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1、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
2、，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
3、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
4、坡最大转矩时，真空度最小。其真空的绝对压力在10lPa33.7kPa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
5、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
6、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
7、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
8、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，
9、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
10、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
11、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
12、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
13、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
14、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
15、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。两个小系统的真空度和操作互不干涉，互不通气。图5-l1是电控气动汽车空调工作原理。当选好空调功能键后
16、，空调系统就能在指定温度内自动地控制温度和风量，其控制过程如下：将设定温度的电阻、车外环境温度传感器、车内温度传感器提供的信号输送到温度控制放大器，放大器即产生一个电流信号输入真空换能器转换成对应的真空度信号，输送到真空驱动器，使控制杆产生位移，温度门控制曲柄、风机转速和反馈电位器都处在一个相应位置从而输送一定温度和风量的空气。如功能键在自动空调位置(即处于LO-AUTO、AUTO、HI-AUTO位置)时，当设定温度电阻与车内温度电阻相比较，差值较大，则放大器输人到换能器的电流信号就大，换能器输出真空度就大，真空驱动器迫使控制杆伸长，甚至到极限位置。这时控制杆驱使温度门关闭通向加热器的风道，使
17、风机处在最高转速的位置，使真空选择器切断通向热水阀的真空气路，从而保证空调器输出最冷的、风量最大的空气到车内。当车内温度下降后，放大器的输出电流信号减弱，换能器输出真空度减小，真空驱动器的控制杆缩短，温度门打开通向加热器的风道，风机转速下降，使吹进车内空气的温度和风量都减小。这个过程一直进行到车内温度在设定温度范围之内。 这里需要说明的是电控气动汽车空调系统，实质上是半自动化的，由于这种空调形式比手动调节汽车空调系统的成本增加不多，而且又能提高车内空调的舒适性，所以许多中、高级轿车上仍采用这一形式的空调系统。6.3 全自动的汽车空调系统 目前大量进入中国市场的日、美、德等发达国家的轿车，如凯迪
