汽车空调控制控制电路PPT(共-122张)

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≤0.196MPa0.226—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：①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。②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。③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。④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压力开关型号特性安装位置作用低压开关A型常闭高压管路高压侧压力过低时断开压缩机低压开关B型常闭低压管路低压侧压力过低时断开压缩机（CCOT系统）低压开关C型常开低压管路低压侧压力过低时接通旁通电磁阀高压开关A型常闭高压管路高压侧压力过高时断开压缩机高压开关B型常闭、常开高压管路高压侧压力过高时接通冷凝风扇高速档双重压力开关常闭高压管路高压侧压力过高或过低时断开压缩机三重压力开关由双重压力开关和中压开关组成高压管路高压侧压力过高或过低时双重压力开关断开压缩机，压力达到某一中间值时，接通冷凝风扇高速档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。l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165、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