1、空调系统控制概述空调系统控制概述n系统控制的作用u调节和控制空调的运行状态u保护系统安全运行n控制内容u空调系统的温度控制u空调系统压力控制与保护u与发动机工况的配合控制u通风与空气净化控制n控制方法分类u手动空调u半自动空调u自动空调汽车空调汽车空调温度控制组件温度控制组件n恒温器（也叫温控器、温度开关）u基本功能根据蒸发器表面温度控制电路的开关通断根据蒸发器表面温度控制电路的开关通断u结构形式波纹管式波纹管式双金属片式双金属片式热敏电阻式热敏电阻式手动空调中的恒温器手动空调中的恒温器n作用：根据蒸发器表面温度的高低，接通和切断空调压缩机电磁离合器线圈电路，使蒸发器表面温度保持在规定的范围(
2、一般为14)内。波纹管式恒温器波纹管式恒温器n组成u感温驱动机构u温度设定机构u触点 感温驱动机构波纹管式恒温器触点动作图波纹管式恒温器触点动作图温度高，触点闭合温度高，触点闭合温度低，触点断开温度低，触点断开温度调节旋钮：通过调节弹簧压力设定温度。温度调节旋钮：通过调节弹簧压力设定温度。调节旋钮设定后，若实际温度低则触点断开（给压缩机调节旋钮设定后，若实际温度低则触点断开（给压缩机离合器断电）；温度高则触点闭合（压缩机运转）。离合器断电）；温度高则触点闭合（压缩机运转）。热敏电阻式（电子式）恒温器热敏电阻式（电子式）恒温器n组成u热敏电阻+电子线路离合器或u热敏电阻 ECU 离合器n基本原理
3、u温度高-R减小-T1断开-T2接通热敏电阻R（负温度特性）离合器线圈T1T2汽车空调压力控制组件汽车空调压力控制组件n通断型（也称压力开关，如高、低压开关）u有系统保护作用，故也称高、低压保护保护开关u原理：利用管路中的压力控制电路中的开关。当管路中压力过高或过低时引起开关动作，控制压缩机开停或冷凝器风扇转速改变。n调节型（也称压力调节器）*（扩展内容）u按照所设定的压力进行调节，如吸气节流阀（STV）、蒸发压力调节器(EPR)等u用于蒸发器压力控制系统中u多与外平衡膨胀阀配合调节蒸发器出口处的压力和温度，以防止其表面结冰。高压开关高压开关n高压开关u位置：装在压缩机至冷凝器之间的高压管路上
4、（见空调系统图）u作用：起保护作用。当冷凝器故障、冷凝压力异常上升时，接通冷却风扇高速挡或切断离合器电路，以降低冷凝温度压力u压力控制范围：高压1.6MPa时接通冷凝器风扇高速档 高压3.2MPa时断开压缩机离合器 （具体数值与车型有关）低压开关低压开关n可能安装在高压回路或低压回路，作用不同n安装在高压回路中的低压开关u安装：在储液罐上（图）u作用：压力过低时(缺少制冷剂)使压缩机停转u一般动作压力：高压压力低于0.32MPa（表压力）时断开低压开关低压开关n安装在低压回路中的低压开关u作用当室内温度过低（低于当室内温度过低（低于1010），管路压力也过低，），管路压力也过低，将断开压缩机离
5、合器，防止蒸发器温度过低（低于将断开压缩机离合器，防止蒸发器温度过低（低于00）而结冰）而结冰可取代恒温器，起温度控制作用，而结构更简单可取代恒温器，起温度控制作用，而结构更简单u安装位置一般安装在低压回路上（一般安装在低压回路上（图图）u一般动作范围蒸发器压力在蒸发器压力在0.130.19MPa（表压力）（表压力）时接通，压时接通，压力过低则断开力过低则断开高低压复合开关高低压复合开关n位置u安装在高压管路或储液罐上n作用u监控高压管路压力是否过高或过低u压力过高（3.2MPa，可能管路堵塞）：断开压缩机u压力偏高（1.6MPa）：提高冷凝器风速u压力过低（0.2MPa，可能管路泄漏）：断开
