汽车空调的构造与原理课件

1、第三节 起动预热装置 进气预热的类型有集中预热和分缸预热两种集中式预热装置安装在发动机的进气管上，分缸预热装置安装在气缸内或进气岐管上。汽油机和部分柴油机的预热采用集中式，分缸式预热装置一般用在柴油机上。电热塞主体是用铁镍铝合金制成的螺旋形电阻丝2，电阻一端焊在中心螺杆9上，另一端焊在用耐热不锈钢制成的发热体钢套的底部。螺杆和外壳5之间用瓷质绝缘体7隔开，钢套1与电阻丝之间，填充具有一定绝缘性能和导热性好、耐高温的氧化铝。电热塞安装在汽缸盖上，各缸电热塞中心螺杆用导线接于电源。发动机起动前；接通电热塞开关。电流经蓄电池“”、电阻丝、中心螺杆、蓄电池负极。由于电流经电阻丝，电阻丝和发热体钢套则发

2、热变红，用来加热气缸内的空气，达到顺利起动的目的。进气加热器北京切诺基、上海桑塔纳等汽油车使用的进气预热装置，它安装在进气管的下方，加热器制成多针状，以增大更热面积，装妥后伸进进气道内，加热器通电后其表面温度可达到180左右，混合气吹进时即被预热。当未蒸发的燃油通过时可受热蒸发，从而获得更好的混合气进气加热器加热器的发热元件是具有正温度系数的PTC电热陶瓷材料，因其具有随温度升高阻值增大的特性，可使加热温度得到自动控制，即恒温控制，并可节省电能。 PTC电热元件的温度、电流特性曲线，当外界温度为25时，其电阻值为0.20.4。电路一接通瞬时加热电流将达到4060A，温度迅速升高，1min左右温

3、度即可达6080，3min内可达到180，此时，电阻值趋于无穷大，电流趋于零，温度保持不变，电路几乎无电能消耗奥迪车加热电路电焰预热器这种预热装置除了电热塞产生热量外，还通过供油装置向其周围喷油，而形成电火焰，以产生更多的热量，通常用于集中式预热的柴油发动机。电火焰预热器，主要由电热塞和电磁喷油器组成，装在发动机进气管上，电热塞用来点燃柴油，加热空气。喷油器电磁阀控制其油路，在电磁阀通电时，阀门开启喷油器将燃油喷向电热塞而形成电火焰。电热塞及电磁阀受限时控制器的控制 奔驰牵引车火焰预热装置柴油机自动预热控制电路T R UA第四节 汽车自动空调系统4.1 汽车自动空调系统 汽车空调的发展第一阶段

4、 单一取暖第二阶段 单一冷气第三阶段 冷暖一体化第四阶段 自动控制第五阶段 微机控制汽车空调的组成制冷系统取暖系统配气系统电气控制系统一、制冷系统的组成制 冷 原 理压缩机运转时，将蒸发器内产生的低压低温蒸气吸人气缸，经过压缩后，使蒸气的压力和温度增高后排人冷凝器。在冷凝器中高温高压的制冷剂蒸气与外面的空气进行热交换，放出热量使制冷剂冷凝成高压液体，然后流人干燥贮液器，并过滤流出。经过膨胀阀的节流作用，制冷剂以低压的汽液混合状态进入蒸发器在蒸发器里，低压制冷剂液体沸腾气化，吸取车厢内空气的热量，然后又进人压缩机进行下一轮循环。制 冷 原 理一、制冷系统的组成一、制冷系统的组成二、取暖系统的组成

5、三、配气系统的组成四、控制电路汽车空调的功能（一）调节车内的温度 汽车空调在冬季利用其采暖装置升高车室内的温度。轿车和中小型汽车一般以发动机冷却循环水作为暖气的热源，而大型客车则采用独立式加热器作为暖气的源。 在夏季，车内降温则由制冷装置完成，我国大多数汽车空调只具有这种单一功能。（二）调节车内的湿度 普通汽车空调一般不具备这种功能，只有高级豪华汽车采用的冷暖一体化空调器，才能对车内的湿度进行适量调节。它通过制冷装置冷却、去除空气中的水分，再由取暖装置升温以降低空气的相对湿度。但在汽车上目前还没有安装加湿装置，只能通过打开车窗或通风设施，靠车外新风来调节。 （三）调节车内的空气流速 空气的流速

