第5章汽车空调电气控制系统.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 汽车空调电气控制系统,第五章 汽车空调电气控制系统,第一节 常用控制装置,第二节 汽车空调系统电路,第三节 汽车空调控制电路举例,实训项目 汽车空调电气系统故障诊断,为了保证汽车空调系统正常工作，满足车内舒适性条件的要求，汽车空调需要由控制系统进行一系列控制。控制系统的控制功能包括车内温度控制、发动机负荷控制和安全保护控制。,车内温度控制：控制系统控制送风温度、送风量和送风方向，以调节车内温度。,发动机负荷控制：非独立式空调由发动机驱动，空调的运行会影响发动机负荷的变化，进而影响汽车的行驶性能。空调控制系统应协调发动机和空调的运行。,安全保护控制：当空调系统压力过大或温度过高时，会造成空调系统的损坏，因此，控制系统应能进行安全保护控制。,第一节 常用控制装置,一、电磁离合器,电磁离合器安装在压缩机的主轴上，其作用是接通或断开发动机的动力，使压缩机运转或停转。同时，当压缩机过载时，离合器打滑，起到一定的保护作用。电磁离合器有两种结构形式，一种是旋转线圈式，电磁线圈与皮带轮一起转动；另一种是固定线圈式，电磁线圈固定不动。固定线圈式应用较多，其结构如图,5-1,所示，主要由压力板,1,、皮带轮,2,、电磁线圈,4,等组成。电磁线圈固定安装在压缩机壳体上，压力板安装在压缩机主轴上，皮带轮通过轴承,3,安装在压缩机主轴上，可以自由转动。电磁线圈的电路受压力开关和恒温器等控制，当电磁线圈断电时，皮带轮在压缩机主轴上空转，发动机的动力不能传递给压缩机，压缩机停转；当电磁线圈通电时，压力板压向皮带轮，发动机的动力经皮带轮、压力板传递给压缩机，压缩机运转。,1,压力板,2,皮带轮,3,皮带轮轴承,4,电磁线圈,5,压缩机,图,5-1,压缩机电磁离合器,二、恒温器,恒温器又称温度控制器、温控开关、热敏开关等。如图,5-2,所示，恒温器,6,安装在蒸发器表面，串联在压缩机离合器的电路中。其作用是检测蒸发器表面的温度，通过控制压缩机的通断来控制蒸发器表面的温度，从而调节车内温度，防止蒸发器表面因温度过低而结霜。常用的恒温器有波纹管式和热敏电阻式两种。,1,压缩机,2,冷凝器,3,储液干燥器,4,膨胀阀,5,蓄电池,6,恒温器,7,压缩机离合器电磁线圈,8,蒸发器,9,毛细管温控器,图,5-2,恒温器的安装位置,1.,波纹管式恒温器,波纹管式恒温器又称压力式恒温器、机械式恒温器，主要作用是控制蒸发器表面温度，防止蒸发器表面结霜而影响系统正常工作。波纹管式恒温器结构如图,5-3,所示，主要由感温系统、调温机构和触点开闭机构组成。,1,离合器电磁线圈,2,弹簧,3,毛细管,4,波纹管,5,转轴,6,调节凸轮,7,调节弹簧,8,调节螺钉,9,触点开关,10,蓄电池,图,5-3,恒温器结构和工作原理,感温系统是由毛细管,3,和波纹管,4,组成的一个密封腔，内部充满饱和状态的感温介质，毛细管,3,插入蒸发器表面的翅片上，检测蒸发器出风口方向的表面温度。当蒸发器表面温度变化时，波纹管,4,中感温介质的温度和压力也随之变化，使波纹管伸长或缩短，进一步控制触点开闭机构。调温机构由调节凸轮,6,、转轴,5,、调节螺钉,8,、调节弹簧,7,等组成，其功能是调节恒温器的工作点，进而调节蒸发器表面温度。触点开闭机构由触点开关,9,、弹簧,2,、杠杆等组成，其功能是根据感温系统的动作，通过触点的开闭控制压缩机的通断。,波纹管式恒温器的工作过程是：当蒸发器表面温度高于设定值时，波纹管伸长，触点开关闭合，压缩机运转，蒸发器表面温度下降；当温度低于设定值时，在弹簧的作用下，触点开关断开，压缩机停转，蒸发器表面温度上升，直到触点开关再次闭合，压缩机运转。此过程不断循环，蒸发器表面温度维持在设定值附近。调节凸轮位置和调节弹簧的预紧力，可以改变蒸发器表面温度。,2.,电子式恒温器,目前汽车空调中广泛采用电子式恒温器，大多采用热敏电阻来实现。其控制电路如图,5-4,所示，主要由温度检测电路、信号放大电路和电子开关电路组成。其中热敏电阻,5,、温度调整电阻,4,等组成温度检测电路，,VT,1,、,VT,2,组成信号放大电路，,VT,3,、,VT,4,组成电子开关电路。