18、拉克、宝马等轿车都采用全自动的汽车空调系统，它比前面介绍的电控气动的汽车空调系统的控制要可靠、准确得多，而且控制板也简单。6.3.1全自动汽车空调的工作原理全自动汽车空调控制系统布置如图5-12所示。在全自动汽车空调系统中，有一套计算比较电路，通过对传感器信号和预调信号的处理、计算、比较，输出不同的电信号指挥控制机构的工作，使温度门的位置不断改变以调节车内空气温度，并使风机的转速随着空调参数的改变而改变。空调风向的控制各风门的开、关，是用驱动器控制的，且为琴键式控制。图5-13是全自动汽车空调系统的工作原理，由图可见，全自动空调系统主要由电桥、比较器和真空驱动器等组成。由车外温度传感器、太阳辐
19、射热传感器和调温电阻组成的电桥和比较器组成一个控制系统。当温度变化时，传感器的热敏电阻阻值发生变化，引起电桥的输出电位UA、UB变化，电桥处于不平衡状态，比较器OP1、OP2对电桥输出的电信号进行比较后，比较器OP1、OP2中的一个给升温或降温真空驱动器输出一个电流值，真空驱动器将它转换成真空信号，控制驱动器的工作，带动控制杆对温度门的开度进行控制，同时对风机转速和热水阀开度进行控制，最后达到恒温。6.3.2全自动汽车空调控制系统的工作过程 当调温电阻的设定温度低于车内温度时，空调系统开始工作。由于调温电阻的阻值低于传感器桥臂的总电阻值，电桥处于不平衡状态，此时电桥输出端的电位UBUA，OP2
20、无电流输出，OP1输出电流使真空驱动器DVC打开大气通路，作用在驱动器的真空度减小，膜片在弹簧张力作用下带动控制杆上移，控制温度门将通往加热器的气体通道关小，使流入车内的气体温度下降，同时，风机转速提高。若设定温度值与车内温度的温差越大，则电桥两输出端电位差越大，驱动器DVC开度越大。作用在驱动器的真空度也就越小，控制杆的上移量也就越大，通往加热器的气体通道也越小，进气温度也就越低。随着控制杆的上移，反馈电位器的阻值减小，直到控制杆上移到极限，温度门关闭通往加热器的气体通道，电位器的阻值为零。此时风机在最高转速运转，蒸发器以最大的制冷量输出冷气，使车内快速降温。 车内温度下降低于设定温度时，由
21、于车内温度传感器的阻值减小，使电桥输出端电位UB下降，UBUA，此时OP1无输出，OP2输出电流信号，真空驱动器DVC打开真空气路，使驱动器的真空度增大，膜片克服弹簧张力带动控制杆下移，控制温度门逐渐打开通往加热器的气体通道，让一部分冷空气经过加热器加热后再送人车内，使车内温度升高。随着控制杆的下移，反馈电位器的电阻值增大，使OP2输出电流大，DVC阀打开真空气路开度大，膜片带动控制杆移动量就大，使车内温度升高加快。 由于OP1、OP2的交替输出，DVC和DVH阀轮换打开大气通路和真空气路，控制温度门的开度，从而实现了自动空调对车内温度的控制。 反馈电位器是一个可变电阻，它由驱动器的控制杆控制
22、，其阻值随着控制杆的位置改变而改变。反馈电位器阻值连同温度传感器和调温器的电阻大小变化信号一起传送到比较器。由于反馈电位器的加人，使空调器在设定温度和车内温度相差较大时，能输入最大的冷空气量或最热的空气量。而当这种差值缩小时，使空调器逐渐降温和升温，以满足汽车对温度的要求。6.4 微型计算机控制的汽车空调系统与手动调节的汽车空调系统相比，上述的全自动汽车空调系统不仅操作简便，调节精度较高，而且还能根据车内冷、热负荷的大小、车外气候条件及日照强度的变化对送风温度自动调节和修正，使车内的温度保持在设定的温度范围之间。但从回风和送风模式、发动机工况变化以及空调系统的节能、运行状况的检测等各方面考虑还
