汽车空调电气控制原理.pptx

第四局部 汽车空调电气操作原理 为了使汽车空调系统能正常工作，车内能维持所需要的温度，汽车空调系统中设有一系列的操作元件和执行机构。为保证带汽车空调的汽车正常工作，还需要对压缩机的运行及发动机的工作采取一些措施。车内人员对汽车空调系统工作的要求是通过电气系统或真空系统的操作作用来实现的。情景：汽车空调的常见电气操作原理 汽车空调系统的几种主要操作部件的作用及安装部位如表41所示。表4-1 空调系统的几种主要操作部件的作用及安装部位一、汽车空调的温度自动操作（一）温度操作器 1、温度操作器的概念与作用温度操作器又叫恒温器、热敏开关、温控开关等。在群众车系的手动空调系统中，称其为冷量开关E33。它是汽车空调电路操作系统中用做温度操作的一种基础元件。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，如图4-l、4-2所示。它主要有两种形式：机械式和电子式。温控器通过感测蒸发器的外表温度，将温度变化信号转化成空调操作电路的通断信号，以实现压缩机的循环通断操作。温控器在设置好的温度上使压缩机离合器结合或断开，起到调节车内温度、防止蒸发器结霜和防止压缩机产生液击现象等作用。图4-1 温控器安装位置 图4-2 温控器工作示意图2、机械式温控器 机械式温控器主要由感温系统、调温机构和触头开闭机构等组成。感温系统主要由感温包、毛细管和波纹管构成，在这个密封的空腔内充满了处于饱和状态的感温剂，如图4-3(a)所示。感温管一端插入蒸发器外表的翅片上，感受蒸发器出风口方向的外表温度。当蒸发器外表温度变化时，感温装置内的介质也随之发生压力变化，使波纹管伸长或缩短，并将压力信号传递出去，以操作电路的通断。在一定的温度变化范围内，感温介质的压力与温度变化呈线性关系。即力点A的位移与感温介质的压力变化呈正比关系。如图4-3(b)所示。图4-3 波纹管式感温器调温机构由调节旋钮、螺栓等组成，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操作动作。温控器触头开关的断开点是根据调节螺栓给定的位置而变化的，触头的闭合点与断开点的位置平行，工作温度特性如图4-4所示。图4-4 温控器工作温度特性 触头开闭机构主要是由触头、弹簧和杠杆等组成，其功能是执行由操作机械传来的动作信号。通过触头开闭来接通或断开电磁离合器电路，实现恒温操作。图4-5 波纹管式温控开关的工作原理3、电子式温控器电子式温控器是目前汽车空调上广泛使用的一种温度操作器，波纹管式温控开关的工作原理如图4-5所示。一般简单的电子式温控器只具备温控功能，它所使用的感温元件为一只热敏电阻，通过小插片插在蒸发器小风口方向的翅片上，用来检测蒸发器小风口韫度。恒温器实物与安装位置如图4-6所示。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，即随着温度升高，阻值下降；反之，阻值上升。其特性曲线如图4-7所示，热敏电阻通过导线与电子温控器相连，由于温度变化，使热敏电阻阻值也发生变化，转化为线路中电压信号的上下变化经温控器将信号放大后，拄制电路的接通与断开，实现循环制冷。温控器的电路图如图4-8所示检测方法如图4-9所示图4-6 恒温器实物与安装位置图4-7 负热敏电阻系数图4-8 温控器电路示意图 图4-9 温控器的检测图4-10 蒸发器外表温度1以下时的电路状况下面以图4-10和图4-11所示的电子式温控器为例米说明这种温控器的工作过程。这种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局部组成，其中R3是负温度系统热敏电阻，用于检测蒸发器外表的温度，当蒸发器外表温度越低时，其阻值也就越大。K为电压比较器，用于比较输入电压和加载在热敏电阻R3 上的电压，两者之差越大，K的输出电压也就越大，反之，则很小。TR1与TR2组成电子开关，当TR1与TR2导通时，空调操作电路接通，反之断开，压缩机继电器不工作。图4-11 蒸发器外表沮度4以上时的电路状况当蒸发器外表温度下降到1以下时，热敏电阻检测到这一变化，引起其阻值升高，使得由R1与R2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，缺乏以驱动TR1，TR1 与TR3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。