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1、第三章 汽车自动空调系统,第一节基本知识第二节奥迪轿车自动空调系统,返回,第一节 基本知识,一、自动空调系统的工作过程随着汽车电子技术的发展，出现了由微机控制的全自动空调。这种空调系统利用各种传感器随时检测车内外温度、阳光强度等信号，并把传感器的信号送到空调系统的电子控制单元(ECU),电子控制单元按照预先编制的程序对传感器信号处理，并通过执行元件不断地对风机转速、出风温度、送风方式及压缩机工作状况等进行调节，从而使车内温度、空气流动状况等始终保持在驾驶员设定的水平上，参见图3一1、图3一2和图3一3。二、自动空调系统的组成图3-4是丰田Lexus LS400 UCF10型轿车微机控制全自动空
2、调控制电路，该电路由传感器、空调ECU和执行元件3部分组成。,下一页,返回,第一节 基本知识,1.传感器(1)车内温度传感器。车内温度传感器安装在仪表板的下端，是一个具有负温度系数的热敏电阻。(2)车外环境温度传感器。车外环境温度传感器安装在前保险杠右下端，它一也是一个热敏电阻，向空调ECU输送车外温度信号。(3)蒸发器温度传感器。该传感器安装在蒸发器壳体上，用以检测制冷装置内部的温度变化。当蒸发器周围温度发生变化时，传感器电阻的阻值一也随之改变，并向空调ECU输出电信号。(4)光照传感器。它一也称阳光强度传感器，内部有光敏二极管，安装在汽车前挡风玻璃下面。利用光电效应，该传感器将阳光辐射程度
3、转变成电信号，并输送给空调ECU。(5)水温传感器。它直接安装在发动机冷却循环的水路上，检测冷却液温度。,上一页,下一页,返回,第一节 基本知识,(6)压缩机锁止传感器。这是一种磁电式传感器，安装在空调装置的压缩机内，检测压缩机转速。压缩机每转一圈，该传感器线圈产生4个脉冲信号输送给空调ECU。2.执行元件执行元件包括风门伺服电动机、鼓风机及压缩机电磁离合器等。(1)进风伺服电动机。该电动机控制空调的进风方式，电动机的转子经连杆与进风风门相连。该伺服电动机内装有一个电位计，向空调ECU反馈进风伺服电动机的位置情况。(2)空气混合伺服电动机。当进行温度调节时，空调ECU控制空气混合伺服电动机连杆
4、顺时针或逆时针转动，改变空气混合风门的开启角度，从而改变冷、暖空气的混合比例，调节送风温度。电动机内电位计的作用是向空调ECU输送空气混合风门的位置信号。,上一页,下一页,返回,第一节 基本知识,(3)送风方式控制伺服电机。当按下操纵面板上某个送风方式键时，空调ECU便将电动机上的相应端子接地，而电动机内的驱动电路据此使电动机连杆转动，将送风控制风门转到相应的位置上，打开某个送风通道。(4)最冷控制伺服电机。该电机操纵的最冷控制风门有全开、半开和全闭3个位置。当空调ECU使某个位置的端子接地时，电动机驱动电路使电动机旋转，带动最冷控制风门处于相应位置。(5)鼓风机。鼓风机的转速可以通过操作空调
5、控制面板上的“高速”、“中速”和“低速”按键设定。(6)电磁离合器。电磁离合器接受空调ECU的指令，控制压缩机的工作。,上一页,下一页,返回,第一节 基本知识,3.空调ECU空调ECU与操纵面板制成一体，它对输人的各种传感器信号和功能选择键的输人指令进行计算、分析、比较后发出指令，控制各个执行元件动作，使车内温度、空气流动状况等始终保持在驾驶员设定的水平上，另外空调控制单元还有故障自诊断功能。(1)计算所需送风温度。空调ECU根据驾驶员设定的温度及车内温度、车外环境温度、光照传感器输送数据等数据，计算所需的送风温度。(2)空气混合风门控制。空调ECU根据驾驶员设定温度和蒸发器温度调节空气混合风
