第四章 汽车空调系统的控制电路

第四章汽车空调系统的电气控制控制汽车空调制冷温度的方法:控制蒸发器表面温度和控制蒸发压力两种.前者靠压缩机电磁离合器断开和接通来实现的,常用恒温开关,压力开关来控制,控制精度不高.目前大多数汽车空调都采用这种控制方法.第一节常用控制装置一．温度控制器温度控制器又叫恒温器,热敏开关等.图为离合器循环控制的制冷系统,常用温控器控制蒸发器的表面温度.温控器通过感测蒸发器的表面温度,将温度变化信号转化成电路的通断信号,以实现压缩机的循环通断控制.温控器一般安装在蒸发器组件或靠近蒸发器组件的空调操作面板上.主要形式:机械式和电子式1-压缩机2-冷凝器3-储液干燥器4-膨胀阀5-蓄电池6-恒温器7-压缩机电磁离合器线圈8-蒸发器9-毛细管㈠机械式温控器如图,它主要由感温系统,调温机构和触头开闭机构组成.感温系统主要由毛细管和波纹管构成,在这个密封的空腔内充满处于饱和状态的感温剂,1-离合器电磁线圈2-弹簧3-毛细管4-波纹管5-转轴6-调节凸轮7-调节弹簧8-调节螺钉9-触点开关10-蓄电池感温管一端插入蒸发器表面的翅片上,感受蒸发器出风口方向的表面温度.当蒸发器表面温度变化时,感温装置内的工质也随温度而发生压力变化,使波纹管伸长或缩短,并将压力信号传递出去,控制电路通断.在一定的温度变化范围内,感温工质的压力与温度变化呈线性关系.位移与压力变化成正比.调温机构由凸轮,转轴,调节螺钉等组成,其功能是使温控器在最低至最高温度范围内对任一设定温度产生控制动作.温控器触头开关的断开点是根据调节轴给定的位置而变化的,触头的闭合点和断开点的位置平行,工作温度特性如图5-4触头开闭机构由触头,弹簧,杠杆等组成,其功能是执行由控制机构传来的动作信号.通过触头开闭来接通或断开电磁离合器电路,实现恒温控制.图为温控器的工作原理图㈡电子式温控器一般简单的电子式温控器只具备温控功能,它所用的感温元件为一只热敏电阻,用来检测蒸发器出风口温度.受到温度变化影响时,其阻值发生相应的变化,空调上多采用负温度特性的热敏电阻,温度升高,阻值下降,反之,阻值上升.特性曲线如图5-6热敏电阻的性能直接影响控制的精度.其检查方法如图1-电子式恒温器2-继电器3-压缩机离合器4-温度调整电阻5-热敏电阻图为电子式温度控制器,这种温控器主要由温度检测装置,信号放大电路和电子开关电路三部分组成.当车温变化时,热敏电阻阻值改变,VT1,VT2起放大作用,将A点电位的微弱变化进行放大,以驱动输出回路.VT3,VT4组成电子开关,控制继电器的吸合与断开.线路中的VD1为稳压管,起过压保护作用,VD2为保护二极管,接错线时起保护作用,VD3为续流二极管,起保护VT4作用,电容C1,C2起提高三极管VT1,VT2,灵敏度作用.二．怠速控制装置对于非独立式的空调系统,当发动机处于怠速运行或车辆慢速行使时,此时若开启空调会引起不良情况:1.怠速不稳甚至造成发动机熄火.2.引起发动机过热3.空调长时间低速运行,造成车用电量不足.4.空载和小负荷工作时,使冷凝器散热不良.为了消除这些不良影响,汽车上一般设有怠速稳定装置.怠速稳定有两种方式:1.开启空调时,只要发动机怠速低于规定转速,用怠速切换器切断压缩机电磁离合器电源,以稳定发动机怠速性能,防止发动机因负荷过大而导致灭火.2.在开启空调的同时,利用怠速提升装置,自动提升发动机怠速,增加发动机输出功率,达到带负荷的低速稳定运转,这样便维持了空调的舒适性要求.两种怠速稳定装置:怠速切断器和怠速提升装置.㈡怠速提升装置常见的怠速提升装置有以下三种形式①节气门直接驱动式怠速提升装置②旁通空气道式怠速提升装置③发动机怠速马达控制式1.节气门直接驱动式怠速提升装置它属于节气门直接驱动式,主要控制元件有真空转换阀,真空马达,机械驱动机构等.该装置工作过程:空调开启时VSV阀通电工作,真空源被切断,大气压力与真空马达膜片弹簧力作用在真空马达拉杆上,拉杆下行使限位器转动,最终由杠杆使节气门打开,怠速提高.