6、和方向对人体舒适性影响很大。夏季，气流速度稍大，有利于人体散热降温；但过大的风速直接吹到人体上，也会使人感到不舒服。舒适的气流速度一般为0.25m/s 左右。冬季，风速大了会影响人体保温，因而冬季采暖时气流速度应尽量小一些，一般为0.15-0.20m/ s 。根据人体生理特点，头部对冷比较敏感，脚部对热比较敏感，因此，在布置空调出风口时，应采取上冷下暖的方式，即让冷风吹到乘员头部，暖风吹到乘员脚部。（四）过滤、净化车内的空气 由于车内空间小，乘员密度大，车内极易出现缺氧和二氧化碳浓度过高的情况；汽车发动机废气中的一氧化碳和道路上的粉尘、野外有毒的花粉都容易进人车内，造成车内空气污浊，影响乘员的

7、身体健康，因此必须要求汽车空调具有补充车外新鲜空气、过滤和净化车内空气的功能。一般汽车空调装置上都设有进风门、排风门、空气过滤装置和空气净化装置。第四节目录 4.1 汽车自动空调系统 1.概述 传统的恒温开关型循环离合器孔管系统和恒温开关型膨胀阀空调系统，由于对车外温度不能进行感应，对车内温度传感精度不高，正逐渐被自动空调系统所代替。与普通空调系统相比，自动空调系统在普通手动空调系统的基础上，采用了许多电子器件，如各种传感器、程序装置、伺服电机和控制模块等。驾驶员只要将温度控制柄调到所需的温度挡，并把功能控制柄调到自动挡，不管气候如何变化，它都能为车室内提供并保持良好的舒适温度，而驾驶员无需或

8、很少去变换控制面板上控制开关的位置。 第四节 汽车自动空调系统 第四节目录 4.1 汽车自动空调系统 1.概述 现代的微电脑控制的汽车空调系统的执行机构已不再使用电磁真空阀和真空电机来操纵各个功能键和温度键，而是通过微电脑控制各个部件上的伺服电机。即通过触摸按钮向微电脑输入各种信号，微电脑通过计算、分析、比较后，发出指令，接通所需的电路并指令伺服电机转动，按照功能选择键的输入指令，打开所需的出风口风门并调节风的温度；按照输入的预设温度，控制温度风门的位置。这些控制通过伺服电机来完成，比真空控制的可靠性高，而且更加简单。 第四节 汽车自动空调系统 第四节目录 2.组成 汽车自动空调系统主要由输入

9、元件(包括车内温度传感器、车外温度传感器、蒸发器温度传感器、阳光传感器、水温传感器、空气质量传感器、烟雾传感器、开关以及其它发动机电脑输入信号等)、空调控制器(ECU)、执行机构(包括鼓风机、伺服电机、压缩机等)组成。第四节 汽车自动空调系统 第四节目录第四节 汽车自动空调系统 第四节目录 3.输入元件 (1)车内温度传感器 车内温度传感器用以感知车内温度，一般安装在驾驶室内仪表板下面，有的在后挡风玻璃下面还安装一个。按气流方式不同，车内温度传感器可划分吸气器型和电机型两种。 (2)车外温度传感器(环境温度传感器) 车外空气温度传感器用于测量车外的空气温度，为汽车空调控制系统工作温度的控制提供

10、信息。它一般安装在汽车前部空调冷凝器上，包在一个注塑料树脂壳内，以免对温度的突然变化做出反应。车外空气温度传感器用负温度系数热敏电阻制成. 第四节 汽车自动空调系统 第四节目录 (3)蒸发器温度传感器 蒸发器出口温度传感器安装在空调蒸发器片上，通常采用负温度系数的热敏电阻,随着温度的升高，电阻会减小；随着温度的降低，电阻会增大。 蒸发器温度传感器的作用是检测蒸发器表面空气温度的变化，并将检测到的温度信号与空调设定的调节信号加以比较，从而控制空调压缩机电磁离合器的通断,修正混合门位置,防止蒸发器出现结冰现象。有些车型有两个蒸发器温度传感器，其中一个是用来修正混合门位置，一个是用来防止蒸发器结霜。