6、压缩机高压传感器高压传感器n作用u是电子式压力传感器u取代高低压开关，将高压管路压力信号送到ECUn安装位置u同“高低压开关”n优点uECU可随时监视空调管路压力u提高控制精度和舒适性高压传感器高压传感器n基本原理u采用半导体压力传感器u微控制器输出PWM信号u压力小时占空比也小，压力大时占空比也大高低压复合开关与泄压阀高低压复合开关与泄压阀泄压阀泄压阀高低压高低压复合开关复合开关泄压阀泄压阀n作用u压力过高时泄放制冷剂n安装位置u在压缩机高压侧或贮液干燥器上n工作原理u正常情况下，弹簧力大于制冷剂压力，密封塞被压紧密封。当高压侧压力超过设定值时，弹簧被压缩，密封塞被打开，制冷剂释放出来，压缩
7、机压力立即下降。与发动机工况的配合控制与发动机工况的配合控制n控制目的u汽车在不同运行情况下既满足发动机的要求，又保证空调系统的正常工作。n控制作用内容及装置u发动机怠速控制装置u加速断开装置空调的怠速调节控制空调的怠速调节控制n怠速时开空调的问题u对发动机不利负荷重，可能熄火负荷重，可能熄火u对空调不利冷凝器风扇转速太低，散热差，温度压力均较高冷凝器风扇转速太低，散热差，温度压力均较高压缩机转速太低，制冷量小，开动时间长压缩机转速太低，制冷量小，开动时间长怠速继电器怠速继电器n属于被动式调节装置n作用：怠速时断开离合器，停压缩机n继电器组成与工作原理u是一种电子线路，开关晶体管控制空调压缩机
8、离合器u信号来源：来自点火线圈的脉冲，测试发动机转速信号u继电器控制：若怠速转速低于设定值（如700r/m）时继电器断开，压缩机停转，高于设定值（如950r/m）时继电器接通怠速提升原理怠速提升原理n属于主动式调节装置n作用原理u将空调开关信号送发动机ECUu控制怠速通道电磁阀，或直接控制电子节气门开大超速控制器（加速切断器）超速控制器（加速切断器）超速控制器由超速开超速控制器由超速开关和延迟继电器组成。关和延迟继电器组成。超速开关一般放在加速超速开关一般放在加速踏板下，当加速（或超踏板下，当加速（或超速）时，可断开压缩机速）时，可断开压缩机离合器，使发动机有足离合器，使发动机有足够的动力超车
9、。一般电够的动力超车。一般电路断开路断开6s s后又能自动接后又能自动接通，空调恢复工作。通，空调恢复工作。含超速开关和延时继电器空调系统通风系统空调系统通风系统n通风种类u冷风u暖风u新风n各种通风模式门u进风门（内循环、外循环风口）u混合门（冷、暖风门）u出风方式风门(吹头、吹脚等）u除霜门（热风吹前挡风玻璃）空调通风系统空调通风系统n外形及主要通风口空调通风系统空调通风系统n通风风路断面图通风系统的真空控制通风系统的真空控制n真空控制的作用u控制某些风门或阀门的开、闭n真空控制的优点u来源方便（进气歧管真空）u控制装置结构简单、经济n应用u多数轿车空调系统采用真空动作器（真空马达）真空动
10、作器（真空马达）n结构原理 真空盒被膜片分为两个不相通的腔室，一侧与发动机真空管相连，另一侧通过空气泄漏孔与大气相通。真空马达不工作时，弹簧处于松弛状态(见图a)；工作时，上腔室具有一定真空度，上、下腔室的压差使得弹簧被压缩，传动杆向右移动，带动风门(阀门)动作。接真空源模式门真空控制模式门真空控制n真空控制各风门 模式门拉绳控制模式门拉绳控制n温度控制：调节冷热风混合程度n风门控制：各种风门开闭模式门电气控制模式门电气控制n电气执行元件u伺服电机，控制各风门开闭空调控制面板空调控制面板n控制面板种类u手动控制面板u自动空调面板n主要开关按键空调开关（空调开关（A/C）温控开关（旋钮）温控开关
11、（旋钮）风速开关风速开关风门选择风门选择内外循环等内外循环等 手动控制面板手动控制面板n采用真空或拉绳控制旋钮控制旋钮控制拉绳控制拉绳控制捷达手动空调线路捷达手动空调线路（注：此为台架线路，比原车线路略有简化）95 105高压高压 低压低压奥迪手动空调线路奥迪手动空调线路A/C桑塔纳轿车空调线路桑塔纳轿车空调线路 当发动机运转时，电源继电器J13即闭合，可通过调速开关E6控制鼓风机送风模式，与空调制冷（即A/C开关是否打开）无关。当空调开关A/C（E30）接通，若室外温度高，F38闭合，N63将新风门关闭，空气只能室内循环；空调继电器J23同时接通鼓风机V2和冷凝器电机，鼓风机和冷凝风机都低速