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VSV阀的结构如图,由活动铁心,压缩弹簧,电磁线圈组成,外部有三个接口,其中A通向真空源,B通向真空马达,C通向大气.C图为压缩机运转状态,此时电磁线圈通电,活动铁心克服弹簧力上行,关闭A口,则B与C接通.反之,A/C关闭,电磁线圈断电,活动铁心受弹簧力作用下行,将C口关闭,此时A与B接通.2.旁通空气道式怠速提升装置这种VSV阀只有两个管口,其中一个管口接真空源,另一个管口接真空马达,测试方法:将蓄电池电压接至VSV连接器端子,使空气流入管口A,从管口B流出,切断至VSV连接器端子蓄电池电压,空气流入管口A,但不从管口B流出.3.发动机怠速马达控制式为使发动机实现优化运行,现代高级轿车采用发动机集中控制系统,即包括怠速控制,点火控制,燃油喷射控制等都由电脑集中统一控制.三．空调放大器㈠具有温度控制和怠速切断功效的放大器这种放大器由温度控制器和速度控制器组合而成.内部电路由发动机转速检测电路,温度控制电路,放大驱动电路组成.启动空调后,在实际工作中会出现四种情况:⑴车内温度高于设定温度,发动机转速高于空调放大器的设定转速.⑵车内温度高于设定温度,而发动机转速低于空调设定起作用转速.⑶车内温度低于设定温度,而发动机转速高于空调工作转速.⑷车内温度低于设定温度,发动机转速低于规定转速.㈡多功能手动空调放大器这种放大器由:工作电源,信号采集电路,执行器电路,空调放大电路组成.四．压力开关㈠高压开关现代汽车空调系统都设置有高压开关,它安装在空调系统高压端,一旦系统压力过高,压力开关动作,切断离合器电源或接通冷凝风扇高速档电路,以加强散热,尽量降低系统的温度和压力.高压开关:常开型和常闭型（a）常开型高压开关；（b）常闭型高压开关1-接头2-膜片3-外壳4-接线柱5-弹簧6-固定触点7-活动触点㈡低压开关低压开关一般装在制冷系统的高压端.㈢双重压力开关双重压力开关由一个高压开关和一个低压开关复合而成.（a）制冷剂压力低于0.423MPa；（b）制冷剂压力高于2.75MPa1、7-动低压触头2、6-静低压触头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㈣三重压力开关五．安全保护装置㈠过热限制器作用:一旦系统温度过高时没，过热限制器受热反映,切断电磁离合器电源,停止压缩机工作,保护压缩机.1-离合器电磁线圈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㈡高压释放阀在一些汽车制冷压缩机上或高压管上装有高压释放阀,以防止空调系统超高压工作而致破坏.㈢易熔塞在一些采用R12空调系统的汽车上,干燥储液器顶端上安装有一易熔塞㈣减压安全阀设置减压安全阀以代替易熔塞或高压卸压阀六．发动机的功率保护装置㈠汽车加速时的功率保护1.机械式加速切换器这种机械式断开器的开关是由加速踏板通过连杆或纲索来操纵的,当加速踏板踩到其行程的90%时,加速踏板碰到切断器的控制弹簧片,切断器将电磁离合器电源切断,压缩机停止运行1-加速切断装置2-加速踏板托架3-加速踏板总成1-延迟继电器2-加速开关2.真空式加速切断器这种加速切断器由发动机进气岐管真空度控制1-真空开关2-真空管3.高级轿车的加速切断控制㈡助力转向时的功率保护㈢启动时的功率保护㈣制动时的功率保护㈤发动机过热时的功率保护㈥怠速时的功率保护第二节汽车空调电路分析一．鼓风机的控制㈠由鼓风机开关和调速电阻联合控制通过改变风机开关与调速电阻的接通方式可令风机以不同转速工作.1-鼓风机开关2-调速电阻3-限温开关4-鼓风机需要说明的是:调速电阻一般装在空调蒸发器组件上,利用气流进行冷却.