《汽車空調(diào)結(jié)構(gòu)原理與維修 》范愛民主編汽車空調(diào)系統(tǒng)的電路與電器設(shè)備第4章）

1、4.1汽車空調(diào)系統(tǒng)電路汽車空調(diào)系統(tǒng)電路 汽車空調(diào)系統(tǒng)配置有壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器、鼓風電動機等主要部件，汽車空調(diào)電路的任務便是對上述配置的工況進行調(diào)節(jié)和控制 第4章 汽車空調(diào)系統(tǒng)的電路與電器設(shè)備轎車空調(diào)電路1壓縮機和電磁離合器 2點火線圈 3一壓力開關(guān) 4鼓風電動機開關(guān)高(Hi)、中(ME)、低(Lo)、關(guān)(OFF) 5一鼓風電動機 6點火開關(guān) 7一熔斷器 8一溫度調(diào)節(jié)旋鈕 9敏電阻 10溫度檢測電路 11發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測電路 12放大器1 、 電源的控制這部分包括了蓄電池、點火開關(guān)、熔絲繼電器以及鼓風電動機開關(guān)、鼓風電動機、電磁離合器等。當點火開關(guān)接通，只需鼓風電動機開關(guān)閉合(在Hi、

2、ME、Lo三檔中之任一檔時)空調(diào)電路便開始正常工作，此時，電磁離合器吸合，使壓縮機運轉(zhuǎn)，從而制冷系統(tǒng)進行循環(huán)，開始制冷。由于鼓風電動機的運轉(zhuǎn)，被蒸發(fā)器制冷的空氣亦被送人車廂內(nèi)。 2、壓縮機電磁離合器的控制 由于轎車的壓縮機是由發(fā)動機直接驅(qū)動，所以當電磁離合器吸合后壓縮機才會隨之運轉(zhuǎn)作動力輸出，而電磁離合器的吸合，必需是它的線圈通電，產(chǎn)生電磁吸力，使動力壓板吸合在帶輪上，再通過帶輪來帶動壓縮機運轉(zhuǎn)。 壓縮機電路原理圖1壓縮機電磁離合器 2蓄電池 3繼電器 4觸點 5一繼電器線圈 6發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢查電路 7一怠速穩(wěn)定放大器3、空調(diào)安全保護控制電路 這是制冷系統(tǒng)正常安全運行的必備電路。因為當制冷系統(tǒng)由

3、于某種原因而導致壓力升高時，如果沒有保護裝置，將會引起制冷系統(tǒng)的運行事故。在這時，采用壓力開關(guān)將系統(tǒng)斷開，使壓縮機停止運行，從而保護了壓縮機和制冷系統(tǒng)。 在壓力開關(guān)中，一般采用將此高壓導人開關(guān)內(nèi)讓開關(guān)的觸點在機械力的作用下強行分離，從而切斷了開關(guān)回路，電磁離合器分離，使壓縮機停止運行。 42汽車空調(diào)溫度控制器汽車空調(diào)溫度控制器1、溫度控制器 溫度控制器也叫恒溫器、熱敏開關(guān)等。它是汽車空調(diào)電路控制系統(tǒng)里用做溫度控制的一種基礎(chǔ)元件。 溫控器通過感測蒸發(fā)器的表面溫度，將溫度變化信號轉(zhuǎn)化成電路的通斷信號，以實現(xiàn)壓縮機的循環(huán)通斷控制，駕駛員預置溫度后，溫控器在選定的位置上往復地使離合器結(jié)合和斷開，起到調(diào)

4、節(jié)車內(nèi)溫度、防止蒸發(fā)器結(jié)霜及避免壓縮機產(chǎn)生液擊作用。有些車還將溫控器用作空氣混合調(diào)節(jié)風門的控制。 溫控器一般安裝在蒸發(fā)器組件或靠近蒸發(fā)器組件的空調(diào)操作面板上。它主要有兩種形式：機械式和電子式。 離合器循環(huán)控制的制冷系統(tǒng)1一壓縮機 2一冷凝器 3一儲液干燥器 4一內(nèi)平衡膨脹閥 5一蓄電池 6一溫控器 7一電磁線圈 8一蒸發(fā)器 9一毛細管溫控器（1）機械式溫控器 機械式溫控器主要由感溫系統(tǒng)、調(diào)溫機構(gòu)和觸頭開閉機構(gòu)組成。機械式溫控器結(jié)構(gòu)1一調(diào)溫軸 2一控溫板 3一主彈簧 4一調(diào)溫凸輪 5一毛細管 6一感溫劑 7一膜盒 8一杠桿 9一接線柱 10二溫差調(diào)節(jié)螺釘 11一動觸頭 12一靜觸頭 13一調(diào)溫螺