热敏电阻,5,是具有负温度系数的热敏电阻，通过小插片插在蒸发器出风口方向的翅片上，检测蒸发器表面温度。,1,电子式恒温器,2,继电器,3,压缩机离合器,4,温度调整电阻,5,热敏电阻,图,5-4,电子式恒温器,当温度调整电阻,4,设定后，,B,点的电位高低取决于热敏电阻,5,的大小。当车内温度高于设定温度时，热敏电阻,5,阻值变小，,B,点电位降低，三极管,VT,3,截止，,VT,4,导通，继电器,2,线圈通电，触点闭合，接通压缩机电磁离合器电路，压缩机运转，温度下降；当温度低于设定温度时，热敏电阻阻值增大，,B,点电位升高，三极管,VT,3,导通，,VT,4,截止，继电器,2,线圈断电，触点断开，切断压缩机电磁离合器电路，压缩机停转，温度上升。此过程不断循环，蒸发器表面温度维持在设定值附近。,调节温度调整电阻,4,可改变,A,点电位，进而改变蒸发器表面设定温度。当温度调整电阻阻值减小时，,A,点电位降低，三极管,VT,1,截止，,VT,2,导通，,B,点电位降低，,VT,3,截止，,VT,4,导通，压缩机运转，设定温度降低；反之温度调整电阻阻值增大时，设定温度升高。,目前电子式恒温器都采用了专用集成电路模块，其电路大大简化，安装调试更加简便，可靠性提高，但其基本工作原理是相同的。,三、压力开关,压力开关安装在制冷剂循环管路中，检测制冷循环系统的压力，当压力异常时启动相应的保护电路，防止造成系统的损坏。常见的压力开关主要有高压开关、低压开关、双重压力开关和三重压力开关等。,1.,高压开关,汽车空调在使用中，当出现散热片堵塞、冷却风扇不转或制冷剂过量等不正常状况时，系统压力会过高，若不加控制，过高的压力会损坏系统元件。,高压开关安装在高压管路中，一般装在储液干燥器上，串联在压缩机电磁离合器电路或冷凝器风扇电路中。当系统压力过高时，高压开关动作，切断离合器电路或接通冷却风扇高速挡电路，防止压力继续升高，避免造成系统的损坏。,高压开关有两种类型：常开型和常闭型，其结构如图,5-5,所示。常开型高压开关串联在冷凝器风扇电路中，膜片,2,上方通高压侧制冷剂，下方作用有一弹簧,5,。正常情况下，制冷剂压力低于弹簧压力，触点断开，冷凝器风扇低速运转；当制冷剂压力异常升高时，制冷剂压力大于弹簧压力，触点闭合，冷凝器风扇高速运转，加强冷却。常闭型高压开关串联在压缩机电磁离合器电路中，正常情况下，制冷剂压力低于弹簧压力，触点闭合，压缩机运转；当制冷剂压力异常升高时，制冷剂压力大于弹簧压力，触点断开，压缩机停止运转；当制冷剂压力下降到正常值时，触点闭合，压缩机恢复运转。,1,接头,2,膜片,3,外壳,4,接线柱,5,弹簧,6,固定触点,7,活动触点,图,5-5,高压开关,(a),常开型高压开关；,(b),常闭型高压开关,2.,低压开关,当制冷系统的制冷剂不足或泄漏时，冷冻润滑油也有可能随之泄漏，造成空调系统润滑不良，如果压缩机在缺油状态下运行，将导致严重损坏。,低压开关通常用螺纹接头直接安装在高压管路中，串联在电磁离合器电路中。其结构与常开型高压开关相似，当制冷剂压力正常时，动触点接通压缩机电磁离合器电路；当压缩机排出的制冷剂压力过低时，低压开关断开，切断电磁离合器电路，压缩机停止运行，防止损坏压缩机。,此外，当环境温度过低时，制冷剂的温度和压力也随之降低。例如：使用,R12,制冷剂的空调系统，当环境温度低于,10,时，制冷剂压力为,0.423,MPa,，,此时低压开关断开，压缩机停止运转，从而减少动力消耗，达到节能的目的。,3.,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，安装在储液干燥器上面，这样就减少了压力开关的数量和接口，从而减少了制冷剂泄漏的可能性。双重压力开关的结构如图,5-6,所示。