11、 第四节 汽车自动空调系统 第四节目录 (4)阳光传感器 阳光传感器一般安装在容易检测日照变化的仪表板上侧,前挡风玻璃下面。它的功能是检测日照量以调整空调的出风温度及风量,阳光传感器它是用光敏二极管检测日照变化情况的,光敏二极管对日照变化反应敏感，而其自身又不受温度的影响，它把日照变化转变成电流，根据电流的大小可以知道日照量。如果光照强, 电阻值减小,电流就大,并把该信号输入计算机中，以便空调ECU修正日照所引起的车内温度的升高。 第四节 汽车自动空调系统 第四节目录 (5)水温传感器 汽车空调系统使用的水温传感器，一种有单独的水温传感器，另一种通过发动机电脑获得水温信号。自动空调系统所采用的

12、水温传感器都采用负温度系数的热敏电阻，也就是热敏电阻随着温度的升高，电阻会减小；随着温度的降低，电阻会增大。 水温传感器的作用是测量加热器心温度，修正混合门的位置。防止发动机在高温下压缩机工作,起作用保护。在水温太低，且取暖工况时，为了防止吹出冷风，在水温低于系统设定温度时，鼓风机会低速工作或不工作。 第四节 汽车自动空调系统 第四节目录 (6)空气质量传感器 空气质量传感器主要测量空气湿度、环境温度、外界空气污染程度(通过测量空气中的CO、CO2、NOx含量)，空调ECU根据测量结果，控制压缩机的工作负荷与进气门的位置。 车辆在行驶过程中进气门应处于外循环位置,才能保证车内空气新鲜,以防止人

13、体缺氧，而产生疲劳、头痛和恶心等。 当环境温度大于一定值、空调面板的指示灯点亮时, 如果空气质量传感器测量出的外界空气质量比车内空气质量好，空调电脑就依此控制进气门处于外循环位置；第四节 汽车自动空调系统 第四节目录 (6)空气质量传感器 如果空气质量传感器测量出的外界空气质量比车内空气质量差，空调电脑就依此控制进气门处于内循环全开位置,如车辆行驶在多尘环境时，进气门如处于外循环位置，就会使车内空气更加不新鲜,所以此时应暂时处于内循环位置。如果空调面板上的内循环控制按钮被按下或环境温度太高，空气质量传感器不起作用,进气门则会处于内循环全开位置。第四节 汽车自动空调系统 第四节目录 (7)烟雾传

14、感器 烟雾传感器一般设在后空调装置内。当点火开关接通且空调处于AUTO(自动)方式时，烟雾传感器开始检测烟雾，并将信号发送给空调ECU，使后送风机电机低速运转。 (8)空调控制面板 控制面板是驾驶员向空调系统的微处器输入的设备,自动空调系统用的控制面板与手动空调系统用的相似,不同的是自动空调系统的控制面板上有温度控制旋钮、自动开关等,控制面板安装在仪表板上，通过它给空调系统设置车内温度，并可操作控制面板上相应的键，选择工作模式(冷气、暖气、除霜和通风)和鼓风机转速第四节 汽车自动空调系统 第四节目录 (9)静电式冷媒流量传感器 有些汽车自动空调上装有静电式流量传感器,可用于检测冷媒流量。带电式

15、流量传感器内部有多个电极。静电式冷媒流量传感器接在储液罐和膨胀阀之间,通过传感器的流量发生变化时，电极间的电容量也发生变化，再经振荡电路把变化着的静电容量转换成频率，输入到空调控制ECU中，ECU再把这种传感器输入的脉冲信号变换成电压，并判断冷媒数量是否正常。当出现异常时，则利用监控显示系统报警。 第四节 汽车自动空调系统 第四节目录 (10)压缩机转速传感器 压缩机转速传感器安装在压缩机上,采用磁阻式结构。压缩机工作时，其轴与转速传感器产生磁力切割线，然后输出脉冲电压给空调控制器。当压缩机皮带打滑或断裂时，空调控制器便切断电磁离合器继电器的控制信号，使压缩机停止工作。万一压缩机由于某种原因锁

