汽车空调的控制系统

第一节 汽车空调系统常用控制元器件
图6-1 压缩机电磁离合器 a）离合器分离示意图；b）离合器接合示意图
第一节 汽车空调系统常用控制元器件
电磁离合器并非空调压缩机必需的组件，目前市场上有一种无电磁 离合器的空调压缩机，与所有变排量的压缩机一样，它通过电磁阀可以 关闭压力通道，从而更改振动盘的角度控制压缩排量。不带离合器的压 缩机的原理是永久性让压缩机旋转。当没有制冷要求时，振动盘几乎与 压缩机的轴垂直，这时排量最小，为最大排量的5％；随着制冷负荷的增 大，振动盘也随之倾角变大，压缩排量增大。其中，振动盘的倾角是通 过外部控制阀控制的，如图6-2所示。
第六章 汽车空调的控制系统
第一节 汽车空调系统常用控制元器件 第二节 汽车空调系统控制电路 第三节 手动调节的汽车空调系统 第四节 电控气动的汽车空调系统 第五节 微机控制的自动空调系统
为了保证汽车空调系统正常，维持车内所要求的温度，充分发挥空 调装置的最大功率，就必须对汽车空调系统的工作状态进行必要的控制。 控制内容包括温度控制、压力控制、蒸发器控制、压缩机控制以及在恶 劣条件下的系统保护和增进车辆动力性能的控制等。本章将对汽车空调 系统常用的控制元器件、电控气动的汽车空调系统、全自动的汽车空调 系统以及微机控制的汽车空调系统作较为详细的阐述。
启用空调时，外部控制阀5可以根据乘客所要求的温度调节空调压缩 机内的压力。进气压力和空调压缩机1主体内部的压力差起到改变振动板 3角度，进而改变活塞4行程的作用。活塞行程越长，压缩的液流量就越 大，因此回路中的制冷剂的流量增加也会相应地增加冷气产生量。
关闭空调后，空调压缩机主体内部的压力发生改变，使振动板3返回 与空调压缩机轴2垂直的位置。
第一节 汽车空调系统常用控制元器件
一、电磁离合器
电磁离合器安装在压缩机前端面，成为压缩机总成的一部分，其作 用是控制发动机与压缩机的动力传递。空调制冷系统工作时，使发动机 能驱动压缩机运转，制冷系统停止运行时，切断发动机到压缩机的动力 传递。为了使空调系统的开、停不影响发动机的工作，压缩机的主轴不 是与发动机曲轴直接相连，而是通过电磁离合器把动力传递给压缩机。 电磁离合器是发动机和压缩机之间的一个动力传递机构，受空调开关、 温度控制器、空调放大器、压力开关等控制，在需要时接通或切断发动 机与压缩机之间的动力传递。另外，当压缩机过载时，它还能起到一定 的保护作用。因此，通过控制电磁离合器的结合与分离，就可接通与断 开压缩机。
第一节 汽车空调系统常用控制元器件
高压开关有触点常闭型和触点常开型两种类型，其结构如图6-4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。常闭型高压开关的 触点串联在压缩机电磁离合器电路中，压力导入口则直接或通过毛细管 连接在高压管路上。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；当制冷系统压力异常升高时，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。
第一节 汽车空调系统常用控制元器件
图6-3 压力开关安装位置
第一节 汽车空调系统常用控制元器件
1．高压开关 高压开关一般安装在制冷系统高压管路上或储液干燥器上，是用来 防止制冷系统在异常的高压下工作，保护冷凝器和高压管路不会爆裂、 压缩机的排气阀不会折断以及压缩机其他零件和离合器不损坏。一般来 说，对于带有节流阀的制冷剂环路，高压开关在制冷剂环路内压力超过 约3.0MPa时会切断压缩机。当冷凝器被污垢等杂物阻挡冷却风道时，由 于制冷剂无法冷却，压力便会升高；当制冷系统制冷剂量过多时，或者 系统管路发生堵塞等其他原因时，系统压力也会增高。发生这种情况时， 高压开关通常有两种保护方式：一是接通冷凝器风扇高速挡电路，自动 提高风扇转速，以便较快地降低冷凝器的温度和压力；二是切断压缩机 电磁离合器电路，使压缩机停止运行。
第一节 汽车空调系统常用控制元器件
图6-4 高压开关 a）常开型高压开关；b）常闭型高压开关 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
第一节 汽车空调系统常用控制元器件
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着泄漏， 系统的润滑便会不足，压缩机继续运行，将导致严重损坏。低压开关的 功能就是感测制冷系统高压侧的制冷剂压力是否正常。一般来说，对于 带有节流阀的制冷剂环路，低压开关在制冷剂环路内压力低于约 0.17MPa时，就切断空调压缩机。低压开关的结构如图6-5所示。它通常 用螺纹接头直接安装在系统管路高压侧。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 开关会自动切断电磁离合器电路，压缩机停止运行，以保护压缩机不会 损坏。 低压开关还有一个功能，是在环境温度较低时，会自动切断离合器 电路，使压缩机在低温下自动停止运行，这样可减少动力消耗，达到节 能的目的。作用的原理如下：当环境温度过低时，冷凝温度低，相应的 压缩机排出的制冷剂的温度和压力也低。
当空调开关接通时，电流通过电磁离合器的电磁线圈，电磁线圈产 生电磁吸力，这时间隙“A”就不存在了、使压缩机的压力板与皮带轮结 合在一起，将发动机的动力通过皮带轮传递到压力板，带动压缩机运转。 当断开空调开关时，电磁线圈的吸力消失，压力板与皮带轮分离，此时 皮带轮通过轴承在压缩机的壳体上空转，压缩机停止运转。
第一节 汽车空调系统常用控制元器件
电磁离合器由皮带轮、电磁线圈、压力板等主要部件组成。离合器 有两种形式：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，电磁线圈不转动，只有皮带轮转动。后者应用较广泛， 固定线圈式电磁离合器的工作原理图见6-1。弹簧片的毂固定在压缩机驱 动轴上。皮带轮装在压缩机壳体上的轴输出端，并可转动。电磁线圈与 压缩机壳体刚性连接在一起。弹簧片和皮带轮之间有一个间隙“A”。
不带离合器的压缩机的优点是一直在旋转，里面有润滑油，可以避 免密封圈干燥。
第一节 汽车空调系统常用控制元Hale Waihona Puke Baidu件
图6-2 无电磁离合器的空调压缩机 1-压缩机；2-压缩机轴；3-振动板；4-活塞；5-外部控制阀；6-
气缸；7-皮带轮
第一节 汽车空调系统常用控制元器件
二、压力开关
压力开关是空调系统的重要元件，分为高压开关和低压开关两种。 它们的作用是保证系统在压力异常的情况下，启动相应的保护电路，或 者切断压缩机电磁离合器线圈，防止损坏系统部件。对于带有节流阀的 制冷剂环路来说，压力开关安装位置如图6-3所示。