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1、汽车电气设备构造与维修（第4版）全国交通运输职业教育教学指导委员会 组 织 编 写周建平 悦中原 主 编“十二五 十二五”职业教育国家规划教材 职业教育国家规划教材 经全国职业教育教材审定委员会审定 经全国职业教育教材审定委员会审定 汽车电路图电源系统汽车起动系统车身辅助电器单元一单元二单元三单元四汽车灯光系统及信号装置 单元五汽车仪表汽车电子控制系统空调系统音响、电话、视频和导航系统单元六单元七单元八单元九 单元八 活塞连杆组故障诊断与修复空 调 系 统 学习目标知识目标1.正确描述空调系统的基本知识、基本组成、基本工作原理；2.简单描述暖风系统的类型、组成和基本工作原理；3.正确描述空调制
2、冷系统的组成、基本工作原理和主要组成件的结构及工作原理；4.正确描述通风系统和空气净化系统的结构和工作原理；5.正确描述空调控制系统的功能、电路和基本工作原理；6.简单描述国家标准对空调系统维修时的要求；7.简单描述空调系统维修所采用的仪器设备。学习目标能力目标1.会对暖风系统的故障诊断进行诊断和排除；2.会按照国家标准的要求对空调制冷系统维护；3.会通风系统和空气净化系统的维护作业；4.会利用电路图判断空调控制电路故障；5.会利用设备判断空调制冷系统的简单故障并排除故障；6.会使用常见的空调维护、修理和检测设备。汽车空调是用来改善汽车舒适性的设备，可以对车内空气的温度、湿度进行调节，并保持车
3、内的空气清洁。汽车空调通常都具备以下功能（图8-1）。1、概 述图8-1 空调系统的功能 调节温度：将车内的温度调节到人体感觉适宜的温度。调节湿度：将车内的湿度调节到人体感觉适宜的湿度。调节气流：调节车内出风口的位置、出风的方向及风量的大小。净化空气：滤去空气中的尘土和杂质或对空气进行杀菌消毒。为完成空调的上述功能，汽车空调系统通常应包括以下几个装置。暖风装置：用以提高车内的温度。制冷装置：用以降低车内的温度和湿度。通风装置：用以调节车内的气流和换气。空气净化装置：用以过滤空气及对空气进行消毒处理。1、概 述 目前，汽车的空调系统已经成为汽车的标准配置。图8-2所示为空调系统的组成部件在车上的
4、布置。1、概 述图8-2 空调系统在车上的布置 图8-3所示为典型的手动控制空调系统的控制面板。1、概 述图8-3 手动空调的控制面板 图8-4所示为典型的自动控制空调控制面板。1、概 述图8-4 自动空调的控制面板 空调系统控制有手动控制和自动控制之分。手动空调需要驾驶员通过旋钮或拨杆对控制对象进行调节，如改变温度等。自动空调只需驾驶员输入目标温度，空调系统便可按照驾驶员的设定自动进行调节。空调发展简史 1925年，汽车上开始出现暖风系统；1939年美国通用公司开始在轿车上安装机械制冷降温的空调系统；1954年美国通用公司开始在轿车上加装冷暖一体化空调，可以调节温度和湿度；20世纪6070年
5、代，汽车空调系统开始向自动控制方向发展。1、概 述 2.1 空调系统中常用的基本物理量 2.1.1温度 温度是物质冷热程度的度量，用温标来表示。常用的温标有：摄氏温标，用表示；开氏温标，用K表示；华氏温标，用F表示。在摄氏温标中，将水的冰点（海平面）定为0,水的沸腾点定为100，间隔100份，每份为1。在华氏温标中，水的冰点为32F，沸点为212F，间隔180份，每份为1F。在开氏温标中，将分子完全不运动的温度定为0K，是可能存在的最低温度，用摄氏温标表示为-273.15，华氏温标为-459.76F，开氏温标与摄氏温标的间隔相同。2、空调的基本知识 2.1 空调系统中常用的基本物理量 2.1.