如图4-10所示。当蒸发器外表温度升高到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-导通，接着TR2也导通，温控开关闭合，输入12V电压，经过双压开关后，操作压缩机继电器线圈通电，继电器触电闭合，接通压缩机的供电电路，空调系统开始工作。如图4-11所示二、空调放大器 随着电子技术的开展，电子元器件高度集成化体积不断缩小，功能不断扩展及智能化。汽车空调操作器在开展过程中也实现了从无到有，从简单到复杂，从低级到高级，从功能单一到多功能。例如电子式温控器只具备温控功能，怠速操作器只具有怠速操作功能，功能相当单一。而现代汽车将几种操作器做成一体，成为空调放大器(空调操作器)。这种操作器功能增加，操作精度提高在一些一般轿车及小客车上广泛应用。现代高档轿车更是将电脑作为操作装置，进行高度智能化操作，实现了空调运行与汽车运行的统一，极大地提高了制冷效果，节约燃料，从而提高了汽车的整体性能和最正确的舒适性。下面介绍最基本的空调放大器，至于空调操作电脑将在后面的有关章节里介绍。(一)具有温度操作和怠速切断功能的放大器 这种放大器由温度操作器和速度操作器组合而成。内部电路由发动机转速检测电路、温度操作电路和放大驱动电路等组成。其操作原理如图412所示。启动空调后，在实际工作中会出现以下四种工作情况：一是车内温度高于设定温度，发动机转速高于空调放大器设定转速。这时转速检测电路使VT1截止，温度检测电路使VT2截止。所以此时VT3饱和导通，继电器线圈通电吸合，压缩机工作。二是车内温度高于设定温度，而发动机转速低于空调设定转速。此时，转速检测电路使VT1导通，温度检测电路使VT2截止。根据电路特点分析可知，只要VT1或VT2导通，都会使VT3截止，所以此时VT3处于截止状态，继电器不工作，电磁离合器处于别离状态。三是车内温度低于设定温度、而发动机转速高于空调工作转速。这时，发动机允许空调工作，但由于热敏电阻检测到温度低于调定值，经温度检测电路放大后，将使VT1处于导通状态，仍然不能满足压缩机工作条件。四是车内温度低丁设定温度发动机转速低于规定转速。根据前面分析可知。此时VT1、VT2均处于导通状态，故VT3截止，压缩机不工作。综合以上四种工作状态可知：只有同时满足车内温度高于设定值，转速高于设定转速，压缩机才能启动。图4-12 怠速稳定和温度放大器（二）多功能手动放大器这种放大器主要应用在手动空调上，它在温度操作和速度操作基础上增加了其他功能，使放大器更加完善。下面以图4-13为例说明这种放大器的工作原理。这种放大器由工作电源、信号采集电路、执行器电路、空调放大电路等组成。空调放大器根据空调开关等各种信号，操作压缩机电磁离合器、发动机怠速提高等装置。图4-13 多功能手动放大器原理框图图4-14 群众手动空调放大器外观 例如群众捷达、桑塔纳常用的的空调放大器J293(又称散热风扇操作器)，根据双温开关和组合压力开关信号操作散热器风扇转速的上下挡。收到空调开关信号后，根据空调开启的条件是否满足来操作调电磁离合器的接通与断开。群众手动空调放大器外观如图4-15所示，空调放大器输出操作电路如图415所示。图4-15 空调放大器输出操作电路三、汽车加速切断装置（一）机械式加速切断器这种机械式断开器的开关是由加速板通过连杆或钢索来操纵的，当加速踏板踩到其行程的90时，加速踏板碰到切断器的操作簧片，切断器将电磁离合器电源切断，压缩机停止运行，这样便卸除了压缩机的动力负荷，使发动机的功率用来克服汽车加速时的阻力，保证汽车有足够的动力输出，实现顺利超车。当切断器断开时，压缩机的转速被限制在最高极限转速范围内，从而保护了压缩机零件免受损坏。断开器外形图如图4-16所示。图4-16 机械式加速切断器桑塔纳轿车加速操作断开装置由加速开关和延迟继电器组成。加速开关一般装在加速踏板下或装在其他位置，通过连杆或钢索来操纵。当加速踏板行程到达最大行程的90时，加速开关及延时继电器；切断电磁离合器线圈电器，使压缩机停止工作，发动机的全部输出功率用来克服加速时的阻力，从而提高了车速。当踏板行程小于90或加速开关翻开后延时十几秒钟，则自动接通电磁离合器线圈电路，使压缩机又自动恢复工作。