自动空调构造及原理.pptx

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1、 模块五模块五 自动空调自动空调课题一课题一 自动空调的构造及原理自动空调的构造及原理第1页/共52页 自动空调系统在普通（手动）空调系统的基础上，采用各种传感器、程序装置、伺服电机和（或）控制模块等带动执行机构。驾驶员通过操作控制器总成上的键，来选 择空调系统的工作模式和风机转速。第2页/共52页 自动空调系统通过程序装置检测空气温 度，调节气流混合门位置来达到并保持驾驶员预先设置的舒适程序。自动空调可以分为半自动空调和全自动空调两种，两者的主要差别是在于是否有自诊断功能。全自动空调系统具有监控系统，监控系统随机存储器（RAM）存储诊断码。其次的差别是所用的执行机构的形式和传感器数量。第3页

2、/共52页图5-1-1 自动空调的结构组成及控制示意图1-空调控制器 2-功率晶体管 3-压缩机 4-风机电动机 5-进气控制伺服电机 6-蒸发箱 7-蒸发器传感器 8-空气混合控制伺服电机 9-热交换器 10-水温传感器 11-出风模式控制伺服电机 12-阳光传感器 13-车内温度传感器 14-车外温度传感器 第4页/共52页1.自动空调的结构组成 自动空调系统由制冷、暖风、送风、操纵控制等分系统组成。制冷系统：压缩机、冷凝器、蒸发器等，和手动空调相似。暖风系统：热交换器、水阀等。送风系统有风机、风道、吸入与吹出风门第5页/共52页 电子控制系统：空调电控单元(ECU)、传感器、执行元件等。

3、(1)传感器车内及车外温度传感器：为负温度系数热敏电阻传感器，用来感受车内及车外温度。当温度变化时，阻值改变，向空调电控单元ECU输送温度信号。第6页/共52页蒸发器温度传感器：检测通过蒸发器的空气温度或者蒸发器表面的温度变化，控制压缩机电磁离合器的结合或断开。水温传感器：安装在热交换器底部的水道上检测冷却水温度，产生信号输送给电控单元(ECU)，控制低温时风机转速。第7页/共52页阳光传感器：是一个光敏二极管，利用光电效应，把日光照射量转换为电流值信号并输送给空调电控单元，用来调整空调吹出的风量与温度。第8页/共52页一汽-丰田花冠空调电控元件位置图 1-压缩机和电磁离合器 2-发动机室接线

4、盒 3-压力开关 4-环境温度传感器 5-冷凝器 第9页/共52页一汽-丰田花冠空调电控元件位置图21-仪表板接线盒 2-日光传感器 3-组合仪表 4-车内温度传感器 5-空调控制总成 6-空调放大器 7-发动机（和ECT）ECU 第10页/共52页(2)执行元件 一般包括控制伺服电机、风机及压缩机电磁离合器等。有的自动空调的执行机构由真空变换电磁阀、动力执行机构(又称真空膜盒)以及风量控制机构等组成。第11页/共52页一汽-丰田花冠空调电控元件位置1-膨胀阀 2-网状风挡伺服电机 3-蒸发器 4-蒸发器温度传感器 5-出风口风挡伺服电机 6-空气混合风挡控制伺服电机 7-加热器散热器 8-风

5、机电动机线性控制器 9-风机电动机 第12页/共52页进气控制伺服电机：进气控制伺服电机控制进气方式，电机的转子经连杆与进气风挡相连。空气混合伺服电机：由空调电控单元控制，改变空气混合风挡的开启角度，从而改变冷、暖空气的混合比例。第13页/共52页出风模式控制伺服电机：也叫气流方式控制伺服电机。由空调电控单元控制，将送风控制风挡转到相应位置，打开某个送风通道。当按下“自动控制”键时，空调电控单元根据计算结果(送风温度)，在吹脸、吹脸脚和吹脚三者之间自动改变送风方式。第14页/共52页最冷控制伺服电机：风挡有全开、中开和全闭三个位置。空调电控单元控制最冷控制风挡位于相应的位置上。第15页/共52

6、页(3)自动空调控制器 俗称空调电脑。控制器总成上的键是控制器的输入装置，控制器支配空气流至各风道的风门（气流混合门除外，它一般由伺服电机操纵），接收车内温度和外界温度传感器的输入信号，根据来自传感器和控制器总成上各键的输入，输出控制压缩机电磁离合器的工作、暖风加热器热水阀工作、将模式门放到适当位置等信号。第16页/共52页第17页/共52页 2.自动空调的工作原理 自动空调利用传感器随时检测车内温度及车外环境温度的变化，并把检测到的信号输送给空调的电控制单元（ECU），ECU则按预先编制的程序对信号进行处理，并通过伺服电机等执行元件，不断地对风机转速、出风温度、送风模式及压缩机工作情况等进行