12、转。离合器N25通电，空调压缩机运转；怠速提升也起作用。当压力高于1.77MPa，高压开关F23闭合，使冷凝风机V7高速转。另外V7是与发动机共用的冷却风机，若水温低于95F18不闭合。当温度高于96，风机低速转；当温度高于105，风机高速转。空调开关气温开关（气温过高闭合）蒸发器温控开关低压保护开关压缩机离合器新风门电磁阀（气温过高关闭）怠速提升电磁阀空调继电器高压保护开关鼓风机电机冷凝器电机冷凝风机继电器水温开关（高于此温度闭合）空调指示灯电源继电器鼓风机调速开关自动空调系统自动空调系统n自动空调的功能u根据设定的温度要求和当时室内外气候条件，自动改变出风温度、风扇转速以及气流分配（风门控
13、制）u可在任何气候条件下为乘客提供舒适环境北京现代汽车的空调面板北京现代汽车的空调面板自动空调系统自动空调系统n手动空调与自动空调u手动空调：鼓风机转速、出风温度和送风方式都是手动调节u自动空调：可由ECU根据设定值自动调节，并可根据车外温度和阳光强度等进行调整n自动空调系统组成光照、车光照、车内外温度、内外温度、蒸发器温蒸发器温度等传感度等传感器器风门伺服电风门伺服电机、鼓风机机、鼓风机电机、压缩电机、压缩机离合器等机离合器等执行器件执行器件ECU自动空调常用的传感器自动空调常用的传感器n温度传感器u车内温度传感器u车外温度传感器u蒸发器温度传感器n光照（热辐射）传感器阳光强度传感器进气温度
14、传感器环境温度传感器脚部出风口温度传感器控制单元仪表板温度传感器自动空调常用的传感器自动空调常用的传感器n各种传感器外形自动空调常用的传感器自动空调常用的传感器n车内温度传感器自动空调常用的传感器自动空调常用的传感器n车外温度传感器u采用热敏电阻式传感器自动空调常用的传感器自动空调常用的传感器n蒸发器温度传感器u感受蒸发器出口温度自动空调常用的传感器自动空调常用的传感器n水温传感器（暖风用）自动空调的控制内容自动空调的控制内容n压缩机离合器控制u可根据温度压力等情况控制压缩机离合器启停n鼓风机控制u可根据设定要求控制鼓风机转速n风门伺服电机控制内外循环、冷暖风、各出风口等风门都可采用伺服电机控
15、制n温度设定与调节u可设定温度，ECU根据传感器信号调节室内温度自动与手动模式转换自动与手动模式转换n在自动（AUTO）模式下也可强行转为手动模式（按A/C键）n鼓风机转速：自动与手动均可控制脉宽调速自动自动手动手动自动空调系自动空调系统举例统举例（LS-400）电脑诊断座凌志自动空调线路（略有简化）凌志自动空调线路（略有简化）继电器1与3的线圈完全并联并受高压开关控制，正常运行时不工作LS-400空调的温度控制空调的温度控制n传感器信号u包括室温、车外、蒸发器温度、水温、阳光等传感器信号u除阳光传感器（光敏二极管）外，其它都采用半导体热敏电阻元件LS-400空调的温度控制空调的温度控制n温度
16、控制方案 Tao=aTset-bTr-cTa-dTb+e其中 Tao：所需送风温度，计算结果若：Tao 0：升温；Tao 0：降温 Tset：设定温度（期望值）Tr：车内温度 Ta：车外环境温度 Tb：光照传感器信号数据 a、b、c、d、e：系数nECU根据Tao值确定冷暖混合门开度以调节温度，并利用进气风门以及鼓风机风速进行辅助控制。例如若车内外温度很高而设定温度很低，ECU将启动制冷并令鼓风机高速运转；若车内温度高、设定温度低而车外温度也很低，ECU可能不启动制冷而开启进风门或希望开窗。LS-400空调的温度控制空调的温度控制n压缩机控制两种模式u普通模式（A/C）当蒸发器出口温度降至3-