5、釘 14一固定架 感溫系統(tǒng)主要由毛細管和波紋管構(gòu)成，在這個密封的空腔內(nèi)充滿處于飽和狀態(tài)的感溫劑。感溫管一端插入蒸發(fā)器表面的翅片上，感受蒸發(fā)器出風口方向的表面溫度。當蒸發(fā)器表面溫度變化時，感溫裝置內(nèi)的工質(zhì)也隨溫度而發(fā)生壓力變化，使波紋管伸長或縮短，并將壓力信號傳遞出去，控制電路的通斷。在一定的溫度變化范圍內(nèi)，感溫工質(zhì)的壓力與溫度變化呈線性關(guān)系。波紋管式感溫器 機械式溫控器中的工作過程 波紋管2和注滿制冷劑：R12或C02的毛細管1相連，毛細管感溫元件設(shè)置在蒸發(fā)器冷氣通過的位置，或置于蒸發(fā)器的尾管部分，當蒸發(fā)器的溫度變化，毛細管中的R12或C02的溫度亦隨之發(fā)生變化，溫度變化相應壓力亦發(fā)生變化，隨

6、著壓力的升高，壓力也增大，該壓力的增加，便推動波紋管處的膜片運動，從而推動機械杠桿，使觸點7閉合，使電磁離合器9線圈通電吸合，壓縮機運行，制冷系開始工作。當車廂內(nèi)溫度降至設(shè)定溫度以下時，膜片收縮作反向運動，彈簧幫助其復位，帶動杠桿繞支點逆時針旋轉(zhuǎn)，觸點7分離，電磁離合器9線圈斷電分離，此時，壓縮機停止運行，制冷系統(tǒng)亦停止工作。 機械式溫控器中的工作過程1一毛細管 2波紋管 3一軸 4凸輪5調(diào)節(jié)彈簧 6溫度調(diào)節(jié)螺釘 7一觸點 8蓄電池 9電磁離合器 10彈簧2、溫度和速度控制電路分析 汽車空調(diào)的溫度和速度控制的電路特點表現(xiàn)在只有發(fā)動機在某一轉(zhuǎn)速以上時，壓縮機電路才能接通，從而達到溫度、速度控制的

7、目的。由于是電子調(diào)節(jié)，所以調(diào)定的溫度更準確。 速控及電子恒溫電路溫度和速度控制的復合電路： 當鼓風機、冷氣開關(guān)和調(diào)速電阻A開關(guān)接通后，溫控電路便處于工作狀態(tài)， VT3導通，繼電器S1接通，指示燈HL2接通，速度控制電路進入準備工作狀態(tài)，當發(fā)動機處于工作轉(zhuǎn)速以上(四缸機為8001500rmin，六缸機為5301000rmin)時，速控電路開始運行。圖中S1是溫調(diào)電位器，用來設(shè)定溫度。S2為速度接觸電位器，以設(shè)定進人工作態(tài)的轉(zhuǎn)速C3為積分電位器，它的量值同樣決定電路進入工作態(tài)的轉(zhuǎn)速。其工作過程如為，當VT7導通，繼電器K2接通，壓縮機離合器電器M，整個空調(diào)制冷系統(tǒng)運行。 43 發(fā)動機怠速調(diào)整裝置