6、1温度 温标如图8-5所示。在我国表示温度通常使用摄氏温标，欧美等国华氏温标使用比较普遍，两者的换算关系为：2、空调的基本知识图8-5 温标 2.1 空调系统中常用的基本物理量 2.1.2压强 压强的定义是单位面积上的作用力，在工程上俗称压力，其基本单位是帕（Pa），物理意义是1平方米（m2）的面积上作用有1牛顿（N）的力。由于此单位较小，常用的单位是千帕（kPa）和兆帕（MPa）。单位换算：1 在实际使用中还有几个常用的压强单位，如工程大气压（）、毫米汞柱（）、大气压（）及磅平方英寸（）等。它们之间的换算关系见表8-。此外，还有些地方采用巴（bar）作为压强单位，它与工程大气压的换算为:1b
7、ar1kgf/cm22、空调的基本知识 2.1 空调系统中常用的基本物理量 2.1.2压强 由于大气本身具有一定的质量，所以大气作用在地面上也有一定的压强，作用在海平面上的压强为一个大气压，现在使用的压力表都将此压强作为0,这样测量出来的压强称为表压。如果测量压强时将绝对真空情况下的压强定为0,这样测出的压强称为绝对压强。大气压、表压和绝对压强之间的关系如图8-6所示。2、空调的基本知识图8-6 大气压、表压和绝对压强之间的关系 2.1 空调系统中常用的基本物理量 2.1.3湿度 湿度用来表示空气中水蒸气的含量。湿度较高时，人就会感到不舒适。湿度大小有两种表示方法，一种叫相对湿度，另一种叫绝对
8、湿度。相对湿度：相对湿度指在某一温度下，空气中实际含水蒸气量（以质量计）与空气在该温度下所能含水蒸气量（质量）之比。通常随着温度的升高，空气中所能含的水蒸气量会增加，如果空气的实际含水蒸气量不变，温度升高，则空气的相对湿度下降，如图8-7所示。2、空调的基本知识图8-7 空气的相对湿度 2.1 空调系统中常用的基本物理量 2.1.3湿度 绝对湿度：绝对湿度是空气中所含水蒸气的量（质量）与干燥空气量之比。湿度的测量通常用干湿球温度计，干球温度计就是普通的温度计，湿球温度计是将干球温度计的玻璃球处包上纱布，再将纱布浸在水中，如图8-8所示，水便在毛细管的作用下湿润温度计，由于在湿球处的水分蒸发带走
9、一部分热量，使湿球处的温度降低，这样就形成了湿球温度，通过计算干球温度和湿球温度的差值，就可以算出空气的湿度。目前已有专门的湿度计，可直接测出湿度。2、空调的基本知识图8-8 干湿球温度计(干湿计)2.1 空调系统中常用的基本物理量 2.1.4压强与物质沸点的关系 下面我们以水为例来看一下压强与沸点的关系。在一个大气压下，水的沸点是100；如果水的压力增大88kPa，水就要到118才会沸腾；如果将水的压力减小到低于大气压39kPa，温度在84水就沸腾了（图8-9）。通过这个例子可以看出，物质的沸点是随着压力的增大而升高的。2、空调的基本知识图8-9 干水的沸点与压强之间的关系a)0kPa(0k
10、gf/cm2,0lb/in2,大气压)；b)88kPa(0.9kgf/cm2,13lb/in2,较高压强)；c)-39.2kPa(-0.4kgf/cm2,-5.7lb/in2,较低压强)2.2 热传递的基本形式 空调的工作过程实际就是热量的传递和转移的过程，热量都是通过以下3个途径传递的。（1）热传导。热在物质内直接传送称为热传导，如图8-10所示。2、空调的基本知识图8-10 热传导 2.2 热传递的基本形式（2）热对流。热对流是通过受热的液体或气体运动传递热量，如图8-11所示。2、空调的基本知识图8-11 热对流 2.2 热传递的基本形式（3）热辐射。热辐射是以红外线的方式发射和传递热量
11、，如图8-12所示。2、空调的基本知识图8-12 热辐射 2.3 物质的状态变化和热的形态 2.3.1物质的状态变化 增加或减少物质的热量，物质的温度可能发生变化，物质的状态也可能发生变化。对冰加热，冰的温度会慢慢升高；当温度达到0时，冰就开始熔化，在这一阶段，0的水与冰共存；继续加热直至冰全部转变为0的水,这一固态转变为液态的过程称为熔化，而反过来的过程叫凝固。对水加热，水从0升高到100；在100时，水的温度不再继续升高，而开始蒸发，直至水全部蒸发为水蒸气，水的加热过程如图8-13所示。水从液态变为气态的过程叫汽化（蒸发），相反的过程称为冷凝。物质从固态直接转化为气体叫升华，相反的过程叫凝