6、门向冷的方向转动或者向热的方向转动，降低或提高出风温度，直至调节到设定值。(3)鼓风机转速控制。当按下“自动控制”键时，空调ECU根据送风温度自动调整鼓风机转速，若水温传感器检测到水温低于40时，ECU控制鼓风机停止转动。,上一页,下一页,返回,第一节 基本知识,(4)进风方式控制。当按下某个进风方式键时，空调ECU控制进风伺服电动机转动，将进风挡板固定在“车外新鲜空气导人”或“车内空气循环”位置上。当按下“自动控制”键时，空调ECU根据送风温度在上述两种方式之间交替，自动改变进风方式。(5)送风方式控制。当按下某个送风方式控制键时，空调ECU控制送风方式伺服电动机动作，将送风方式固定在相应状
7、态上。当进行自动控制时，空调ECU根据求得的送风温度，自动调节送风方式。当送风温度非常低时，最冷控制挡风板完全开启。(6)压缩机控制。进行自动控制时，如果环境温度或蒸发温度降至一定值以下，空调ECU将控制压缩机间歇工作，即电磁离合器交替导通与断开，以节省能源。,上一页,返回,第二节 奥迪轿车自动空调系统,一、结构特点奥迪A6轿车的空调系统属于自动空调，座舱左右设有单独的温度调节装置，可以分别在18一29之间调节，使用R134a制冷剂，制冷系统属于COOT制冷系统。后风窗除霜开关、前座椅加热按钮和控制显示单元一体。(一)制冷系统制冷系统属于COOT制冷系统，即利用一个固定节流的管子取代膨胀阀对制
8、冷剂进行降压节流。奥迪A6轿车的制冷回路元件见图3-5.1.压缩机压缩机上装有压力释放阀，当压力接近3.8 MPa时，压力释放阀打开，当系统压力降到3.0 MPa一3.5 MPa时，压力释放阀关闭，防止制冷剂的损失。,下一页,返回,第二节 奥迪轿车自动空调系统,2.电磁离合器电磁离合器的作用是切断或接通压缩机的工作。3.冷凝器汽车空调冷凝器的作用是把压缩机排出的高温、高压制冷剂气体，通过冷凝器将热量散发到车外空气中，从而使高温、高压的制冷剂气体冷凝成较高温度的高压液体。4.蒸发器蒸发器的作用与冷凝器的功用相反，制冷剂起吸热作用，流经蒸发器的空气受到冷却。5.液体分离器从蒸发器流出的制冷剂可能有
9、液体成分，为了避免液态制冷剂流人压缩机造成液击现象，设置液体分离器，用来分离从蒸发器流人压缩机的液态制冷剂。,上一页,下一页,返回,第二节 奥迪轿车自动空调系统,6.节流阀节流阀又称为COOT阀，取代热力膨胀阀，起到节流降压作用。位于节流阀前部的滤网滤出制冷剂中所有脏污或微粒，位于节流阀后部的滤网，在制冷剂进入蒸发器前使其雾化，节流阀是沿箭头A的方向插入蒸发器中的，见图3一6。7.制冷剂管路管路把制冷系统各元件连成一个封闭系统。8.空调压力开关F129空调压力开关F129见图3一7。(二)加热系统加热系统由暖风散热器、发动机冷却液软管、辅助散热器等组成，见图3-8.,上一页,下一页,返回,第二
10、节 奥迪轿车自动空调系统,辅助加热器位于暖风散热器的下部，见图3一9。辅助加热器由一个陶瓷正温度系数电阻和散热片组成，打开辅助加热器时，电流流过每个正温度系数电阻，使电阻升到某一个温度，散热片吸收热量，并将其散入空气中。正温度系数电阻的阻值随温度的升高而加大，电流随之减少，可防止车内过热。柴油喷射控制单元通过加热继电器来控制辅助加热器。(三)通风系统通风系统包括鼓风机V2、风道和各个空气风门。风门包括通风风门、新鲜空气/空气再循环风门、左温度控制风门、右温度控制风门、除霜风门、脚坑风门和中央风门。通风风门和新鲜空气/空气再循环风门是联动的，由伺服电机V71控制。左温度控制风门和右温度控制风门可
11、以单独调节，每个温度控制风门又分成两块风门。三件式中央风门和脚坑风门是联动的，由伺服电机V70控制。所有风门都由伺服电机控制。,上一页,下一页,返回,第二节 奥迪轿车自动空调系统,通风系统简图见图3一10。在离心鼓风机C的作用下，流经通风风门、新鲜空气/空气再循环风门的车内循环空气或车外新鲜空气，首先流经蒸发器D被冷却。通过温度风门处于不同的位置，可以控制进入车内的冷热空气的比例，使进入车内的空气或全部流经暖风散热器E被加热后再进入空气混合室，或者不流经暖风散热器而直接进入空气混合室，或者部分流经暖风散热器而部分直接进入空气混合室进行混合，这样就得到了所要求的空气温度。通风系统各风门和风道见图
