6.1汽车空调构造与维修

大庆职业学院汽车教研室冀旺年[e-mail]汽车空调构造与维修主编:冀旺年制作:冀旺年电子教案第6章在学完本章后应能：（1）比较用压力和温度调节控制系统温度的区别；（2）识别真空系统的部件，并了解其功能；（3）解读自动空调系统控制电路；（4）能识别和操作温度自动控制系统；（5）了解自诊断原理。第6章汽车自动空调的调节控制使学生了解汽车自动空调的通风控制、温度控制和风量调节控制电路、控制方法和作用，掌握这几种控制的原理。第9讲1、通风系统控制2、温度控制3、风量调节控制教学重点:通风系统控制；温度控制教学难点:温度控制大庆职业学院汽车教研室冀旺年[e-mail]汽车自动空调的结构和调节控制的原理如图6-1所示。在本章将较系统地介绍有关结构原理及控制过程。图6-1汽车自动空调的结构和调节控制的原理大庆职业学院汽车教研室冀旺年[e-mail]在汽车上，空调作为对空气的调节装置最根本的是由进气、冷却和加热装置组成。对于乘用车，这些装置都安装在空气分配箱（即空调总成）内。空调总成设置在仪表板内部。为了把通过空调总成处理的空气吹向前排乘员的上半身，在仪表板左右及中央部都设有通气口。在重视后车乘席舒适性的高级轿车上，为后席乘员设有后通风口。在前席乘员脚下和后席乘员脚下也分别设有通风口。还有装在风窗玻璃下的前除霜器喷嘴和装在车门上的侧向除霜器喷嘴，用于除去车窗上的雾气与冰霜。通风系统控制就是控制通过各通风口与喷嘴的空气。图6-2空气分配箱（空调总成）的结构原理图在空调总成上，多叶片环形风扇（西洛克风扇）组成吸入空气的进气装置。加热器引入发动机冷却循环水（80℃-95℃），与加热器外的空气进行热量交换。在自动空调的车上均设有能在特殊情况下或为满足不同爱好者要求的手动控制风门或按扭。车型不同，按钮的多少和安装位置也不同。大庆职业学院汽车教研室冀旺年[e-mail]表6-1按钮C与挡板位置及通风位置与风量的关系奥迪乘用车的空调控制面板与进气控制。6.1.1进气控制图6-3奥迪乘用车空调控制仪表面板大庆职业学院汽车教研室冀旺年[e-mail]为了控制通风各工况中风门挡板的动作，每个空气分配箱上都装有多个伺服电动机，利用电动机去驱动执行的各挡板。图6-4、图6-5所示分别为奥迪和富豪车装有伺服电动机的空气分配箱外观图。6.1.2工况选择控制图6-5富豪自动空调风挡控制执行部件及空气分配箱图6-4奥迪车装有伺服电动机的空气分配箱外观图大庆职业学院汽车教研室冀旺年[e-mail]挡板1（循环门）位于“内气”位置时，循环控制伺服电动机内的可动触点位于图中所示位置。这时，如果从空调ECU输出向“外气”转换的信号，则电流流过固定触点B→可动触点→固定触点A→电动机（如图箭头方向），使电动机定向转动，驱动挡板1移向“外气”位置。当向“外气”位置移动终了时，则可动触点与固定触点A脱离，电动机因电流被切断而停止。电位计（实为滑动变阻器，其滑动触点与可动触点联动）用来检测挡板所在位置，称为挡板位置传感器，它将信号送给空调ECU，使ECU能够知道挡板1是否运动到指定位置。循环控制伺服电动机见图6-6所示。电动机的旋转通过减速齿轮等机构的变换，使输出的控制臂作约90°的摇动。在控制臂上与控制环相接，从而带动图6-2中的挡板1在内气位置到外气位置之间进行连续动作，且能够在任意位置停止。图6-6循环控制伺服电动机与控制电路循环控制伺服电动机的工作过程如下：当挡板1从“外气”向“内气”移动时，则电流方向为电动机→固定触点C→可动触点→固定触点B，使电动机反转，带动挡板1移向“内气”位置。通风工况在“腿部”和“腿部向上”时，则优先控制吸入外气，为了去除车窗玻璃上的霜雾。大庆职业学院汽车教研室冀旺年[e-mail]可动触点a、b具有相同的关系位置且与挡板联动，当挡板位于在通风工况的面部位置“Face”（如图中剖面线所示）时。