汽车空调技术课件凌永成 第5章 汽车空调的控制与保护

1、汽车空调技术，沈阳大学凌永成，lyc903115，教育材料信集，教材名称：汽车空调技术教材主编：凌永成教材价格：39RMB出版社：机械工业出版社发行时间：2014年5月国际标准书号，5.1汽车空调控制，5.1.1电磁离合器和系统压力控制，1 .电磁离合器控制，安装在压缩机上的电磁离合器起着控制发动机和压缩机动力传递的作用，是当前空调冷却系统的主要控制因素之一。可以实现电磁离合器接合、发动机驱动压缩机运行、空调冷却；电磁离合器分离，发动机向压缩机的动力传输受阻，空调系统就不能制冷了。图5-1空调开关(A/C开关)，主命令信号，图5-2电磁离合器的耦合状态，图5-3电磁离合器的分离状态，2。防止蒸

2、发器结霜控制，本书3制冷系统的温度控制，3。制冷循环的压力控制，一般压力过低的保护手段如下。压力低于规定值时，低压开关切断压缩机的电路，使压缩机停止运行。过度压力保护是指，如果压力高于规定值，可以通过加强冷凝器的冷却强度，减少压力的方式保护，也可以通过切断电磁离合器的电路，停止压缩机运行的方式保护(图5-4)。通常，加强冷却强度控制的压力低于切断离合器控制电路的压力。图5-4大众汽车空调压力开关F129的功能，(1)高压压力开关，高压开关安装在高压管道上，一般安装在储油罐烘干机上，系列压缩机电磁离合器电路或冷凝器风扇电路上。如果系统压力太高，切断离合器电路或连接冷却风扇高速文件电路，防止压力持

3、续升高，防止系统损坏。图5-5(a)常开高压开关1-制冷剂管路接头；双金属隔膜；3-高压开关绝缘外壳；4-端子；5-回位弹簧；6-固定接点；7-移动接触，常压压力开关(图5-5a)串联连接到冷凝器风扇电路，以加快冷凝器风扇速度，加强冷却，从而对冷却系统实施高压保护。图5-5(b) NC高压开关1-制冷剂管路接头；双金属隔膜；3-高压开关绝缘外壳；4-端子；5-回位弹簧；6-固定接点；7-动态触点，常闭高压压力开关(图5-5b)串联连接到压缩机的电磁离合器电路，根据情况切断电磁离合器电路，使压缩机停止，从而对制冷系统应用高压保护。(2)低压开关，低压开关通常用螺纹连接器直接安装在高压管路上，串联

4、到电磁离合器电路，该触点在正常状态下关闭。根据情况切断电磁离合器电路，使压缩机停机，实现制冷系统的低压保护功能。图5-6低压开关1-制冷剂管道接头；双金属隔膜；3-低压开关绝缘外壳；4-端子；5-回位弹簧；6-固定接点；7-移动触点，(3)高低压组合开关通常安装在制冷剂高压电路上。图5-7具有高压保护和低压保护功能的高低压组合开关嵌入压缩机控制电路的物理照片。系统正常工作时，开关触点关闭，电磁离合器工作正常。但是，如果系统压力太高或系统压力太低，该压力开关动作将断开触点，从而导致压缩机停止工作。，图5-8高低压组合开关工作原理示意图(a)压力开关结构(b)R134a系统压力开关状态(c)R12

5、系统压力开关状态，图5-9高压组合开关的控制电路(4)高压、低、中压组合开关、北京现代索纳塔等，图5-10低压压力循环开关、(6)制冷剂压力传感器、制冷剂压力传感器(图5-11)安装在冷凝器和蒸发器之间的线路上。图5-11制冷剂压力传感器，图5-12制冷剂压力传感器控制电路，5.1.2风扇控制，1。冷凝器风扇控制，(1)冷凝器/散热器风扇控制，许多客车空调系统的冷凝器和发动机冷却系统的散热器，还有一个称为冷凝器/散热器风扇的风扇。这个风扇由直流电动机驱动，习惯上被称为电子风扇。冷却液温度低时，电子风扇无法工作。冷却剂温度上升到设定值时，电子风扇会低速旋转。温度进一步上升到不同的设置时，电子风扇