17、4时关闭压缩机离合器u经济模式（ECON）当蒸发器出口温度降至10-11时关闭压缩机离合器LS-400空调的通风控制空调的通风控制n进气控制（新风门）u可根据要求由人工或自动控制新风门n空气混合控制（冷暖风）u可根据要求自动控制风门开度以调节温度n吹风方式控制（出风口）u可分为吹头（Face)、脚（Foot）、头脚（Bi-Level）、脚/除霜（Foot-Def）、除霜（Def）等方式u每种方式都相应打开（或部分打开）前部、侧面和后部出风口n超冷风控制u主要是根据温度要求，增加额外吹脸部冷风u由专门伺服电机控制LS-400空调的通风控制空调的通风控制n通风系统图内循环冷暖混合伺服电机进气伺服电
18、机冷气最足伺服电机送风方式伺服电机新风门LS-400空调的伺服电机动作控制空调的伺服电机动作控制n伺服电机：带减速机、惯性小、响应快。信号电压控制转动角度n以送风方式伺服电机为例：5个位置LS-400空调伺服电机控制举例空调伺服电机控制举例n送风方式伺服电机动作（一）当伺服电机转动时位置开关活动触点随之移动。伺服电机的转向由A、B两点的高低电平状态决定。例如原来位于“Face”，当按“Def”后，ECU内将Def接地。此时A为低电平（0）（见图中红色箭头方向），B为高电平（1），经逻辑运算后C=0，D=1，T1、T4导通，电机电流如图所示。电机转动，同时同时带动活动触点左移（见下页图）。CD0
19、1101LS-400空调的伺服电机动作控制空调的伺服电机动作控制n送风方式伺服电机动作（二）当活动触点移动到图示位置时，左边触点不再接地，A、B同时=1，电机停止转动。此时电机带动除霜风门开启。若再按另一按钮例如Foot，则ECU将Foot端接地，此时A=1、B=0，电机反向转动，带动活动触点移动，直到A=1、B=1为止。此时风门位于吹脚位置。CDLS-400空调的风量控制空调的风量控制n手动与自动联合控制方法u手动手动：操纵面板上“高”“中”“低”速按键低速：鼓风机电机通过外串电阻低速：鼓风机电机通过外串电阻中速：鼓风机电机通过外串电阻中速：鼓风机电机通过外串电阻+晶体管电晶体管电路间歇通断
20、路间歇通断高速：鼓风机电机直接接地高速：鼓风机电机直接接地u自动自动：根据温度要求通过功率晶体管电路自动调节鼓风机转速（脉宽调速）LS-400空调的风速控制空调的风速控制n手动与自动联合控制原理 按按“L”（低速）键（低速）键：ECU的引脚1接地，1号继电器通电，鼓风机经电阻R接地。按按“M”（中速）键（中速）键：ECU的1接地，且引脚4产生PWM脉冲，功率管间歇通断，与R并联，增大鼓风机电流。按按“H”（高速）键（高速）键：ECU的引脚1与引脚5均接地，2号继电器通电，鼓风机电机直接接地。按按“AUTO”键：键：ECU的引脚3输出脉宽调速。汽车空调使用维护汽车空调使用维护n空调维修现场注意事
21、项u操作场地要通风u避免接触明火u注意回收制冷剂歧管压力表歧管压力表n低压表量程：顺时针0150PSI（磅/吋2）逆时针0-30 inHg（英寸汞柱）n高压表量程：0500PSIn单位换算关系：1MPa=145PSI1PSI6.9kPa1inHg3.39kPa-30inHg-76cmHg-100kPa（真空）歧管压力表接法歧管压力表接法n压力表两端为高低压接头，中间为多用接头泄漏检查泄漏检查n对制冷循环系统的维护首先应进行泄漏检查n检查方法u使用制冷剂检漏仪（可检测到5g/年的泄漏量）年的泄漏量）u给制冷管路系统充气加压，在管路表面涂肥皂液查看气泡情况u给制冷管路系统抽真空，观察真空能否保持排
22、空排空n排空（放掉制冷剂）u将压力表高、低压软管分别接入压缩机上高、低压检修接口，中间软管与回收容器相连。u缓慢打开低压手动阀（不要开太大），将制冷剂放入容器内。u当压力降到345kPa（均指表压力，下同）（50PSI），缓慢打开高压阀。冷冻机油加注冷冻机油加注n冷冻机油加注方法u应按规定容量加注。u直接加注方法：将冷冻机油直接加注到压缩机内。u真空吸入方法：从压力表上拆下低压软管，插入冷冻油杯内。打开压力表高压手阀，开启真空泵，使冷冻油从低压软管被吸入空调管路内。u为避免吸入空气，加注后应继续抽真空。抽真空抽真空n目的排除空气和水分，并检查制冷系统是否漏气n方法u高低压阀全开，中间软管接真空