12、华。2、空调的基本知识 2.3 物质的状态变化和热的形态 2.3.1物质的状态变化 2、空调的基本知识图8-13 水的加热过程和状态变化 2.3 物质的状态变化和热的形态 2.3.2热的形态 从水的加热过程我们可以看出，加热水时，水的温度会随加热量的增加而温度升高。而加热到100时，水的温度不再升高，而是从液态向气态转变。这说明了加给水的热量有两种结果，一种是使水的温度升高，另一种是使水的状态发生变化。我们将使物质温度升高的热量称为显热，而将使物质状态发生变化的热量称为潜热（图8-14）。如果物质的状态是从液态变为气态，就将这种潜热称为汽化潜热。2、空调的基本知识 2.3 物质的状态变化和热的
13、形态 2.3.2热的形态 2、空调的基本知识图8-14 显热和潜热 2.4 制冷基本原理 2.4.1制冷的基本思路 人们在游完泳时，会有冷的感觉，在手臂上涂抹酒精也有凉爽的感觉，这都是因为液体的蒸发带走了热量，如图8-15所示。2、空调的基本知识图8-15 蒸发带走热量 2.4 制冷基本原理 2.4.1制冷的基本思路 这也就给了我们一个启发：利用液体的蒸发可以吸收周围环境的热量。为此，我们制作一个如图8-16所示的装置，将一个带有开关的容器装在一个绝热良好的盒子内，容器中装有常温下容易挥发的液体。将开关打开时，容器内的易挥发液体便开始蒸发，同时吸收绝热盒子内的热量。吸收了热量的液体转化为气体，
14、从开关排出，盒内的温度便会低于盒外的温度。如果容器内的易挥发液体能得到不断的补充，冷却的效果便会持续下去。从制冷装置的运作情况看，制冷过程中热量的转移是靠液体的状态变化实现的，我们将这种液体称为制冷剂。2、空调的基本知识 2.4 制冷基本原理 2.4.1制冷的基本思路 2、空调的基本知识图8-16 制冷装置 2.4 制冷基本原理 2.4.2制冷循环 2、空调的基本知识图8-17 通过压缩使制冷剂转化为液体并放出热量 2.4 制冷基本原理 2.4.2制冷循环 高压的液体通过一个小孔，可以使其迅速膨胀而压强降低，在这种情况下，液体由于压强的降低而非常容易汽化而吸热。因此，将储液罐中的制冷剂通过一个
15、小孔（膨胀阀）放出，让其进入一个称为蒸发器的容器。由于制冷剂的压强下降，所以很快便会蒸发，吸收蒸发器周围的热量，使蒸发器周围得到冷却，如图8-18所示。2、空调的基本知识图8-18 通过膨胀阀液体制冷剂转化为气体吸收热量 2.5 制冷剂和压缩机油 2.5.1制冷剂 制冷剂是制冷循环当中传热的载体，通过状态变化吸收和放出热量。因此，要求制冷剂在常温下很容易汽化，加压后很容易液化，同时在状态变化时要尽可能多的吸收或放出热量（较大的汽化或液化潜热）。另外，制冷剂还应具备以下的性质：（1）不易燃易爆。（2）无毒。（3）无腐蚀性。（4）对环境无害。制冷剂的英文名称为refrigerant，所以常用其第一
16、个字母R来代表制冷剂，后面部分表示制冷剂名称，如R12、R22、R134a等。2、空调的基本知识 2.5 制冷剂和压缩机油 2.5.1制冷剂 2、空调的基本知识图8-19 R134a在不同压力下的沸点 2.5 制冷剂和压缩机油 2.5.1制冷剂 注意：R12和R134a两种制冷剂不可以互换使用。2、空调的基本知识图8-20 R134a蒸气压力曲线 2.5 制冷剂和压缩机油 2.5.1制冷剂 研究显示，制冷剂R12中释放出来的氟会破坏大气层中的臭氧层。臭氧层可吸收太阳发出的紫外线，保护动、植物免受紫外线的伤害，如图8-21所示。2、空调的基本知识图8-21 臭氧层破坏 制冷系统的作用是将车内的热
17、量通过制冷剂在循环系统中循环转移到车外，从而实现车内降温，其工作情况如图8-22所示。制冷系统主要包括制冷循环系统和控制系统等部分。目前各种车辆的制冷循环系统无太大区别，而控制系统在各车型中差别较大。本节主要介绍制冷循环系统部分。3、制 冷 系 统图8-22 制冷系统 3.1 制冷循环3.1.1膨胀阀（TXV）式制冷循环系统 膨胀阀(TXV)式制冷循环系统如图8-23所示。3、制 冷 系 统图8-23 膨胀阀式制冷循环系统 3.1 制冷循环3.1.2膨胀管（OT）式制冷循环系统 膨胀管式制冷循环系统从制冷的工作原理来看，与膨胀阀式的制冷循环系统无本质的差别，只不过将可调节流量的膨胀阀换成不可调
18、节流量的膨胀管，使其结构更加简单，其制冷循环如图8-24所示。为了防止液态的制冷剂进入压缩机而造成压缩机的损坏，这种循环系统将储液干燥罐安装在蒸发器的出口，并按照它所起的作用更名为集液器，同时进行气液分离，液体留在罐内，气体进入压缩机，其他部分的工作过程与膨胀阀式制冷循环相同。3、制 冷 系 统 3.1 制冷循环3.1.2膨胀管（OT）式制冷循环系统 3、制 冷 系 统图8-24 膨胀管式制冷循环系统 3.2 制冷循环系统的组成部件 制冷循环系统中各部件在车上的安装位置如图8-25所示，下面对各主要组成部件分别予以介绍。3、制 冷 系 统图8-25 制冷循环系统各部件的安装位置 3.2 制冷循
