第五章 汽车空调系统的电气控制

第五章汽车空调系统的电气控制本章内容提要：常用控制装置：温度控制器、怠速控制装置、空调放大器、压力开关、过热保护、功率保护等。汽车空调电路分析：鼓风机控制、散热风扇控制、电磁离合器控制等。汽车空调控制电路实例：桑塔纳轿车空调电路。第一节常用控制装置一、温度控制器控制制冷温度的两种方法：•控制蒸发温度。靠电磁离合器开、停压缩机，常用恒温开关、压力开头来控制，控制精度不高。见图5-1。•控制蒸发压力。靠吸气节流阀、绝对压力阀、蒸发压力调节阀来控制，精度较高。（一）机械式温控器温度高时，压力高压缩机开结构：感温系统调温机构触头开闭机构（一）机械式温控器温度低时，压力低压缩机停结构：感温系统调温机构触头开闭机构（二）电子式温控器温度检测电路放大电路开关电路温控器的工作过程：点火开关和空调开关闭合后，当车内温度高于设定值时，R13阻值小，A点电位较低→VT1截止→VT2导通→VT3截止→VT4导通→线圈6通电，触头合→电磁离合器通电→压机转；当车内温度低于设定值时，R13阻值大，A点电位较高→VT1导通→VT2截止→VT3导通→VT4截止→线圈6断电，触头开→电磁离合器断电→压机停。二、怠速控制装置为什么要用怠速控制装置？怠速控制装置两种形式：（一）怠速切断器功能；怠速低于规定转速，切断压缩机电磁离合器电源。（二）怠速提升装置功能：怠速时自动开大油门，增加发动机输出功率。？？（一）怠速切断器•外形：•电路图：•接线图：怠速切断器的工作过程点火线圈的信号脉冲与发动机转速成正比。信号脉冲经C1、VT1后形成一个交流电压信号，此信号经整流滤波后，变成一个矩形脉冲信号，作用于VT2的基极。当发动机转速高时，点火脉冲频率高，VT1输出的平均电压就高，VT2基极电位也提高。当发动机转速达规定的怠速转速时，VT2导通→VT3截止→VT4导通→压缩机转。当发动机转速低于设定值时，VT1输出的平均电压较低→VT2截止→VT3导通→VT4截止→压缩机停。电喷车则用发动机电脑去完成低速切断。（二）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由真空转换阀、真空马达、机械驱动机构等组成，见图5-11。真空转换阀•当打开空调开关时，线圈通电，活动上行，关闭A口，B口与C口接通，真空马达与大气相通。•当关闭空调开关时，线圈断电，活动铁心复位，C口关，A口与B口接通，进气歧管的真空通至真空马达。真空马达VSV阀通电，通大气时，拉杆下行，通机械机构使节气门打开，怠速提高。VSV阀断电，接通进气歧管真空源时，拉杆上行，节气门回位。（二）怠速提升装置2.旁通空气道式怠速提升装置电喷车采用这种装置。在节气门旁通空气道内设立一个阀门。阀门开大，旁通空气道流通截面增大，空气流量增大，怠速转速提高；反之，怠速转速降低。旁通空气式怠速控制系统按阀门工作原理可分为：步进电机式、旋转电磁阀式和真空控制旁通空气阀三种。早期生产的汽车常采用旋转电磁阀式或真空控制旁通空气阀式，近年来步进电机式得到了广泛应用。3.发动机怠速马达控制式采用发动机集中控制系统的现代高级轿车，怠速的提升是通过发动机的怠速控制阀完成的，发动机电脑通过空调开关或空调压缩机工作的电位信号，检测空调器接通情况，决定是否要提高发动机转速。（二）怠速提升装置三、空调放大器将温控器、怠速控制器等几种控制器做成一体，成为空调放大器（空调控制器）。功能增加，控制精度提高。（一）具有温度控制和怠速切断功能的放大器——由温度控制器和速度控制器组合而成，见图5-13。工作情况之一：当车内温度和发动机转速高于设定值时，转速检测电路使VT1截止；温度检测电路使VT2截止→VT3饱和导通，线圈通电，压机转。（一）具有温度控制和怠速切断功能的放大器工作情况之二：当车内温度高于设定值，发动机转速低于设定值时，VT1导通；VT2截止→VT3截止，线圈断电，压机停转。工作情况之三：当车内温度低于设定值，发动机转速高于设定值时，VT1截止；VT2导通→VT3截止，线圈断电，压机停转。（一）具有温度控制和怠速切断功能的放大器工作情况之四：当车内温度低于设定值，发动机转速低于设定值时，VT1导通；VT2导通→VT3截止，线圈断电，压机停转。总结：只有同时满足温度高于设定值，转速高于设定转速，压缩机才能启动。天津夏利轿车空调放大器的电路控制原理系统电路图见图5-14。空调放大器电路图见图5-14。温度转速怠速压缩机与风扇工作过程分析：（1）当车内温度高于设定温度，发动机转速高于空调工作转速时热敏电阻阻值下降，送入放大器⑤端的电位升高，此信号再送到IC的6端；由点火线圈与分电器触点间引出的发动机转速信号，经滤波传感装置送入空调放大器⑨端，并经过分压滤波电路送入IC的2端。即IC6端高电位，2端高电位。经IC运算，IC的4端、3端输出高电位→VT1、VT2导通→怠速提高装置通电工作，压缩机与冷却风扇运转。（2）当车内温度高于设定温度，发动机转速低于空调工作转速时空调放大器⑤端的电位升高，IC6端高电位；⑨端的脉冲信号的频率随发动机转速的降低而减小，IC2端低电位。