如图4-17所示。图4-17 桑塔纳轿车加速断开器（二）真空式加速切断器这种加速切断器由发动机进气歧管真空度操作。当进气歧管真空度较低(汽车处于均速或少许加速)时，则开关处于闭合状态，空调正常工作。当进气歧管真空度较大(急加速或怠速)时，真空断开器内膜片断开触点，切断离合器电源，压缩机停止工作。当加速变缓时，真空度下降，弹簧推动膜片将触点闭合，空调系统恢复正常工作。（三）电控加速切断操作在现代电控发动机汽车上，它的加速切断功能是由电控系统来完成的。在空调开启情况下急加速时，发动机ECU通过节气门位置传感器可以检测到加速情况及加速踏板被踩下的位置，大局部有节气门拉索的电控汽车对加速踏板踩下位置的检测是由节气门开度来计算的。当节气门开度到达90或者95时，发动机ECU停止向空调压缩机继电器供电，切断压缩机离合器线圈的电源；有的汽车则是在加速踏板下面安装了位置检测开关，当加速踏板几乎全部踩下时，位置检测开关闭合，这一开关信号直接提供给发动机操作单元，操作单元便会切断空调压缩机继电器，空调系统停止运行8s或更长时间。具有这种电控加速切断功能的系统，其示意图如图4-18所示。图4-18 高级轿车加速切断原理四、发动机怠速稳定装置（一）发动机怠速稳定装置介绍对于非独立式的空调系统当发动机处丁怠速运行或车辆慢速行驶时，假设此时开启空调，将会引起以下不良情况：1、造成发动机空负荷工况或小负荷工况怠速不稳定，甚至造成发动机熄火，影响汽车的低速和怠速性能。2、引起发动机过热。发动机空负荷或小负荷运行时，水箱和冷凝器的散热主要由冷却风扇完成，迎风通风量很少，对于冷却风扇由发动机直接驱动的汽车来说，空载或小负荷时，风压和风量均不充足，散热效果很差。冷凝器一般装在水箱前，这进一步影响水箱的散热，造成发动机过热，影响发功机的正常运行。3、空调长时间低速运行，还易造成车上用电量缺乏。因为怠速时发电机发出的电量相当有限，空调工作时需消耗大量电能，致使车上用电负荷过大，影响其他系统的正常工作。4、空载或小负荷工作时，还会使冷凝器散热不良，影响制冷剂的液化，致使空调制冷效果变差，甚至由于管道压力过高而发生破坏事故等。为消除这些不利影响，充分发挥非独立式空调系统的优点，实现汽车运行与空调运行的统一性，汽车上一般都设有怠速稳定装置。怠速稳定有两种方法：一种是开启空调时，只要发动机怠速低于规定转速，用怠速切断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。这一方式被一局部丰田汽车所采用。另一种方式是在开启空调的同时，利用怠速提升装置自动提高发动机怠速，增加发动机输出功率，到达带负荷的低速稳定运转，这样便维持了空调的舒适性要求，这一方式被绝大多数汽车所采用。下面分别介绍怠速切断器和怠速提升装置。怠速切断器又叫怠速继电器，具有发动机怠速过低时。自动切断压缩机电磁离合器电源的功能。这种怠速切断器的外形如图4-19所示。它上面有个怠速设定旋钮，预选转速由人工操作，当调整到700750rmin时，自动切断离合器电路，当调整到950rmin时再接通电路。怠速切断器上面设有一个转换开关K，将开关调至A位为自动操作，调至M位为人工操作（怠速切断器不起作用)。怠速切断器一般有4根接线，如同4-20所示其中接电源正极；接电磁离合器线圈；接搭铁；接点火线圈负极接线柱。下面以图4-20为例分析这种怠速切断器的工作过程。图4-19 怠建切断器外形 图4-20 怠速切断器电路 系统工作时，点火线圈一次绕组的信号脉冲频率与发动机转速成正比。当脉冲输入时，电容C1通过R1充电，其端电压提高使VT1导通；脉冲消失，靠C1放电使VT1的导通维持升并逐步转向截止，这样，便在VT1的集电极上获得一个交流电压信号，此信号经C2耦合，VS2、VS3和C3整流滤波后生成一个矩形脉冲信号。这个矩形脉冲信号与发动机转速一致，该信号输入到由VT2和VT3组成的稳态触发电路，决定VT2管的基极电位。假设发动机转速高，则点火脉冲频率高，从VT1集电极上取得的平均电压信号就高，VT2的基极电位就会相应提高。调节可调电阻，当发动机转速到达规定的怠速转速时，使VT2导通，VT3截止，VT4导通，继电器通电吸合，电磁离台器接合，压缩机工作，假设发动机转速低于设定值，则VT1集电极上取得的平均电压信号较低，使VT2截止，VT3导通，VT4截止，继电器线圈回路被切断，压缩机不工作，发动机转速得以稳定。