19、环系统的组成部件3.2.1压缩机 3.2.1.1叶片式压缩机（1）结构。叶片式压缩机的结构如图8-26所示，在叶轮上安装有若干叶片，与机体形成几个密封的空间，在机体上安装有吸气孔、排气孔和排气阀。在叶轮旋转时，密封空间的体积会发生变化，从而完成进气、压缩和排气的过程。3、制 冷 系 统图8-26 叶片式压缩机的结构 3.2 制冷循环系统的组成部件3.2.1压缩机 3.2.1.1叶片式压缩机（2）工作过程。叶片式压缩机的工作过程如图8-27所示。3、制 冷 系 统图8-27 叶片式压缩机的工作过程 3.2 制冷循环系统的组成部件3.2.1压缩机 3.2.1.2旋转斜盘式压缩机（1）结构。3、制
20、冷 系 统图8-28 旋转斜盘式压缩机的结构 3.2 制冷循环系统的组成部件3.2.1压缩机 3.2.1.2旋转斜盘式压缩机（2）工作过程。3、制 冷 系 统图8-29 旋转斜盘式压缩机的工作过程 3.2 制冷循环系统的组成部件3.2.1压缩机 3.2.1.3涡旋式压缩机（1）结构。3、制 冷 系 统图8-30 涡旋式压缩机的结构 3.2 制冷循环系统的组成部件3.2.1压缩机 3.2.1.3涡旋式压缩机（2）工作过程。3、制 冷 系 统图8-31 涡旋式压缩机的工作过程 3.2 制冷循环系统的组成部件3.2.1压缩机 3.2.1.4摇板式压缩机（1）结构。3、制 冷 系 统图8-32 摇板式
21、压缩机的结构 3.2 制冷循环系统的组成部件3.2.1压缩机 3.2.1.4摇板式压缩机（2）工作过程。3、制 冷 系 统图8-33 摇板式压缩机变排量的工作过程 3.2 制冷循环系统的组成部件3.2.2冷凝器 冷凝器的作用是将压缩机送来的高温、高压的气态制冷剂转变为液态制冷剂，制冷剂在冷凝器中散热而发生状态的改变。因此，冷凝器是一个热交换器。它将制冷剂在车内吸收的热量通过冷凝器散发到大气当中。小型汽车的冷凝器通常安装在汽车的前面（一般安装在散热器前），通过风扇进行冷却（冷凝器风扇一般与散热器风扇共用，也有车型采用专用的冷凝器风扇）。冷凝器的结构如图8-34所示，主要由管路和散热片组成，有一个
22、制冷剂的进口和一个出口。3、制 冷 系 统 3.2 制冷循环系统的组成部件3.2.2冷凝器 3、制 冷 系 统图8-34 冷凝器 3.2 制冷循环系统的组成部件3.2.3储液干燥器和集液器（1）储液干燥器。储液干燥器用于膨胀阀式的制冷循环，其作用有以下几个方面。暂时存储制冷剂，使制冷剂的流量与制冷负荷相适应。去除制冷剂中的水分和杂质，确保系统正常运行（如果系统中有水分，有可能造成水分在系统中结冰，堵塞制冷剂的循环通道，造成故障；如果制冷剂中有杂质，也可能造成系统堵塞，使系统不能制冷）。部分储液干燥罐上装有观察玻璃，可观察制冷剂的流动情况，确定制冷剂的数量。有些储液干燥罐上装有易熔塞，在系统压力
23、、温度过高时，易熔塞熔化，放出制冷剂，保护系统重要部件不被破坏。3、制 冷 系 统 3.2 制冷循环系统的组成部件3.2.3储液干燥器和集液器（1）储液干燥器。还有些储液干燥罐上安装有维修阀，供维修制冷系统安装压力表和加注制冷剂时使用。有些车型的储液干燥罐上装有压力开关，可在系统压力不正常时，中止压缩机的工作。3、制 冷 系 统 3.2 制冷循环系统的组成部件3.2.3储液干燥器和集液器（1）储液干燥器。储液干燥器的结构如图8-35所示，干燥器内有滤网和干燥器，罐的上方设有观察玻璃及进口和出口。3、制 冷 系 统图8-35 储液干燥器 3.2 制冷循环系统的组成部件3.2.3储液干燥器和集液器
24、（2）集液器。集液器用于膨胀管式的制冷系统，安装在蒸发器出口处的管路中。由于膨胀管无法调节制冷剂的流量，因此蒸发器出来的制冷剂不一定全部是气体，还可能有部分液体。为防止压缩机损坏，在蒸发器出口处安装有集液器，集液器一方面将制冷剂进行气液分离，另一方面可以起到与储液干燥器相同的作用，其结构如图8-36所示。制冷剂进入集液器后，液体部分沉在集液器底部，气体部分从上面的管路出去进入压缩机。3、制 冷 系 统 3.2 制冷循环系统的组成部件3.2.3储液干燥器和集液器（2）集液器。3、制 冷 系 统图8-36 集液器 3.2 制冷循环系统的组成部件3.2.4膨胀阀和膨胀管 3.2.4.1膨胀阀（1）外