23、泵u抽真空约15min，低压表应达到接近真空，即约-100kPa（-30inHg）。u关闭高低压阀观察真空度是否有下降（泄漏）u若无泄漏，继续抽真空1520min。加注制冷剂加注制冷剂n加注制冷剂的两种方法u高压充注适合初次充注适合初次充注加注液态制冷剂，加注速度快加注液态制冷剂，加注速度快从压缩机高压侧充注从压缩机高压侧充注压缩机不转压缩机不转u低压充注适用于补充加注适用于补充加注加注气态制冷剂加注气态制冷剂从压缩机低压侧充注从压缩机低压侧充注压缩机要运转压缩机要运转n加注量：应符合汽车空调的具体规定 高压加注制冷剂高压加注制冷剂n抽真空之后进行，不可开低压阀，也不可启动压缩机，避免液击n中
24、间软管接制冷剂罐，制冷剂罐要倒立n先排除软管内空气，打开高压阀，靠罐内压力和管路真空使液态制冷剂进入冷凝器等高压管路系统n观察高低压表压力应逐渐上升 低压加注制冷剂低压加注制冷剂n中间软管接制冷剂罐，制冷剂罐要正立n打开低压阀使气态制冷剂进入制冷管路，当压力达到0.4MPa时（静态）关闭低压阀n启动压缩机，将鼓风机调到最大档、温控开关调到最冷n再打开低压阀，使气态制冷剂继续注入到规定容量n观察储液干燥器确认没有气泡。将发动机转速提高到2000r/m，检查高低压表压力是否达到规定值维修后试运行维修后试运行n维修后的试运行要点u观察储液干燥器：观察窗内应有液体流动而无气泡。u测试压力：正常运行时高
25、压侧应约为1.31.7MPa，低压侧约为0.10.2MPa。u测试温度：测试蒸发器出口是否有冷风，以及大约温度数值。u结束工作：以上全部完成后，先关闭制冷剂阀和高、低压阀，再停机一段时间。待高低压基本平衡后，从检修口上取下高、低压软管。思考题思考题1、汽车空调控制内容主要有哪些方面？2、恒温器有哪些种类？简单说明各自的基本工作原理。3、简述高压保护开关、低压保护开关和高中低压复合开关各自的保护作用。4、说明与发动机和车速配合控制的目的和内容。5、汽车怠速运行时若打开空调，对发动机和空调各有什么影响？如何处理这个问题？6、说明为什么汽车上常用真空控制装置？真空控制的执行元件是什么？它们主要有什么
26、用途？真空从何处取得？思考题思考题7、试说明汽车自动空调中常用的传感器名称和主要作用。8、说明自动空调的主要控制内容。9、说明自动空调通风系统，有哪些风门，各起什么作用。10、通常空调低压压力约0.2MPa，高压压力约1.5MPa，分别说明相当于多少PSI。11、说明空调维修时抽真空的目的。12、对比高压加注和低压加注制冷剂的区别：（1）应用场合；（2）加注的是液态还是气态制冷剂；（3）制冷剂罐需要正立还是倒立。各种制冷剂控制系统各种制冷剂控制系统F型膨胀阀型膨胀阀-离合器循环控制系统离合器循环控制系统H型型膨胀阀膨胀阀-离合器循环控制系统离合器循环控制系统蒸发器压力控制系统蒸发器压力控制系统
27、CCOT（节流管）控制系统（节流管）控制系统关于蒸发器压力控制系统关于蒸发器压力控制系统*n与一般压缩机循环控制的系统不同，压缩机可连续运转，避免离合器反复通断n外平衡膨胀阀：根据蒸发器出口温度压力控制流量，并可调整“过热度”（34）n吸气节流阀：控制蒸发器出口压力不得低于0.2MPa，对应温度不低于0，以免蒸发器表面结冰。温度压力过低时节流阀可截止制冷剂流动以使温度回升（但压缩机仍转，故不节能）n两者配合使蒸发器出口温度约为0，压力约为0.2MPa。n优点：温度控制平稳，但能耗大，早期多用。*扩展内容，不要求掌握CCOT空调系统空调系统高压开关节流管高压充注阀低压开关低压充注阀集液器膨胀阀式空调系统膨胀阀式空调系统低压开关储液干燥器
