第六章汽车空调控制系统及配风方式

第六章汽车空调控制系统及配风方式6.1 手动调节的汽车空调系统目前，大多数中级轿车都采用手动调节的汽车空调系统。

该系统是依靠驾驶员拨动控制板上的各种功能键实现对温度、通风机构和风向、风速的控制。

下面以国产BJ202l型汽车为例介绍手动调节的汽车空调系统。

6.1.1空调控制板空调控制板安装在驾驶室前壁，由驾驶员操纵。

板面布局如图5-1所示。

空调控制板上设有三个控制开关，分别是风机开关、空调方式选择开关和温度选择开关。

1．风机开关风机开关设有四个不同的转速挡位，以控制风机四种不同的转速。

风机为一直流电动机，其转速的改变是通过调整串入风机电路的电阻来实现的。

风机调速电阻安装在风机罩的左前方，裸露在风道内，与它串联的还有一个限温开关，当温度超过某一值时，开关断开。

风机调速电阻如图5-2所示。

风机除在停用状态不工作外，在制冷、取暖及通风状态下均可工作。

2．空调方式选择开关空调方式选择开关用于确定空调系统的功能，即要求空调是制冷、取暖、通风还是除霜。

通过驾驶员拨动开关可处在七个不同的位置：0FF－停止位置；MAX－最冷位置；NORM－中冷位置；BILEVEL－微冷位置；HEAT－取暖位置；VENT －通风位置；－除霜位置。

