搜索
课题四汽车空调控制系统•任务一控制元件•任务二控制电路•任务三典型手动空调电路分析返回任务一控制元件•一、蒸发器温度控制装置•(1)蒸发器温度开关•蒸发器温度开关又叫恒温开关，在大众车系的空调系统中，称其为冷量开关(E33)，它是汽车空调电路控制系统中用做温度控制的一种基础元件。•如图4-1所示，蒸发器温度开关由热敏电阻和温控器组成。•蒸发器温度开关使用的感温元件为一只热敏电阻，通过小插片插在蒸发器出风口方向的翅片上，用来检护则蒸发器出风口温度。热敏电阻受到温度变化影响时，其阻值会发生相应变化。空调上多采用负温度特性的热敏电阻，其特性曲线如图4-2所示，随着温度升高，阻值下降;反之，阻值变大。下一页返回任务一控制元件•蒸发器温度开关是一种简单的温度控制装置，一般只具备温控功能。蒸发器温度开关的控制电路如图4-3所示。•蒸发器温度开关中温控器的检测方法如图4-4所示。•温控器主要由温度检测电路、信号放大电路和电子开关电路三部分组成，下面讲述其工作过程。•如图4-5所示，当蒸发器表面温度下降到1℃以下时，热敏电阻检•测到这一变化，其阻值升高，使得由R1与R3组成的串联分压电路中R3的分压变大，导致电压比较器K的输出电压变小，不足以驱动TR1TR1与TR2截止，温控开关断开，压缩机继电器线圈断电，空调系统不工作.上一页下一页返回任务一控制元件•如图4-6所示，当蒸发器表面温度升高到4℃以上时，热敏电阻检测到这一变化，引起其阻值变小，使得由R1与R3组成的串联分压电路中R3的分压变小，电压比较器K的输入电压差变大，导致其输出电压变大，TR1基极电位升高，TR1、TR2导通，温控开关闭合，压缩机继电器通电，接通压缩机的供电电路，空调系统开始工作。•(2)蒸发器温度传感器•如图4-7所示，蒸发器温度传感器位于暖风机总成中蒸发器芯体的出口侧，传感器的接头安装在蒸发器箱体上，导线穿过箱体。它的塑料部分成锯齿状，可牢固安装在翅片上。上一页下一页返回任务一控制元件•蒸发器温度传感器是FTC(负温度系数)型传感器，其作用是提供蒸发器排气口温度信号给空调控制单元。它的功能与蒸发器温度开关一样，当蒸发器出口温度大于3℃~5℃时制冷系统可以继续运行，当蒸发器出口温度下降到1℃~2℃时，自动关掉空调，防止蒸发器结霜。•二、制冷剂压力开关•制冷剂压力开关又称空调压力开关，是手动空调控制电路中的重要元件。如图4-8所示，空调压力开关安装在制冷循环管路的高压侧，有的安装在储液干燥器上，有的安装在高压管路中。•(1)三态压力开关上一页下一页返回任务一控制元件•空调压力开关是一个保护开关。现在车上常用的是三态压力开关，即一个高低压开关再加一个中压开关。三态压力开关引出4根线，其外观及连接电路如图4-9所示。•高低压开关、中压开关的开启和关闭压力都是设定的，不同的车型参数略有区别，如长城酷熊三态压力开关的工作参数如表4-1所示。•(2)压力传感器•压力传感器是一个密封的用于测量目的的电容型传感器(如图4-10所示)，可以进行信号调整。它输出0~5V的电压，需要5V标准电源供电。上一页下一页返回任务一控制元件•压力传感器有压敏电阻式和压敏电压式，压敏电压式在使用中，压力传感器通过两片陶瓷横隔膜的偏转来施加压力，其结果是平行板电容器电容的改变，这种变化由传感器的信号处理电路转换成模拟信号输出。•压力传感器的电路位于一块可变形的电路板上，包含传感器的上半部分，并且可以由陶瓷感应膜提供连续的电容数值。•三、保护装置•(1)离合器保护二极管•离合器线圈通以电流时，是一个具有强磁场的电磁体。上一页下一页返回任务一控制元件•只要离合器在使用，此磁场就恒定不变。关闭电源时，磁场消失并造成很高的冲击电压，这些冲击电压对ECM具有很大危害，必须避免。•置于离合器线圈中的二极管为冲击电压提供了接地的路径。这个二极管经常固定在离合器线圈原插接器中，其连接电路如图4-11所示。•(2)热保护开关•如图4-12所示，热保护开关一般位于压缩机的底座上。