,1,、,7,动低压触头,2,、,6,静低压触头,3,膜片,4,制冷剂压力通道,5,开关座,8,绝缘片,9,弹簧,10,调节螺钉,11,接线柱,12,顶销,13,钢座,14,动高压触头,15,静高压触头,16,膜片座,图,5-6,双重压力开关,(a),制冷压力小于,0.423,MPa,时；,(b),制冷压力大于,2.75,MPa,时,双重压力开关的工作原理是：当高压制冷剂的压力正常时，压力保持在,0.423,2.75,MPa,之间，金属膜片处在平衡位置，高压触头,14,、,15,和低压触头,1,、,2,、,6,、,7,都闭合，电流从,6,、,7,触头到高压触头,14,、,15,后再到,1,、,2,触头出来；当制冷压力下降到,0.423,MPa,时，弹簧压力将大于制冷剂压力，低压触头,1,、,2,和,6,、,7,脱开，电流随即中断，压缩机停止运行；当压力大于,2.75,MPa,时，制冷剂压力继续压迫金属膜片上移，将整个装置往上推到上止点，并推动顶销,12,将高压动触头,14,与高压静触头,15,分开，将离合器电路断开，压缩机停止运行；当高压端的压力小于,2.17,MPa,时，金属膜片恢复正常位置，压缩机又开始运行。,4.,三重压力开关,三重压力开关由双重压力开关（高压开关、低压开关）和中压开关组成，结构更加紧凑。三重压力开关安装在高压管路中。如图,5-7,所示，当压力过高或过低时，双重压力开关控制压缩机停止运转；当制冷剂压力达到某一中间值时，中压开关控制接通冷凝器风扇电路。,常见汽车空调压力开关的类型及作用如表,5-1,所示。,图,5-7,三重压力开关,表,5-1,压力开关类型及作用,四、过热限制器,当制冷系统的制冷剂泄漏量较多时，压力下降，若压缩机继续工作，会引起过热现象。此时制冷剂的温度上升，但压力不增加，润滑油变质，进而损坏压缩机。,过热限制器安装在压缩机后盖紧靠吸气腔的位置，串联在压缩机电磁离合器电路中。其作用是检测压缩机的温度，当压缩机温度过高时，切断电磁离合器的电路，使压缩机停止运行，防止损坏压缩机。,如图,5-8,所示，过热限制器由过热开关,2,和熔断器,3,两部分组成。过热开关安装在压缩机后缸盖上，是一种温度开关，其结构如图,5-9,所示。当压缩机温度正常时，导电触点,7,和接线端子,1,断开；当压缩机过热时，过热开关内的制冷剂蒸气温度和压力也随之升高，推动膜片将导电触点,7,与接线端子,1,接通，接通熔断器电路。熔断器内部,B,和,C,之间接一个低熔点金属丝,5,，,S,和,C,之间接电热丝,4,。正常情况下，电流经空调开关,6,、熔断器低熔点金属丝,5,到压缩机离合器的电磁线圈,1,；当压缩机过热时，过热开关闭合，熔断器中的电热丝通电，电热丝发热后熔化低熔点金属丝，切断压缩机离合器电路，压缩机停止运转，起到保护作用。,1,离合器的电磁线圈,2,过热开关,3,熔断器,4,电热丝,5,低熔点金属丝,6,空调开关,7,点火开关,图,5-8,过热限制器,1,接线端子,2,外罩,3,膜片,4,热敏管,5,基座开口,6,膜片安装基座,7,导电触点,图,5-9,过热开关,(a),早期结构；,(b),新结构,16,还有一种压缩机过热开关也称压缩机过热保护器，安装在压缩机尾部，直接串联在压缩机离合器的电路中。当压缩机排出的高压制冷剂气体温度过高或由于缺少制冷剂以及润滑不良而造成压缩机本身温度过高时，开关断开，直接断开电磁离合器，压缩机停转。,五、冷却液过热开关和冷凝器过热开关,冷却液过热开关也称水温开关，安装在发动机散热器或者冷却液管路上，检测发动机冷却液温度，控制压缩机离合器，防止在发动机过热的情况下使用空调。水温开关一般为双金属片结构，当发动机冷却液温度超过规定值（如奥迪,100,为,120,）时，触点断开，直接切断（或者触点闭合通过空调放大器切断）电磁离合器电路使压缩机停止工作；而当发动机冷却液下降至某一规定值（如奥迪,100,为,106,）时，触点动作，自动恢复压缩机的正常工作。,冷凝器过热开关安装在冷凝器上，检测冷凝器的过热度，控制冷却风扇。当其温度过高时，接通冷凝器风扇电机，加强冷却，使系统能正常工作。桑塔纳轿车的冷凝器的过热开关有两个，当冷凝器温度为,95,时，风扇低速运转；当温度为,105,时，风扇高速运转，以增强冷却效果。,六、环境温度开关,当环境温度过低时，压缩机内冷冻油粘度较大，流动性较差，润滑不良，如此时启动压缩机，压缩机会加剧磨损甚至损坏。汽车空调使用手册规定，在冬季不用制冷时，要求定期开动空调制冷系统以使制冷剂能带动润滑油进行短时间的循环，以保证压缩机以及管路连接部位和阀类零件的密封元件不因缺油而干裂损坏，膨胀阀、电磁旁通阀等不因缺油而卡死失灵。