7、调节，从而使车内空气温度及流动状况，始终保持在驾驶员设定的水平上。电控自动空调系统还具备自诊断功能，以利于对电控元件及线路故障的检测。第18页/共52页 3.自动空调的控制功能(1)温度控制 TAO是车内温度保持在设定温度的必要风机出风口空气温度，是空调控制器根据输入信号和温度设定计算出来的。空调控制器参照这个TAO值对执行器进行控制。第19页/共52页 TAO值可由下面公式计算出：TAO=ATSET-BTR-CTAM-DTS+E其中：TSET设定温度,TR车内温度,TAM车外温度,TS 太阳辐射强度,A至E常数。第20页/共52页 空调控制器根据TAO值和蒸发器温度传 感器信号，计算空气混合

8、控制风挡的开度（SW）。其中：TE蒸发器温度传感器信号,A至E常数。第21页/共52页 控制器根据SW值控制三极管TR1和TR2的通断，来控制空气混合伺服电机带动风挡按所需方向运动，以改变进气温度。同时空调控制器根据空气混合伺服电机内的电位计（位置传感器）监测风挡的移动距离，直至所测得的反馈值与SW值相等时，停止风挡的移动，如下图所示第22页/共52页第23页/共52页TAO和TE几乎相等时，SW接近于0。空调控制器关闭TR1和TR2，使伺服电机停转，风挡停在当前位置。SW为负值，TAO小于TE。空调控制器接通TR1，关闭TR2，电机向冷风侧运转，使风挡移动，提高出风口温度。空调控制器通过伺服

9、电机的电位计（位置传感器），检测混合控制风挡的实际移动距离，所测值与SW相等后。控制器使伺服电机停转。第24页/共52页SW为正值时 控制器关断TR1，接通TR2。伺服电机向热风侧运转，使风挡移动，提高出风口温度。同时控制器通过电位计测量其移动量，所测距离与SW相等后，控制器使伺服电机停转。第25页/共52页(2)风机转速控制 基极电压与电流的输出成正比变化，当基极电压为12V时，为自动控制状态下的最高转速。相邻两级的风机转速，其基极电压差大约。功率晶体管中串联着一熔点为114的温控保险丝，防止晶体管的过热烧毁。第26页/共52页 当风量控制钮置于AUTO时，控制器根据TAO值自动控制风机的转

10、速，如图5-1-3所示。只有将温度设置到最低时，风机以特高转速运转。其余状态下，风机转速在控制器的控制下在高和低间自动改变。第27页/共52页风机转速控制图 第28页/共52页 (3)气流方式控制 空调控制器根据TAO值按照图所示方式进行气流控制。第29页/共52页(4)进气控制 当用TEMP开关设定想要的温度时，根据输入信号和温度设定，空调ECU决定进气和至进气伺服电机的输出信号；进气伺服电机接到从ECU来的信号时，它开启或关闭风门，从而改变进气。当进气改变到想要的设定温度时，由进气门位置传感器检测到，并且ECU停止该伺服电机工作。第30页/共52页课题二 自动空调的输入元件 1.车内温度传

11、感器 也称室内温度传感器、车内气温传感器。(1)作用 车内温度传感器会影响出风口空气的温度、出风口风量、模式门的位置、进气门的位置。通常安装在仪表台后面的吸气装置内。确定混合门的位置确定风机的转速确定进气门的位置确定模式门的位置。第31页/共52页车内温度传感器的安装位置1-温度传感器栅格 2-空调控制面板 3-音响控制面板 车内温度传感器的安装位置1-温度传感器栅格 2-空调控制面板 3-音响控制面板 第32页/共52页(2)结构 按强制导向车内温度传感器的气流方式不同，车内温度传感器可分为吸气器型和电机型两种。第33页/共52页吸气型车内温度传感器的结构1-吸气器 2-暖风装置控制板 3-

12、传感器 4-吸气器 5-热敏电阻 电机型车内温度传感器的结构1-热敏电阻 2-风扇 3-电机 第34页/共52页(3)工作原理 吸气器型车内温度传感器，有一根抽风管连接车内温度传感器与空调的管道，与空调管道连接处有文杜利效应装置，风机工作，空气快速流过就会产生负压。这样就有少量空气流过车内温度传感器 第35页/共52页吸气型车内温度传感器的工作原理1-入口 2-车内空气 3-仪表板 4-车内温度传感器 5-吸气管 6-喉管 7-出口 8-主气流 第36页/共52页 2.车外温度传感器 也称环境温度传感器、外界空气温度传感器、大气温度传感器。(1)作用 车外温度传感器能影响出风口空气的温度、出风