16、止，该安全装置便会断开)压缩机离合器及怠速提升控制阀，以防止压缩机烧毁。同时，该装置还使空调的指示灯闪烁，通知驾驶员制冷装置发生了故障。 (11)压力开关 压力开关安装在空调回气管路上,空调制冷剂压力降得太低或升得太高时，压力开关便将相应信号传送至空调控制器, 空调控制器收到这些信号，便会输出信号控制压缩机通断。 第四节 汽车自动空调系统 第四节目录 4.空调控制器(ECU) 自动空调系统ECU能对各种传感器的输入信号和空调控制面板上各键的输入进行分析、比较、计算，向执行机构发出指令,接通所需电路使伺服电机转动，控制空气混合风门的开度，控制冷却水阀的开、闭，控制鼓风机的转速，控制进气门和模式风

17、门的开度变换等。在汽车空调系统发生故障时，空调控制器(ECU)将故障部位用代码的形式存储起来，在修理时指示故障的部位。 第四节 汽车自动空调系统 第四节目录 5.汽车自动空调系统的执行机构 汽车自动控制空调器执行机构包括鼓风机电机、空气混合风门伺服电机、排气门伺服电机、进气门伺服电机、压缩机等动作元器件。这些执行器的动作是由空调控制器根据各传感器所检测的各温度系数，经内部电路处理后，单独或集中地进行控制。执行机构利用这些输入信号(包括设置温度)自动地控制自动空调系统的出口空气量、空气温度、空气分布和压缩机运行。 第四节 汽车自动空调系统 第四节目录 5.汽车自动空调系统的执行机构 (1)鼓风机

18、包括电机和由鼠笼式风扇组成，鼓风机工作时,推动空气通过蒸发器或加热器的心体。为便于散热，鼓风机控制模块安装在风道上,与空气混合门连接的鼓风机转速控制开关(包括自动空调器放大器、鼓风机电阻器和功率晶体管)自动改变鼓风机转速，水温控制开关则用于预热控制。 (2)空气混合风门伺服电机安装在暖气装置的底部，经连杆操纵空气混合控制风门和鼓风机转速控制开关。 (3)排气门伺服电机在暖风装置侧面,操纵位于控制控制板上的气流方式控制开关，使电机正向或反向转动以控制风门位置。第四节 汽车自动空调系统 第四节目录 (4)进气门伺服电机位于鼓风机侧面,通过电机正向或反向转动,可进行新鲜、循环空气的风门切换，并可按一

19、定比例引入新鲜空气。此外，在对玻璃窗进行除霜时，也可进行新鲜空气和循环空气的自动切换。 (5)压缩机是增加冷媒压力的地方，也就是压缩高压气体的地方，同时由于压缩机的作用，冷媒才会在冷气中循环。压缩机吸入蒸发器低温低压的冷媒蒸气，经过压缩产生高压、高温的蒸气，同时把蒸发器收到车室内的热送入散热片，由散热片将车室内的热排放车室外。压缩机的形式有：曲轴活塞式压缩机(并列双缸、V型双缸)、斜板活塞式压缩机、回转式压缩机、涡旋式压缩机等。 第四节 汽车自动空调系统 第四节目录第四节 汽车自动空调系统 图汽车自动空调系统的执行机构1-排气门伺服电机(模式门伺服电机) 2-蒸发器温度传感器 3-膨胀阀 4-

20、进气门伺服电机(循环风门伺服电机)5-鼓风机电机 6-空气混合风门伺服电机 7-加热器 8-蒸发器 9-鼓风机控制模块 第四节目录 a.曲轴活塞式压缩机 该种压缩机通过容积变化来压缩气体，有立式和卧式二种。当曲轴由外力带动旋转时，活塞上下移动。活塞下移时产生真空，从蒸发器吸进气态制冷剂；活塞向上移动时，压缩气态制冷剂。 b.斜板活塞式压缩机 斜板式压缩机很像曲轴活塞式压缩机，利用活塞在气缸内作往复运动来吸入及压缩冷媒气体。而曲轴活塞式与斜板式最大的不同在于活塞机构。曲轴活塞式压缩机使用一个旋转曲轴及连杆使活塞往复运动，而斜板式压缩机使用一个倾斜盘(轴转子)直接由皮带盘带动旋转，推动转盘使活塞在

21、气缸内向前、向后移动。 第四节 汽车自动空调系统 第四节目录 c.回转式压缩机 回转式压缩机由一个在椭圆气缸内的正圆形转子和装在转子上的轮叶(4叶或5叶)组成，气缸有吸入和排泄两个区域，排泄区域有一个排泄止回阀以防止冷媒回流。 d.涡旋式压缩机 涡旋压缩机的回旋运动是通过回旋机构产生的。当曲轴转动时，曲柄销连偏心套作回旋运动，传动轴承也作回旋，传动轴承上动圈跟着作回旋运动，也就是动圈涡旋中心绕定圈的回旋半径的圆作公转回转。另外,设置在偏心套上的平衡块可以平衡动圈的回旋离心力。第四节 汽车自动空调系统 空调压缩机类型第四节目录 5.汽车自动空调系统的控制功能 汽车自动空调系统的控制功能包括鼓风机

22、的温度控制、转速控制、气流状态控制、进气控制、压缩机控制。 (1)温度控制第四节 汽车自动空调系统 图15-21 车内温度控制 第四节目录 a.用空调控制面板上的TEMP开关设定需要的温度。 b.根据输入信号(车内温度传感器、环境温度传感器、水温传感器、蒸发器温度传感器和阳光传感器)和温度设定，空调ECU决定空气流量和至空气混合伺服电机的输出信号。 c.当空气混合伺服电机接到从ECU来的信号时，它开启或关闭空气混合风门，从而改变空气流的温度。当该温度达到设定温度时，由空气混合风门位置传感器检测到，并且ECU停止该伺服电机工作。 第四节 汽车自动空调系统 第四节目录 (2)鼓风机的转速控制 鼓风

23、机工作时,推动空气通过蒸发器或加热器的心体。为便于散热，鼓风机控制模块安装在风道上,与空气混合门连接的鼓风机转速控制开关(包括自动空调控制器、鼓风机电阻器和功率晶体管)自动改变鼓风机转速，水温控制开关则用于预热控制。 鼓风机转速控制包括自动控制、预热控制、时滞气流控制、启动控制、手动控制。 第四节 汽车自动空调系统 第四节目录 (3)气流方式控制 第四节 汽车自动空调系统 图15-27 气流方式控制 第四节目录 当AUTO开关接通时： a.用TEMP开关设定想要的温度。 b.根据输入信号(车内温度传感器、环境温度传感器和阳光传感器)和温度设定，空调ECU决定空气流量方式和至模式伺服电机及冷气最

24、足伺服电机的输出信号。 c.当该伺服电机接到从ECU来的信号时，它开启或关闭每只风门，确定空气流量方式和气流分配。 当AUTO开关断开时：ECU根据手动开关的位置，调整空气流量方式。 当发动机处于冷态时：如方式调到BL或FOOT且冷态信号(低于40)从水温传感器输入，则ECU迫使通风口改变到除霜器。 第四节 汽车自动空调系统 第四节目录 (4)进气控制 第四节 汽车自动空调系统 图15-29 进气控制 第四节目录 当AUTO开关接通时： a.用TEMP开关设定想要的温度。 b.根据输入信号(车内温度传感器、环境温度传感器和阳光传感器)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。 c.当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值时，由进气风门位置传感器检测到，并且ECU停止该伺服电机工作。 如模式开关设定在DEF(除霜)，则ECU迫使进气改变到FRS(循环)。 当AUTO开关断开时， 根据手动开关的位置，ECU调整进气。 第四节 汽车自动空调系统 第四节目录 (5)压缩机控制 对于一般的压缩机,只要按下暖风装置控