25、平衡式膨胀阀。外平衡式膨胀阀的结构如图8-37所示，膨胀阀的入口接储液干燥器，出口接蒸发器。膨胀阀的上部有一个膜片，膜片上方通过一条细管接一个感温包。感温包安装在蒸发器出口的管路上，内部充满制冷剂气体，蒸发器出口处的温度发生变化时，感温包内的气体体积也会发生变化，进而产生压力变化，这个压力变化就作用在膜片的上方。膜片下方的腔室还有一根平衡管通蒸发器出口。阀的中部有一阀门，阀门控制制冷剂的流量。阀门的下方有一个调整弹簧，弹簧的弹力试图使阀门关闭，该弹力通过阀门上方的杆作用在膜片的下方。可以看出，膜片共受到三个力的作用，一个是感温包中制冷剂气体向下的压力，一个是弹簧向上的推力，还有一个是蒸发器出口
26、制冷剂的压力，作用在膜片的下方。阀的开度取决于这三个力综合作用的结果。3、制 冷 系 统 3.2 制冷循环系统的组成部件3.2.4膨胀阀和膨胀管 3.2.4.1膨胀阀（1）外平衡式膨胀阀。3、制 冷 系 统图8-37 外平衡式膨胀阀 3.2 制冷循环系统的组成部件3.2.4膨胀阀和膨胀管 3.2.4.1膨胀阀（2）内平衡式膨胀阀。内平衡式膨胀阀的结构与外平衡式膨胀阀的结构大同小异，如图8-38所示，不同之处在于内平衡式膨胀阀没有平衡管，膜片下方的气体压力直接来自于蒸发器的入口。内平衡式膨胀阀的工作过程与外平衡式膨胀阀的工作过程完全相同。3、制 冷 系 统图8-38 内平衡式膨胀阀 3.2 制冷
27、循环系统的组成部件3.2.4膨胀阀和膨胀管 3.2.4.1膨胀阀（3）H形膨胀阀。采用内、外平衡式膨胀阀的制冷系统，其蒸发器的出口和入口不在一起，因此需要在出口处安装感温包和管路，结构比较复杂。如果将蒸发器的出口和入口做在一起，就可以将感温包的管路去掉，这就形成了所谓的H形膨胀阀，如图8-39所示。3、制 冷 系 统图8-39 H形膨胀阀 3.2 制冷循环系统的组成部件3.2.4膨胀阀和膨胀管 3.2.4.2膨胀管 膨胀管的作用与膨胀阀的作用基本相同，只是将调节制冷剂流量的功能取消了，其结构如图8-40所示。膨胀管的节流孔径是固定的，入口和出口都有滤网。由于节流管没有运动部件，具有结构简单、成
28、本低、可靠性高、节能等优点，因此美、日等国有许多高级轿车都采用膨胀管式制冷循环。3、制 冷 系 统图8-40 膨胀管 3.2 制冷循环系统的组成部件3.2.5蒸发器 蒸发器也是一个热交换器，膨胀阀喷出的雾状制冷剂在蒸发器中蒸发，吸收蒸发器空气中的热量，使其降温，达到制冷的目的。在降温的同时，溶解在空气中的水分也会由于温度降低凝结出来，蒸发器还要将凝结的水分排出车外。蒸发器安装在驾驶室仪表台的后面，其结构如图8-41所示，主要由管路和散热片组成。在蒸发器的下方还有接水盘和排水管。空调制冷系统工作时，鼓风机的风扇将空气吹过蒸发器，空气和蒸发器内的制冷剂进行热交换，制冷剂汽化，空气降温，同时空气中的
29、水分凝结在蒸发器的散热片上，并通过接水盘和排水管排出车外。3、制 冷 系 统 3.2 制冷循环系统的组成部件3.2.5蒸发器 3、制 冷 系 统图8-41 蒸发器 空调的调节系统有手动调节和自动调节之分，现以手动调节说明空调调节系统的工作情况。手动空调的调节包括温度调节、出风口位置调节、鼓风机风速调节和空气的内外循环调节等。调节是通过空调控制面板上的拨杆或旋钮进行的，空调的控制面板如图8-42所示。4、空调的调节系统图8-42 空调的控制面板 空调控制面板上有温度调节、气流选择、鼓风机速度、空气进气选择（内外循环选择）、空调开关（A/C）和运行模式选择开关等。其中，温度调节、气流选择、空气进气
30、选择是通过气道中的调节风门实现的（图8-43），空调开关和运行模式选择开关、鼓风机速度选择是通过电路控制实现的。空调控制面板到调节风门的控制方式有拉线式和电动式两种，如图8-44所示。4、空调的调节系统图8-43 空调调节系统的调节风门 4、空调的调节系统图8-44 空调调节风门的控制方式a)拉线式；b)电动式 4.1 温度调节 目前小型车的空调系统基本上都是冷气和暖风都采用一个鼓风机，温度调节采用冷暖风混合的方式，在空气的进气道中，所有的空气都通过蒸发器，用一个调节风门控制通过加热器芯的空气量，通过加热器芯的空气和未通过加热器的空气混合后形成不同温度的空气从出风口吹出，实现温度调节。在空调的
31、控制面板上设有温度调节拨杆或旋钮，用来改变调节风门的位置。温度调节风门的位置如图8-45图8-47所示。4、空调的调节系统 4.1 温度调节 4、空调的调节系统图8-45 温度调节风门在冷的位置 4.1 温度调节 4、空调的调节系统图8-46 温度调节风门在中间的位置 4.1 温度调节 4、空调的调节系统图8-47 温度调节风门在热的位置 4.2 气流选择调节 现代轿车空调系统的出风口分别设置了中央出风口、边出风口、脚下出风口和风窗玻璃除霜出风口等，其空调系统可以根据不同需要，选择不同的出风口出风，这种功能是通过控制面板上的气流选择调节拨杆或旋钮进行调节的，调节的情况如图8-48图8-52所示