12、3一11。1.鼓风机鼓风机控制单元接受显示控制单元指令，调节鼓风机的转速，从而调节风量大小。,上一页,下一页,返回,第二节 奥迪轿车自动空调系统,2.通风风门和新鲜空气/空气再循环风门(1)调整机构。通风风门和新鲜空气/空气再循环风门是联动的，由伺服电机V71驱动，见图3一12。带导向槽的驱动臂连接电机轴，伺服电机工作时，风门沿导向槽运动。(2)新鲜空气运动情况。在新鲜空气模式下，车速低于60 km/h时，通风风门和新鲜空气/空气再循环风门完全开启，空气自由进入座舱，见图3-13。(3)通风模式。高速行驶时按照空调工作状态逐渐关闭，保证进入座舱内的气流保持恒定。在采暖模式下，通风控制不起作用，
13、见图3一14。时速超过220 km/h时，通风风门关闭，少量空气通过进气管上的一个缝隙进入座舱，见图3一15，通风风门关闭。,上一页,下一页,返回,第二节 奥迪轿车自动空调系统,(4)空气再循环模式。空气再循环模式下，通风风门关闭，新鲜空气/空气再循环风门上移到关闭位置，新鲜空气被隔绝，从座舱内吸人空气，见图3一16。3.空气分配车内空气的分配由各个风门控制，控制风门就可以把空气引到各个出风口，所有的风门都由伺服电机控制。所有的风门可以由程序自动控制，一也可以利用控制显示单元手动控制。(1)除霜风门。在除霜模式下，除霜风门打开，其余出风口都关闭，见图3一17.除霜风门由伺服电机vlo7控制，全
14、部空气流向前风窗和侧窗，保证尽快除霜。(2)中央风门和脚坑风门。流向仪表板和脚坑的空气由三件式中央风门和脚坑风门控制，见图3一18。,上一页,下一页,返回,第二节 奥迪轿车自动空调系统,4.温度风门座舱左右侧可以设定不同的温度，通过空气分配箱，空气可以分别按照冷、热两种不同温度进入左右座舱，见图3一19。(四)操纵系统控制显示单元见图3-20。空调系统自动调节输人车内的空气温度、鼓风机转速(空气流量)及气流分配状况，驾驶员一也可按需要改变空调的自动控制程序。(1)AuTo自动(标准设定)开关。(2)一+温度设定按钮。(3)标记符号2除霜按钮开关。该状态下大部分空气输至出风口1和2，见图3一21
15、。(4)标记符号3车内空气循环按钮开关。,上一页,下一页,返回,第二节 奥迪轿车自动空调系统,(4)标记符号3车内空气循环按钮开关。(5)ECON节油按钮开关。(6)OFF(7)一+鼓风机转速按钮开关(中间位置)。(8)标记符号5后风窗加热器开关。(9)气流分配按钮。(10)标记符号9空气输送至车窗。(11)标记符号m自仪表板出风口输出空气。(12)标记符号12空气输至脚部空间。,上一页,下一页,返回,第二节 奥迪轿车自动空调系统,(五)自动空调的电气控制系统全自动空调系统的电气控制部分由传感器、控制显示单元及执行装置组成，见图3-22。奥迪A6空调装置电气系统元件在车上的布置见图3-23和图
16、3一24。1.传感器(1)阳光强度光敏电阻0107。车内温度由阳光强度光敏电阻控制，该电阻测量从车前及左、右侧照射到乘员身上的日光强度，按入射光方向提高车内阳光强的地方的制冷效率。阳光强度光敏电阻见图3一25。光电二极管为高灵敏度半导体元件，如果无阳光照射，二极管电流极小，阳光照射时电流增大，阳光越强，电流越大。控制单元根据电流强度的大小相应地进行车内温度的调节。电路图见图3一26。,上一页,下一页,返回,第二节 奥迪轿车自动空调系统,如果此信号中断，控制单元采用预置的平均值代替阳光强度。自诊断故障信息:断路/正极短路，搭铁短路。侧面来阳光的情况见图3 27。前部来阳光的情况见图3-28。前面