13、口风量、模式门的位置、进气门的位置。确定混合门的位置确定风机的转速确定进气门的位置确定模式门的位置控制压缩机第37页/共52页(2)结构 车外温度传感器一般都安装在前保险杠内或水箱之前 车外温度传感器的结构1-车外温度传感器 2-冷凝器 3-热敏电阻 4-树脂壳 第38页/共52页(3)工作原理 车外温度传感器的工作原理与车内温度传感器相同。车外传感器一般都是安装在前保险杠内或散热器之前，易受到环境影响，所以包在一个注塑树脂壳内，以免对温度的突然变化作出反应。这将使其能准确地检测到车外的平均气温。除此之外，有些车型在空调电脑内部有防假输入电路 第39页/共52页 上海别克汽车空调的防假输入如下

14、：若外界温度增加，所显示的温度只有在如下条件下才能随之增高。a.车辆以高于32km/h的速度行驶约2min。b.车辆以高于72km/h的速度行驶约1min。这些限制有助于防止错误读数。若所显示的温度下降，外界温度显示将立即更新。如果车辆熄火超过3个小时，车辆再起动时，将显示当前外界温度。如果车辆熄火不足3小时，车辆再起动时，将恢复车辆上次操作时的温度。第40页/共52页3.蒸发器温度传感器(1)作用 一汽-丰田花冠汽车自动空调装有蒸发器温度传感器，有些自动空调没有装。蒸发器温度传感器用来测量蒸发器表面温度，修正混合门位置，控制压缩机，在蒸发器表面温度低于一定值时，使压缩机不工作，防止蒸发器表面

15、结霜。注意：有些车型有两个蒸发器温度传感器，其中一个是用修正混合门位置，一个用来防止蒸发器结霜第41页/共52页(2)结构 蒸发器的热敏电阻一般安装在蒸发器传热片上，其结构如图5-2-6所示。有的安装在蒸发器出风口位置，用来测量蒸发器出来的空气温度。蒸发器温度传感器1-冷气装置 2-蒸发器 3-蒸发器传感器 第42页/共52页4.水温传感器(1)作用测量热交换器芯温度，修正混合门的位置。有些车型采用发动机水温传感器代替。保护功能，防止发动机在高温下压缩机工作。有些车型采用发动机水温传感器代替，有些车型采用水温开关代替。控制风机。在水温过低，系统会启动风机的预热控制。也就是在水温过低，且在取暖工

16、况，为了防止吹出的风是冷风，在水温低于系统设定温度，风机会低速工作或不工作。有些车型采用发动机水温传感器代替，也有些车型采用水温开关代替。第43页/共52页(2)结构汽车空调系统的水温传感器一般安装在暖风装置里面 水温度传感器1-水温传感器 2-暖风芯 3-暖风装置 第44页/共52页5.阳光传感器作用 阳光传感器也叫日光传感器、日照传感器等，用来检测照在传感器上的太阳光照强度，将光信号转变为电压或电流值送给空调控制器，用来修正混合门的位置与风机的转速。(2)结构 它一般安装在仪表台的上面，靠近前挡风玻璃的底部 第45页/共52页阳光传感器1-光电二极管2-阳光传感器 第46页/共52页阳光传

17、感器中的电二极管可检测出光辐射变化，并将其变为电流信号传至空调控制器。第47页/共52页6.空气质量传感器(1)作用 空气质量传感器也称多功能传感器。其主要是测量空气中的水分、环境温度、外界空气污染程度（通过测量空气中的CO、CO2、N0X等含量），空调电脑采用以上的测量结果，去控制压缩机的工作与进气门的位置。(2)结构 空气质量传感器测量元件是一个混合氧传感器，它使用半导体技术（氧化锡SnO2）。空气质量传感器的精度因催化添加物铂铑的数量而增加。第48页/共52页(3)工作原理该传感器的工作原理类似于Lambda传感器，传感器的工作温度为350，其耗电大约为0.5W。第49页/共52页7.烟雾传感器 控制风机转速。8.发动机电脑输入 在很多系统中，一些输入信号先送到动力控制模块（PCM），然后转送到空调电脑。这些输入信号包括发动机冷却液温度、发动机转速、车速以及空调系统压力等。在某些汽车上，这些输入信号用数据线在PCM和空调电脑之间传送。第50页/共52页谢 谢 观 看第51页/共52页感谢您的观看！第52页/共52页