8、當汽車臨時停車和慢速行駛時，發(fā)動機處在小負荷或空載負荷運行工況。此時，非獨立空調(diào)系統(tǒng)會出現(xiàn)由于壓縮機所需轉(zhuǎn)矩的增大，而發(fā)動機的負荷增大的矛盾，其結(jié)果會造成發(fā)動機的怠速工況不穩(wěn)定，甚至導致發(fā)動機熄火，影響汽車的低速和怠速性能。為了保證汽車的怠速穩(wěn)定性能，必須增加怠速穩(wěn)定控制器。以保證在發(fā)動機怠速時能自動切斷空調(diào)壓縮機的離合器電路。 1、怠速繼電器 怠速繼電器的功能是當發(fā)動機處于怠速工況時，自動切斷電磁離合器電路，停止發(fā)動機驅(qū)動壓縮機來穩(wěn)定發(fā)動機怠速工況的裝置。這種裝置是利用點火線圈的脈沖數(shù)作為轉(zhuǎn)速控制信號，并將信號輸入到怠速繼電器的電路中。汽車空調(diào)系統(tǒng)的怠速繼電器在點火線圈的初級低壓負極上。 怠

9、速繼電器外觀怠速繼電器的工作原理： 怠速繼電器工作時，三極管VTl的基極與點火線圈初級繞組的負極接通，故能在點火線圈上得到和發(fā)動機轉(zhuǎn)速一致的脈沖信號。脈沖信號經(jīng)過VTl放大，二極管VD2、VD3的整流和C1、C3的濾波后，便變成一個脈沖信號，該信號輸入到由VT2和VT3組成的穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路中，該電路的功能是在外加結(jié)果觸發(fā)下，穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路在晶體管VTl截止，VT2飽和的穩(wěn)定狀態(tài)迅速地翻轉(zhuǎn)到VTl飽和、VT2截止的另一個穩(wěn)定狀態(tài)。通過調(diào)節(jié)RP的電阻值，使VT2基極電壓在發(fā)動機700rmin時正好小于0(VT2截止的條件是：對于NPN管，VB0)，則VT2截止，VT3飽和；VT4截止，VT4集電極將無

10、電流經(jīng)過繼電器的電磁線圈，繼電器觸點斷開，將壓縮機離合器電路切斷，壓縮機停止運行。 當發(fā)動機的轉(zhuǎn)速大于750rmin時，觸發(fā)器中VTl的基極電壓由于脈沖信號的增強處于VB0的某一觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)電壓；則VTl導通，VT2截止，觸發(fā)器輸入信號到VT4的基極，放大后使繼電器的電磁線圈有電流通過，從而產(chǎn)生磁場，觸點開關(guān)閉合，使離合器的電路接通，壓縮機運行。 怠速繼電器電路2、怠速轉(zhuǎn)速提高器 怠速繼電器的功能是在汽車怠速行駛時，自動切斷壓縮機離合器電源，使制冷壓縮機停止運行。這時車內(nèi)空調(diào)將不制冷，車內(nèi)溫度將上升。怠速轉(zhuǎn)速提高器是一種自動裝置，它能在汽車低速行駛和停車怠速運轉(zhuǎn)時，當發(fā)動機仍然在驅(qū)動壓縮機的情

11、況下，自動提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速，增加一定的功率來保證壓縮機繼續(xù)工作，而汽車仍然維持在無功率的輸出狀態(tài)。若這時空調(diào)壓縮機不運行(當空調(diào)總控制電路斷開)，發(fā)動機仍能按原來調(diào)定的轉(zhuǎn)速下進入怠速工況，而不必重新調(diào)定怠速油門開關(guān)。 真空轉(zhuǎn)換閥(VSV) 怠速轉(zhuǎn)速提高器 如果發(fā)動機怠速時，不需要空調(diào)系統(tǒng)工作，真空轉(zhuǎn)換閥的電源被切斷，電磁線圈的磁場消失；彈簧將VSV閥芯頂下，關(guān)閉真空驅(qū)動器的通大氣的通路，此時真空罐中負壓將作用在真空驅(qū)動器上，通過杠桿使化油器的節(jié)氣門不受障礙而能回到怠速位置。當空調(diào)器的開關(guān)接通時，轉(zhuǎn)換閥的線路有電流通過，閥芯受到磁場作用而上升，關(guān)閉真空罐和真空驅(qū)動器的真空管路，真空驅(qū)動器便接通大氣