32、。4、空调的调节系统 4.2 气流选择调节 4、空调的调节系统图8-48 面部出风位置 4.2 气流选择调节 4、空调的调节系统图8-49 面部和脚下出风位置 4.2 气流选择调节 4、空调的调节系统图8-50 脚下出风位置 4.2 气流选择调节 4、空调的调节系统图8-51 除霜位置 4.2 气流选择调节 4、空调的调节系统图8-52 除霜和脚下位置 4.3 空气进气选择调节 空气调节系统可以选择进入车内的空气是外部的新鲜空气还是车内的非新鲜空气。如果选择外部新鲜空气称为外循环，选择车内空气则称为内循环。这种选择可以通过控制面板上的内外循环选择按钮或拨杆控制进气口处的调节风门实现，如图8-5
33、3所示。4、空调的调节系统图8-53 空气进气选择风门 4.4 鼓风机转速的调节 鼓风机转速是通过在鼓风机电路中串入不同的电阻实现的，如图8-54所示。在鼓风机电路中串入3个电阻，通过开关控制，实现4个转速挡（空调控制面板上的LO、2、3、HI）。如果将电阻改为电子控制，则可实现无级调速。自动空调系统可以根据空调的工作情况自动对上述内容进行调节和控制。4、空调的调节系统图8-54 鼓风机转速的调节 5.1 动压通风 动压通风是利用汽车在行驶时各个部位所产生的不同压力进行通风的。汽车在行驶时的压力分布如图8-55所示，在考虑通风时，只要将进风口设在正压区，排风口设在负压区即可。这种通风方式不需要
34、另加动力，因此比较经济；但汽车在行驶速度较低时，通风的效果较差。5、通 风 系 统图8-55 动压通风 5.2 强制通风 强制通风是利用鼓风机进行通风，在进风口安装一台鼓风机将车外的空气吸入车内，车内的空气从排风口排出，如图8-56所示。这种通风方式不受车速的限制，通风效果较好。目前汽车通常都是利用空调系统的鼓风机进行强制通风。如果将上述两种通风方式结合起来，就形成了所谓的综合通风方式。汽车在低速行驶时采用强制通风，高速行驶时采用动压通风，这样就保证了汽车在各种工况下都能保持良好的通风效果，同时也降低了能耗。目前，小型汽车上基本上都采用了综合通风的方式。5、通 风 系 统图8-56 强制通风
35、空气净化系统可以除去车内空气中的灰尘，保持车内空气清洁，部分车辆的空气净化系统还具备去除异味、杀灭细菌的作用，一些高级轿车上的空气净化系统还装备了负氧离子发生器，使车内的空气更加清新。目前大多数车辆的空气净化系统所采用的方法是在空调系统的进气系统中安装空气滤清器（图8-57），通过滤清器滤除空气中的尘埃，使车内的空气保持清洁。6、空气净化系统图8-57 空调进气系统中的空气滤清器 有些车辆的空气净化系统在滤清器中加入活性炭，可吸收空气中的异味；还有些车辆在净化系统中设有香烟传感器，当传感器检测到车内存在烟气时，便通过放大器自动使鼓风机以高速挡运转，排出车内的烟气。这种净化系统如图8-58所示。
36、6、空气净化系统图8-58 空气净化装置 高档车辆的空气净化系统除上述功能外，在系统中还有杀菌灯和离子发生器，如图8-59所示。6、空气净化系统图8-59 有杀菌灯和离子发生器的空气净化系统 7.1 电磁离合器 如图8-60所示，主要包括压力板、皮带轮和定子线圈等主要部件。压力板与压缩机轴相连，皮带轮通过轴承安装在压缩机的壳体上，皮带轮通过皮带由发动机驱动，定子线圈也安装在压缩机的壳体上。7、空调控制系统图8-60 电磁离合器的结构 7.1 电磁离合器 当接通空调开关使空调制冷系统进入工作状态时，电磁离合器的定子线圈通电，线圈通电后产生磁力，将压力板吸向皮带轮，使两者结合在一起，发动机的动力便
37、通过皮带轮传递到压力板，带动压缩机运转，如图8-61所示。7、空调控制系统图8-61 电磁离合器的接合状态 7.1 电磁离合器 当空调制冷系统停止工作时，电磁离合器的定子线圈断电，磁力消失，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，如图8-62所示。7、空调控制系统图8-62 电磁离合器的分离状态 7.2 蒸发器的温度控制7.2.1蒸发压力调节器（EPR）根据制冷剂的特性，只要制冷剂的压力高于某一数值，其温度就不会低于0（对于R134a，此压力大约为0.18MPa），因此只要将蒸发器出口的压力控制在一定的数值，就可以防止蒸发器表面结霜或结冰。蒸发压力调节器可以