23、无法达到对车内环境的全季节、全方位、多功能的最佳控制和最佳调节。随着微型计算机控制技术的不断发展及其在汽车上的广泛应用，在一些中、高级轿车上相继出现了由微型计算机控制的汽车空调系统。图5-14是丰田轿车微型计算机控制空调系统中各元器件、传感器的示意图。 这种汽车空调系统以微型计算机为控制中心，结合各种传感器对汽车发动机的有关运行参数(如水温、转速等)、车外的气候条件(如气温、空气湿度、日照强度等)、车内的气候条件(如平均温度、湿度等)、空调的送风模式(如送风温度、送风口的选择等)以及制冷压缩机的开停状况、制冷循环有关部位的温度、制冷剂压力等多种参数进行实时检测，并与操作板送来的信号(如设定温度
24、信号、送风模式信号等)进行比较，通过运算处理后进行判断，然后输出相应的调节和控制信号，通过相应的执行机构(如电磁真空转换阀和真空驱动器、风门电动机、继电器等)，对压缩机的开停状况、送风温度、送风模式、热水阀开度等作及时的调整和修正，以实现对车内空气环境进行全季节、全方位、多功能的最佳控制和调节。 微型计算机控制的汽车空调系统具有如下的功能。 1)空调系统：温度自动控制、风量控制、运转方式给定的自动控制、换气量的控制等，满足车内空调对舒适性的要求。2)节能控制：压缩机运转速度的控制，换气量的最适量控制以及随温度变化进行换气切换、自动转入经济运行，根据室内外温度自动切断压缩机电源等。 3)故障、安
25、全报警：制冷剂不足报警、制冷压力高出或低出报警、离合器打滑报警、各种控制器件的故障判断报警，并对故障部位用闪烁指示灯报警，直到修好为止。计算机控制的汽车空调系统在某种器件发生故障报警的同时，将这一故障器件自动转人常规运行状态而不影响空调系统的工作。例如进气门发生故障，则车内再循环空气门不再使用，进气门自动地将它接到车外空气通路，空调系统继续工作，但由于外界空气进入车内，空调器不能提供最凉的空气。 4)显示：能显示给定的温度、控制温度、控制方式、运转方式的状态以及运转时间等。 5)故障诊断储存：空调系统发生故障，计算机将故障部位用代码的形式储存起来，在需要修理时能指示故障的部位，所以很容易修理。
26、 微型计算机控制的汽车空调系统，不仅能按照乘员的需要吹出最适宜温度、湿度的风，而且可根据实际需要调节风速、风量，它还极大地简化了操作。 1微型计算机控制汽车空调系统的基本原理微型计算机空调系统包括了硬件系统和软件系统，如图5-15所示。硬件中的主计算机负责计算、记忆、判断和计时，I/O接口输入设备模拟开关和转换器，将人工输人温度通过模拟开关输入主计算机，而传感器送来的信息通过A/D转换器输入主计算机。I/O接口输出设备有驱动器来控制各个电磁阀。在图5-15中，主计算机主要控制压缩机工况和空调器一些主要功能以及进行监视。在主计算机的接口上增加了一个辅助计算系统，其实这是一个过程控制程序的应用软件
27、系统，它控制着空调系统的制冷、制热、风门、风向、温度和流速等。从图5-16可知，主计算机单独接受和计算各种传感器输入的信号，对控制信号的反馈进行迅速的演算、记忆、比较和判断，再发出各种指令，驱动各执行机构工作，调节、控制车内的温度和各种空调参数。 下面具体介绍微型计算机空调系统的工作原理。图5-16是微型计算机控制原理图，从图可知，微型计算机控制的空调分四部分，输入信息和数据，输出指令，主计算机的演算、记忆、判断、计时、指示故障等，计算机的外围是指令的转换器和执行器。 输入的信号有四类： 1)车内温度、大气温度和太阳辐射三个传感器(热敏电阻)输入的信号。2)驾驶员预定的调节温度信号和选择功能信
28、号。 3)由分压器检出温度风门的位置信号以及蒸发器温度传感器、冷却液温度传感器信息。 4)压缩机的工作参数，如转速、制冷剂、压力、温度等。 计算机根据这些输入的信息进行计算、比较和判断，并发出工作指令或故障警告。 计算机的控制是根据温度平衡方程进行的。设输入预调的电阻为K，车室内的温度电阻为A，车外大气温度电阻为B，日照电阻为C，则其温度平衡方程为K=A+B+C 计算机根据这个方程计算、比较、判断后发出各类指令，控制执行机构实施如下动作： 1)向有关的真空电磁阀发出指令，驱动各个风门在相应的位置。 2)根据温度平衡方程和热水阀传感器的信息和蒸发器温度的信息，发出指令，控制DVV阀动作调节温度门