12、壓通路，在大氣壓力下，真空驅(qū)動器的彈簧使杠桿上升，杠桿又將節(jié)氣門移到比怠速位置稍大的位置上；這樣發(fā)動機轉(zhuǎn)速提高，增大功率輸出以供空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機和風扇驅(qū)動所需。 VSV工作原理a)空調(diào)系統(tǒng)(制冷)不工作 b)空調(diào)系統(tǒng)(制冷)工作1一真空管 2口電磁離合器 3一大氣接口 4口節(jié)氣門 5一化油器喉管 6杠桿 7一真空驅(qū)動器 8一電磁真空閥VSV閥的真空源也可以直接從節(jié)氣門下方引出 直接引自節(jié)氣門真空的VSV閥a)空調(diào)系統(tǒng)(制冷)不工作 b)空調(diào)系統(tǒng)(制冷)工作1一節(jié)氣門 2一真空引口 3一VSV閥 4空調(diào)開關(guān) 5一真空驅(qū)動器 6一怠速噴油嘴 7一主噴油嘴 8一連桿 9一杠桿3、微機控制怠速系統(tǒng) 在

13、電控燃油噴射系統(tǒng)中，發(fā)動機怠速由發(fā)動機電腦控制。當空調(diào)系統(tǒng)啟動時，發(fā)動機ECU控制怠速控制閥增大開度，增大旁通進氣量，提高發(fā)動機怠速。 微機控制怠速系統(tǒng)44 加速切斷裝置 汽車在加速或超車時，發(fā)動機需要輸出最大功率，如果啟動空調(diào)，會消耗發(fā)動機功率，降低汽車的加速性能，同時會使壓縮機超速損壞。加速切斷裝置的作用是在汽車加速或超車時暫時切斷壓縮機離合器電路，提高汽車的加速性能，同時保護壓縮機。加速切斷裝有機械式、真空式和微機控制式三種形式。 1、機械式加速切斷裝置 其開關(guān)由加速踏板通過連桿或鋼索來控制，當加速踏板踩到其行程的90時，開關(guān)斷開，壓縮機離合器電路斷開。機械式加速切斷裝置1一加速切斷裝置

14、 2一加速踏板托架 3一加速踏板總成2、真空式加速切斷裝置 真空式加速切斷裝置由發(fā)動機進氣歧管真空度控制，當汽車勻速或少加速行駛時，進氣歧管真空度較小，開關(guān)閉合，空調(diào)正常工作；當汽車急加速或怠速行駛時，進氣歧管真空度較大，開關(guān)斷開，空調(diào)停止工作。 3微機控制式加速切斷裝置 高級轎車上，車身計算機控制壓縮機離合器電路。車身計算機根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器和曲軸位置傳感器信號感知急加速狀態(tài)時，車身計算機控制斷開壓縮機離合器電路幾秒鐘，以實現(xiàn)加速切斷控制。 微機控制加速切斷裝置45 鼓風機控制 要使車內(nèi)有一個舒適的環(huán)境，除了要控制送風溫度外，還應根據(jù)環(huán)境變化和乘員的不同需要，控制鼓風機的轉(zhuǎn)速，以控制送風速

15、度。一般通過改變線路中的電阻值來實現(xiàn)。 根據(jù)控制方法的不同可分為三種形式：由鼓風機開關(guān)和調(diào)速電阻聯(lián)合控制、電控模塊通過大功率晶體管控制及晶體管與調(diào)速電阻器組合型控制。 1、由鼓風機開關(guān)和調(diào)速電阻聯(lián)合控制 風機的控制檔位一般有二、三、四、五速四種，最常見的是四速，通過改變風機開關(guān)與調(diào)速電阻的接通方式可令風機以不同轉(zhuǎn)速工作。風機開關(guān)處于I位置時，至電動機的電流須經(jīng)過三個電阻，風機低速運行，開關(guān)調(diào)至位置，至電動機的電流須經(jīng)兩只電阻，風機按中低速運轉(zhuǎn)，開關(guān)撥至位置時，至電動機的電流只經(jīng)過一個電阻，風機按中高速運轉(zhuǎn)，選定位置時，線路中不串任何電阻，加至電動機的是電源電壓，風機以最高速運轉(zhuǎn)。 風機調(diào)速控制