另外，在控制板的后面，设有真空控制开关。

当驾驶员操纵空调方式选择开关时，真空控制开关随之联动，通过改变真空通路控制真空驱动器来调节各风门的状态及热水阀的开度。

3．温度选择开关温度选择开关是控制温度门的开关，用钢丝和温度门连接。

温度选择当开关处于左半区(称之为冷风区)时，温度门关死通向加热器的风道，出来的空气是未经加热的空气。

当开关处于右半区(称之为热风区)时，温度门打开通向加热器的风道，送入车内的空气是经过除湿后的暖空气。

温度选择开关可在左右两半区无级连续调节，可停在任意位置，对应温度门也有确定的位置。

6.1.2真空系统执行元件汽车空调系统的风门及热水阀一般都是由真空系统通过真空执行元件来进行控制。

采用的执行元件有真空罐和真空驱动器。

1．真空罐真空系统的真空源是来自发动机的进气歧管。

随发动机的运行工况不同，进气歧管的真空度也相应不同。

当怠速时，真空度最大；而上坡最大转矩时，真空度最小。

其真空的绝对压力在10lPa～33.7kPa之间变化。

真空度的这种变化，将会影响真空系统的调控工作。

所以设定一个真空罐，其主要作用是向系统提供稳定的真空压力，其次是储存真空，使真空系统即使在发动机停止运行时，仍能保持一定的真空度。

真空罐的构造如图5-3所示。

由真空罐和真空保持器两部分组成。

真空罐是一个金属罐，里面安装一个真空保持器。

其工作原理如下所述。

真空罐7内的空心膜阀9和膜片6，将真空罐分成三个腔室，中腔与发动机进气歧管相联，右腔与真空执行系统相联，左腔与真空罐内腔相连。

当发动机的真空度较高时，将膜片6推开。

由于发动机的真空度大于真空罐，空心膜阀9膨胀开时，气孔4被打开，则真空系统成一开口通路，真空度提高。

当发动机进气歧管的真空度比真空罐的真空度小时，空心膜阀9外面压力将其压扁，封闭气孔4，保持罐内真空度。

同时膜片6右移，封闭发动机歧管接口2，将真空系统和真空源分开，保持真空系统和真空罐的真空度，并保持真空系统原来的工作状态。

2．真空驱动器真空驱动器的作用是根据真空度的变化进行机械动作，控制风门和热水阀。

目前汽车空调系统中常采用的真空驱动器有两种：单膜片式真空驱动器和双膜片式真空驱动器。

(1)单膜片式真空驱动器这类真空驱动器的内部结构和外形如图5-4所示。

真空接口通过胶管引进真空气源，连杆5连接风门。

当接通真空源时，膜片3压缩弹簧提起连杆；当断开真空源时，弹簧伸张迫使膜片3带动连杆复位。

这类真空驱动器通常用来控制全开或全闭的风门。

(2)双膜片式真空驱动器双膜片式真空驱动器的内部结构和外形如图5-5所示。

当A室仅有真空作用时，A室膜片2带动连杆5只提到一半位置。

若A和B 两室同时有真空作用时，连杆5才被提到极限位置。

若A、B两室均无真空作用，连杆5处于最下端。

所以采用双膜片式真空驱动器可以同时控制风门的三个位置：全开、全闭和半开，也可以同时控制两个风门，一个开一个关，或者两个同时半开。

6.1.3 真空控制系统图5-6所示为BJ202l型汽车空调真空控制系统。

在该系统中，各风道由风门控制，风门由空调方式选择开关操纵真空开关，并通过真空驱动器来控制。

除控制除霜风门的真空驱动器采用双膜片式以外，控制其他风门的真空驱动器均采用单膜片式。

真空控制开关22设置在控制面板的后面，由空调方式选择开关驱动。

真空控制开关22由滑块和底座组成。

底座上有真空接口，接口11、2同时通向真空罐，接口10、1仅彼此相通，接口3、4均通向真空驱动器控制除霜风门，接口6通真空驱动器控制地板风门，接口7通真空驱动器控制循环风门；接口9通热水阀控制其真空度。

滑块上设有通气道，被状态开关驱动时，调整各接口与真空源之间的联系。

温度门由温度选择开关通过一根钢丝控制。

当开关置于温度最低点时，加热器被封闭，空气流仅能穿过蒸发器送到各风门。

随着开关向高温方向拨动，温度门逐渐打开。

通过蒸发器的空气流部分地通过加热器加热再送到各风门。

当开关置于温度最高点时，温度门全开，所有穿过蒸发器的空气均通过加热器加热再送到各风门。

6.2 电控气动的汽车空调系统电控气动的汽车空调系统的全称为电子控制的真空回路操纵汽车空调系统，是20世纪70年代开始使用的汽车空调系统，目前仍然广泛应用在许多中、高级轿车上，如日本的部分皇冠、世纪。

德国的Benz-380等轿车。

美国通用汽车公司是最早使用电控气动汽车空调系统的，其汽车空调系统最具有代表性．所以下面介绍通用汽车公司的电控气动汽车空调系统。

6.2.1空调控制板只要驾驶员输人某一个温度值和决定空调的功能，不管车内外的温度如何变化，电控气动汽车空调系统都会为达到设定温度而自动工作。

图5-7是通用汽车公司电控气动汽车空调的控制板。

控制板左侧是温度选择键，中间是空调功能选择键，这些功能键的控制形式与手动调节的略有不同。

1．温度选择键温度选择键可以从18.3℃(650F)到29.4℃(850F)之间任意选择，只要选定一个温度以及功能键，空调器即会为达到这个设定温度而自动地工作。

2．空调功能选择键功能选择键可处在七个不同的位置，控制空调系统的工作。

(1)OFF(停止) 功能键处在此位置时，若不接通点火开关，空调系统不工作。

若接通点火开关，压缩机不工作，但当车内温度高于26.7℃时，空调器的风扇会自动地低速运转吹入微风；当车内温度低于26.7℃且发动机冷却液温度高于82℃时，空调器的风扇也会自动吹入自然风。