29、在适当的位置，调节输出合适温度的空调风。 3)根据车内的温度情况调节空调风量，指令风扇电动机输送调节电压信号。如冬天车内温度较低，若送风量大，送出的风温度较低，使人感觉有寒意而不舒适；若调低转速，送出的暖风温度较高，使人暖和得多，这点是其他自动空调系统不能做到的。 4)根据室外温度的高低，自动切断压缩机的T作或切断加热器的工作。这点对节省油耗很重要。例如当室外温度降低到10以下时，计算机会自动切断压缩机的电路，并引进外界空气到空调进行处理后送人车内。在夏天，室外温度高于30时计算机发出指令，关闭热水阀，并让风机高速工作，多送凉风到车内。室外温度高于35时，自动切断车外空气，并定期切换一次外界新
30、鲜气。5)对于使用容积可调式压缩机制冷系统，压缩机的节能输出会引起蒸发器温度上升。这时计算机可自动调节温度门位置，保持输出空气温度不变，保持车内温度恒定。 6)在冬天和夏季雨天，必须除去玻璃上的结霜和凝雾，以保证驾驶员的安全操作和乘员的视线清晰。只要打开DEF开关，空调就会向风窗玻璃和汽车两侧玻璃吹出热风。 2微型计算机控制的运行方式 微型计算机控制的汽车空调系统的工作方式选定可以在电子触摸板的按钮上轻轻触摸一下即可。微型计算机空调控制板如图5-17所示。计算机控制板上的触摸开关下面，有一个灵敏的转换器，只要轻轻触按一下功能键，微型计算机控制的空调系统即可以按照选定的温度和功能自动选择运行方式
31、，达到所选定的温度。 与其他自动空调系统不同，微型计算机控制的空调系统具备根据实际情况自行决定运行方式和自动切换风口的功能。 1)当按ECONOMY(经济)键和选择24温度时，压缩机不工作，风扇可以高、中、低速吹进空调风。此键一般在春、秋时节使用，但是如果运行一段时间不能达到24，那么，车外温度太高，或车内热负荷大(人多)，或者车外温度太低，车内人太少时，微型计算机会根据实际情况，自动的制冷一段时间(或取暖)，达到预定温度时，又自动切断压缩机或加热器电磁阀，保持经济工作方式。这挡的空调风从中风门吹进车内。压缩机工作的车外温度25，而热水阀开启温度为15。按经济键，空调系统采用单冷或单暖控制方式
32、。2)选择BILEVEL键，预定温度在24，其运行方式与ECONOMY挡是一样的。只不过空气是由中风门和下风门两个口输入车内，压缩机、加热器一直在(微型计算机控制间断)工作，吹出的风的温度由计算机控制温度的位置来决定，其目的是保持车内恒温24。 3)若在夏季，选择空调中LO、AUTO、HI三挡中间任一挡，温度选择在25，则微型计算机也会根据具体的情况决定运行方式，但其吹风口是由中风门输入空气进入车内。当车外温度在35或车内温度在30时，微型计算机会关闭车外气源门和热水开关，让车内空气循环通过蒸发器来降温。同时风扇高速运行，尽快降低车内的温度。达到24时车外空气按一定的比例进来，和车内空气一起循
33、环，有利于保持温度、湿度和节能。当车外温度低于l5时，压缩机会自动停止工作，让车外空气按一定比例进来，通过加热器加热后由中风门输入车内，利于保持车内温度、湿度。同时风扇的速度也会根据车内温度的低高由低速向高速变化，以保证车内舒适的风量。车外温度在1535之间时，送进车内的风是先经过蒸发器降温除湿，然后再经加热器升温送到车内输送的空调风温度根据车内的温度，由微型计算机自动调节温度门，送风量也由风扇的转速来确定，车外空气按一定比例送入车内。在车外温度低于15时，微型计算机空调只有取暖机工作，风门会自动打开下风门，暖风由中、下风门送入车内。 计算机还能对空调系统的故障进行诊断和警告，并储存起来以备修