这项保养工作应在环境温度高于,4,时进行，冬季低于,4,时最好不要启动压缩机。,环境温度开关串联在压缩机电磁离合器电路中，或直接串联在空调放大器电路中，当环境温度高于,4,时，触点闭合，压缩机能正常工作；当环境温度低于,4,时，触点断开，直接断开,(,或通过空调放大器断开,),电磁离合器的电路。国产上海桑塔纳轿车的空调系统便装有这种保护开关。,七、高压卸压阀,如果制冷剂的压力升得太高，将造成系统的损坏。高压卸压阀安装在压缩机或高压管路上，检测高压侧系统的压力，其结构如图,5-10,所示。当压力正常时，高压卸压阀保持常闭；当压力过高超出调整值时，卸压阀打开，释放制冷剂；直到压力降低到调定值，在弹簧作用下，阀又自动关闭，以保证制冷系统正常工作。,图,5-10,高压卸压阀的结构,八、怠速控制装置,在非独立式汽车制冷系统中，压缩机由发动机驱动，压缩机的运行必然会影响发动机的性能，尤其在发动机怠速或汽车低速行驶时，若此时开启空调会引起下列不良情况：,(1),增大发动机负荷，引起怠速不稳，甚至发动机熄火。,(2),发动机怠速或汽车低速行驶时，自然迎风量小，冷却系统散热器的散热主要靠风扇冷却。对于冷却风扇由发动机直接驱动的汽车，低速时风压和风量不足，散热效果差。同时，由于非独立式制冷系统的冷凝器通常安装在散热器前面，进一步影响散热器散热，因此发动机容易过热，影响发动机正常工作。,(3),发动机处于怠速时，发电机发出的电能严重不足，制冷系统还要消耗大量电能，增大用电负荷，影响其他用电设备的使用。,(4),此时空调冷凝器散热不良，会使冷凝器的冷凝温度和冷凝压力异常升高，压缩机功耗迅速增大，引起空调系统制冷效果差，甚至会因为压力过高而造成损坏。,因此，由发动机带动制冷压缩机的非独立式制冷系统，为了保证汽车的怠速性能，实现汽车运行与空调运行的统一，必须增加发动机怠速控制器。,发动机怠速控制器有两种类型：一种是怠速切断装置，发动机怠速时自动切断压缩机的离合器电路，使压缩机停转，减轻发动机负荷，稳定发动机的怠速性能；另一种是怠速提升装置，发动机怠速时，增大节气门开度或怠速旁通道开度，提高怠速，既能保证有足够的动力维持制冷系统工作，又能保证自身正常运转。怠速切断装置,曾使用在低档轿车上，目前汽车空调系统已经较少使用，而普遍采用怠速提升装置。,目前使用的怠速提升装置有两种不同的结构形式。一种是节气门位置控制器，用在化油器供油系统的发动机上；另一种是微机控制怠速系统，用在电控燃油喷射系统中。,1,.,节气门位置控制器,节气门位置控制器的组成及控制过程如图5-11所示。,发动机怠速运转，不使用空调制冷时，真空转换阀1的线圈中无电流通过，接通真空通路，真空驱动器3的膜片上移，通过连杆带动限位器6处于图5-11(,a),位置。此时，节气门可关闭到发动机正常怠速运转的位置。,1真空转换阀 2空调开关 3真空驱动器 4怠速喷油孔 5主喷油孔,6限位器 7节气门控制杆 8节气门 9真空孔,图5-11 节气门位置控制器,(,a),空调系统不工作；,(,b),空调系统工作,发动机怠速运转，使用空调制冷时，空调开关2接通真空转换阀线圈电路，切断真空通路，大气压力作用于真空驱动器的膜片上方，在弹簧力作用下膜片下移，通过连杆带动限位器处于图5-11(,b),的位置。当节气门向关闭方向运转时，由于节气门控制杆7被限位器限位，使节气门不能全闭而开度加大，从而达到提高发动机转速的目的。这种怠速提高装置曾经广泛用于化油器轿车的空调系统中。,2.微机控制怠速系统,在电控燃油喷射系统中，发动机怠速由发动机电脑控制，微机控制怠速系统的组成如图5-12所示。当空调系统启动时，发动机,ECU,控制怠速控制阀增大开度，增大旁通进气量，提高发动机怠速。,图,5-12,微机控制怠速系统,九、加速切断装置,汽车在加速或超车时，发动机需要输出最大功率，如果启动空调，会消耗发动机功率，降低汽车的加速性能，同时会使压缩机超速损坏。加速切断装置的作用是在汽车加速或超车时暂时切断压缩机离合器电路，提高汽车的加速性能，同时保护压缩机。加速切断装置有机械式、真空式和微机控制式三种形式。,1.,机械式加速切断装置,机械式加速切断装置如图,5-13,所示，其开关由加速踏板通过连杆或钢索来控制，当加速踏板踩到其行程的,90%,时，开关断开，压缩机离合器电路断开。