第5章 自动调节的汽车空调系统

汽车空调结构原理与维修为了减轻驾驶员的负担，避免手动调节麻烦，现代汽车安装了自动控制空调器。它能根据驾驶员所设定的温度不断检测车内车外温度、太阳辐射等，自动调节鼓风机转速，保持车内温度在设定范围内，有些还可进行进气控制，气疏方式控制和压缩机控制等第5章自动调节的汽车空调系统5.1电控气动的自动空调系统类型：控气动的自动空调系统根据温度调配和送风量配送控制系统精确程度不同可分为半自动和全自动电控系统两种类型。1、半自动电控气动汽车空调控制半自动空调内部控制系统主要由真空自动控制系统和放大器控制系统两部分组成。半自动空调的工作原理1一温度选择电阻2一车内温度传感器3一车外环境温度传感器4一真空换能器5一真空保持器6一真空选择器7一主控制的真空伺服驱动器8一电子放大器9一反馈电位计10一温度门控制曲柄11一风机调速线路板12一加热器13一功能选择键14一控制杆（1）真空控制系统汽车半自动空调控制系统的真空控制系统，主要由真空罐、真空控制器、真空驱动器、真空换能器、真空保持器和真空伺服驱动器等组成。半自动空调与手动空调不同的是增加了真空换能器、真空保持器和真空伺服器。真空换能器是一种将电能转换为真空控制信号的装置。通用汽车自动空调系统真空控制回路空调状态1一真空传递器2一真空保持阀3一主控制真空驱动器4一发动机进气歧管真空接口5一分配阀6一节流阀7一外来空气口真空驱动器8一下风门真空驱动器9一上风口真空驱动器10一除霜门真空驱动器11一真空罐12一热水开关真空驱动器通用汽车自动空调系统真空控制回路功暖状态1一真空传递器2一真空保持阀3一主控制真空驱动器4一发动机进气歧管真空接口5一分配阀6一节流阀7一外来空气口真空驱动器8一下风门真空驱动器9一上风口真空驱动器10一除霜门真空驱动器11一真空罐12一热水开关真空驱动器（2）放大器控制系统半自动电控气动汽车空调具有保持温度在预选范围内恒定的功能。放大器控制系统可根据车内温度电阻传感器、大气温度传感器，空调器温度传感器、人工设定的调温电阻的电阻变化，相应控制真空换能器的电磁线圈的信号电流大小，使其输出不同的真空度，使真空伺服驱动器按选定的真空度工作，达到调配送气量和控制温度目的。电流信号放大器电路1—真空换能器2—放大器3—阳光辐射传感器4—大气温度传感器5—车内温度传感器6—空调器温度传感器7—调温器电阻2、全自动电控气动汽车空调控制全自动汽车空调系统用电桥一比较计算器和电磁阀取代了放大器和换能器。电桥由大气温度传感器、车内温度传感器、阳光辐射传感器和调温键电阻组成，它和计算比较器OPl、OP2组成一个控制系统。分别控制升温和降温真空电磁阀，将电信号转变成真空信号，调节真空伺服驱动器，带动控制杆对调温门开度、风机转速和热水阀开闭进行综合控制，达到控制温度恒定的目的。全自动汽车空调系统工作原理1一调温键电阻2一电桥3一大气温度传感器4一阳光辐射传感器5一风道温度传感器6一车内温度传感器7一比较计算器8一升温真空电磁阀9一降温真空电磁阀10一反馈电位器11一真空罐12一接发动机进气歧管13一真空控制器14一真空伺服驱动器15一风扇转速开关16一控制杆17一温度门18一水热阀开关5．2微型计算机控制的自动空调系统1、微型计算机控制的自动空调系统的功能微型计算机控制的自动空调系统，不仅能按照乘员的需要送出温度和湿度最适宜的空气，而且可以报据需要自动诅苴风速、风量，还极大地简化了乘员的操作工作，该系统主要用在高级轿车。微型计算机控制的汽车空调系统一般具有如下几种功能。1）空调控制包括温度自动控制、风量控制、运转方式的自动控制、换气量控制等，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、增大转大经济运行、根据车内外温度自动切断压缩机电源等的控制。3）故障诊断储存空调系统发生故障，ECU将故障部位用代码的形式存储起来，在需要修理时能指示故障的部位。4）故障、安全报警包括制冷剂不足报警、制冷压力高压或低压报警、离合器打滑报警、各种控制器件的故障判断报警、并对故障判断等报警直到修复为止。5）显示包括显示给定的温度、控制温度、控制方式、运转方式的状况以及运转达时间等。2、微机控制的自动空调器的组成微机控制的自动空调器是由电子控制系统、配气系统和面板控制三部分组成。电子控制系统主要由传感器、ECU和执行器三部分组成，ECU可以接受和计算各种传感器输入的信号，能够根据环境的变化迅速发出信号控制各执行器的动作。传感器信号主要有三种，一是驾驶员面板设定的温度信号和功能选择信号，二是车室内温度传感器、车外环境温度传感器、阳光辐射温度传感器等各种传感器输入的信号，三是空气混合风门的位置反馈信号。执行器信号有三种：一是向驱动各种风门的伺服电机或真空驱动器输送的信号，二是控制风机电机转速的电压调节信号，三是控制压缩机开停信号。