6、高速运转。空调冷却系统启动后，电子风扇以低速运转，与冷却液温度的水平无关。冷却系统压力高于设置值时，电子风扇高速运转。单风扇串行电阻调速/双风扇串行并行调速，(2)冷凝器风扇和散热器风扇的控制，图5-13冷凝器和散热器风扇控制电路，(3)散热器风扇和多个冷凝器风扇的组合控制，大众高尔夫/奥迪A3(Golf/Audi A3)图5-14散热片风扇和多个冷凝器风扇的组合控制(Golf/Audi A3乘用车)；图5-15散热风扇控制单元J293 1风扇低速文件；双风扇高速文件；30a独立熔断器s164(40a)；30b独立熔断器S180(30a)；p压力传感器信号(2)；连接切断压缩机离合器(3)的发

7、动机控制单元；K-30电源线(4)；-NTC室外温度传感器负极限(5)；31-地线(6)；T2-双温度开关高速文件(7)；T4-空调开关信号(8)；15-15终端电源线(9)；Mk-压缩机(10)；Hl-仪表(13)；+NTC:室外传感器安装在极端(14)，引擎散热器风扇热开关F18安装在散热器的进气口上以检测引擎冷却液温度。散热风扇控制单元J293根据散热开关F18和空调压力开关F129的信号控制引擎散热器风扇的操作，如图5-3所示。表5-3发动机散热器风扇控制，冷却风扇控制单元J293两个冷凝器风扇控制，以制冷剂循环线路内的压力为主要控制基础，并考虑发动机冷却剂的温度。制冷剂循环线路的压力

8、信号由空调压力开关F129或高压传感器G65提供。制冷剂循环管路的压力达到约1.6 MPa时，散热风扇控制单元J293将风扇切换到2文件操作(表5-4)。表5-4两个冷凝器风扇控制，2 .蒸发器鼓风机控制、(1)串行电阻级调速方法、图5-16可变电阻(也称为调速电阻)、图5-17手动鼓风机控制电路、(2)脉宽调制未授权调速方法、高级汽车空调系统和自动空调系统大多采用脉宽调制未授权调速方法。所谓的脉冲宽度模块(PWM)是模拟信号级别的数字编码方法，通过微处理器的数字输出信号控制模拟电路。，图5-18 PWM无级调速器(12V/30A)，在同一汽车空调鼓风机系统中，使用串行电阻级调速方法时，高速文

9、件操作噪音最高可达66dB，使用脉宽调制级调速方法时，操作噪音最高可达48dB，降低噪音效果非常好。图5-19汽车直流电动机无级调速器，5.1.3压缩机位移和操作模式控制，1 .压缩机位移的作用和重要性控制，固定位移压缩机遮片(也称为车轮)或斜顶的斜度恒定，活塞的有效行程也恒定不变。固定排量压缩机更多循环离合器控制方案油耗高，响应低，容易过于积极；如果驾驶功率不稳定，很容易出现“耸”现象，驾驶方便性下降等情况。因此，位移(即工作体积)也是常量。图5-20固定位移压缩机1-动态输入轴；2-shaicker；3-活塞；4-吸入系统开发了可适应制冷需求调节功率的可变位移压缩机。对于稳定器或斜盘式位移

10、压缩机(图5-21)，更改堆垛机或斜顶的斜度更改活塞的有效行程更改压缩机位移。与固定位移压缩机不同，空调运行时(按下A/C开关后)，可变位移压缩机总是运行。位移更改的范围通常在5%到100%之间。图5-21可变位移压缩机1-活塞；2-薄脆饼，2 .可变位移压缩机的机械控制，(1)初始状态，图5-22可变位移压缩机结构图(初始状态)，(2)大位移控制，图5-23大位移操作状态(斜板倾斜，活塞的有效行程长度)，(3)小位移控制可变位移压缩机的电子控制，目前大众和丰田等车辆广泛使用了基于机械控制可变位移压缩机开发的电子控制可变位移压缩机。图5-26电子控制可变位移压缩机控制机制(皇冠轿车空调系统设备