这个保护开关用于保护压缩机免受内部摩擦的损坏。•热保护开关检测压缩机壳体的温度，一旦壳体温度达到预设的数值，压缩机离合器电路就会被切断。上一页下一页返回任务一控制元件•(3)高压泄压阀•如果制冷剂的压力升得太高，将会损坏制冷系统。较早的汽车空调系统中，当制冷剂管路高压测温度和压力异常高时，常通过使易熔塞的易熔合金熔化和将制冷剂释放的办法来保护制冷系统免受损坏。该办法让制冷剂全部释放到大气中、不仅造成经济上的损失、而且对环境也造成污染。当易熔塞熔化后，空气还将进入制冷系统。•在现在的空调系统中，都采用一个安装在压缩机或高压管路上的由弹簧控制的泄压阀。•当冷凝器散热条件不好时，冷凝器的温度和压力可能会过高，当汽车空调制冷系统内制冷剂量过多时，系统压力也可能会过高。上一页下一页返回任务一控制元件•高压泄压阀有预设压力调整范围，当压力超过该调整值范围时，泄压阀被迫打开，让制冷剂放出，直至压力降低到调整值为止。在正常情况下，由于弹簧的压力作用，使密封塞压向阀体，与A面凸缘紧贴，制冷系统内制冷剂不能放出，如图4-13(a)所示;当系统压力异常升高时，如图4-13(b)所示，弹簧被压缩，阀被打开，制冷剂被释放出来，系统内压力立即下降。当压力降至调整值范围时，弹簧又立即将密封塞推向A面，将阀关闭。•由于空调系统和厂家的不同，高压泄压阀的压力调整值也有所不同。•例如，日产颐达乘用车的空调系统由位于压缩机后端的泄压阀来加以保护，如图4-14所示。上一页下一页返回任务一控制元件•四、发动机怠速稳定装置•按下A/C开关，开启空调时，发动机负荷明显上升。如果不提高发动机的怠速转速，将造成发动机低速状态下负荷过大，甚至无法维持运转而熄火。具备怠速稳定装置的发动机，在空调系统工作时，能自动提高发动机的怠速转速，增加一定的功率、保证压缩机继续工作。若空调未启动或压缩机被温控装置切断电源而停止工作时，发动机仍按原来的怠速转速运行，无需重新调定怠速转速。•在采用电控燃油喷射系统的电控发动机上，很容易实现怠速转速的自动提升。怠速电机提升装置、节气门电机提升装置是目前电控发动机普遍采用的怠速稳定装置。上一页下一页返回任务一控制元件•(1)怠速电机提升装置•怠速电机提升装置是由EFI(电控燃油喷射系统)的控制单元控制的。如图4-15所示，怠速电机与节气门电机一起装在节气门体上，节气门电机用于控制发动机正常运行工况的进气量，而怠速电机用于控制怠速工况时旁通通道的进气量。•旁通式怠速控制装置结构如图4-16所示。•(2)节气门电机提升装置•电子节气门总成由节气门、节气门电机(直流电机)和节气门位置传感器等构成，是电子节气门控制系统(ETC)的一个关键部件。上一页下一页返回任务一控制元件•它一方面执行来自电子控制器的指令调节节气门开度以控制进气量，同时可以输出反映节气门位置的信号，供系统监控节气门的实际开度。电子节气门总成及电路如图4-17所示。•如图4-18所示，当发动机ECM接收到空调开启请求信号时，根据当前条件计算是否可以开启空调系统，再决定是否提高发动机转速。当条件满足时，当发动机ECM对节气门电机发出指令，使节气门阀打开一定角度，增加发动机进气量，直至发动机怠速转速达到设定值。•五、鼓风机与继电器•(1)鼓风机上一页下一页返回任务一控制元件•鼓风机的作用是向空调通风配气系统提供压力气流，满足暖风与冷气输送风量。•如图4-19所示，汽车空调鼓风机安装在空调机壳上，位于空调单元的送风管道起始端，蒸发器的前面。汽车空调一般使用鼠笼式鼓风机，鼓风机有一个高速转动的转子，转子上的叶片带动空气高速运动，离心力使空气在渐开线形状的机壳内，沿着渐开线流向风机出口，高速的气流具有一定的风压，新空气由机壳的中心进入补充。•汽车空调鼓风机属于小型的鼓风机，转子直接安装在电动机轴上。鼓风机的性能参数主要有流量、压力、功率，效率和转速。另外，噪声和振动的大小也是鼓风机设计的主要指标。