38、根据制冷负荷的大小调节蒸发器出口处的压力，确保蒸发器出口的压力使制冷剂不低于0。蒸发压力调节器安装在蒸发器出口到压缩机入口的管路中，如图8-63所示。它主要由金属波纹管、活塞、弹簧等组成，在管路中形成了一个可调节制冷剂流量的阀门。当制冷负荷减小时，蒸发器出口处制冷剂的压力就会降低，作用在活塞上向左的力pe减小，此力小于金属波纹管内弹簧向右的力ps，使活塞向左移动，阀门开度减小，制冷剂的流量也随之减小，并使蒸发器出口处的压力升高。反之，在制冷负荷增大时，活塞可向右移动，阀门开度增大，增加制冷剂的流量，以适应制冷负荷增大的需要。7、空调控制系统 7.2 蒸发器的温度控制7.2.1蒸发压力调节器（E
39、PR）7、空调控制系统图8-63 蒸发压力调节器 7.2 蒸发器的温度控制7.2.2蒸发器温度控制电路 目前蒸发器的温度控制电路主要有两种形式：一种是用温度开关（恒温器）直接控制压缩机电磁离合器。蒸发器温度开关安装在蒸发器的中央，当蒸发器表面温度低于某一设定值时，温度开关切断压缩机电磁离合器电路，使压缩机停止工作,防止蒸发器结冰。蒸发器温度传感器如图8-64所示。另一种是将热敏电阻安装在蒸发器的表面，当蒸发器表面的温度低于某一设定值时，热敏电阻的阻值变化给空调ECU低温信号，空调ECU控制继电器切断压缩机电磁离合器电路，使压缩机停转，控制蒸发器温度不低于0，如图8-65所示。7、空调控制系统
40、7.2 蒸发器的温度控制7.2.2蒸发器温度控制电路 7、空调控制系统图8-64 蒸发器温度传感器 7.2 蒸发器的温度控制7.2.2蒸发器温度控制电路 7、空调控制系统图8-65 蒸发器温度控制电路 7.3 冷凝器风扇控制 图8-66所示为一冷凝器和散热器风扇控制电路，用压力开关、冷却液温度开关和3个继电器控制冷凝器风扇和散热器风扇的转速。此电路可以实现风扇不转、低速运转、高速运转三级控制。3号继电器只在空调制冷系统工作时起作用，使冷凝器风扇以低速或高速运转。2号继电器为双触点继电器，用来控制冷凝器风扇的转速。1号继电器用于控制散热器风扇。压力开关在空调制冷系统压力高时断开，压力低时接通。冷
41、却液温度开关在冷却液温度低时接通，温度高时断开。7、空调控制系统 7.3 冷凝器风扇控制 7、空调控制系统图8-66 冷凝器和散热器风扇控制电路 7.3 冷凝器风扇控制 不开空调时，3号继电器不工作，冷凝器风扇也不工作。如果冷却液温度过高，冷却液温度开关断开，1号继电器线圈断电，触点闭合，散热器风扇运转，加强散热。打开空调，3号继电器线圈通电，触点闭合。如果冷却液温度较低，空调系统内压力也较低，2号继电器线圈也通电，使其下触点闭合，形成了冷凝器风扇和散热器风扇的串联电路，两个风扇都以低速运转。如果冷却水温升高或制冷系统内压力增大，压力开关或冷却液温度开关切断2号和1号继电器线圈电路，使2号继电
42、器的上触点闭合，1号继电器的触点接通，将冷凝器风扇和散热器风扇连接成并联电路，两个风扇都以高速运转。7、空调控制系统 7.4 制冷循环的压力控制7.4.1压力控制的功能 如果压力过高，有两种处理方法：一种是加强对冷凝器的冷却强度，使压力降低；另一种是切断电磁离合器的电路，使压缩机停止运转，如图8-67所示。通常加强冷却强度控制的压力要低于切断离合器控制电路的压力。目前空调系统中的压力开关通常都是将低压开关和高压开关制成一体，称为组合压力开关或多功能压力开关。多数组合压力开关可实现低压切断离合器控制电路、高压接通冷凝器风扇高速挡或切断离合器控制电路的双重功能，还有部分压力开关将上述三种功能集于一
43、身，形成三功能压力开关。通常低压切断离合器电路的压力约为0.2MPa，高压接通冷凝器风扇高速挡的压力约为1.6MPa，高压切断电磁离合器的压力约为3.2MPa。7、空调控制系统 7.4 制冷循环的压力控制7.4.1压力控制的功能 7、空调控制系统图8-67 压力开关的功能 7.4 制冷循环的压力控制7.4.2压力开关控制基本电路 压力开关控制的基本电路如图8-68所示，压力开关一般的安装位置是储液干燥罐或高压管路。图示的开关均为常闭开关，也有部分压力开关高压为常开开关，具体是何种形式要视车型而定。7、空调控制系统图8-68 压力开关控制电路 7.5 发动机的怠速提升控制 在车流量较大的道路上行
44、驶，汽车发动机经常处于怠速运转状态，发动机的输出功率低，如果此时开启空调的制冷系统，可能会造成发动机停机，为防止这种情况的发生，在空调的控制系统中采用了怠速提升装置，如图8-69所示。7、空调控制系统图8-69 怠速提升控制 7.5 发动机的怠速提升控制 当接通空调制冷开关（A/C）后，发动机的控制单元（ECU）便可接收到空调开启的信号，控制单元便控制怠速控制阀将怠速旁通气道的通路增大，使进气量增加，提高怠速。如果是节气门直动式怠速控制机构，控制单元便控制电动机将节气门开大，提高怠速。7、空调控制系统 7.6 发动机失速控制 发动机带空调运转时，一旦有其他影响因素使发动机转速下降，将造成发动机