17、阳光可使驾驶员和前座乘客感到热度增加。光学元件将大部分阳光等量折射到光电二极管上。于是驾驶员和前座乘客处的冷气量一也等量加大。垂直入射光的情况见图3一29。(2)环境温度传感器G17。给控制单元E87信号，用来调节车内温度。环境温度小于2时，切断压缩机电磁离合器。(3)新鲜空气进气温度传感器G89。给控制单元E87信号，用来调节车内温度。,上一页,下一页,返回,第二节 奥迪轿车自动空调系统,(4)仪表板温度传感器G56.给控制单元E87信号，用来调节车内温度。(5)左出风口温度传感器G150.给控制单元E87信号，用来调节车内温度。(6)右出风口温度传感器G151。给控制单元E87信号，用来调
18、节车内温度。(7)脚坑出风口温度传感器G192。给控制单元E87信号，用来调节车内温度。(8)其他信号。车速信号:给控制单元E87信号，用来控制通风风门。发动机转速信号:低于300 r/min时，切断压缩机电磁离合器。高于6 000 r/min时，压缩机接通延迟10s。,上一页,下一页,返回,第二节 奥迪轿车自动空调系统,发动机温度信号:温度过高时，切断压缩机电磁离合器。2.执行元件风门可把空气引到各个出风口，所有风门均由伺服电机控制。风门位置可以编程自动调整，一也可用控制和显示单元手动控制。(1)通风风门和新鲜空气/空气再循环风门伺服电机V71及电位计6135;驱动通风风门和新鲜空气/空气再
19、循环风门。(2)左侧温度风门伺服电机V158及电位计6220;驱动左侧温度风门。(3)右侧温度风门伺服电机V159及电位计6221;驱动右侧温度风门。(4)除霜风门伺服电机V107及电位计6135;驱动除霜风门。(5)中央风门/脚坑风门伺服电机V70及电位计G112:流向仪表板和脚坑的空气由三件式中央风门和脚坑风门控制，两风门均由伺服电机V70驱动。,上一页,下一页,返回,第二节 奥迪轿车自动空调系统,(6)鼓风机V2和鼓风机控制单元J126:接受控制单元E87的指令，调节空气流速。(7)电磁离合器N25:接受控制单元E87的指令，控制压缩机的运转。(8)其他。开空调时，发动机的节气门开度应该
20、加大，输出更多功率。3.控制显示单元E87接受各个传感器信号，向各个执行元件发出指令，调节车内温度。控制显示单元按照预先编制的程序对传感器信号进行处理，并通过执行元件不断地对风机转速、出风温度、送风方式及压缩机工作状况等进行调节，从而使车内温度、空气湿度及流动状况始终保持在驾驶员设定的水平上。微机控制全自动空调还具备自我诊断功能，以利于对电控元件及线路故障的检修。4.自动空调电路奥迪A6轿车自动空调电路见图3-30。,上一页,下一页,返回,第二节 奥迪轿车自动空调系统,二、故障自诊断系统使用故障阅读器V.A.(1551、汽车系统测试仪V.A.(1552或汽车诊断、测量和信息系统V.A.5505
21、1能很方便地诊断出控制系统的故障。自诊断接头见图3-31。自诊断不仅能存储、查询故障及执行元件诊断，还能用于基本设定、控制单元识别及编码。在进行自诊断时应保证:(1)所有熔断丝均正常。(2)蓄电池电压正常。(3)打开点火开关或发动机正在运转(转速低于3 000 r/thin)。(4)进行自诊断时，空调装置应处于工作状态，不可关闭。,上一页,下一页,返回,第二节 奥迪轿车自动空调系统,(5)自诊断开始后，空调控制不能中断，但选择下述功能后，空调关闭:执行元件诊断基本设定。如选择其他功能，空调装置可以工作。WSC ZZZZ是上一次维修时的服务站代码;DXX表示控制和显示单元E87软件版本号，与售后