(2)LO-AUTO(低速-自动) 功能键置于此位置时，风扇低速运行。

当发动机冷却液温度高于82℃，车内温度低于设定温度时，空气先经蒸发器再经加热器送出暖风。

若车内温度高于设定温度时，空气经蒸发器冷却后不通过或部分通过加热器。

冷空气从中间门吹出，而加热空气从下风口吹出，形成头冷脚暖的环境。

(3)AUTO(自动) 功能键置于此位置时，空调器的工作情况与LO-AUTO位置相同，只是风机不限于低速运行，而是根据车内的温度自动选择转速。

若车内温度比设定温度高出较多，需要最快降温时，风机会自动进入高速运行，将蒸发器冷却后的冷空气尽快送到车内，同时促使蒸发器最大限度制冷。

若车内温度与设定温度相差不多，风机自动降低其转速。

(4)HI-AUTO(高速－自动) 功能键置于此位置时，空调器的工作情况与功能键处于LO-AUTO和AUTO位置时相同，只是风机在高速运转。

如果车内温度达到设定温度，风机会自动降低转速。

但在此位置时，热水阀关闭，加热器不工作，从各风口吹出的是冷空气。

(5)VENT(通风) 功能键置于此位置时，是自然通风。

风机低速运行，把车外的空气吸入后．经中风门吹进车内。

此时，取暖、制冷系统不工作，故吹进来的风是未经加热或冷却的自然风。

若车内温度高，风机高速运转；温度低，风机自动转入低速运转。

(6)BI-LEVEL(双向) 功能键置于此位置时，风机可以在任意一个转速工作．自动控制系统能按照设定温度和车内温度分别从中风口吹出冷风，从上、下风口吹出暖风，用于暖脚和除霜。

(7)DEF(除霜) 功能键置于此位置时，风机高速运转，大部分暖风从上风口吹出．小部分从下风口吹出。

6.2.2执行器自动空调真空系统内的真空罐、真空控制器、真空电动机和热水开关与手动空调的真空系统相同，这里所增加的真空元件有真空换能器、真空保持阀和真空伺服电动机。

真空伺服电动机的连杆位置可以在全伸长和全收缩之间的任何位置上。

它是由真空换能器来控制其供给的真空度大小，来决定其连杆的伸缩位置。

真空伺服电动机得到的真空度大，则收缩量大；真空度小，则伸长大。

1．真空换能器真空换能器的种类有几种，原理都大同小异，图5-8是其中常用的一种。

在换能器的支架上，有一个双通针阀，一头控制真空源的通路，一头控制铁心上的大气阀门。

铁心下端通大气，外部有一个电磁线圈。

线圈的电压是12V，电流大小由自动空调的恒温放大器来控制。

由于橡胶膜片的密封作用，外面的大气只能通过柱塞阀门和真空系统串气。

真空换能器的作用是利用一种能量的变化来操纵另一种能量工作的装置。

在这里，是利用从电路中检测到的温度变化值转换放大为电流信号的变化值，在电磁线圈内产生不同值的磁场，控制铁心的升降，来决定针阀的开度。

电流信号越强，所产生的电磁场越强，向下推动铁心的位移越大，针阀和铁心上的双通针阀口开得越大，外部空气渗入量越多，则进入真空伺服电动机的真空度越小，收缩量就小。

当从放大器里传出的电流信号减弱，弹簧就推动铁心向上，双通针阀口开度减小，甚至关闭大气与真空系统的通路。

这时系统的真空度增大，真空伺服电动机收缩量增大，甚至达到最大值。

2真空保持器真空保持器的构造如图5-9所示。

其作用是当发动机真空度降低时，真空保持器关闭发动机的真空源，同时膜片关闭真空换能器和伺服真空电动机之间的真空气路，保持系统的原来工作状态。

6.2.3真空控制系统图5-10是通用汽车公司电控气动汽车空调的真空控制系统。

发动机进气歧管的真空送到真空罐，真空保持阀保持罐内的真空度。

真空驱动器所需真空度的大小由真空换能器控制。

真空换能器是一种变电控为真空控制的转换装置，其电流信号由空调线路输入，电流越大、真空度越小。

这样无级变化的真空信号输送至主控制真空驱动器，其控制杆根据输入的不同真空度实现变化，从而自动地控制真空选择器在选定的功能键位置上，自动地控制风机的转速和温度门的位置，自动地调整输出的空气温度达到设定温度。

电控气动汽车空调的真空控制系统由两个小真空控制系统组成。

第一个小系统是真空转换器到真空驱动器，用于自动调节温度。

第二个小系统用于控制上、中、下风门内开关和热水阀开度，它由功能选择键来决定。