16、電路1一風機開關(guān) 2一調(diào)速電阻 3一限溫開關(guān) 4一風機 調(diào)速電阻2、電控模塊通過大功率晶體管控制 現(xiàn)代中高檔轎車為實現(xiàn)風速的自動控制，風機的轉(zhuǎn)速一般由電控模板通過大功率晶體管控制。 功率組件控制風機的運轉(zhuǎn)，它把來自程序機構(gòu)的風機驅(qū)動信號放大，放大器的輸出信號根據(jù)車內(nèi)情況，按照指令提供不同的風機轉(zhuǎn)速，如果車內(nèi)溫度比所選定的溫度高很多，在空調(diào)工作狀態(tài)下，風機將高速運轉(zhuǎn)；而當車內(nèi)溫度降低時，風機速度又降為低速。相反，如果車內(nèi)溫度比所選定的溫度低得多，在加熱狀態(tài)下，風機將被起動為高速；而當車內(nèi)溫度上升后，風機速度降為低速。 用晶體管控制的風機電路1一點火開關(guān) 2一加熱繼電器 3一空調(diào)控制器 4一鼓風電

17、動機 5一晶體管 6一熔絲 7一鼓風機開關(guān)3、晶體管與調(diào)速電阻器組合型控制 鼓風機控制開關(guān)有自動檔(AUTO)和不同轉(zhuǎn)速的人工選擇模式，當鼓風機轉(zhuǎn)速控制開關(guān)設(shè)定在“AUTO檔時，鼓風機的轉(zhuǎn)速由空調(diào)電腦根據(jù)車內(nèi)、車外溫度及其它傳感器的參數(shù)控制。若按動人工選擇模式開關(guān)，則空調(diào)電路取消自動控制功能，執(zhí)行人工設(shè)定功能。 晶體管與調(diào)速電阻器組合型46 電磁離合器 汽車空調(diào)電磁離合器的功能是控制發(fā)動機與壓縮機之間的動力聯(lián)系。當電源接通時，電磁離合器將發(fā)動機的動力傳遞給壓縮機主軸。使壓縮機處于工作狀態(tài)；當電源斷開，電磁離合器便切斷發(fā)動機與壓縮機的聯(lián)系，使壓縮機停止工作；所以電磁離合器是汽車空調(diào)自控系統(tǒng)中的執(zhí)

18、行元件，受溫控器(恒溫器)、壓力控制器(壓力繼電器)、車速繼電器、電源開關(guān)等元件的控制。 1、電磁離合器結(jié)構(gòu)原理 當電磁線圈通電時，產(chǎn)生強大的磁場，將銜鐵吸引，帶輪將發(fā)動機的動力傳遞給主軸，使壓縮機工作。當電磁離合器斷開電源時，磁場消失，吸力消失，銜鐵離開電磁線圈，切斷壓縮機和發(fā)動機的聯(lián)系，壓縮機停止工作。 電磁離合器工作原理1一吸鐵 2開關(guān) 3一電源 4電磁線圈 電磁離合器的主要結(jié)構(gòu)是電磁線圈固定在前缸蓋，嵌在帶輪的凹槽內(nèi)。前缸蓋凸緣壓裝軸承，而帶輪裝在軸承上。銜鐵和前壓板用三片彈簧鉚接，當電磁線圈通電時，磁場吸引銜鐵，并克服彈簧力，將前壓板也吸引結(jié)合在一起，緊貼帶輪，壓板上的軸套套裝在壓縮

19、機主軸偽鍵上；這樣，帶輪帶動銜鐵、壓板，再驅(qū)動主軸轉(zhuǎn)動，壓縮機開始工作。當電磁線圈斷電時，沒有了磁場引力，壓板在彈簧片彈力作用下，使銜鐵脫離帶輪，“軸套也脫離鍵槽，壓縮機停止工作，帶輪空轉(zhuǎn)。 電磁離合器結(jié)構(gòu)1鍵 2一主軸 3一壓板4帽軸套 5一滾動軸承 6一銜鐵 7一帶輪8一電磁線圈 9前缸蓋凸緣 10固定板電磁離合器類型 a)F型 b)C型 c)R型 d)P型2、電磁離合器控制 根據(jù)有無繼電器，壓縮機的控制方式可分為直接控制和繼電器控制兩種類型。直接控制方式中開關(guān)安裝于電源與壓縮機離合器之間，直接控制電源的通斷。當開關(guān)閉合時，大電流經(jīng)開關(guān)至壓縮機離合器，但由于大電流流經(jīng)開關(guān)觸點，因此容易燒蝕