,2.,真空式加速切断装置,真空式加速切断装置由发动机进气歧管真空度控制，当汽车匀速或少加速行驶时，进气歧管真空度较小，开关闭合，空调正常工作；当汽车急加速或怠速行驶时，进气歧管真空度较大，开关断开，空调停止工作。,1,加速切断装置,2,加速踏板托架,3,加速踏板总成,图,5-13,机械式加速切断装置,3.,微机控制式加速切断装置,高级轿车上，如日产风度轿车，车身计算机控制压缩机离合器电路。如图,5-14,所示，车身计算机根据节气门位置传感器和曲轴位置传感器信号感知急加速状态时，车身计算机控制断开压缩机离合器电路几秒钟，以实现加速切断控制。,图,5-14,微机控制加速切断装置,上述介绍的汽车空调系统保护装置，并非在每种汽车上都全部采用，而是根据情况部分采用。一般来说原装车空调系统保护装置较为完善，而简易空调或加装的空调系统保护装置较少甚至不采用保护装置。另外，不同的车型，各保护装置的工作参数也是不同的，在检测、维修、更换时应予注意。在保护装置出现问题时应及时更换新件，不得将其摘除或长期短接使用，以免造成空调系统的损坏。,第二节 汽车空调系统电路,汽车空调系统种类繁多，电路形式多样，分析电路时应按一定规律进行。空调系统电路可以分成鼓风机控制、冷凝器风扇控制、温度控制（压缩机控制）、通风系统控制和保护电路等几部分。,一、鼓风机控制,要使车内有一个舒适的环境，除了要控制送风温度外，还应根据环境变化和乘员的不同需要，控制鼓风机的转速，以控制送风速度。鼓风机转速的控制方式有以下三种形式。,1.,鼓风机开关和调速电阻控制方式,该控制方式由鼓风机开关和调速电阻两部分组成，调速电阻一般装在空调蒸发器组件上，利用气流进行冷却；鼓风机开关一般装在操作面板内，设置不同挡位，供调速用。鼓风机开关可控制鼓风机电源正极，也可控制鼓风机搭铁电路。调节鼓风机开关，改变调速电阻接入方式，改变鼓风机电路中的电流以调节鼓风机转速。,鼓风机的控制挡位一般有二、三、四、五速四种，最常见的是四速，如图,5-15,所示。鼓风机开关,1,处于,位时，鼓风机电路中串入三个电阻，风机低速运转；鼓风机开关处于,位时，鼓风机电路中串入两只电阻，风机中低速运转；鼓风机开关处于,位时，鼓风机电路中串入一个电阻，风机中高速运转；鼓风机开关处于,位时，鼓风机电路中不串入电阻，鼓风机以最高速运转。,1,鼓风机开关,2,调速电阻,3,限温开关,4,鼓风机,图,5-15,鼓风机开关和调速电阻联合控制的鼓风机控制电路,2.,晶体管控制方式,该控制方式常装在中、高档汽车上，可实现风速的自动控制。如图,5-16,所示，空调电脑,3,根据车内温度传感器信号、车外温度传感器信号和其他信号计算并输出一控制信号给大功率晶体管,5,基极，大功率晶体管根据基极电流的不同控制鼓风机使其产生不同的转速。空调处于制冷状态时，如果车内温度比所选定的温度高很多，鼓风机将高速运转；如果车内温度降低，鼓风机将低速运转。空调处于取暖状态时，如果车内温度比所选定的温度低很多，鼓风机将高速运转；如果车内温度上升，鼓风机将低速运转。,1,点火开关,2,加热继电器,3,空调电脑,4,鼓风机,5,大功率晶体管,6,熔丝,7,鼓风机开关,图,5-16,晶体管控制的鼓风机控制电路,3.,晶体管与调速电阻组合控制方式,该控制方式有自动模式和人工模式两种。如图,5-17,所示，当鼓风机开关置于,AUTO,挡时，鼓风机的转速由空调电脑根据车内温度传感器、车外温度传感器和其他传感器的信号通过晶体管进行控制。当鼓风机开关离开,AUTO,挡，按人工模式调节鼓风机开关时，鼓风机的转速由鼓风机开关和调速电阻进行控制。,图,5-17,晶体管与调速电阻组合控制的鼓风机控制电路,二、冷凝器风扇控制,对于一般小客车和大、中型客车，冷凝器不装在水箱前，需单独设置冷凝器风扇。冷凝器风扇一般只受空调开启信号控制。轿车空调的冷凝器一般都装在水箱前，水箱和冷凝器共用冷却风扇，一般根据水温信号和空调信号共同控制，同时满足水箱散热和冷却器散热需要。下面分析一些较典型的冷凝器风扇电路。,1.,空调开关直接控制,该控制方式的电路如图,5-18,所示，空调开关,4,置于,ON,位时，给压缩机电磁离合器,3,供电的同时，冷凝器风扇继电器,2,线圈通电，继电器触点闭合，冷凝器风扇运转。