章汽车空调系统的控制分析优秀PPT.ppt
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1、汽车空调第第6 6章章 汽车空调系统的限制汽车空调系统的限制汽车空调 为保证带空调的汽车正常工作,还须要对压缩机的为保证带空调的汽车正常工作,还须要对压缩机的运行及发动机供油系统实行相应的限制措施,如怠速继运行及发动机供油系统实行相应的限制措施,如怠速继电器、怠速提升装置电器、怠速提升装置(TP)(TP)、超车停转继电器等。、超车停转继电器等。对于压缩机的通断,一般是通过电磁离合器的限制对于压缩机的通断,一般是通过电磁离合器的限制来实现的。风门的限制依靠电气系统、真空系统的限制来实现的。风门的限制依靠电气系统、真空系统的限制作用来实现。作用来实现。现在很多高级车辆上接受了微型计算机限制,真正实
2、现了空现在很多高级车辆上接受了微型计算机限制,真正实现了空调的自动限制。调的自动限制。汽车空调4.1汽车空调限制 系统的限制元件 汽车空调限制系统的限制元件有:温度限制组件、压力限制组件、电磁离合器、车速调整装置、真空限制组件等等。汽车空调 温度限制组件,又称恒温器、温度开关,它是汽温度限制组件,又称恒温器、温度开关,它是汽车空调系统中温度限制部件,用于系统中限制电磁离车空调系统中温度限制部件,用于系统中限制电磁离合器的通断。合器的通断。恒温器恒温器 放置在蒸发器内或靠近蒸发器的冷气限制板上。放置在蒸发器内或靠近蒸发器的冷气限制板上。当蒸发器表面温度或车厢内温度低于设置温度时,恒当蒸发器表面温
3、度或车厢内温度低于设置温度时,恒温器断开,电磁离合器分别,压缩机停止工作;反之温器断开,电磁离合器分别,压缩机停止工作;反之电磁离合器吸合,压缩机起先工作,由此而防止蒸发电磁离合器吸合,压缩机起先工作,由此而防止蒸发器表面结霜,也调整了车厢内的温度。器表面结霜,也调整了车厢内的温度。1 1恒温器恒温器 Pg93Pg93汽车空调恒温器有三种形式,即:水纹管式、双金属片式恒温器有三种形式,即:水纹管式、双金属片式和热敏电阻式。和热敏电阻式。(1)水纹管式恒温器(Pg93)水纹管式恒温器由感温驱动机构、温度设定机构和触点三部分组成。感温包作为传感器放置在被测部位,温度的变更使得水纹管内压力发生变更,
4、导致水纹管伸长或缩短,并将此位移信号通过顶端作用点A传递出去。在弹簧力的作用下,A点的位移与感温介质压力变更呈线性关系。汽车空调 通过触通过触点的开点的开闭,限闭,限制着压制着压缩机上缩机上电磁离电磁离合器电合器电路的通路的通断。断。汽车空调4.1汽车空调限制 系统的限制元件水纹管式恒温器的工作原理水纹管式恒温器的工作原理 图中触点处于断开位置,压缩机也处于停止状态。当蒸发图中触点处于断开位置,压缩机也处于停止状态。当蒸发器表面温度渐渐上升时,感温包内温度也随着上升,同时器表面温度渐渐上升时,感温包内温度也随着上升,同时压力增高使水纹管伸长。水纹管与摇摆框架相连,框架上压力增高使水纹管伸长。水
5、纹管与摇摆框架相连,框架上装有一动触点,而恒温器壳体上有确定触点。水纹管的伸装有一动触点,而恒温器壳体上有确定触点。水纹管的伸长使得触点闭合,电磁离合器电路被接通,使压缩机工作。长使得触点闭合,电磁离合器电路被接通,使压缩机工作。反之,温度下降后压缩机停止工作。反之,温度下降后压缩机停止工作。汽车空调4.1汽车空调限制 系统的限制元件(2 2)双金属片式恒温器)双金属片式恒温器在双金属片的端部有一动触点,而在壳体上有确定触点。在双金属片的端部有一动触点,而在壳体上有确定触点。这种恒温器没有毛细管和感温包,干脆靠空气流过其表这种恒温器没有毛细管和感温包,干脆靠空气流过其表面感受温度而工作。它的温