电位器RP可用于调节输入到施密特触发器的输入电压，用来调节电磁离合器开始接通和断开时的发动机转速值，电路中。VT2和VT3组成施密特触发器，用来驱动VT4；VT4为功率管，用以驱动继电器。施密特触发器向VT4基极提供高电平还是低电平，取决于发动机转速是否到达设定值。开关S为工作方式选择，分为手动和自动，接到“OFF”位置，则继电器接通吸合，压缩机工作不再受怠速切断器操作；反之，打至“ON”位置，则接通怠速切断，压缩机的工作受到发动机转速的操作。（二）怠速提升装置 采用怠速切断装置后，一旦汽车处于空负荷或小负荷时，空调便不能开启，破坏了空调系统的舒适性要求，特别是在堵车或炎热的夏季这种情况就更为突然，采用怠速提升装置就能解决这一矛盾。即A、C开关闭合后，在接通离合器电源的同时，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，假设空调末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。常见的怠速提升装置有VSV阀息怠速提升装置、怠速电机提升装置、节气门电机提升装置。其中，怠速电机提升式、节气门电机提升式是目前电控发动机普遍采用的怠速摔制方式。1、VSV阀怠速提升操作 VSV阀怠速提升操作的工作原理如图4-21所示。当空凋风量开关和A、C开关接通后、怠速提升操作电磁阀处于通电状态，怠速提升阀与发动机进气岐管之间构成真空通道，在发动机与进气歧管内直空度的作用下，吸动怠速提升阀的膜片克服膜片复位弹簧的阻力和节气门弹簧的阻力而向上运动，膜片向上运动带动拉杆向上运动，从而带动节气门转动一个角度，加大节气门的开度，即加大了可燃混合气的供给量，发动机转速得到提高，转矩得到加大，提高的转矩用于带动压缩机转动。压缩机工作后，发动机的转速因压缩机的负荷会有一定的降低，但两者平衡后，可使发动机带动压缩机在某一平衡转速稳定运转，这个稳定转速就是发动机的空调怠速。可以通过发动机怠速调整螺钉和空调怠速调整螺钉分别调整。必须注意，空调怠速调整必须在空调处于开启状态下进行。图4-21 怠速提升装置VSV阀怠速提升装置结构如图4-22(a)所示，怠速提升操作电磁阀(VSV)由活动铁芯、压缩弹簧、电磁线圈等组成外部有三个接口，其中A通向真空源，B通向真空电动机，C通向大气。图4-22(b)为压缩机运转状态，此时电磁线圈通电，活动铁芯克服弹簧力上行，关闭A，则B与C接通；反之，A、C关闭，电磁线圈断电，活动铁芯受弹簧力作用下行，将C关闭，此时A与B接通。如图4-22(c)所示。图4-22 怠速提升操作电磁阀2、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)的操作单元操作的，怠速电机与节气门装在节气门体上，即节气门体包括发动机正常运行工况操作过量的空气量和怠速运行时少量空气通过旁通通道的怠速操作装置。怠速电机提升装置使用步进电机精确操作息速空气量，由发动机操作单元给电机线圈通电，翻开或关闭怠速通道。怠速步进电机如图4-23所示，怠速操作原理和怠速执行器步进电机电路图分别如图4-24、4-25所示。图4-23 怠速操作电机图4-24 旁通式怠速操作装置原理图4-25 怠速执行器步进电机电路图 步进电机的工作原理：步进电机是一台微型电机，它由围成一圈的多个钢质定子和一个转子组成。每个钢质定子上都绕着一个线圈；转子是一个永久磁铁，其中心是一个螺母。所有的定子线圈都始终通电，只要改变其中某一个线圈的电流方向，转子就转过一个角度。当各个定子线圈按恰当的顺序改变电流方向时，就形成一个旋转磁场，使永久磁铁制成的转子按一定的方向旋转如果将电流万向改变的顺序颠倒过来，那么转子的旋转方向也会颠倒。连接在转子中心的螺母带动一根丝杆，因为螺旋杆不能转动，所以它只能在轴线方向上移动，故又称直线轴。丝杆的端头是一个塞头，塞头可以缩回或伸出，从而增太或减小怠连执行嚣旁通进气通道的截面积，直到将它堵塞。3、节气门电机提升装置为使发动机实现优化运行，现代轿车的电控发动机采用集中操作系统即怠速操作、点火操作、燃油喷射操作等都由发动机ECU集中统一操作，因此，没有专用的空调怠速提升装置，怠速的提升是通过发动机的节气门阀体完成的。