空调ECU发出向通风工况的腿部位置移动的输出信号后，即固定触点“Foot”→可动触点a→固定触点A的电路成为接地电位后，则逻辑电路的输入A端为低电位（Lo），而输入B端仍在固定触点B处，状态没变化，仍为高电位（Hi）。这时逻辑电路的输出A端为“Lo”，输出B端为“Hi”，电流按照V1→电动机→V4的电路方向进行流动，挡板在电动机的驱动下则向通风工况的腿部位置方向运动，可动触点向图所示的左方移动。挡板一直到达了通风工况的腿部位置后，这时可动触点a离开了固定触点“Foot”，即固定触点A的接地电位消失，逻辑电路的输入A、B均变为“Hi”；则逻辑电路的输出A、B端均为“Lo”，V4截止，电动机停止，挡板停止在通风工况的腿部位置。工况选择控制伺服电动机如图6-7所示，它与进气控制伺服电动机具有相类似的构造，用来对图6-2中挡板3～7的位置同时进行控制。各挡板以一定的关系进行联动，随着电动机的旋转分别进行开、闭操作动作。当挡板在通风工况“Def”位置时，可动触点b位于图中的虚线位置。如空调ECU输出向“Face”移动的信号，则固定触点B成为接地电位，使逻辑输入B端为“Lo”，而输入A端仍为“Hi”。则逻辑电路输出B端为“Lo”输出A端为“Hi”，所以电流按照V2→电动机→V3的电路方向流动，挡板在电动机反向驱动下进行反方向变动，到达“Face”时，电流断开而停止。图6-7工况选择控制伺服电动机与控制电路大庆职业学院汽车教研室冀旺年[e-mail]一般来说，冷风在头部及上半身，温风在下半身及脚下吹到时，是比较舒适的。控制工况选择就是控制挡板使吹出风的温度达到最佳位置。通风工况与输出温度的关系参见图6-8所示。图中的最大脸部表示最大冷却挡板处于全开位置。在工况脚部向“Def”位置转变时，冷风停止，鼓风机风扇处于关闭状态，这是为了避免在行驶中产生的动压，使冷风向脚下吹出的缘故。图6-8通风工况与输出温度的关系大庆职业学院汽车教研室冀旺年[e-mail]图6-9（a）示出最大冷却挡板控制执行元件（伺服电动机）的外形图。图6-9（b）是伺服电动机的控制电路图。图6-2中挡板8称为最冷挡板。这一挡板当通风工况处于“Face”时，根据吹出风温度的需要，可选择全开、中间、全关3个位置，以加速冷却。但是，当温度被设定为最低冷却温度（18℃）时，挡板8被固定处于全开位置。控制执行元件——通风挡板8——的伺服机构和控制原理与前面讲过的相同，这里不再赘述。6.1.3最大冷却控制图6-9最大冷却挡板控制伺服电动机和控制电路大庆职业学院汽车教研室冀旺年[e-mail]在汽车自动空调中各风门挡板均是由伺服电动机通过空调ECU（电脑）来控制。空调ECU又必须通过伺服电动机中的挡板位置传感器（电位计）随时了解挡板所处位置和执行移动情况，用来为下一步的指令输出提供根据。这就为我们对各风门挡板控制伺服电动机及其控制电路故障的检查维修提供了思路。6.1.4空气混合控制和控制电路故障的检测1．风门挡板位置传感器的检测以丰田佳美（CAMRY）汽车自动空调空气混合挡板位置传感器电路的检测为例，空气混合挡板位置传感器是检测空气混合挡板的位置，并将信号送至空调ECU。此位置传感器装在空气混合控制伺服电动机内。空气混合挡板位置传感器电路及空调ECU连接器见图6-10所示。图6-10丰田佳美汽车空气混合挡板位置传感器电路及空调ECU连接器大庆职业学院汽车教研室冀旺年[e-mail]检查步骤：（1）拆下空调ECU，但不要拔出连接器，打开点火开关，在设定温度变化时，测量空调ECU连接器TP、SG端子间电压。温度设定在“最冷”位置时其电压为3.5～4.5V，“最热”位置时电压为0.5～1.8V，同时电压值随设定温度增加而逐渐减小，但不会中断。如果电压值正常，按表6-2进行下个电路检查；如果有故障码“31或41”显示，检查空调ECU，反之，进行第（2）步检查。