6、度设定方法与水纹管式恒温面感受温度而工作。它的温度设定方法与水纹管式恒温器相同。器相同。汽车空调4.1汽车空调限制 系统的限制元件 工作原理:在设定温度范围内,双金属片平伸,两触点闭合。此时,电磁离合器电路接通,压缩机工作。当流过恒温器的空气温度低于所设定温度时,由于两种金属片的热膨胀系数不同,膨胀系数大的金属片收缩得多,这样就造成了双金属片弯曲,触点断开,电磁离合器分别,压缩机停止工作。当温度上升后,金属片受热后渐渐平伸,触点又闭合,从而接通电路。如此反复达到控温的目的。汽车空调4.1汽车空调限制 系统的限制元件 (3 3)热敏电阻式恒温器)热敏电阻式恒温器(Pg95)(Pg95)热敏电阻是
7、一种阻值随温度变更而变更的电阻元件。热敏电阻是一种阻值随温度变更而变更的电阻元件。热敏电阻式恒温器正是利用了热敏电阻的这种特性,把它热敏电阻式恒温器正是利用了热敏电阻的这种特性,把它作为传感器放置在被测温度之处,如空调系统的风道内,作为传感器放置在被测温度之处,如空调系统的风道内,同时用导线与晶体管放大电路系统相连同时用导线与晶体管放大电路系统相连汽车空调热敏电阻的特性曲线。热敏电阻的特性曲线。汽车空调 温度的变更转变为电阻值的变更,进而转变为电温度的变更转变为电阻值的变更,进而转变为电压的变更,通过放大器限制电磁离合器动作,由此达压的变更,通过放大器限制电磁离合器动作,由此达到限制温度的目的
8、。温度调整是靠一个附加的调温电到限制温度的目的。温度调整是靠一个附加的调温电阻器调整的。恒温器中运用的热敏电阻通常接受负特阻器调整的。恒温器中运用的热敏电阻通常接受负特性电阻。性电阻。汽车空调 空调上的温度开关有环境温度开关、水温开关、空调上的温度开关有环境温度开关、水温开关、蒸发器表面温度开关、除霜开关等等。蒸发器表面温度开关、除霜开关等等。汽车空调过酷爱护装置有两种,一种是装过酷爱护装置有两种,一种是装在压缩机缸盖上,作用结果是在压缩机缸盖上,作用结果是使电磁离合器电源中断,压缩使电磁离合器电源中断,压缩机停转。一种是装在蒸发器出机停转。一种是装在蒸发器出口管路上,作用结果是泄漏报口管路上
9、,作用结果是泄漏报警灯亮。警灯亮。这两种结构的目的都是防止由于这两种结构的目的都是防止由于缺少制冷剂,造成压缩机因缺缺少制冷剂,造成压缩机因缺乏润滑油而过热损坏。乏润滑油而过热损坏。过热开关是一种温度过热开关是一种温度-压压力感应开关。在正常状况下,力感应开关。在正常状况下,此开关处于断开位置此开关处于断开位置过热开关过热开关(Pg157)(Pg157)汽车空调 当系统处在高温高压或者低温低压状当系统处在高温高压或者低温低压状态时,此开关保持常开。当系统处于高温低压态时,此开关保持常开。当系统处于高温低压状态时,此开关闭路。系统的高温低压状态通状态时,此开关闭路。系统的高温低压状态通常是在缺少
10、制冷剂的时候出现的。此时若压缩常是在缺少制冷剂的时候出现的。此时若压缩机接着保持运转,将会因缺少润滑及过热而损机接着保持运转,将会因缺少润滑及过热而损坏。过热开关使压缩机停止转动,直到故障解坏。过热开关使压缩机停止转动,直到故障解除再复原运转,起到自动爱护作用。除再复原运转,起到自动爱护作用。汽车空调 热力熔断器是与过热开关配热力熔断器是与过热开关配套工作的,由温度感应保险丝套工作的,由温度感应保险丝和线绕电阻器和线绕电阻器(加热器加热器)组成组成(见图见图6.34)6.34)。当过热开关闭路时,通当过热开关闭路时,通向电磁离合器的电流通过热力向电磁离合器的电流通过热力熔断器中的加热器,使加热
