统自动转入常规运行状态而不影响空调系统的工作。例如，进气门发生故障，则车内再循环空气门不再使用，进气门会自动将它接到车外空气通路，空调系统继续工作，但外界空气进入车内，空调器不能提供最凉的空气。上一页下一页返回课题6.4微型计算机空调的自动控制系统(4)故障诊断、储存:空调系统发生故障，计算机将故障以代码的形式储存起来，在需要修理时能指示故障的部位，所以很容易修理。(5)显示:能显示给定的温度、控制温度、控制方式、运转方式的状况以及运转时间等。计算机控制汽车空调系统有高度自动化、可靠性、经济性、舒适性和安全性等优点，所以这类汽车空调日益普及。上一页下一页返回课题6.4微型计算机空调的自动控制系统一、微型计算机空调的自动控制系统结构原理1.结构组成汽车上应用的微型计算机和工业上使用的微型计算机控制系统原理都是一样的，是一个比较复杂的系统，它主要包括硬件和软件两大部分。(1)硬件部分主要包括主机和I/O接口设备，主机包括中央处理器(CPU)和主存储器(RAM。主机依靠I/O接口设备输入信息和输出指令。上一页下一页返回课题6.4微型计算机空调的自动控制系统(2)软件部分主要包括系统软件和应用软件。系统软件含语言处理程序、操作系统、服务诊断系统程序等;应用软件包括工程设计程序、数据处理程序和过程控制程序。微型计算机空调的自动控制系统也包括硬件系统和软件系统，如图6-49所示。硬件中的主机负责计算、记忆、判断、计时。I/O接口输入设备模拟开关和A/D转换器输入到主机中，执行空调器的一些主要的功能以及进行监控。在主机的接口上增加了一个辅助计算机系统，其实这是一个过程控制程序的应用软件系统。它控制着空调系统的制冷、制热、风门、风向、流速和温度等。上一页下一页返回课题6.4微型计算机空调的自动控制系统从图中可以知道，微型计算机可单独地接收和计算各种传感器输入的信号，以及对控制信号的反馈进行迅速地演算、记忆、判断、比较，然后发出各种指令，驱动各执行机构下作，调节、控制车内温度和各种空调参数。微型计算机空调的自动控制系统如图6-50所示。它主要由电子控制系统、配气系统和面板控制三部分组成。在这里面主要介绍电子控制部分，它主要由传感器、ECU和执行器三部分组成，ECU可以接收和计算各种传感器输入的信号，能根据环境的变化迅速发出信号，控制各执行器的动作。上一页下一页返回课题6.4微型计算机空调的自动控制系统2.传感器信号传感器的信号主要包括了以下几种:(1)车内温度传感器、环境温度传感器、阳光辐射温度传感器输入的信号。(2)驾驶员面板设定的温度信号和功能选择信号。(3)由分压器检测出调温门的位置信号、蒸发器温度传感器信号、冷却水温度传感器信号。上一页下一页返回课题6.4微型计算机空调的自动控制系统3.执行信号及执行器信号执行信号及执行器信号主要包括以下几种:(1)驱动各种风门的伺服电动机或真空驱动器输送的信号。(2)控制鼓风机电动机转速的电压调节信号。(3)控制压缩机开停信号。微型计算机是根据上面这些信号进行计算、比较、判断，并发出工作指令和各种警告信息。上一页下一页返回课题6.4微型计算机空调的自动控制系统4.控制原理微型计算机空调的自动控制系统是根据温度平衡方程式进行控制的，输入设定电阻为K，车内温度电阻为A，车外大气温度电阻为B，阳光辐射、环境、节能修正量的温度电阻为D，则它的平衡方程式为K=A+B+C+D根据这个方程式进行计算、比较、判断后发出指令，让执行机构实施动作。上一页下一页返回课题6.4微型计算机空调的自动控制系统(1)送风量的控制:计算机根据车内温度与设定的温度之间的偏差，对送风量进行连续、无级的调节。例如，冬季车外温度低，当加热器不能充分供暖时，自动控制机构中断送当加热器加热空气，车内温度上升正常后，又开始送风。(2)车外新鲜空气与车内循环空气的自动切换控制:例如在炎热的夏季，车外温度较为迅速降低车内温度可暂时关闭车外新鲜空气通道。当车内温度下降到一定值时，自动续风高控制机构使车外新鲜空气与车内循环空气按一定比例混合输入。当需要除霜时，一般引入车外新鲜空气加热，由除霜风口送出。上一页下一页返回课题6.4微型计算机空调的自动控制系统(3)压缩机和加热器工作的控制:例如车外温度低到10℃以下时，微型计算机自动切断压缩机的工作，引进车外空气到车内进行温度调节。当夏季车外温度高于30℃时。微型计算机关闭热水阀，让鼓风机高速运行，增加送风量。当车外温度高于35℃时，便会切断车外空气，定期切换一次外气。(4)空气混合风门的控制:对于使用容积可以调整的压缩机制冷系统，当压缩机节能输出会引起蒸发器温度上升时，微型计算机会自动调节空气混合门的位置，保持输出空气温度不变。