（2）拆下空气混合控制伺服电动机，并脱开伺服电动机连接器，如图6-11所示，测量空气混合控制伺服电动机连接器4、5端子间的电阻，应为4.8～7.5KΩ。测量空气混合控制伺服电动机连接器3、5端子间电阻：“最冷”位置为3.5～5.8KΩ，“最热”位置为0.95～1.45KΩ，同时电阻值随伺服电动机从冷侧转到热侧逐渐减小，但不会中断。如果电阻值不正常，应更换传感器，反之，进行第（3）步检查。（3）检查空调ECU和空气混合挡板位置传感器间的线束和连接器，如果不正常，修理或更换线束或连接器，反之，检修或更换空调ECU。大庆职业学院汽车教研室冀旺年[e-mail]表6-2汽车自动空调通风系统的故障检查诊断图6-11空气混合控制伺服电动机及伺服电动机连接器大庆职业学院汽车教研室冀旺年[e-mail]图6-12丰田佳美汽车空气混合控制伺服电动机电路2．空气混合控制伺服电动机电路检测空调ECU控制空气混合控制伺服电动机并使它转动到预定位置。图6-12为空气混合控制伺服电动机电路。检查步骤：（1）首先设定到驱动器检查模式，按下“DEF”按键，改变驱动器检查模式至分步操作。按表6-3检查空气混合挡板的动作和鼓风机的状况，如果不符合表中要求，则进行第（2）步检查，反之，按表6-2进行下个电路检查。（2）拆下空气混合控制伺服电动机，将蓄电池正极、负极分别接在接线器的1与2端子上后，空气混合控制伺服电动机控制杆会慢慢地转向冷侧（左方向盘车）或热侧（右方向盘车）；将蓄电池反接，空气混合控制伺服电动机控制杆将慢慢地转向相反方向，如图6-13所示。如果空气混合控制伺服电动机工作不正常，修理或更换，反之，进行第（3）步检查。表6-3空气混合挡板和鼓风机检查故障码空气混合挡板鼓风机0-30%（全开）冷气流出4-550%（开一半）6-9100%（全开）暖气流出大庆职业学院汽车教研室冀旺年[e-mail]6.2.1温度控制流程在汽车自动空调中，温度控制是最重要重复杂的控制。因为有很多因素都会引起温度的变化，如制冷系统的工作好坏、热水阀和混合气阀的开启大小、鼓风机转速的高低、阳光照射的强弱和空气流动情况等，所以温度控制是个系统控制。（b）图6-14汽车自动空调温度控制系统流程图目前所有汽车自动空调的设计在考虑了车内各个引起温度变化的因素外还考虑了车外因素的作用，在考虑温度控制的同时还考虑了湿度的控制，使温度控制也起到了保持车内相对湿度的作用，并可防止玻璃结雾。图6-14所示为两种有代表性的温度控制系统的系统流程图。（a）大庆职业学院汽车教研室冀旺年[e-mail]1．面板控制控制面板是供汽车使用者操作控制空调。为了便于控制，控制面板安装在靠近驾驶员和前排乘客的地方。面板控制有三种形式：旋钮式、按钮式和触摸式。有些控制面板还具有其它面板所不具有的特点，如以英制或公制单位显示车内、外温度。2．程序机构程序机构接收来自各传感器和主控板的电信号。基于所有这些输入，程序机构提供输出信号来控制热水阀门的开、关以及压缩机离合器的接通、断开，决定鼓风机速度以及所有进气、混合和工况模式风门的位置。3.温度传感器——热敏电阻在温度控制系统中，有许多温度传感器，如蒸发器温度传感器用于控制蒸发器的温度，发动机冷却液温度传感器用来了解进入加热器热水的温度控制热水阀的开启，室内温度传感器用来掌握车内温度控制混合门、热水阀和压缩机。这些温度传感器都是采用的热敏电阻，它是一个可变的电阻，其阻值随电阻本身温度的高低而变化。热敏电阻分为负温度特性和正温度特性的两种，常用的是负温度特性的热敏电阻，即随着电阻本身的温度升高其电阻阻值下降，参见表6-4，温度特性参见图6-15所示。大庆职业学院汽车教研室冀旺年[e-mail]表6-4热敏电阻阻值温度（℃）电阻值（Ω）温度（℃）电阻值（Ω）温度（℃）电阻值（Ω）温度（℃）电阻值（Ω）10.010.611.111.712.212.813.313.9