34、理之用。当车内温度传感电路开路或短路、蒸发器温度传感器电路开路或短路、水温传感器电路开路或短路、太阳辐射传感器电路开路或短路、发动机转速和压缩要转速的正常比值差20以上、制冷剂压力异常、压力传感器电路开路、温度门位置传感器开路或短路以及气源门传感器电路、真空转换阀、真空伺服电动机等有故障时，计算机都会将其故障码储存起来。特别是当发生水温、制冷剂压力异常、压力传感器开路的故障时，计算机会及时报警，直到修好这些故障后，才能消除警告信号。 最新的计算机控制系统的执行机构已经不是用电磁真空阀和真空电动机来操纵各个功能键和温度键达到空调温度的稳定，而是通过计算机控制各个部件上的伺服电动机。即通过触摸按钮
35、输人各种信息，计算机通过计算、分析、比较后。发出指令，按通所需的电路和指令伺服电动机，打开所需的出风口风门；按照输入的预选温度，控制温度门的位置；按照输人气源门的空气来源，指令气源门的伺服电动机工作等，以及控制压缩机工作等。这些控制通过伺服电动机来完成，比真空控制的可靠性提高，准确度增加，而且控制机构更加简单，所占位置更少。6.5 汽车空调系统的配风方式6.5.1 汽车空调配风方式的分类 1控功能分类 汽车空调配风方式按功能可分为冷暖分开型、冷暖合一型和全功能型。 (1)冷暖分开型制冷和采暖系统各自分开，由两个完全独立的冷风机和暖风机所组成，各有各的送风机。相应的控制系统也是完全分开的。制冷时
36、完全是吸人车内空气，采暖时既可吸人车内空气，也可吸人车外新鲜空气。如图5-l8所示，这种结构占用空间较多，主要用在早期的汽车空调系统中。(2)冷暖合一型 在暖风机的基础上增加蒸发器心和冷气出风口，但制冷和采暖各自分开，不能同时工作。目前许多轿车(如桑塔纳轿车等)都还采用这种结构型式。此种型式虽然结构合一但供冷和采暖的功能仍然是分开的，如图5-19所示。 (3)全功能型 全功能型汽车空调集制冷、除湿、采暖、通风和净化于一体，既可供冷气，又可供暖气还可进行通风、除尘。冷暖分开型和冷暖合一型的缺点是冷风机只能降温、除湿，不能调节送风的相对湿度。夏季，当车室内需要冷风时，风机吸人外界的湿热空气，经过蒸
37、发器的冷却、除湿，变成冷风送入车室内。然而，这种脱去冷凝水而吹出来的冷风尽管绝对含湿量减少了，但相对湿度却在95以上这种冷且湿的风直接吹到乘员身上，并不舒适，因此必须设法在冷风吹出来之前降低其相对湿度。简单的办法就是将冷却除湿后的空气适当地再加热，北京切诺基吉普车空调系统就属这种类型，图5-20所示为其空气处理系统示意图。它是在蒸发器和加热器之间设置了一个可以连续调节的混和风门。从蒸发器流出来的空气可以随混合风门的开闭，部分或全部通过加热器。流过加热器和不流过加热器的空气在空调器内先混合，再经风门送出。夏季可以通过调节混合风门的开度来调节冷湿空气的再加热程度。冬季，通过调节混合风门的开度调节暧
38、风的温度。混合风门的设置大大改善了对空气相对湿度的调节能力。 2按空气流动路径分类 汽车空调配风方式按空气流动路径可分为再热空气混合式、冷风和热气并进式和半空调方式。 (1) 再热空气混合式 新鲜空气和循环空气经风门调合后，由风机吹向蒸发器进行冷却，再经过风门进入加热器加热，处理后的空气分别按功能要求从出风口送人车内。 混合空气的温度控制采用热水阀控制。若不用热水，则出来的是未经过加热的冷空气；若不用制冷，则出来的是暖风；若冷暖气均不用，则出来的是自然风。(2) 冷风和热气并进式 新鲜空气和循环空气经风门配送后。由风机吹出，空气经由调风门调节后进人并联的蒸发器和加热器，蒸发器的冷风从上面吹出，