11、器熔断器中的加热器,使加热器温度上升,直到把熔断器熔化。温度上升,直到把熔断器熔化。这样电磁离合器电路中断,压这样电磁离合器电路中断,压缩机停止转动。缩机停止转动。因熔化保险丝须要确定因熔化保险丝须要确定的时间,对于短时间的时间,对于短时间(例如三例如三分钟分钟)内的高温低压现象是不内的高温低压现象是不起作用的。短时间异样现象未起作用的。短时间异样现象未必会对系统工作产生影响。必会对系统工作产生影响。汽车空调 2 2压力开关压力开关 Pg155Pg155 压力开关属于爱护元件,是一种随压力变更而断开或闭合触压力开关属于爱护元件,是一种随压力变更而断开或闭合触点的元件,又称压力继电器。点的元件,
12、又称压力继电器。它由压力引入装置、动力器件和触点等组成,在系统中感受它由压力引入装置、动力器件和触点等组成,在系统中感受着制冷剂压力的变更,当系统中压力过高或过低时压力着制冷剂压力的变更,当系统中压力过高或过低时压力开关起作用,防止系统在异样压力状况下工作,起到了开关起作用,防止系统在异样压力状况下工作,起到了爱护作用。爱护作用。汽车空调(1 1)高压压力开关)高压压力开关 高压压力开关装在压缩机至冷凝器之间的高压管路上.作用是防止系统在异样的高压压力下工作。当冷凝压力出现异样上升时,开关自动切断电磁离合器的电路,使压缩机停转,或接通冷却风扇高速挡电路,自动提高风扇转速,以降低冷凝温度和压力。
13、在汽车空调系统中,高压开关的压力限制范围为:2.823.10MPa时断开,1.031.73MPa时接通。汽车空调(2 2)低压压力开关)低压压力开关低压开关有两种,一种是安装在系统的高压回路低压开关有两种,一种是安装在系统的高压回路中,防止压缩机在压力过低的状况下工作。中,防止压缩机在压力过低的状况下工作。另一种低压开关是设置在低压回路中,干脆由吸另一种低压开关是设置在低压回路中,干脆由吸气压力限制。当低压低于某一规定值时,接通气压力限制。当低压低于某一规定值时,接通高压旁通阀高压旁通阀(电磁阀电磁阀),让部分高压蒸气干脆进,让部分高压蒸气干脆进入蒸发器,以达到除霜的目的。这种装置一般入蒸发器
14、,以达到除霜的目的。这种装置一般用于大、中型客车的空调制冷系统中。用于大、中型客车的空调制冷系统中。低压开关的工作范围一般为:低压开关的工作范围一般为:8080110kPa110kPa时断开;时断开;230230290kPa290kPa时接通。时接通。汽车空调(3 3)高、低压复合开关(三位压力)高、低压复合开关(三位压力开关)开关)把高、低压力开关做成一体,形成了高、低压复合把高、低压力开关做成一体,形成了高、低压复合开关。这样就可以作为一体安装在贮液干燥器上。开关。这样就可以作为一体安装在贮液干燥器上。三位压力开关一般安装在储液干燥器上,感受制冷三位压力开关一般安装在储液干燥器上,感受制冷
15、剂高压回路的压力信号,图所示是高、低压复合剂高压回路的压力信号,图所示是高、低压复合开关示意图。开关示意图。汽车空调 它由金属膜片、弹簧及触点等组成它由金属膜片、弹簧及触点等组成汽车空调 其工作过程是:低压爱护当制冷剂压力低于低限值(196kPa),由于弹簧的压力大于制冷剂压力,因此触点7和触点1断开,电流中断,压缩机停止工作。正常工作当制冷剂压力为正常值时(0.23MPa),制冷剂压力超过弹簧力,弹簧受压缩,而金属膜片不变形,动触点向箭头方向移动,触点1接通,压缩机正常工作。汽车空调 高压爱护当制冷剂压力高于高限值时(3.14MPa),此时制冷剂压力不仅高于弹簧压力,而且高于金属膜片的弹力。