㈡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,风机的转速一般由电控模块通过大功率晶体管控制1-点火开关2-加热继电器3-空调控制器4-鼓风电动机5-晶体管6-熔丝7-鼓风机开关㈢晶体管与调速电阻器组合型鼓风机控制开关有自动档和不同转速的人工选择模式二．冷凝器散热风扇的控制㈠A/C开关直接控制型1-冷凝器风机2-冷凝器风扇继电器3-电磁离合器4-温度控制器5-接A/C开关㈡A/C开关和水温开关联合控制型㈢制冷剂压力开关与水温开关控制组合型1.空调不工作时风扇的工作取决于发动机水温.2.空调工作时水温控制器回路仍然起作用,这时冷却风扇受空调和水温控制回路的双重控制.两把冷却扇的工作同时受水温和空调信号影响,而处于同时不转,同时低速转或同时高速转三种状态之间循环.㈣水温传感器和制冷剂压力开关控制组合型它根据空调信号和水温信号进行联合控制工作过程:TEMP1,当水箱冷却水温高于该范围时,控制单元会将VT1打开,而使水箱风扇和冷凝器风扇运转.TEMP2,当水箱冷却水温高于该范围时,控制单元会将VT2打开,而使水箱风扇和冷凝器风扇运转.TEMP3,当水箱冷却水温高于该范围时,控制单元会将VT3关闭,而使空调压缩机停止运转.广州本田里程轿车㈤制冷剂压力开关与微电脑控制组合型两个散热器风扇有三种不同的运转工况.1.空调开关已接通,但制冷剂压力未达到1.81PA时,只有辅助散热风扇马达运转.2.一旦制冷剂压力达到1.81MPA时,主辅风扇电动机同时运转.3.无论空调开关是否接通,只要发动机水温达到98度以上,主散热风扇高速运转.压缩机电磁离合器控制㈠压缩机的控制方式根据控制开关的位置分:控制电源型和控制搭铁型㈡压缩机工作控制方式控制压缩机工作时机的方式分: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压缩机工作的必备条件是空调开关闭合,温度开关闭合,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工作,蓄电池电源才能提供给压缩机电磁离合器线圈.2.半自动空调压缩机的控制必备条件:空调开关闭合,温度开关工作,压力开关闭合,鼓风机开关闭合,发动机转速信号,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.3.全自动空调压缩机的控制半自动空调压缩机的控制第三节汽车控制电路实例一.单风口空调电路二.上海桑塔纳轿车空调电路三、富康轿车空调电路富康轿车空调控制系统包括电源控制电路、压缩机离合器控制电路和安全保护控制电路，主要由空调开关、继电器、蒸发器温度传感器、冷却液温度传感器、压力开关、电磁阀、温度控制器等部分组成。四、一汽捷达手动空调的控制系统捷达轿车空调系统控制操纵机构采用的是手动拨杆式结构，它由仪表板上的拨杆通过拉绳控制调温门开度，通过真空伺服机构及真空来控制空气分配门的开度。空调的控制系统由电气控制和真空控制两大部分组成。电气元件分别控制压缩机电磁离合器、鼓风机、冷凝器风扇电机。实训项目4-1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、仪器设备万用表、测试灯等。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。1)压缩机离合器和鼓风机都不工作2）只有压缩机离合器工作3）只有鼓风机工作实训项目4-2捷达前卫轿车（2V发动机）空调电路的检修一、实验目的掌握捷达前卫轿车（2V发动机）空调电路的检修方法二、实验仪器设备及用品捷达前卫空调台架、万用表、高低压力表三、实验内容与步骤（一）、工作原理（二）常见故障检修方法在检修空调电路时，在通电情况下一般用数字万用表的20V直流档量电压，在断电情况下则用欧姆档或二极管档测通断或电阻。测量点一般为插接件位置，从中间位置开始检测，再根据具体情况向前或向后推进可节省检修时间。如检测图4-52所示的空调开关E35时，将数字万用表打到20V直流档，将负表