如图4-26所示发动机ECU通过空调开关或空调压缩机工作的电位信号，便能检测到空调器是否开启，以决定是否提高发动机转速。当发动机电脑决定提高怠速时，操作节气门电机翻开一定角度，直至到达设定空调运行转速。空调开启时的怠速转速一般是9001000rmin。图4-26 电控发动机节流阀体和节气门电机操作电路五、空调压力开关（一）高压开关 汽车空调在使用过程中，当出现散热片堵塞、风扇不转动或制冷剂充注过量等不正常状况时，系统压力就会异常升高，此时假设不停止压缩机的运转，过高的压力将导致压缩机损坏、管道破裂等故障发生。高压开关有常开型或常闭型两种形式。用作冷却风扇操作的则有常开型和常闭型，如图4-27(a)所示。用作压缩机电源切断的一般为常闭型，如图427(b)所示。下面以常闭型压力开关为例分析它的结构。高压端制冷剂压力作用在膜片上，正常情况下，高压端压力小于弹簧的弹力，固定触点与活动触头处于闭合状态，电路处于接通状态。一旦系统压力超过314MPa(Rl 2系统为2 65MPa)时，高压蒸汽压力大于弹簧弹力，金属膜片反弹变形，致使活动触头与固定触头快速别离，切断离合器电路，压缩机停转。当高压端制冷压力下降到2.55MPa(Rl 2系统为217MPa)时，触点恢复闭合，电路接通，压缩机恢复运转。图4-27 高压开关结构（二）低压开关 低压开关一般装在制冷系统的高压端，用束防止压缩机在异常低压力下工作。空调不作时，高压侧压力过高，一般说明系统存在泄漏。另外，在小型的汽车空调制冷系统中，很多压缩机不带润滑油泵。压缩机中摩擦副的润滑很大程序上依靠制冷剂带油回流进行，这样压缩机在缺油环境下继续运行会导致严峻损坏，且空调送出的风不琼，又增加了发动机功耗。在这种情况下，低压开关移作，触点断开，压缩机停转，可以起到保护作用。低压开关的结构与常开型高压开关基本相同。当高压侧压力高于0.23MPa时，触点保持闭台，当系统高压侧压力低于0.12 MPa时，触点在弹簧力作用下断开，压缩机便无法启动。低压开关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，切断离台器电源，防止空调在低温环境下工作，这个原理较简单，当环境温度较低时，制冷剂对应的压力也低，这时低压开关断开，空调不能启动。在设计时，一般将压力操作在0.423MPa(对应温度为10)以上。另有一种低压开关用于操作蒸发器的蒸发温度。许多循环离合器孔管(CCOT)系统和固定孔管循环工作离台器（FOTCC)系统用压力开关替代温控器，低压开关装在系统中的蒸发器出口和压缩机进口之间，一般装在集滤器上，感受低压侧压力，使离台器在大约207kPa时定期断开，该压力对应温度为0，即利用饱和状态下温度与压力成对应关系原理。图4-28为低压开关在CCOT系统的应用，设置低开关后，既可以实现温控还可以保护系统不受可能进入的空气和湿气的损害。图4-28 用低压开关操作的CCOT制冷系统（三）双重压力开关 新型的空调制冷系统是把高、低压开关组合成一体，成为双重压力开关。它安装在储液枯燥器上面，这样就减少了压力开关的数最和接口，从而减少了制冷剂泄露的可能性。双重压力开关结构如图429所示。图429 双重压力开关结构工作原理：当高压制冷剂的压力正常时，压力应在0.4232.75MPa，金属膜片和弹簧力处在平衡位置，高压触头和低压触头均闭合，电流从触头到高压触头后再从触头出来。当制冷剂压力降低到小于0423MPa时，弹簧压力将大于制冷剂压力，推动低压触头并脱开，电流随即中断，压缩机停止运行。如图4-29(a)所示。反之，当压力大于2.75MPa时，蒸气压力将整个装置往下推到下止点，蒸气继续压迫金属膜片下移，并推动顶销将动高压触头推开，并与静高压触头接触，将离合器电路断开，压缩机停止运行。当高压端的压力小于2.17MPa时，金属膜片恢复正常位置，压缩机又开始运行，如图4-29(b)所示。（四）三重压力开关为减少压力开关的数量和接口，以减少制冷剂泄漏的可能，使空调结构更加紧凑，目前很多汽车空调采用三重压力开磁(三位压力开关)。这种开关由高、低压开关(双重压力开关)和一个中压开关组成，安装在制冷系统高压侧。如图430所示。高、低压开关(双重压力开关)：如果制冷管道高压端压力太高(由于散热不良等)或太低(由于泄漏)，三重压力开关动作，送一个信号到冷却风扇单元(本田车)或空调操作器(一般车)，以防止压缩机在异常高或异常低的压力下运转。