发布于 10-16 10:28:55
一、发动机的怠速提升控制
当汽车临时停车和慢速行驶时，发动机处在小负荷或空载负荷运行工况。此时，非独立空调系统会出现由于压缩机所需转矩的增大，而发动机的负荷增大的矛盾，其结果会造成发动机的怠速工况不稳定，甚至导致发动机熄火，影响汽车的低速和怠速性能。为了保证汽车的怠速稳定性能，必须增加怠速稳定控制器，以保证在发动机怠速时能自动切断空调压缩机的离合器电路。
学习提示：
一般怠速稳定控制器有两种类型：一种是自动切断压缩机的离合器电路，停止压缩机运行，这样来减轻发动机的负荷，稳定发动机的怠速性能。另一种是当发动机怠速还需要空调系统继续工作时，使发动机自动加大节气门开度，以增加发动机的输出功率，并使发动机转速略有提高，达到带负荷的低速稳定运转的目的。
1.怠速继电器
怠速继电器是当发动机处于怠速工况时，自动切断电磁离合器电路，停止发动机驱动压缩机来稳定发动机怠速工况的装置。这种装置是利用点火线圈的脉冲数作为转速控制信号，并将信号输入到怠速继电器的电路中。汽车空调系统的怠速继电器在点火线圈的初级低压负极上。
如图3-55所示，怠速继电器上面有一个怠速设定旋钮，预选转速由人工控制，一般把它调整到700～750r/min时，便能自动切断电路；950r/min时再接通电路。如果不用怠速继电器，拨至M档处，即为人工控制。
图3-56所示为怠速继电器的工作原理图。发动机转速信号由接线柱2输入怠速继电器电路，电路中VT1、VT2及相应的阻容元件组成一个频率/电压转换电路，送入的发动机转速信号经电阻R1、R2及电容C1衰减、滤波后由晶体管VT1放大，放大后的脉冲电压又被电容C2、电阻R5和二极管VD2组成的微分电路微分，使其脉宽为一固定值，再经晶体管VT2放大整形，经R7、C3滤波后再由R8、RW和R9组成的分压电路两端得到一个电压幅值与输入脉冲频率成反比的直流电压，此电压经电位器RW分压后送入由VT3、VT4组成的施密特触发器的输入端，用来控制触发器的导通和截止，然后再通过继电器K来控制压缩机电磁离合器电路的通断。
图3-55 怠速继电器外观
图3-56 怠速继电器的工作原理
1—接电源负极 2—接点火线圈负接线柱 3—接电磁离合器 4—接电源正极
当发动机处于怠速运转时，点火频率较低，经频率/电压变换电路得到的直流电压较高，施密特触发器的输入电压也较高，则VT3导通，而VT4截止，继电器触点K分开，切断了电磁离合器线圈电路，压缩机停止工作。当点火信号频率随着发动机转速升高而增加到一定值时，输入到施密特触发器的电压下降，使VT4导通，继电器触点K闭合，电磁离合器线圈通电，使压缩机工作。
电位器RW可用于调节输入到施密特触发器的输入电压，用来调节电磁离合器接通和断开时的发动机转速值，一般当发动机转速为900～1100r/min时接通，而转速为600～700r/min时断开。
该种怠速继电器具有“手动”和“自动”两个档位，一般情况下置于“自动”档位，当故障发生时，可以用“手动”档位进行替代。此时，继电器线圈的电流经手动开关搭铁而构成回路，压缩机将不再受发动机转速控制。
为了确保发动机正常工作，有些汽车的空调系统还设置了发动机转速检测继电器，它的作用是只有当发动机转速超过800～900r/min时，空调电路才会被接通，而低于该转速时，继电器自动切断压缩机电磁离合器电路，空调不能开启，该继电器的转速信号也取自点火线圈。其控制电路如图3-57所示。
图3-57 装有发动机转速检测继电器的空调电路
1—点火线圈 2—发动机转速检测继电器 3—温控器 4—压缩机工作指示灯 5—冷凝器冷却风扇电动机 6—电磁离合器 7—继电器 8—鼓风机电动机 9—鼓风机调速电阻 10—空调及鼓风机开关 11—蓄电池 a—接蓄电池正极
2.怠速提升装置
怠速继电器能在必要时切断电磁离合器，以保证发动机转速稳定，但此时空调系统不工作，汽车空调不能制冷，因此，这种方式显然是有缺陷的，因为有时空调系统的工作是必需的。有的汽车采用的方法是通过开大节气门开度来提高发动机的即时转速，以维持制冷系统工作。
对于化油器式发动机，一般是设置一个节气门位置控制器，如桑塔纳轿车JV发动机中的KEIHIN化油器，就设有该种装置，如图3-58所示。而现代轿车一般都是电控发动机，此时怠速的提升是通过怠速控制装置来实现的，发动机电子控制单元接收到空调开关A/C信号时，通过直接开大节气门（节气门直动式），或开大节气门旁通空气道（旁通空气道式）来提高发动机的转速。大多数现代轿车发动机用的都是后者，如图3-59所示。