22、服务无关。按下“一”键后，故障阅读器进入快速数据传递下的功能选择模式，功能选择如表3一1所示。三、故障实例1.故障一故障现象:奥迪2.8 L AT，行驶里程60 000 km，空调制冷效果不良，有时甚至出热风。,上一页,下一页,返回,第二节 奥迪轿车自动空调系统,故障诊断与排除:试车时，将空调控制温度设定为最低，但空调出风凉度明显不够。用V.A.(1552进08-02，无故障码，又进08-08-001，一区显示为。，含义为“压缩机吸合”。又将发动机转速提升到2 500 r/min，再打开空调，发动机转速降为2 200 r/min，这说明压缩机确实吸合。2.故障二故障现象:奥迪A6 1.8T M
23、T，行驶里程为120 000 km。该车在市区行驶或者低速行驶时，空调制冷效果十分正常，但空调管路上经常结霜，在高速行驶时，大约30 min后空调出风u开始不出风，但是空调鼓风机运转，并发出较大的“呼呼”声。驾驶员称遇到这种情况就按下空调控制面板上的ECON键，即经济模式，人为关闭压缩机，十几分钟后就恢复正常。,上一页,下一页,返回,第二节 奥迪轿车自动空调系统,故障诊断与排除:根据驾驶员的介绍，维修人员先检查空调制冷管路，发现低压管路虽未结霜，但水珠比正常车要多。维修人员用V.A.61552进入08一02，有一偶发故障码，为“新鲜空气鼓风机电压过低或者卜滞”。根据该车出现空调出风口不出风时，
24、鼓风机仍能运转，大胆地判定为该车蒸发箱出现了冰堵，推断其原因是该车可变排量空调压缩机排量不可变导致制冷量过大，产生冰堵现象。,上一页,下一页,返回,第二节 奥迪轿车自动空调系统,四、奥迪A6轿车停车加热装置在寒冷的季节，车辆冷启动后，由于发动机冷却液温度很低，发动机需要工作很长一段时间，冷却液温度才会上升，空调系统才能吹出暖风。为此，奥迪轿车可选装停车加热装置。停车加热装置可以在发动机未启动的状态下，通过专门的装置对发动机冷却液进行加热，从而改善发动机的冷启动性能和舒适性。停车加热装置的冷却液回路如图3一32所示。停车加热器主要由燃烧器、引火塞、火焰监控器、控制单元和附装在一起的电动水泵等部件
25、组成，参见图3一33。停车加热器通过燃烧车辆油箱中的燃油来加热冷却液，并对燃烧状态进行控制，燃油供给如图3一34所示。电动水泵的作用是使冷却液进行循环。停车加热装置可通过定时遥控来控制。,上一页,返回,图3一1外部温度较低时温度风门的位割空气全部流经加热器),返回,图3-2外部温度较高时温度风门的位置(空气不流经加热器),返回,图3-3外部温度适中时温度风门的位置(部分空气流经加热器),返回,图3-4丰田Lexus LS400 UCF10型轿车微机控制全自动空调控制电路,返回,图3一5制冷回路,返回,图3一6节流阀,返回,图3一7空调压力开关F129,返回,图3-8加热系统,返回,图3一9辅助
26、加热器,返回,图3-10诵风系统简图,返回,图3-11诵风系统各风门和风道,返回,图3-12诵风风门和新鲜空气/空气再循环风门调整机构,返回,图3一13诵风风门和新鲜空气/空气再循环风门完全开启,返回,图3-14逐渐关闭,返回,图3-15诵风风门关闭,返回,图3-16新鲜空气/空气再循环风门关闭,返回,图3一17除霜风门,返回,图3-18中央风门和脚坑风门,返回,图3一19温度风门,返回,图3-20控制显示单元,返回,图3-21空调出风口,返回,图3一22电气控制部分,返回,图3-23空调控制和调节部件示竟图,返回,图3一24奥迪A6空调装置电气系统元件在车上的布置图,返回,图3-25阳光强度光敏电阻,返回,图3一26光敏电阻电路,返回,图3-27侧面来阳光,返回,图3-28前部来阳光,返回,图3一29垂直入射光,返回,图3-30奥迪A6轿车自动空调电路,返回,图3-31自诊断接头位置,返回,表3-1自诊断功能洗择,返回,图3-32停车加热装置的冷却液回路,返回,图3一33停车加热器,返回,图3-34停车加热装置的燃油供给,返回,