中压力开关：如果冷媒压力高于1520kPa，三重压力开关会传递信号到风扇操作单元，或直接操作冷凝器继电器来改变冷凝器风扇和水箱风扇的速度，只要中压力开关闭合，则风扇仅做高速运转（五）制冷剂压力传感器现在的中高档轿车，特别是使用自动空调的轿车通常采用压力传感器来感测系统压力，以测量压力是否正常。它的结构相当于一个歧管压力传感器，一般为压敏电阻式。其结构如图431所示。位于制冷剂管路高压侧的制冷剂压力传感器对制冷系统起到保护作用，防止压力过高或过低对其造成损坏。如果系统内的压力超过或低于规定值，制冷剂压力传感器就会检测制冷剂管路内的压力，并向ECU发送电压信号。当制冷剂压力传感器检测到高压侧的压力高于2746 kPa或低于134 kPa时，ECU会使继电器关闭，并停止压缩机工作。压力传感器除用于压力操作外，还作为冷却风扇的操作信号，当检测到制冷剂压力高于1.7 kP时，冷凝器散热风扇将高速运转。图4-30 三重压力开关图4-31 空调压力传感器六、系统过热过压保护（一）过热限制器过热限制器有两种，一种装在压缩机缸盖上，作用是使电磁离合器电源中断，压缩机停转；一种装在蒸发器出口管路上，作用是使泄漏报警灯亮。这两种结构都会防止由于缺少制冷剂或压缩机缺乏润滑油而过热损坏。过热限制器主要用在斜盘式压缩机上。当制冷系统温度过低时，切断离合器的电路，使压缩机停止运行，防止压缩机受到损坏。过热限制器的构造如图4-32所示。它包括过热开关和熔断器两局部。过热开关装在压缩机后盖紧靠吸气腔的位置，是一种温度传感开关。其构造如图4-33所示。当制冷系统的制冷剂泄漏量较多时，压力会下降，假设这时压缩机继续工作，就会产生过热现象。这时制冷剂的温度上升，但压力不增加，会毁坏润滑油，进而损坏压缩机，压缩机内部将烧焦变成黑色。图4-32 过热限制器的构造图4-33 过热开关 图4-32中的过热熔断器有三个接头，S接过热开关，B接外电源，C接离合器。熔断器内部的B和C之间接一个低熔点金属丝，S和C接通电热丝。正常情况下，电流通过空调开关与环境温度开关，经过熔断器低熔点金属丝到压缩机的电磁线圈。当压缩机过热时，过热开关内的制冷剂蒸气将感测到入口的温度升高，过热开关闭合，使电路接通，这时电流接通过热限制器上的电热丝。电热丝发热后熔化低熔点的金属丝，切断压缩机离合器电路，压缩机停止运行。当熔断器断路时，一定要仔细检查制冷系统是否因泄漏而缺少制冷剂，否则，接好熔断器后很快又会烧断。另外，如果检查制冷系统后确认不缺少制冷剂，那么就可能是过热开关损坏，需要更换。过热开关现在已大多被低压保护开关所取代。（二）高压卸压阀如果制冷剂的压力升得太高，将会损坏压缩机。因此，在典型的空调系统中，都有一个装在压缩机或高压管路上的由弹簧操作的泄压阀。一般汽车空调系统中，当制冷剂管路高压侧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方法来保护制冷系统免受损坏。该方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。如图4-34所示。图4-34 高压卸压网工作原理示意图采用高压泄压阀，只释放出少量制冷剂，不存在上述易熔塞的缺点，空气也不会进入系统，而且便于判断故障原因。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。当制冷系统压力过高(如超过3.44.2MPa)时，高压泄压阀翻开，使制冷剂逸出而泄压；当压力降至3.5MPa以下时，在弹簧作用下，泄压阀自动关闭，以确保空调系统的正常工作。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435所示。当系统内的制冷剂压力升高到非正常水平(大于3.8MPa)时，泄压阀的泄压口就会自动翻开，并将制冷剂释放到空气中去。图4-35 日产颐达空调系统泄压阀七、鼓风机转速操作汽车空调上一般使用鼠笼式鼓风机，鼓风机由扇风轮和鼓风机电机组成。其外形如图436所示。要使车内有一个舒适的环境，除了要操作空调送风温度、风门模式外，还要使风机转速可以操作，以调节风量大小，适应环境变化，满足驾驶员或乘客的不同需要。