20、觸點。繼電器控制方式中開關(guān)安裝于壓縮機繼電器線圈的電路中，通過控制壓縮機繼電器控制壓縮機離合器。由于小電流流經(jīng)開關(guān)觸點，因此有效地防止了觸點燒蝕，目前大多數(shù)轎車采用繼電器控制方式。 （1）開關(guān)控制 當空調(diào)開關(guān)l(AC開關(guān))、環(huán)境溫度開關(guān)2、恒溫器開關(guān)3、壓力開關(guān)4閉合時，壓縮機繼電器5通電，壓縮機電磁離合器6通電，壓縮機運轉(zhuǎn)。 開關(guān)控制壓縮機1一空調(diào)開關(guān) 2口環(huán)境溫度開關(guān) 3溫器開關(guān) 4壓力開關(guān)5一壓縮機繼電器 6壓縮機電磁離合器（2）空調(diào)控制器控制 空調(diào)控制器根據(jù)各種開關(guān)和傳感器信號控制壓縮機的運轉(zhuǎn)。 空調(diào)控制器控制壓縮機47 壓力控制開關(guān)1、高壓保護開關(guān) 高壓壓力開關(guān)是用來防止制冷系統(tǒng)在異

21、常的高壓下工作，以保護冷凝器和高壓管路不會爆裂，壓縮機的排氣閥不會折斷以及壓縮機其他零件和離合器不損壞。當冷凝器被污垢、雜物、碎紙或塑料薄膜阻擋冷卻風道時，由于制冷劑無法冷卻，制冷劑壓力便會升高；當制冷系統(tǒng)制冷劑量過多時，系統(tǒng)壓力也會增高；還有其他原因都會引起系統(tǒng)壓力過高的異常，這時高壓壓力保護裝置開關(guān)會自動將離合器電路切斷，使壓縮機停止運行，同時又將冷凝器風扇高速檔電路接通，這樣來自動提高風扇轉(zhuǎn)速，以便較快地降低冷凝器的溫度和壓力。 高壓開關(guān)直接裝在儲液器上面，使高壓制冷劑蒸氣作用在膜片上。正常情況下，觸點常閉，接通離合器電路，壓縮機運行當制冷系統(tǒng)壓力異常，高至2788MPa時；金屬膜片的彈

22、力小于蒸氣壓力，金屬膜片便反彈變形，觸點迅速分離，將離合器電路斷開，壓縮機停止運行，從而保護了壓縮機。當制拎劑壓力下降到213MPa時，金屬膜片會自動恢復原狀，觸點重新閉合，電路接通，壓縮機又恢復運行。 高壓壓力保護開關(guān)1制冷劑 2儲液器 3一O形圈 4膜片 5一外殼 6一膜片 7一調(diào)整螺釘 8一接線柱 9一活動觸點 10固定觸點 11一感溫包2 、低壓壓力保護開關(guān) 低壓保護開關(guān)的功能是感測制冷系統(tǒng)高壓側(cè)的制冷劑壓力是否正常。當壓縮機排出的制冷劑壓力過低時，低壓壓力保護開關(guān)會自動切斷離合器電路，壓縮機停止運行，以保護壓縮機不會損壞。當制冷系統(tǒng)的制冷劑不足或泄漏時，冷凍潤滑油也有可能隨著泄漏，這樣系統(tǒng)的潤滑油便會不足，壓縮機繼續(xù)運行，將導致嚴重損壞。所以當高壓側(cè)的壓力低于0423MPa時，低壓保護開關(guān)便將離合器電路斷開，保證壓縮機不受到損壞。 低壓壓力保護開關(guān)的結(jié)構(gòu)和高壓保護開關(guān)一樣，不過是將動、定觸點的位置調(diào)動一下；它也是用螺紋接頭直接安裝在儲液器上。 低壓壓力保護開關(guān)1一電接頭 2一觸點 3一動觸點桿 4膜片 5一螺紋 6殼體3 、 高低壓聯(lián)動開關(guān) 由于高、低壓力保護開關(guān)均安裝在儲液器上，用來