16、这时,金属膜片由拱形变平,推动销子6向箭头方向移动,并使得高于触点7,电路断开,压缩机停止工作。汽车空调(4 4)泄压阀)泄压阀(Pg159)(Pg159)为了防止高压侧温度和压力异样上升造成系统损坏,当为了防止高压侧温度和压力异样上升造成系统损坏,当温度和压力异样上升时,泄压阀打开,释放出制冷剂。温度和压力异样上升时,泄压阀打开,释放出制冷剂。原来接受易熔塞。原来接受易熔塞。汽车空调3 3电磁离合器电磁离合器 Pg72Pg72 在非独立式汽车空调系统中,压缩机的停、转都是在非独立式汽车空调系统中,压缩机的停、转都是靠电磁离合器与发动机联系的,电磁离合器的吸靠电磁离合器与发动机联系的,电磁离合
17、器的吸合或释放确定了空调系统是否工作。合或释放确定了空调系统是否工作。电磁离合器受温度开关、压力开关、怠速调整装电磁离合器受温度开关、压力开关、怠速调整装置、电源开关等元件的限制。置、电源开关等元件的限制。汽车空调带轮组件、衔带轮组件、衔铁组件、线圈铁组件、线圈组件。组件。整个组件靠花整个组件靠花键与压缩机主键与压缩机主轴连接。轴连接。汽车空调电磁离合器的工作原理电磁离合器的工作原理当线圈绕组中有电流通过时,产生较强的电磁当线圈绕组中有电流通过时,产生较强的电磁场,吸合衔铁与带轮组件紧密结合,这样,场,吸合衔铁与带轮组件紧密结合,这样,带轮的转动带动压缩机工作;当电流消逝后,带轮的转动带动压缩
18、机工作;当电流消逝后,衔铁靠复位弹簧快速与带轮分别,带轮仍在衔铁靠复位弹簧快速与带轮分别,带轮仍在转动,但压缩机停止了工作。转动,但压缩机停止了工作。汽车空调4 4车速调整装置车速调整装置 (Pg164Pg164)(1 1)发动机怠速调整装置)发动机怠速调整装置第一类是被动式调整,当发动机怠速运转时,自动切第一类是被动式调整,当发动机怠速运转时,自动切断压缩机离合器电路,停止压缩机运行,以减轻发断压缩机离合器电路,停止压缩机运行,以减轻发动机的负荷,稳定发动机怠速性能,这类装置称为动机的负荷,稳定发动机怠速性能,这类装置称为怠速继电器;怠速继电器;其次类是主动式调整,即在发动机怠速运转时,加大
19、其次类是主动式调整,即在发动机怠速运转时,加大油门,以增加发动机的输出功率,并使发动机转速油门,以增加发动机的输出功率,并使发动机转速稍有提高,达到带负荷的低速稳定运转的目的。这稍有提高,达到带负荷的低速稳定运转的目的。这类装置称为怠速提升装置。类装置称为怠速提升装置。汽车空调 怠速继电器怠速继电器(Pg165Pg165)是一种集成电路,感应来自点火线圈的脉冲是一种集成电路,感应来自点火线圈的脉冲信号,若发动机怠速转速低于设定值,继电信号,若发动机怠速转速低于设定值,继电器不吸合,则压缩机停转器不吸合,则压缩机停转。汽车空调 怠速提升装置(怠速提升装置(Pg166,141Pg166,141)汽
20、车空调(2 2)加速断开装置()加速断开装置(Pg167Pg167)在汽车加速超车时,为了保证发动机有足够的动力,应在汽车加速超车时,为了保证发动机有足够的动力,应当切断压缩机离合器电路,以尽量大的发动机功率来当切断压缩机离合器电路,以尽量大的发动机功率来供汽车加速所需。供汽车加速所需。由超速开关及延迟继电器组成。超速开关一般装在加由超速开关及延迟继电器组成。超速开关一般装在加速踏板下,当加速踏板被踩下时,电磁离合器电路断速踏板下,当加速踏板被踩下时,电磁离合器电路断开,压缩机停止工作,使发动机的输出功率全部用于开,压缩机停止工作,使发动机的输出功率全部用于加速,而加速,而6s6s后电路又自动