鼓风机的转速操作一般有三种形式：鼓风机开关和调速电阻联合操作、空调电脑通过晶体管操作和晶体管与调速电阻组合操作。（一）鼓风机开关和调速电阻联合操作鼓风机的操作挡位一般有二、三、四、五速四种，最常见的是四速，如图437所示。在有后空调暖风系统的汽车上，其后鼓风机一般采用二、三速。通过改变风机开关与调速电阻的接通方式，使风机以不同的转速工作。风机开关处于I位置时，至鼓风机电机的电流须经过三个电阻，由于经过电机的电流较小，风机以低速运行；开关调至位置时，至电动机的电流须经过两个电阻，风机按中低速运转；开关调至位置时，至电动机的电流只经过一个电阻，风杌按中高速运转；选定最大挡位时，风机电路不串任何电阻，电源电压直接加至电动机，风机以最高速度运转。图4-36 鼠笼式鼓风机鼓风机调速电阻一般装在空调蒸发器组件上，利用气流 进行冷却，外部有铝制散热片。其外观如图4-38所示。风机 调速开关安装在操作面板内，由一调节旋钮操纵。对鼓风机转速的操作有两种方式：一种是操作通向电机的正极，另一种是操作电机的电路搭铁。如图4-39所示。本田飞度轿车就是以操作电机搭铁的方式来操作鼓风机转速的。图4-37 鼓风机调速操作电路图4-38 调速电阻外观图4-39 搭铁操作的风机调速电路（二）空调电脑通过晶体管操作 现代中高档轿车为实现风速的自动操作，风机的转速一般由电控模板通过大功率晶体管操作。其操作原理如图4-40所示。功率组件操作风机的运转，它把来自程序机构的风机驱动信号放大，放大器的输出信号根据车内情况，按照指令提供不同的风机转速。如果车内温度比所选定的温度高很多，在空调工作状态下，风机将高速运转；而当车内温度降低时，风机速度又降为低速。反之，如果车内温度比所选定的温度低得多，在加热状态下，风机将被启动为高速；而当车内温度上升后，风机速度降为低速。图4-40 用晶体管操作的风机电路（三）晶体管与调速电阻器组合器鼓风机操作开关有自动(AUTO)挡和不同转速的人工选择模式，如图441所示。当鼓风机转速操作开关设定在“AUTO”挡时，鼓风机的转速由空调电脑根据车内、外温度及其他传感器的参数操作。假设按动人工选择模式开关，则空调电路取消自动操作功能，执行人工设定功能。图4-41 晶体管与调速电阻器组合器八、冷凝器散热风扇操作一般的小客车和大中型客车，由于车辆底盘结构与轿车有很大区别，空调系统的布置方式也不一样，其冷凝器一般不装在水箱前，而是单独设置。像客车的车外顶置式空调，其冷凝器安装在车辆顶部，故散热风扇安装在车顶上。轿车空调的冷凝器一般装在水箱前，为了减少风扇的配置，使结构简化，在设计上一般将水箱冷却风扇和冷凝器风扇组装在一起，利用一个或二个风扇对水箱和冷凝器进行散热。其操作方式一般是根据水温信号和空调信号共同操作，同时满足水箱散热和冷凝器散热的需要。常见的冷凝器散热风扇电路有以下几种：空调开关直接操作型、AC开关和水温开关联合操作型、空调放大器操作型。图4-42 空调开关直接操作的冷凝器风扇电路（一）空调开关直接操作器这种操作方式的电路比较简单。接通空调开关时，继电器的电磁线圈就有电流通过，并产生磁力吸合触点，这时电流由12V电源继电器的触点冷却风扇电动机搭铁，冷凝器风机便通电运转；关闭空调开关时，继电器电磁线圈无电流通过，磁力消失，继电器触点断开，冷却风扇电动机停止运转。其操作电路如图4-42所示。（二）AC开关和水温开关联合操作型有些汽车的发动机冷却系统和空调冷凝器共用一个风扇进行散热，如图4-43所示。这种风扇有两种转速，即低速和高速。风扇电动机转速的改变是通过改变线路中电阻值的方法实现的。从图中可以看出，起关键操作作用的是AC开关和水温开关。当空调开关开启时，常速风扇继电器通电工作。由于线路中串联了一个电阻，风扇低速运转。当冷却系统水温到达8992时，水箱风扇也是低速运转；一旦发动机水温升至9710l时，水箱风扇高速运转，以加强散热效果。图4-43 AC开关和水温开关联合操作型（三）空调放大器操作型现代轿车的手动空调放大器集成了散热器风扇操作这一功能。这些空调放大器的内部配置有用于操作散热器风扇转速的两个继电器，一个用于操作低速，一个用于操作高速。它根据空调信号和水温信号进行联合操作，群众桑塔纳3000就是利用空调放大器来操作散热器风扇转速的。九、压缩机离合器的操作压缩机是整个汽车空调系统的心脏，压缩机离合器接合后带动压缩机运转，将从蒸发器出来的低温、低压气体压缩成高温、高压气体，驱动着整个制冷循环回路。