（1）节气门位置控制器 图3-58所示为其工作原理。发动机怠速运转，不使用空调制冷时，真空转换阀的线圈中无电流通过，接通真空通路，真空驱动器的膜片上移，通过连杆带动限位器处于图3-58a位置，此时节气门可关闭到发动机正常怠速运转的位置。
使用空调制冷时，空调开关A/C接通真空转换阀线圈电路，切断真空通路，大气压力便作用于真空驱动器膜片上方，在弹簧力作用下推动膜片下移，通过连杆带动限位器处于图3-58b位置，当节气门向关闭方向转动时，由于节气门控制板被限位器限位，使节气门不能全闭而开度加大，从而达到提高发动机转速的目的。这种怠速提高装置曾经广泛应用于化油器轿车的空调系统中。
图3-58 节气门位置控制器工作原理
a）空调制冷系统不工作时 b）空调制冷系统工作时
（2）微机控制怠速系统 控制方式一般有两种基本类型：一种是控制节气门旁通气道中空气流量的旁通空气式；另一种是直接控制节气门关闭位置的节气门直动式，如图3-59所示。一般常用旁通空气式，目前普遍采用的是由步进电动机驱动的怠速控制结构。如图3-60所示，空调工作信号是发动机ECU（电子控制单元）的重要传感器信号之一，当空调制冷系统起动，ECU接收该信号后，驱动由步进电动机带动的怠速控制阀门，将旁通气道开度加大，增加怠速时的进气量，使发动机转速增加，制冷压缩机正常工作。这种怠速提高装置可以根据发动机负荷变化的状况，精确地控制发动机根据空调压缩机等其他负载稳定地工作。大众系列轿车多采用节气门直动式怠速控制方式。
图3-59 微机控制怠速系统的控制方式
a）旁通空气式 b）节气门直动式
二、发动机失速控制
发动机带空调怠速运转时，一旦有其他影响因素使发动机转速下降，将造成发动机失速而熄火。为防止这种情况发生，有的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，见图3-61。
三、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3-62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。
图3-60 微机控制怠速系统
图3-61 防止发动机失速控制电路
图3-62 传动带保护控制装置的原理
四、加速控制装置
当汽车加速超车时，为了保证发动机有足够的动力，应当切断压缩机离合器电路，这样就卸除了压缩机的动力负荷，以尽量大的发动机功率来供汽车加速所需。常用的加速控制装置有三种方式：一是利用与节气门杠杆连接的机械开关；二是利用能感应进气管真空度的真空开关（此类开关和压缩机离合器的电路串联）；三是在一些电喷车上利用节气门位置传感器信号和曲轴位置传感器信号感知发动机处于加速状态，由发动机电脑完成空调电路切断。
1.机械式加速切断装置
机械式加速切断装置如图3-63所示，这种机械式断开器由加速开关和延迟继电器组成。加速开关一般装在加速踏板下，也有装在其他位置通过连杆或钢索来操纵的。当加速踏板踏下行程达到最大行程的90%时，加速开关的延迟继电器切断电磁离合器线圈电路，使压缩机停止工作，解除了压缩机的动力负荷，发动机的全部输出功率用来克服加速时的阻力。当踏板行程小于90%或加速开关打开延时十几秒后则自动接通电磁离合器线圈电路，压缩机又自动恢复工作。
2.真空式加速切断装置
图3-63 机械式加速切断装置
真空式加速切断装置由发动机进气歧管真空度控制，当汽车处于匀速行驶或加速较慢时，进气歧管真空度较低，开关闭合，空调正常工作；当汽车急加速或怠速行驶时，进气歧管真空度较大，开关断开，空调停止工作。
3.微机控制式加速切断装置
有些高级轿车上不设置专门的加速切断装置，但同样具有加速切断功能。例如日产风度轿车，这种车的空调加速切断是由车身计算机控制完成的。加速时，车身计算机控制由节气门位置传感器和曲轴位置传感器采集节气门开度和发动机转速信号，当感知出急加速状态时，车身计算机控制停止压缩机继电器的工作几秒钟以实现加速切断。
图3-64 压缩机的双级控制电路
五、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3-64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。
六、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3-65所示。
图3-65 双蒸发器控制