21、接通,空调系统复原工作。后电路又自动接通,空调系统复原工作。高档轿车为提超群车实力常加装这种装置。高档轿车为提超群车实力常加装这种装置。汽车空调 5.真空限制组件(1)真空马达(Pg169)汽车空调 真空马达不工作时,弹簧处于松弛状态,传动杆伸长(见图6.40a);工作时,上腔室具有确定真空度,上、下腔室的压差使得弹簧被压缩,传动杆向上移动,带动风门(阀门)动作(见图6.40b)。汽车空调(2 2)真空限制水阀)真空限制水阀(Pg118)(Pg118)汽车空调 (2)真空限制水阀 在汽车空调系统中也常常用真空膜盒干脆作为阀门的限制动力,图6.41就描述了一个典型的用真空限制阀限制水加热器流量阀
22、的工作过程。图6.41a表示无真空时,图6.41b表示部分真空时,图6.41c表示完全真空时的工作状况。汽车空调4.24.2汽车空调限制汽车空调限制 系统的限制电路系统的限制电路(Pg139)(Pg139)汽车空调电路形式可分成鼓风机限制,冷凝器风扇限制,温度限制(压缩机限制),通风系统限制,爱护电路等即可清晰了解其电路限制原理。汽车空调4.24.2汽车空调限制汽车空调限制 系统的限制电路系统的限制电路1 1鼓风机的限制鼓风机的限制 依据限制方法的不同可分为以下三种形依据限制方法的不同可分为以下三种形式。式。(1 1)由鼓风机开关和调速电阻联合限制)由鼓风机开关和调速电阻联合限制 (2 2)电
23、控模块通过大功率晶体管限制)电控模块通过大功率晶体管限制 (3 3)晶体管与调速电阻器组合型)晶体管与调速电阻器组合型汽车空调(1 1)由鼓风机开关和调速电阻联合限制)由鼓风机开关和调速电阻联合限制汽车空调 (1)由鼓风机开关和调速电阻联合限制 风机的限制档位最常见的是四速.通过变更风机开关与调速电阻的接通方式可令风机以不同转速工作。调速电阻一般装在空调蒸发器组件上,利用气流进行冷却 汽车空调(2 2)电控模块通过大功率晶体管限制)电控模块通过大功率晶体管限制为实现风速的为实现风速的自动限制,自动限制,风机的转速风机的转速一般由电控一般由电控模块通过大模块通过大功率晶体管功率晶体管限制,限制限
24、制,限制原理见图原理见图6.436.43。汽车空调 功率组件限制风机的运转,它把来自程序机构的风机驱动信号放大,放大器的输出信号依据车内状况,依据指令供应不同的风机转速,假如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。相反地,假如车内温度比所选定的温度低得多,在加热状态下,风机将被起动为高速;而当车内温度上升后,风机速度降为低速。汽车空调(3 3)晶体管与调速电阻器组合型)晶体管与调速电阻器组合型汽车空调(3 3)晶体管与调速电阻器组合型)晶体管与调速电阻器组合型 鼓风机限制开关有自动鼓风机限制开关有自动(AUTO)(AUTO)挡和不
25、同转速的人工选择挡和不同转速的人工选择模式,如图模式,如图6.446.44所示,所示,当鼓风机转速限制开关设定在当鼓风机转速限制开关设定在“AUTO“AUTO挡时,鼓风机挡时,鼓风机的转速由空调电脑依据车内、车外温度及其它传感器的转速由空调电脑依据车内、车外温度及其它传感器的参数限制。的参数限制。若按动人工选择模式开关,则空调电路取消自动限制功若按动人工选择模式开关,则空调电路取消自动限制功能,执行人工设定功能。能,执行人工设定功能。汽车空调2 2冷凝器散热风扇的限制冷凝器散热风扇的限制 车型不同,则配置风扇的数量不同,限制线路车型不同,则配置风扇的数量不同,限制线路设计方面差异也很大,但其限
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