现代微型计算机自动空调的执行器已不再使用电磁真空阀和真空马达操纵各个风门，而是通过电脑控制各个部件上的伺服马达。即通过触摸按钮向电脑输入各种信号，电脑通过计算、分析、比较，发出指令，控制伺服马达动作，打开所需的风门，按照输入的预设温度，控制温度门的位置。伺服马达比真空阀和真空马达的工作可靠性高，控制机构简单。微电脑控制型自动空调系统自动空调控制板微机控制的自动空调器面板控制，温度控制开关和各功能选择键组成，当按下(AUTO)自动设置开关，微型计算机控制空调系统根据乘员选定的温度和功能自动选择运行方式，满足所需要的温度。另外，根据汽车使用中的复杂情况，可用手动控制键取代自动调定。3、微机控制自动空调系统的工作原理微机控制自动空调系统的控制功能主要包括送风温度控制、鼓风机转速控制、工作模式控制、进气模式控制、压缩机控制等项目。（1）送风温度控制温度控制的目的是为了使车内空气温度达到车内人员设定温度的要求，并保持稳定。微机控制的自动空调系统的温度控制系统的基本组成包括车内温度传感器、车外温度传感器、太阳能传感器、蒸发器温度传感器、水温传感器、设定温度电阻器、自动空调控制ECU和空气混合伺服马达等。图5-9微机控制空调的温度控制系统（2）鼓风机转速控制鼓风机转速控制的目的是为了调节降温或升温速度，稳定车内温度。鼓风机转速控制系统主要由水温传感器、蒸发器传感器、鼓风机电阻器、功率晶体管、ECU、鼓风机电动机和控制面板等组成。其中功率晶体管的作用是根据ECU的BLW端子输出的鼓风机驱动信号，改变流至鼓风机电机的电流，从而改变鼓风机的转速。鼓风机转速控制系统的控制电路(3)工作模式控制工作模式控制的目的是调节送风方向，提高舒适性。工作模式控制系统主要由传感器、ECU、工作模式控制伺服电机和控制面板等组成。在手动模式中，模式风门有吹脸、双层、吹脚、吹脚／除雾、除雾五种位置。在自动模式中，模式风门一般有吹脸、吹脚、双层三种位置，ECU根据传感器信号按照“头冷脚热”的原则自动调节模式风门的位置。ECU根据TA0值控制工作模式，工作模式控制规律工作模式控制电路(4)进气模式控制进气模式控制的目的是调节进入车内的新鲜空气量，使车内空气温度和质量达到最佳。在手动模式中，进气门只有内循环和外循环两种位置。在自动模式中，进气门一般有内循环、20％新鲜空气和外循环三种位置。ECU根据传感器信号自动调节进气门的位置，若车内温度为35℃，进气门处于内循环位置，以快速降温；若车内温度为30℃，进气门处于20％新鲜空气位置，引进部分新鲜空气以改善空气质量；若车内温度为25℃，进气门处于外循环位置。进气模式控制的控制规律进气模式控制电路进气模式控制的控制电路。当ECU根据TAO值接通FRS晶体管时，触点B搭铁，电流方向为：蓄电池点火开关端子①马达触点B端子③FRS晶体管搭铁，马达旋转，带动风门由RECIRC(车内循环)位移至FRESH(车外新鲜空气)位。(5)压缩机控制1)基本控制ECU根据车内温度、车外温度、蒸发器温度和设定温度等参数，自动控制压缩机的通断，调节蒸发器表面温度，并防止蒸发器表面结冰。2)低温保护当车外环境温度低于某值(3℃或8℃)时，压缩机停止工作，防止压缩机的损耗。3)高速控制当发动机转速超过某转速时，压缩机停止工作，防止因压缩机转速过高而造成损坏。4)加速切断当发动机处于急加速工况时，为了保证发动机足够的动力，压缩机暂时停止工作。5)高温控制当发动机水温超过某值(109℃)时，压缩机停止工作，防止发动机水温进一步上升。6)打滑保护当压缩机卡死导致皮带打滑时，压缩机停止工作，防止皮带负荷过大而断裂，进而影响水泵、发电机等的工作。7)低速控制当发动机转速低于某转速(600r／min)时，压缩机停止工作，防止发动机失速。8)低压保护当制冷系统压力低于某值(500kPa)时，压缩机停止工作，防止压缩机在系统制冷剂不足条件下工作，造成压缩机损坏，9)高压保护当系统压力超过某值(2800kPa)时，压缩机停止工作，防止空调系统瘫痪。10)可变排量压缩机的控制可变排量压缩机有全容量(100％)运转、半容量(50％)运转和压缩机停止三种工作模式。ECU根据空调系统冷气负荷的大小，控制压缩机的排量变化，以减少能量的浪费。可变排量压缩机的控制系统主要有两种类型：①根据冷却液温度进行控制：当发动机冷却液温度过高时，ECU根据冷却液温度传感器信号，控制压缩机按半容量模式运转，防止发动机过热；反之，当发动机冷却液低于某一值时，ECU控制压缩机按全容量模式运转，满足制冷需要。②根据蒸发器表面温度进行控制：当蒸发器温度大于某一值(40℃)时，ECU控制压缩机按全容量模式运转，降低蒸发器温度；当蒸发器表面温度低于某一值(40℃)时，ECU控制压缩机按半容量模式运转，以降低能耗；当蒸发器温度低于3℃时，ECU控制压缩机停止运转，防止损坏压缩机。