,2.,空调开关和水温开关联合控制,该控制方式的电路如图,5-19,所示，水箱和空调冷凝器共用一个冷却风扇，这种风扇有低速和高速两种转速，分别受低速风扇继电器和高速风扇继电器控制。控制冷凝器风扇的信号是空调开关和水温开关。,1,冷凝器风扇,2,冷凝器风扇继电器,3,压缩机离合器,4,空调开关,图,5-18,空调开关直接控制的冷凝器风扇控制电路,当空调开关接通时，低速风扇继电器通电，触点闭合，电流经调速电阻进入冷凝器风扇电机，风扇低速运转；当冷却系统水温达到,89,92,时，低速风扇继电器通电，冷凝器风扇低速运转；当发动机水温升至,97,101,时，高速风扇继电器通电，风扇高速运转，以加强散热。,图,5-19,空调开关和水温开关联合控制的冷却风扇控制电路,3.,制冷剂压力开关与水温开关联合控制,目前很多轿车采用制冷剂压力开关和水温开关组合的方式对冷却风扇进行控制。丰田,LS400,冷却风扇控制系统的电路如图,5-20,所示，该控制系统中有两个并排的冷却风扇，控制冷却风扇的信号是水温开关和高压开关。水温开关和高压开关处于不同状态，则冷却风扇继电器形成不同组合，从而控制冷却风扇使其不运转、低速运转或高速运转。,空调不工作时，发动机水温开关控制冷却风扇。,(1),发动机冷却水温低于,83,时，水温开关处于常闭状态，,3,号冷却风扇继电器和,2,号冷却风扇继电器通电。同时，由于空调不工作，高压开关处于常闭状态，,1,号冷却风扇继电器通电。两个冷却风扇电机断电，均不工作，使发动机尽快暖机。,(2),发动机水温高于,93,时，水温开关打开，,2,号和,3,号继电器断电。虽然高压开关使,1,号继电器通电，但并不影响风扇的工作。,12 V,电压加至,1,号冷却风扇电机和,2,号冷却风扇电机，两风扇高速运转，以满足发动机冷却系统散热需要。,空调工作时，空调开关和水温开关联合控制冷却风扇。,(1),高压侧压力高于,13.5,kPa,，,且水温低于,83,时，水温开关处于常闭状态，高压开关打开，,2,号继电器和,3,号继电器通电，,1,号继电器断电，继电器将两冷却风扇电机串联在一起，两冷却风扇低速运转，以满足冷凝器散热需要。,(2),高压侧压力高于,13.5,kPa,，,且水温高于,93,时，高压开关和水温开关都打开，三个继电器均断电，,12 V,电压加至两冷却风扇电机，两冷却风扇高速运转。,高压开关和水温开关的特性如表,5-2,所示。,图,5-20,丰田,LS400,冷却风扇控制系统电路,表,5-2,高压开关和水温开关的特性,4.,风扇控制器控制,以上几种控制方式均采用继电器控制风扇的转速，除此之外还可采用风扇控制器对风扇进行控制。风扇控制器根据空调信号和水温信号控制风扇的转速。本田里程轿车空调冷却风扇控制原理如图,5-21,所示，其控制过程如下：,(1),当冷却水温度高于,TEMP,1,时，风扇控制器接通,VT,1,，,水箱风扇和冷凝器风扇同时低速运转；,(2),当冷却水温度高于,TEMP,2,时，风扇控制器接通,VT,2,，,水箱风扇和冷凝器风扇同时高速运转；,(3),当冷却水温度高于,TEMP,3,时，风扇控制器断开,VT,3,，,空调压缩机停止运转；,(4),当空调系统压力高于一定压力时，压力开关,B,动作，风扇控制器接通,VT,2,，,水箱风扇和冷凝器风扇同时高速运转。,(5),当空调系统压力高于正常压力时，压力开关,A,动作，风扇控制器断开,VT,3,，,空调压缩机停止运转。,图,5-21,本田里程轿车冷却风扇控制原理图,5.,微机控制,大多数高级轿车都采用微机控制方式，其工作原理如图,5-22,所示，空调电脑、水温开关和压力开关通过主、辅风扇继电器控制主、辅风扇电机，使两个散热风扇实现三种不同的运转工况。,冷却风扇的控制过程如下：,(1),空调开关接通，但制冷剂压力未达到,1.81,MPa,时，空调电脑接通辅助风扇继电器，辅助风扇运转；,(2),当制冷剂压力达到,1.81,MPa,时，压力开关动作，接通主、辅风扇继电器，主、辅风扇同时运转；,(3),当发动机水温高于,98,时，水温开关动作，接通主风扇继电器，主风扇高速运转。,图,5-22,微机控制冷却风扇原理图,三、压缩机控制,根据有无继电器，压缩机的控制方式可分为直接控制和继电器控制两种类型。