上一页下一页返回任务一控制元件•流量也称风量，以单位时间内流经鼓风机的气体体积表示;压力也称风压，是指气体在鼓风机内压力升高值，有静压、动压和全压之分;功率是指鼓风机的输入功率，即轴功率。鼓风机有效功率与轴功率之比称为效率，鼓风机全压效率可达90%。•继电器一般在空调控制电路中用来保护电流负载能力低的开关C也就是具有较小的接触区域/不耐用的压力接触点)，或是电流输出存在不同的元器件。•如图4-20所示为无继电器压缩机控制电路，由A/C开关直接控制压缩机离合器线圈的通断电。上一页下一页返回任务一控制元件•结果构成回路后，大电流在A/C开关较小的电阻上产生较大电压降，压降约为1V，因此，与之串联的离合器线圈其工作电压只有11V,这样不仅降低了负载的工作电压，更容易烧蚀A/C开关触点。•如图4-21所示为有继电器压缩机控制电路，A/C开关接通后，压缩机继电器工作，再通过继电器触点给离合器线圈供电。由于继电器工作仅需小电流，故A/C开关通地电流较小，同时，继电器可以控制大电流，就相当于将蓄电池电压直接加载到了压缩机离合器上，使离合器线圈产生正常的电磁吸力。上一页返回任务二控制电路•一、鼓风机控制电路•(1)调速电阻控制式•调速电阻控制式的鼓风机控制电路是通过改变鼓风机开关(调速开关)与调速电阻的接通方式，使风机以不同的转速工作。•手动空调的鼓风机控制电路如图4-22所示。•鼓风机调速电阻一般装在鼓风机送风管道上(如图4-23所示)，利用气流对其进行冷却。由于鼓风机工作时有电流通过调速电阻产生热量，所以，有的调速电阻外部有铝制散热片，有利于增大散热面积，增加导热效果;有的调速电阻则是直接裸露在鼓风机送风管路上，直接散热。下一页返回任务二控制电路•鼓风机的调速开关安装在操作面板上，有明显的挡位标识，挡位上还有夜间照明指示。•(2)空调模块与调速电阻联合控制式•在如图4-24所示的空调模块与调速电阻联合控制的鼓风机转速控制电路中，鼓风机控制开关有自动(AUTO)和手动档位的人工选择模式。当鼓风机转速控制开关设定在AUTO档时，鼓风机电机的转速由空调模块根据车内传感器、日照传感器、进气传感器及环境温度传感器的输入信息进行计算;若按动人工选择模式开关，则空调电路取消自动控制功能，执行人工设定功能。上一页下一页返回任务二控制电路•(3)空调模块自动控制•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板通过大功率晶体管控制，其控制原理如图4-25所示。•二、散热风扇控制电路•汽车的散热风扇包括冷凝器散热风扇和散热器散热风扇。散热风扇具有高低档，开启散热风扇及变换高低挡的依据是发动机冷却液温度、空调工作状态(有无开空调)、空调制冷管路压力。散热风扇的控制方式分空调开关直接控制式和电控模块控制式、此处电控模块有的是指空调控制单元(空调放大器)，有的是指发动机ECU。上一页下一页返回任务二控制电路•1.空调开关直接控制式•空调开关直接控制散热风扇是一种原始的控制方式，一般用在货车空调上。这种控制方式比较简单，接通空调开关时，冷却风扇便同时为发动机散热器和空调冷凝器降温。•空调开关直接控制电路如图4-26所示。•2.电控模块控制式•(1)空调模块控制式•如图4-27所示为典型的大众车系散热风扇控制电路。上一页下一页返回任务二控制电路•由图可知，散热风扇分为左右两个，散热风扇内部附加一个电阻，因而具有高低挡供选择:风扇与电阻串联时为低速挡，电流直接通过风扇电机则为高速挡。•(2)发动机ECU控制式•与大众车系不同的是，日韩车系常采用发动机ECLJ接通不同继电器的方式控制散热风扇运转。•如图4-28所示为散热风扇电机低速运转电路。•如图4-29所示为散热风扇电机高速运转电路。•三、压缩机控制电路•(1)压缩机离合器的工作原理上一页下一页返回任务二控制电路•汽车空调压缩机的离合器结合时，才能带动压缩机运转，进行制冷循环。如图4-30所示，压缩机离合器是由压力板、皮带轮和离合器电磁线圈组成的。压力板与压缩机输入轴相连，当离合器线圈通电时，通过