45、失速而熄火。为防止这种情况发生，空调控制电路中设有防止发动机失速的控制电路。空调的控制单元通过检测点火线圈的脉冲来计算发动机的转速。当发动机的转速低于一定值时，将压缩机电磁离合器切断，如图8-70所示。7、空调控制系统图8-70 防止发动机失速控制电路 7.7 传动带保护控制 当动力转向的油泵、发电机等附件与空调压缩机采用同一传动带驱动时，如果压缩机出现故障而锁死时，传动带将被损坏。为了防止这种情况的产生，有些空调的控制电路中采用了传动带保护控制装置。传动带保护控制装置的原理如图8-71所示，空调放大器（或ECU）同时接收发动机的转速信号和压缩机的转速信号，并对这两个转速进行比较，当这两个转速
46、的信号出现的差异超过某一限值时，空调放大器便认定压缩机出现故障，随后就切断压缩机电磁离合器的电源，使压缩机停止工作，以保证其他附件的正常运转。7、空调控制系统 7.7 传动带保护控制 7、空调控制系统图8-71 传动带保护控制电路 7.8 压缩机双级控制 有些车辆为了提高车辆的燃油经济性采用了压缩机双级控制，如图8-72所示，在空调上有两个开关，一个是A/C开关，另一个是ECHO开关。在接通A/C开关时，空调ECU根据蒸发器温度传感器的信号在较低的温度控制压缩机电磁离合器的通断，在接通ECHO开关时，空调ECU便在较高的温度控制压缩机电磁离合器的通断，这样就可以减少压缩机工作的时间，减少汽车的
47、燃料消耗。同时，在压缩机停机时，发动机的负载减少，汽车的动力输出可以提高。7、空调控制系统图8-72 压缩机的双级控制电路 7.9 双蒸发器控制 现在有些车辆在前排和后排都有蒸发器，且两个蒸发器都采用一个压缩机，这样就面临着前后蒸发器分别控制的问题。为此，在两个蒸发器的入口处安装两个电磁阀，用来分别控制前排座位和后排座位的温度，其示意图如图8-73所示。7、空调控制系统图8-73 双蒸发器控制 7.10 其他控制7.10.1冷却液温度控制 为防止冷却液温度过高，有些空调控制电路中设有冷却液温度开关或传感器，当冷却液的温度高过一定值（一般为105）时，切断压缩机电磁离合器电路，使压缩机停止运转。
48、在温度下降到某设定值（大约为95）时，再接通电磁离合器电路，使空调重新工作。7、空调控制系统 7.10 其他控制7.10.2制冷剂温度控制 在部分叶片式压缩机和斜盘式压缩机上装有制冷剂温度开关，防止压缩机温度过高而损坏。如图8-74所示，当制冷剂的温度超过180时，此开关就断开，切断了压缩机电磁离合器的电路。7、空调控制系统图8-74 制冷剂温度开关 7.10 其他控制7.10.3环境温度控制 部分车辆在控制电路中设有环境温度开关，在环境温度低于规定值时，环境温度开关断开，切断压缩机电磁离合器的电路，使空调的制冷系统不能工作。环境温度高于规定值时，制冷系统才能进入工作状态。7、空调控制系统 7
49、.11 空调系统的控制电路7.11.1丰田汽车空调控制电路 图8-75所示为丰田威驰汽车空调系统的控制电路图，主要控制内容有：蒸发器温度控制、制冷循环系统压力控制、鼓风机转速控制、冷凝器风扇控制等。7、空调控制系统图8-75 丰田威驰汽车空调控制电路图 7.11 空调系统的控制电路7.11.1丰田汽车空调控制电路 7、空调控制系统图8-75 丰田威驰汽车空调控制电路图 7.11 空调系统的控制电路7.11.2桑塔纳轿车空调控制电路 图8-76所示为桑塔纳2000轿车的空调控制电路图。冷凝器风扇由温度开关和风扇控制器控制其高低速运转。鼓风机由风速开关控制其转速。在接通空调开关后，通过空调继电器接
50、通鼓风机的低速挡和冷凝器风扇的低速挡。压缩机电磁离合器分别由风扇控制器、压力开关、水温控制开关、蒸发器温度开关、环境温度开关等控制。7、空调控制系统 7.11 空调系统的控制电路7.11.2桑塔纳轿车空调控制电路 7、空调控制系统图8-76 桑塔纳空调控制系统电路图 7.11 空调系统的控制电路7.11.2桑塔纳轿车空调控制电路 7、空调控制系统图8-76 桑塔纳空调控制系统电路图 7.12 自动空调控制系统7.12.1自动空调控制系统的组成和基本工作原理 目前中高档汽车空调控制系统普遍采用自动控制系统，在操作时只要设定合适的温度，按下自动控制（AUTO）按钮，控制系统即可按照所设定的温度自动