直接控制方式中开关安装于电源与压缩机离合器之间，直接控制电源的通断。当开关闭合时，大电流经开关至压缩机离合器，但由于大电流流经开关触点，因此容易烧蚀触点。继电器控制方式中开关安装于压缩机继电器线圈的电路中，通过控制压缩机继电器控制压缩机离合器。由于小电流流经开关触点，因此有效地防止了触点烧蚀，目前大多数轿车采用继电器控制方式。,根据控制元件的不同，压缩机控制电路可分为以下几种。,1.,开关控制,该控制方式的控制电路如图,5-23,所示，当空调开关,1(A/C,开关,),、环境温度开关,2,、恒温器开关,3,、压力开关,4,闭合时，压缩机继电器,5,通电，压缩机电磁离合器,6,通电，压缩机运转。,2.,空调控制器控制,该控制方式的控制电路如图,5-24,所示，空调控制器根据各种开关和传感器信号控制压缩机的运转。,3.,微机控制,对于自动空调系统，压缩机一般是由空调电脑根据传感器信号进行自动控制的，有关内容参见第六章。,1,空调开关,2,环境温度开关,3,恒温器开关,4,压力开关,5,压缩机继电器,6,压缩机电磁离合器,图,5-23,开关控制压缩机,图,5-24,空调控制器控制压缩机,四、通风系统控制,通风系统的控制就是通过控制进气门、温度门、送风门的位置，改变送风方向和送风温度，以满足空气调节的需要。风门的控制方式有机械拉索控制、真空控制和电机控制三种方式。目前轿车多采用电机控制方式，以实现最佳送风方式的控制，有关内容参见第六章。,第三节 汽车空调控制电路举例,一、上海桑塔纳轿车空调电路,如图,5-25,所示为上海桑塔纳轿车空调电路，它由电源电路、电磁离合器控制电路、鼓风机控制电路和冷凝器风扇电机控制电路组成，是一种典型的机械,电气控制的手动空调系统。,其工作过程是：,(1),点火开关,1,处于断开,(OFF),位置时，减荷继电器,2,的线圈断路，触点断开，空调系统不工作。,1,点火开关,2,减荷继电器,3,蓄电池,4,冷却液温控开关,5,高压保护开关,6,鼓风机调速电阻,7,冷却风扇继电器,8,冷却风扇电机,9,鼓风机,10,空调继电器,11,空调开关,12,鼓风机开关,13,蒸发器温控开关,14,环境温度开关,15,低压保护开,16,怠速提升真空转换阀,17,压缩机电磁离合器,18,新鲜空气翻板电磁阀,19,空调开关指示灯,图,5-25,上海桑塔纳轿车空调电路,(2),点火开关,1,处于接通（,ON,）,位置时，减荷继电器,2,的线圈通电，触点闭合，空调继电器,10,中的线圈,J,2,通电，接通鼓风机电路。此时可由鼓风机开关,12,进行控制，使鼓风机按要求的转速运转，进行强制通风、换气或送出暖风。,(3),当外界气温高于,10,时，环境温度开关,14,闭合，允许使用空调制冷系统。当按下空调开关,11,，空调开关指示灯,19,亮，表示空调系统电路已经接通。此时电源经空调开关,11,、环境温度开关,14,可接通下列电路：,新鲜,/,循环空气电磁阀接通，该阀真空驱动器工作，使新鲜空气进口关闭，制冷系统进入空气内循环工况。,经蒸发器温控开关,13,、低压保护开关,15,给压缩机电磁离合器线圈供电，压缩机运转。常闭型低压保护开关串联在蒸发器温控开关和电磁离合器之间，当缺少制冷剂使制冷系统压力过低时，开关断开，压缩机停止工作。,同时电源还经蒸发器温控开关,13,接通化油器的怠速提升真空转换阀,16,，提高发动机的转速，保证发动机稳定工作，满足空调动力源的需要。,给空调继电器,10,的线圈,J,1,供电，使两对触点同时闭合。其中一对触点接通鼓风机电路，保证只要空调制冷开关按下，无论鼓风机开关在什么位置，鼓风机都至少运行在低速工况，以防止蒸发器表面结冰，影响系统的正常工作。另一对触点接通冷凝器冷却风扇,8,控制电路。当制冷系统高压值正常时，高压保护开关,5,触点断开，冷却风扇继电器断开，电阻,R,串入冷凝器风扇电机电路中，冷却风扇低速运转。当制冷系统高压超过规定值时，高压保护开关,5,触点闭合，冷却风扇继电器,7,通电，触点闭合，电阻,R,短路，冷却风扇高速运转，以加强对冷凝器的散热。