11、)，图5-27倾斜最大值(位移达到100%)控制机制状态，图5-28倾斜最小值(位移0)控制机制状态，4。压缩机工作模式控制，部分汽车采用双级压缩机工作模式控制，以提高燃油经济性。空调控制电路有两个并行互锁开关，即交流开关和ECON开关(经济模式开关)。图5-29压缩机的双级控制电路，5.1.4其他项目的控制，1 .双蒸发器控制，如图5-30所示，一些轻型客车和高级商用车辆配备了双蒸发器冷却系统。双蒸发器冷却系统在车辆前后均装有蒸发器，两个蒸发器共用同一个压缩机，因此前后蒸发器存在单独的控制问题。一般控制方法是在前后蒸发器入口分别安装电磁阀，以控制汽车的前后温度(图5-31)。图5-30双蒸发

12、器冷却系统，图5-31双蒸发器控制，2。发动机怠速提高控制，图5-32发动机怠速提高装置，发动机怠速提高装置不是为汽车空调系统单独设计的，而是发动机自速控制系统的固有组件。但是，在引擎速度控制程序中添加了“A/C开关开状态”运行条件，并为此设计了相应的控制子例程。3 .基于环境温度的控制，对于某些汽车空调系统，压缩机电磁离合器控制电路有环境温度开关，环境温度低于规定值时环境温度开关中断，压缩机电磁离合器的电路中断，空调冷却系统无法工作。仅当环境温度高于指定值时，冷却系统才会进入工作状态。，5.2.1发动机过载保护，5.2汽车空调保护，1 .发动机过热保护，图5-33发动机过热保护电路图1-汽车

13、空调放大器；2-空调压缩机离合器线圈继电器；3-发动机冷却剂温度开关；4-空调压缩机；5-点火开关；6-电池7-保险丝，工作温度：105c/95c，2 .发动机的失速保护功能，如果发动机负载太大、过载或速度太慢，应停止运行，防止发动机失速、启动。因此，大多数自动空调系统在引擎运行或速度太低时，压缩机无法运行。图5-34引擎失速保护电路，3 .压缩机皮带滑差保护、动力转向泵、发电机、冷却液泵和其他附件与空调压缩机用同一驱动器皮带驱动时，如果压缩机故障并锁住，则皮带可能损坏。为了防止这种情况，部分汽车空调的控制电路采用了皮带保护控制装置。图5-35压缩机速度传感器安装位置，图5-36确定压缩机皮带

14、是否滑动的逻辑框图，图5-37压缩机皮带滑动保护电路，4。汽车“加速容量”保护，非独立式汽车空调系统中，空调压缩机的驱动功率约占引擎输出量的12%17%。汽车空调系统运行后，车辆的加速能力有所下降。汽车的“加速能力”保护也被称为汽车空调“加速切断控制”，在汽车加速时，暂时切断空调压缩机电磁离合器线圈的动力电路，使压缩机停止工作，使汽车难以加速、超车(“提倡奢侈”，“在刀刃上好好使用钢铁”)，防止压缩机部件损坏。一般在压缩机电磁离合器线圈的电源电路断开12s后(车辆加速，超车完成)，自动打开，压缩机自动恢复运行。5 .制动力和转向力保护，部分汽车空调控制电路配有制动力真空开关和动力转向切断开关，

15、有助于保护汽车制动力和转向力。5.2.2制冷剂的过热保护，1 .将过热开关和热熔断器、过热开关安装在压缩机气缸体后面、高压管出口处，将外壳通过压缩机接地，温度过高时，通过隔膜变形关闭触点。图5-38过热开关结构1-端子；双壳；3-膜片组件；4-感应管；5-底座孔；6-膜片底座；图5-39所示，7-移动触点与过热开关一起使用，当过热开关关闭时，通向电磁离合器的电流通过热熔断器的加热导线，熔断电磁离合器电路，提高加热导线温度，直到压缩机停止工作。图5-39热保险丝与过热开关一起使用，2 .制冷剂温度开关在部分叶片压缩机和斜盘式压缩机上安装制冷剂温度开关，防止压缩机温度过高造成损坏。如图5-40所示，当制冷剂的温度超过180 时，该开关分离，切断压缩机电磁离合器的电路。(a)安装位置(b)工作原理图图5-40制冷剂温度开关，5.2.3制冷剂的过电压保护，1 .压力安全阀，压力安全阀也称为减压安全阀，压力安全阀，是用压力代替温度驱动阀，快速释放高压制冷的阀门，使压力不超过指定的最大值。压力安全阀通常安装在高压管道上。图5-41