则IC输出为4端高电位，3端低电位→VT1导通，VT2截止→怠速提高装置工作，压缩机和冷却风扇停机。工作过程分析：此时让出空调的动力用于车的加速。（3）当车内温度低于设定温度，发动机转速高于空调工作转速时空调放大器⑤端的电位降低，IC6端低电位；⑨端的脉冲信号的频率随发动机转速的升高而增大，IC2端高电位。则IC输出为4端低电位，3端低电位→VT1，VT2均截止→怠速提高装置不工作，压缩机和冷却风扇停机。工作过程分析：（4）当车内温度低于设定温度，发动机转速低于空调工作转速时空调放大器⑤端的电位降低，IC6端低电位；⑨端的脉冲信号的频率随发动机转速的降低而减小，IC2端低电位。则IC输出为4端低电位，3端低电位→VT1，VT2均截止→怠速提高装置不工作，压缩机和冷却风扇停机。工作过程分析：（二）多功能手动空调放大器由工作电源、信号采集电路、执行器电路、空调放大电路等组成。四、压力开关设置压力开关的目的：压力控制和系统保护。压力开关动作结果：切断压缩机电路或控制冷却风扇启停。常见压力开关的型式：高压开关、低压开关、双重压力开关、三重压力开关等（一）高压开关安装在高压端。压力过高时动作，切断离合器电源或接通冷凝风扇高速档电路。两种形式：常开型和常闭型。问题：系统高压过高是什么原因？有什么后果？用作压缩机电源切断：用常闭型用作冷却扇控制：常开型或常闭型（二）低压开关第一种：安装在高压端。结构与常开型高压开关基本相同。当高压高于0.23MPa时，触点闭合；当高压低于0.21MPa时，触点断开。还可作为环境温度开关使用，当环境温度较低时，低压开关断开，空调不能起动。第二种：安装在低压侧。用在节流孔管系统。用压力开关替代温控器。见图5-18。压力开关提问：低压开关除温控作用外还有其它作用吗？（三）双重压力开关由一个高压开关和一个低压开关复合而成。安装在高压端。当压力过高或过低时动作，切断压缩机离合器电源。（四）三重压力开关由高-低双重压力开关和一个中压开关组成，安装在高压端，减少压力开关的数量和接口。（1）高-低压开关动作结果是送一个信号到冷却风扇单元（本田车）或空调控制器（一般车），压缩机停。（2）中压力开关动作结果是控制冷却扇。（五）压力传感器一般为压敏电阻式，即扩散硅型压力传感器。将压力信号转化为电压信号。作用：a压力过高或过低时，切断离合器电源；b压力到达一定值时，加快风扇转速。高档轿车上用，如丰田车。五、其它过热过压保护装置㈠过热限制器主要应用在通用公司的斜板式或摇板式压缩机上，过热时，切断压机离合器电源。当压缩机过热时，过热开关闭合，接通热力熔断器的发热丝，烧断低熔点金属丝。（二）高压释放阀(三）易熔塞三菱车上用，见图5-24。当高压超过4.22MPa时，高压释放阀打开；当高压降到2.81MPa时，高压阀释放阀自动关闭。在R12系统上用，见图5-25。熔化温度为95~100℃，所对应的R12饱和压力为3.0~3.65MPa。（四）减压安全阀当系统高压至3.43~4.14MPa时，减压安全阀开启，将一部分制冷剂释放回低压端。六、发动机的功率保护装置（一）汽车加速时的功率保护设加速切断器，目的：在汽车加速或超车时暂时切断压缩机离合器电源，使发动机全部功率用于车辆加速，同时防止压缩机超速损坏。①利用和节气门杆系连接的机械开关；②利用以感应进气管真空度的真空开关；③一些电喷车利用节气门位置传感器的信号和曲轴位置传感器信号，由电脑完成空调电路切断。实现加速切断的方法：1.机械式加速切断器由加速踏板通过连杆或钢索来操纵，当加速踏板踩到最大行程的90%时，加速踏板碰到切断器的控制簧片，将电磁离合器电源切断。桑塔纳轿车加速控制断开装置由加速开关和延迟继电器组成。延迟继电器的作用：当踏板行程小于90%或加速开关打开后延时十几秒钟自动接通电磁离合器线圈电路。2.真空式加速切断器由发动机进气歧管真空度控制。当进气歧管真空度较低时，则开关外于闭合状态，空调正常工作。当进气歧管真空度较大时，真空断开器内膜片断开触点，切断离合器电源。3.高级轿车的加速切断控制加速时，发动机电脑由节气门位置传感器和曲轴位置传感器采集节气门开度和发动机转速信号，当感知出急加速状态时，发动机电脑停止压缩机继电器的工作几秒钟以实现加速切断。（二）助力转向时的功率保护这种开关装在助力转向压力油管道上，其触点与压缩机离合器线圈串联。当肋力转向油压上升时，此开关的触点断开，压缩机离合器线圈断电，让出发动机功率用于助力转向。（三）起动时的功率保护起动时，起动电流很大，应暂时切断车上其它用电设备电源，同时卸去发动机不必要的负荷。方法：①设起动切断继电器；②由发动机电脑切断压缩机离合器电源。（四）制动时的功率保护装制动助力真空开关，当需要最大制动力时，利用此开关将离合器电源切断。（五）发动机过热时的功率保护发动机过热→动力不足，拉缸，抱瓦。设置发动机冷却水温过热保护开关。它是石蜡型温控开关，石蜡膨胀收缩→触点断开闭合，通断温度点如下：油温接通关断AB112~118℃108℃采用水温传感器。水温空调控制器或发动机电脑冷却扇压缩机•水温过低时，冷却扇和压缩机不转，暖机；•水温过高时，冷却扇高速转，压缩机停。（六）怠速时的功率保护设置怠速切断器或怠速提升装置，或由电脑控制。