,同时，冷却风扇电机还直接受发动机冷却液温控开关的控制，当不开空调，空调开关,11,断开时：若发动机冷却温度低于,95,，冷却风扇不转动；高于,95,时，冷却风扇低速转动；当冷却液温度达到,105,时，冷却风扇高速转动。,这类机械,电气控制的空调系统电路，虽然没有电子温度控制器，但因其结构简单，电路器件可靠，所以仍然得到了广泛的应用。,二、富康轿车空调电路,如图,5-26,所示为富康轿车空调电路，它由压缩机电磁离合器控制电路、鼓风机控制电路和冷凝器风扇电机控制电路等组成。,1.,压缩机控制,空调控制器,141,根据蒸发器温度传感器,912,、压力开关,775,、空调开关,582,、水温传感器,910,信号控制压缩机电磁离合器继电器,805,的通断，控制压缩机电磁离合器的通断，控制压缩机的运转。,蒸发器温度大于,3,时，压缩机电磁离合器接通，压缩机运转；蒸发器温度小于,1,时，压缩机电磁离合器断开，压缩机停转。,当制冷剂压力小于,0.25,MPa,时，压缩机停转；当制冷剂压力大于,2.4,MPa,时，压缩机停转。,当水温大于,112,时，压缩机停转。,35,蓄电池,40,仪表板,52,内接熔断器盒,53,水温控制器,141,空调控制器,183,鼓风机开关,300,点火开关,582,空调开关,588,后雾灯开关,681,鼓风机控制器,720,冷凝器风扇,(,单只或左边,),721,冷凝器风扇（右边）,775,压力开关,790,鼓风机开关,804,空调继电器,805,压缩机电磁离合器继电器,813,低速风扇继电器,814,高速风扇继电器,815,风扇转换继电器,880,仪表照明变阻器,910,水温传感器,912,蒸发器温度传感器,图,5-26,富康轿车空调系统电路,2.,冷凝器风扇电机控制,水温控制器,53,根据压力开关,775,、水温传感器,910,信号控制低速风扇继电器,813,、高速风扇继电器,814,、风扇转换继电器,815,的通断，控制冷凝器风扇,720,、,721,的运转。,当水温在,92,97,时，低速风扇继电器接通，冷凝器风扇,720,、,721,串联，低速运转。,当水温达到,101,时，低速风扇继电器、高速风扇继电器和风扇转换继电器接通，两冷凝器风扇并联，高速运转。,当水温达到,118,时，水温控制器控制仪表板上的水温报警灯点亮。,发动机停转，若水温大于,112,，低速风扇继电器接通，冷凝器风扇低速运转,6 min,后停止。,若水温信号不正常，水温控制器将认为发动机处于大负荷运转，冷凝器风扇高速运转。,当空调开关闭合时，冷凝器风扇低速运转。,当制冷剂压力大于,1.7,MPa,时，冷凝器风扇高速运转。,3.,鼓风机控制,鼓风机控制器,681,根据鼓风机开关,183,的信号控制鼓风机,790,的运转。,4.,发动机转速控制,当不使用空调时，发动机怠速为,850 r/min,；,当空调开关接通，压缩机运转时，发动机电脑控制怠速阀开大，发动机怠速为,1000 r/min,。,实训项目 汽车空调电气系统故障诊断,1.,目标,掌握汽车空调电气系统故障诊断方法。,2.,设备、仪器与工具,万用表、测试灯等。,3.,内容,汽车空调电气系统的故障主要有三种：压缩机离合器和鼓风机都不工作；只有压缩机离合器工作；只有鼓风机工作。由于各厂家生产的空调系统电路不同，维修时应参阅生产厂家的维修手册进行。下面仅介绍故障检查的基本方法。,压缩机和鼓风机的控制电路如图,5-27,所示。,1),压缩机离合器和鼓风机都不工作,当压缩机离合器和鼓风机都不工作，系统不制冷，也无空气流过蒸发器时，应检查压缩机和鼓风机共用的电源线路。故障检查方法如图,5-28,所示。,2),只有压缩机离合器工作,当只有压缩机离合器工作，鼓风机不运转，无空气流动时，应检查鼓风机及其控制电路。故障检查方法如图,5-29,所示。,3),只有鼓风机工作,当只有鼓风机工作，压缩机不运转，系统不制冷时，应检查压缩机及其控制电路。故障检查方法如图,5-30,所示。,1,蓄电池,2,点火开关,3,熔断器,4,主控开关,5,恒温器,6,鼓风机电机,7,压缩机离合器电磁线圈,8,测试灯,图,5-27,压缩机和鼓风机的控制电路,图,5-28,压缩机离合器和鼓风机都不工作的故障检查方法,图,5-29,只有压缩机离合器工作的故障检查方法,图,5-30,只有鼓风机工作的故障检查方法,