根据有无继电器，压缩机的操作方式可分为直接操作和继电器操作两种类型。直接操作方式中，开关安装于电源与压缩机离合器之间，直接操作电源的通断，当开关闭合时，大电流经开关至压缩机离合器，由于大电流经过开关触点，容易烧蚀触点，造成电路故障。继电器操作方式中，开关安装于压缩机继电器线圈的供电电路中，通过操作压缩机继电器操作压缩机离合器，由于小电流经过开关触点，可有效地防止触点烧蚀，目前大多数轿车采用继电器操作方式。根据操作元件的不同，继电器操作压缩机的操作电路又分为以下三种：开关操作、空调操作器操作和发动机ECU操作。图4-44 开关操作压缩机（一）开关操作 该操作方式的操作电路如图4-44所示。当空调开关(AC开关)、环境温度开关、温控器开关、压力开关闭合时，压缩机继电器通电，压缩机电磁离合器通电，压缩机运转（一）空调操作器操作图4-45为群众捷达空调电路系统示意图。该空调系统中，空调操作器内部有两个常规常开触点继电器，即高速风扇继电器和空调继电器。发动机ECU通过空调操作器操作空调压缩机离合器的结合与别离。当按下空调开关后，空调信号经过低温开关、低压开关进入ECU的28号端子。ECU接到该信号后，将根据怠速开磁和节气门位置传感器信号确定空调是否参加及如何参加。如果怠速开关闭合，则发动机在怠速工况下运行。在收到空调参加信号后，ECU将不立即接通空调继电器，而是给一个140ms的延时，同时ECU将提高发动机转速。如果节气门全开，则发动机在全负荷下运行。即使空调开关接通，ECU也将切断空调继电器，使空调压缩机停止工作。当节气门再回到局部开启或全关时，ECU接通空调继电器，使空调压缩机工作。影响空调压缩机工作的还有外界温度开关，该开关在外界温度低于1时断开，高于5时闭合，防止压缩机低温启动。当制冷管路中的制冷剂过少或有泄漏导致压力过低时，低压开关断开，防止压缩机低压运行损坏。综上所述，压缩机电磁离合器的操作是由空调操作器来执行的，当操作器的MK脚输出12V电源时，离合器闭合，空调压缩机工作。图4-45 为群众捷达空调电路系统示意图。(三)发动机ECU操作图4-46中空凋系统的压缩机最终是由发动机ECU操作的。由图可知，该操作系统有一个特点，就是在翻开空调开关前，必须先翻开鼓风机开关，让鼓风机运转。这样，蒸发器工作之前，鼓风机就已经开始送风、防止蒸发器结霜。鼓风机运行后，翻开空调开关，TG电流通过。这时空调开关信号分成两路：一路进入发动机ECU，ECU使发动机提高怠速转速，做好空调开启准备；另一路经恒温开关双压力开关到达压缩机继电器电磁线圈端子，发动机ECU操作压缩机继电器线圈的另一端子搭铁时，继电器工作，触点闭合。接通空调压缩机工作电路。图4-46 压缩机由ECU操作的电路示意图因此，发动机ECU是在收到空调开关信号之后，操作压缩机继电器搭铁，使空调压缩机工作的。在空调操作电路中，恒温开关检测蒸发器外表温度，当蒸发器外表温度低于1时断开，压缩机停止工作，防止蒸发器外表结冰。双压开关在空调系统压力低于210kPa或高于3200kPa时断开，使压缩机停止工作，防止系统压力过低或过高时继续工作而损坏压缩机。双重压力开关又叫压缩机保护开关。在此操作系统中，发动机ECU操作压缩机是否工作并未计算各种传感器数据，是一种比较简单的发动机ECU操作，而在一般的汽车空调系统中，发动机ECU根据传感器信号计算空调压缩机是否符合开启条件。课后练习一、填空题1.汽车空调压力开关分为、和 四类。2.系统正常运行后的压力，高压端为：MPa,低压端为：MPa。二、选择题1.低压开关安装在高压管路中，制冷系统工作时为闭合状态，当（）时为断开状态。A.系统压力提高时 B.系统压力波动时 C.系统制冷剂严峻泄漏时 2.温度操作器开关起调节车内温度的作用，其操作的电路是（）A.鼓风机电路 B.电磁离合器电路 C.混合温度门电路 D.冷凝器风机电路三、判断题1.高压开关安装在高压管路上，低压开关安装在低压管路上。（）2.热敏电阻式温度操作器，其热敏电阻具有负温度系数，即当温度升高时，其阻值上升。（）3.制冷系统安装发动机怠速操作装置，目的是为了保证汽车的怠速性能。（）谢谢观看/欢送下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH