1.6.1空调控制面板
汽车空调控制面板上的控制键主要有3种控制方式:旋钮控制、按钮控制和拨杆控制。图19为手动汽车空调控制面板,上面设有A/C开关、鼓风机挡位开关、温度调节开关、出风模式开关及车内空气内外循环开关等,通过操作这些开关可以对车内温度、出风速度、出风模式进行控制,以达到车内所需的舒适性条件。图20为自动汽车空调控制面板,按下“AUTO”键可以对车内温度、出风速度、出风模式进行自动控制,也可以通过操作A/C开关、鼓风机转速调节开关、出风模式开关等对汽车空调进行手动控制。
1.6.2保护开关
汽车空调中的保护开关主要分为温度开关和压力开关,其中温度开关分为冷却液温度开关、环境温度开关和蒸发器温度开关(温控开关);压力开关分为高压开关、低压开关、双重压力开关和三重压力开关。
温度开关有三种形式:波纹管式、双金属片式和热敏电阻式。冷却液温度开关的作用是根据冷却液温度的高低控制散热风扇高速或低速运转,以及当冷却液温度过高(一般为120℃左右)时切断空调压缩机电磁离合器电路。环境温度开关的作用是当环境温度低于某一设定值(一般为5℃)时,切断空调压缩机电磁离合器电路,防止误操作且节约能源。温控开关的作用是当蒸发器表面温度过低(一般为0℃~3 ℃)时,切断空调压缩机电磁离合器电路,防止蒸发器表面结冰。
压力开关是一种随压力变化而断开或闭合触点的元件,又称压力继电器。它由压力引入装置、动力器件和触点等组成,在制冷系统中感受制冷剂压力的变化。当制冷系统的工作压力异常(过高或过低)时,压力开关使空调压缩机停止工作,或使散热风扇高速运转,从而避免制冷装置受到进一步的损坏。
高压开关通常安装在制冷系统高压管路中,具有以下两方面的作用。
(1)当因冷凝器散热不良等原因,导致制冷系统的工作压力上升到某一设定值(一般为1.4 MPa左右)时,高压开关内触点闭合,使散热风扇高速运转,加快冷凝器散热,降低制冷系统内的压力。此类用途的高压开关触点是常开触点。
(2)当因高压管路堵塞等原因,导致制冷系统的工作压力上升到制冷系统允许的极限值(一般为3.1 MPa左右)时,高压开关内触点断开,切断空调压缩机电磁离合器电路,避免制冷装置受到进一步的损坏。此类用途的高压开关是常闭触点。
根据安装位置的不同,低压开关具有以下两个方面的作用。
(1)当因制冷剂严重泄漏,导致制冷系统的工作压力小于某一设定值(一般为0.2 MPa左右)时,低压开关触点断开,切断空调压缩机电磁离合器电路,避免制冷装置受到损坏。此类用途的低压开关通常安装在制冷系统高压管路中,且其触点是常闭触点。
(2)代替温控开关,即利用制冷剂的温度与压力的对应关系,设定好控制温度的限值所对应的压力值(一般为0.09 MPa左右),来控制空调压缩机电磁离合器电路的通断,进而控制蒸发器表面温度。此类用途的低压开关安装在制冷系统低压管路中,其触点是常闭触点。
双重压力开关通常安装在制冷系统高压管路中,由一个高压开关和一个低压开关复合而成,同时具有低压开关和高压开关的功能。三重压力开关通常安装在储液干燥器上,由一个高压开关、一个中压开关和一个低压开关复合而成,当制冷系统的压力低于某一设定值(一般为0.2 MPa左右)或高于某一设定值(一般为3.1 MPa左右)时,低压开关或高压开关工作,切断空调压缩机电磁离合器电路;当制冷系统的压力超过某一设定值(一般为1.7 MPa左右)时,中压开关工作,接通散热风扇电路。
1.63传感器
随着汽车空调由手动向全自动化的发展,仅靠保护开关的通、断两个状态,已经无法满足汽车空调的控制需求。为了达到对车内舒适性条件的精确控制,以及对汽车空调部件的有效保护,需要对制冷剂压力、蒸发器表面温度、车内温度、环境温度等参数进行实时监测,因此各类传感器在汽车空调上得到了广泛应用。
如图21所示,目前自动汽车空调上应用的传感器主要有蒸发器温度传感器、空调压力传感器、环境温度传感器、车内温度传感器、日照光电传感器和冷却液温度传感器等,部分汽车空调上还有湿度传感器和空气质量传感器。这些传感器将监测的实时信号发送至汽车空调控制单元,然后由汽车空调控制单元控制相关执行器(如空调压缩机、鼓风机、散热风扇及各风门等)工作,从而对车内舒适性(车内温度、出风量和出风模式)进行精确控制,并确保汽车空调安全工作。
蒸发器温度传感器安装在蒸发器冷却叶片之间,它可代替温控开关,用于实时监测蒸发器表面温度,防止蒸发器因表面温度过低而结冰。空调压力传感器安装在制冷系统高压管路中,它可代替高、低压开关,用于实时监测制冷系统高压管路中制冷剂的压力,从而保护制冷系统部件。环境温度传感器安装在前保险杠内或散热器前面,它不仅可代替环境温度开关,还为空调控制单元提供修正混合风门位置的参考信号。车内温度传感器安装在转向盘附近的仪表板内,用于实时监测车内温度,空调控制单元根据车内温度与设定温度的温差,自动调节鼓风机转速和出风模式。日照光电传感器一般安装在前风窗玻璃下的仪表板上,用于实时监测阳光照射在车内的强度,空调控制单元根据此信号修正鼓风机转速。冷却液温度传感器安装在发动机气缸盖上的冷却液出口处,它不仅向发动机控制单元提供冷却液温度信号,用于调整喷油量和点火提前角,还向空调控制单元提供冷却液温度信号,用于切断空调压缩机工作电路,或使散热风扇高速运转,可代替冷却液温度开关。
1.6.4空调控制单元
汽车空调控制单元负责接收各类保护开关和传感器的信号,然后控制相关执行器工作,它除了对车内舒适性条件进行精确控制,以及确保汽车空调安全工作外,还可以实现以下控制功能。
(1)发动机起动保护功能。当起动发动机起动时,即使A/C开关处于接通状态,空调控制单元也会强制停止空调压缩机工作,以确保发动机顺利起动;当发动机工作正常后,空调控制单元才控制空调压缩机工作。
(2)发动机怠速提升功能。当发动机怠速时,如果接通A/C开关,空调控制单元会自动提升发动机转速,以确保发动机有足够的动力带动空调压缩机工作,而不至于发动机熄火。
(3)急加速保护功能。在急加速超车时,空调控制单元会强制停止空调压缩机工作,以确保超车时能迅速提速,随后再使空调压缩机恢复工作。