39、对着人身上部，而热空气对准脚部吹并起除霜作用。由于风量和温度多种多样则由风门调节空气流量的大小分别进人蒸发器和加热器，以满足不同温度、不同风量的要求。 (3) 半空调方式 新鲜空气和循环空气经风门调合后，由风机吹入蒸发器冷却，再经过风门，部分进入加热器加热，冷气出风口不再调试。同样，风门配送处理后的空气，若蒸发器不开，则空气全部进入加热器，送出暖风；若加热器不动，送出全部是冷风；若两者都不动，则送出的是自然风。6.5.2汽车空调车内典型送风量配送系统的温度调配控制 汽车空调，由单一制冷和供暖方式发展到现在的冷暖一体化方式，才算真正达到了对空气温度调节的目的，使汽车可以不分南北东西、冬夏的气候变
40、化，舒适地行驶。目前世界市场上出售的带空调的汽车，基本上采用冷暖一体化空调器。其风量配送系统的温度调配控制如图5-21所示。其空气温度调配和输送分配如下：空气的清新度是由风门来调节和控制的，循环空气在风扇吸力下进入空调器。风门在A位置，则将外来新鲜空气送入空调器；当风门在B位置时，则鼓风机供车内空气自循环使用；有些空调的风门可以在A和B之间的任意位置，这样可供外来空气和车内空气进行调配。空气在风扇的输送下，流过蒸发器，发生降温除湿变化。调温门的作用是调节空气的温度。当调温门在A位置时，冷空气不经过加热器，这样的空气温度最低，供夏天时用以降低车内温度。当调温门在B位置时，一部分冷空气经过加热器芯
41、，温度升高；一部分冷空气不经过加热器芯，不同温度的冷空气混合后，得到某一温度的空气，输送到车内；调温门在A至C之间的任一位置，可以得到所需调配温度的空气。这样，人们可以根据实际需要调节调温门位置，可以得到不同温度的空气来调配车内的温度。当调温门在C位置时，则全部冷空气通过加热器，得到较高温度的空调风。显然经过和不经过蒸发器降温除湿的两种C位置的空气状态是不同的，最大的区别是相对湿度不同，其次温度也有所差别。 调节温度后的空调气体需要经过除霜门、中风门和下风门输送到车内。当车前风窗玻璃有霜和雾时，可以打开除霜门，让外来空气经蒸发器除湿后，再全部通过加热器芯，加热后的热空气从上风口吹向风窗玻璃，进
42、行除霜。冬天乘员脚下较易感觉寒冷，这时可以打开下风门，让热空气从下风口吹向脚部。一般情况下，空调风从中风口吹向乘员的前上部。调节中、侧风口上的栅格，可以将空气导向头部和前胸各部分。 空气温度的调配值除了与调温门有关处，还决定于风扇的转速和外来空气口的位置。当车内空气循环使用时，在没有外来空气的条件下，车内的空气温度波动较小。在夏天需要快速降低车内温度时，便需要使用车内循环空气的方式，让通过蒸发器的气流温度不断下降，然后送人车内，这样才能快速降低空气温度。冬天外面空气较冷，需要车内温度尽量高，也可反复循环车内已经升温的空气。但一般情况下，为了保证车内空气清新，均使用把外来空气引进车内的方式。如果
43、车内空气混浊，会导致人不舒服，甚至呕吐等。 空调器内的风机转速，也能使人们感觉到空调环境的改变。若用高速空气流输送空调风，虽然此时空调风吸收蒸发器和加热器的能量和低速时差不多，但由于风速快、流量大，则空气流的温度比低速时高，而人的感觉还是高速时温度低。产生这种错误感觉的根本原因是空气流速高，换热量增加，能较快蒸发人的皮肤上的水分。所以夏天都采用高速风而冬天则采用慢速风。因为夏天风速越快，人觉得越凉爽，而冬天慢速风会使人觉得暖和。这里需要指出，吹向风窗玻璃除霜的热空气采用外来的空气。其原因是在冬天行车时，外面的空气干燥，而车内的空气经人体呼吸出来的水分和人体蒸发的水分所渗湿，相对湿度比车外高。在风窗玻璃上，受到环境的冷却而达到饱和，继续受环境冷却，就会在风窗玻璃上起一层薄霜或者水雾，妨碍人们的视线。显然这层霜或雾是在车内玻璃这端而不是车外。如果用车内循环空气加热后来除霜，结果就会产生更厚的水雾附在玻璃上，其原因是车内湿空气加热后吹向冷玻璃，湿度马上提高，使玻璃的霜变成雾或者水汽而凝成小水珠，所以必须用车外空气经过加热后喷向玻璃。这时，外面冷空气干燥，吹向玻璃，融化霜后，吸收其水蒸气而除去霜，玻璃表面不会再有水汽。