上一页下一页返回课题6.4微型计算机空调的自动控制系统二、微型计算机空调的自动控制系统电路实例如图6-51所示为丰田L5400轿车空调控制系统电路原理图。它是利用各种传感器随时监测车内和车外环境温度的变化，并把信号输入到空调ECU即空调电脑，经过ECU处理后，通过伺服电动机等完成，对鼓风机转速、出风温度、送风方式及压缩机的工作状况进行调节，使车内温度、空气湿度及流动状况保持驾驶员设定的水平上。其主要由传感器、执行器和空调ECU组成。上一页下一页返回课题6.4微型计算机空调的自动控制系统1.传感器(1)车内温度传感器:车内温度传感器安装在仪表板的下方，它是一个负温度系数热敏电阻，当车内温度发生变化时，热敏电阻的阻值发生变化，并向空调ECU输入温度信号TR。当温度为25℃时，车内温度传感器电阻值为1.6~1.8k;当温度为15℃时阻值为2.0~2.7k。(2)环境温度传感器:环境温度传感器也是由负温度系数热敏电阻制成，它安装在前保险杠的下端，当电阻发生变化时向空调ECU输入TAM信号。它的阻值随温度的变化范围与车内温度传感器相同。上一页下一页返回课题6.4微型计算机空调的自动控制系统(3)蒸发器温度传感器:蒸发器温度传感器安装在蒸发器壳体上，它用于检测制冷装置内部的温度变化。当蒸发器周围温度发生变化时，传感器的阻值也发生变化，它向空调ECU输入TE信号。当温度为0℃时，阻值为16.5~17.5k;当温度为15℃时，阻值为2.0~2.7k。(4)冷却水温度传感器:水温传感器由负温度系数热敏电阻制成的冷却水温度传感器安装在发动机的冷却水道上，用于检测冷却水的温度并把TW信号输入空调ECU，空调ECU利用TW信号用于在低温时鼓风机转速的控制。冷却水温度传感器阻值随温度的变化范围是，当温度为0℃时，阻值为16.5~17.5k;当温度为40℃时，阻值为2.4~2.8k;当温度为70℃时，阻值为0.7~1.0k。上一页下一页返回课题6.4微型计算机空调的自动控制系统(5)太阳能传感器:太阳能传感器是一个光敏二极管，它安装在前挡风玻璃下面，其工作原理是利用光电效应，把阳光辐射程度转变成电信号S5并输入空调ECU。在对太阳能传感器测量时，主要测量光照程度变化时，传感器光电管电阻值的变化情况。在正常情况，用布遮住传感器表面，它的阻值为无穷大;而当用灯光照射传感器表面时，其阻值约为4k。(6)压缩机锁止传感器:压缩机锁止传感器是一种电磁式传感器，它安装在压缩机内，用于检测压缩机转速。压缩机每转一转，传感器产生四个脉冲信号并输入空调ECU。测量传感器线圈电阻，正常情况下，温度为25℃时，阻值为530~650，温度为100℃时，阻值为670~890。上一页下一页返回课题6.4微型计算机空调的自动控制系统2.执行器凌志LS400轿车自动空调系统执行器主要包括进气伺服电动机、空气混合伺服电动机、送风伺服电动机、冷气最足伺服电动机以及其他执行部件。3.空调ECU凌志LS400轿车自动控制系统控制空调ECU，是根据驾驶员设定的温度及各种传感器输入的数据计算送风温度和空气混合风挡开度值，并根据计算值向伺服电动机等执行元件发出控制信号，实现空调的各种控制功能。当驾驶员把设定温度设定在最冷或最热时，空调ECU将用存储在ECU中的固定值进行控制，使空调的响应速度加快。上一页下一页返回课题6.4微型计算机空调的自动控制系统实训项目6.1汽车空调电路、电气系统故障诊断一、实训目标掌握汽车空调电路的故障维修。掌握汽车空调电气系统故障诊断方法。二、仪器与设备实验用轿车若干辆或完整的空调系统示教台若干台、拆装工具若干套、万用表、测试灯等。上一页下一页返回课题6.4微型计算机空调的自动控制系统三、操作过程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。图6-52所示为压缩机离合器和鼓风机都不工作的故障检查方法。上一页下一页返回课题6.4微型计算机空调的自动控制系统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。检查方法参见图6-52。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。故障检查方法如图6-53所示。3.只有鼓风机工作当只有鼓风机工作，压缩机不运转，系统不制冷时，应检查压缩机及其控制电路。故障检查方法如图6-54所示。上一页返回图6-1一个典型的空调/暖风装置系统原理图返回图6-2用来标识一个接地连接的电气符号返回图6-3