发布于 10-16 10:29:08
一、普通桑塔纳轿车空调系统电路分析
桑塔纳轿车空调系统控制电路由电源电路、电磁离合器控制电路、鼓风机控制电路和冷凝器风扇电动机控制电路组成，如图3-80所示，其控制过程如下：
1）点火开关处于断开（置OFF）位置时，卸荷继电器X电路切断，触点断开，空调系统不工作。
2）点火开关处于起动（置ST）位置时，卸荷继电器X电路切断，触点断开，中断空调系统的工作，保证发动机起动时，蓄电池具有足够的电能来起动发动机。
3）点火开关处于接通（置ON）位置时，卸荷继电器线圈X电路接通，触点闭合，空调继电器J32中的线圈J2通电，接通鼓风机电路，此时可由鼓风机开关E0进行调速，使鼓风机按要求的转速运转，进行强制通风、换气或送出暖风。
当外界气温高于10℃时，环境温度开关F38才能接通，空调才能使用。当需要制冷系统工作时，接通空调开关E30，空调开关A/C的指示灯K46发亮，表示空调开关已经接通。此时电源经空调开关K46、环境温控开关F38接通以下电路：
①新鲜空气翻板电磁阀N63电路接通，该电磁阀动作后接通新鲜空气翻板真空促动器的真空通路，从而可使新鲜空气进口关闭，鼓风机才能强制通过蒸发器总成的空气通道进风，使制冷系统进入车内空气内循环。
②经蒸发器温控开关F33、低压保护开关F73对电磁离合器N25线圈供电，同时电源还经蒸发器温控开关接通化油器的怠速提升电磁阀N16，提高发动机的转速，以满足空调所需动力的要求，防止发动机转速降低而熄火。
图3-80 上海桑塔纳轿车空调系统控制电路
S1—冷却风扇熔断器 S14—空调熔断器 S23—鼓风机熔断器 K46—空调指示灯 J32—空调继电器 J26—冷凝器风扇继电器 E30—空调制冷开关 E0—鼓风机开关 F73—低压保护开关 F23—高压开关 F18—冷却风扇电动机温控开关 F33—蒸发器温控开关 F38—环境温控开关 V7—冷却风扇电动机 V2—鼓风机 N25—空调电磁离合器 N16—怠速提升电磁阀 N63—新鲜空气翻板电磁阀 N23—调速电阻
③对空调继电器中的线圈J1供电，使两对触点同时闭合，其中一对触点接通冷凝器冷却风扇继电器J26的线圈电路；另一对触点接通鼓风机V2的电路。
低压保护开关F73串联在蒸发器温控开关F33和电磁离合器N25之间，当制冷系统缺少制冷剂使制冷系统压力过低时，低压保护开关断开使压缩机停止工作。
高压保护开关F23串联在冷却风扇继电器和空调继电器J1的触点之间，当制冷剂压力正常时，高压保护开关触点断开，电阻R串入冷却风扇电动机电路中，使风扇电动机低速运转。当制冷剂压力超过规定值即（1.448±0.06895）MPa时，高压保护开关触点闭合，接通冷却风扇继电器线圈电路，冷却风扇继电器的触点闭合，电阻R被短路，风扇电动机将高速运转，增强冷凝器的冷却能力。
冷却风扇电动机由空调冷凝器与发动机散热器共用，因此还直接受发动机冷却风扇电动机温控开关F18的控制，当空调A/C开关E30尚未接通时，若发动机冷却液温度低于95℃，则风扇电动机电路不通而不会转动；当发动机冷却液温度高于95℃时，冷却风扇电动机V7低速转动，防止发动机过热；当冷却液温度达到105℃时，则冷却风扇电动机温控开关F18的高温（105℃）触点闭合，电阻R被短路，冷却风扇电动机将高速运转，增强发动机散热器的散热能力。
当空调A/C开关一旦接通时，空调继电器J1的右边一个触点就会闭合，鼓风机V2就会以低速运转来防止蒸发器表面温度过低而结冰或冻坏蒸发器。因此使用空调时，应在接通空调A/C开关之前，首先接通鼓风机开关，使较多空气流通。
这种机械-电气控制的空调系统电路，虽然没有电子温度控制器，但因其结构简单，电路器件可靠，所以仍然得到了广泛的应用。
二、桑塔纳3000轿车空调系统电路分析
1.电路组成
图3-81所示为桑塔纳3000轿车空调系统电子控制电路，它由电源电路、进气门电磁阀控制电路、鼓风机控制电路、空调电磁离合器控制电路、散热器风扇控制电路以及空调保护电路等组成。该空调系统在原型号的基础上，对蒸发器、储液器、冷凝器、压缩机等总成和零件作了很大改进，使它的降温效果有了明显提高。
图3-81 上海桑塔纳3000轿车空调系统电子控制电路
桑塔纳3000轿车空调系统的工作受发动机控制，发动机必须能正常工作，发动机ECU（J220）的T80/8端子输出高电平时，压缩机切断继电器J26才能吸合，制冷系统才能工作。
2.工作原理
（1）电源电路 空调系统由30号线和X号线供电，30号线为常带电与蓄电池正极连接，X号线受点火开关及卸荷继电器（中间继电器）的控制。当卸荷继电器线圈得电吸合，其常开触点闭合后，30号线上的蓄电池电压就会加至X号线上，使连接在X号线上的鼓风机、空调电磁离合器以及散热器风扇控制部分（除风扇冷却液温度控制外）等均得电。
（2）进气门电磁阀控制电路 进气门电磁阀N63线圈的电流通路为：X号电源线→空调熔断器S16→内循环开关E159→进气门电磁阀N63线圈→搭铁→蓄电池负极。
（3）鼓风机控制电路
①鼓风机电动机V2的供电受控于鼓风机继电器J32，当闭合点火开关，X号线通电，鼓风机继电器吸合，V2才会得电工作。
鼓风机共有四种不同的转速，以满足不同送风量的要求，转速的变换是由鼓风机风速开关E9通过切换调速电阻N23来实现的。
当点火开关处于ON位置时，X号线通电，由此形成了以下的电流通路：X号电源线→熔断器S16→鼓风机继电器J32内的线圈L2→搭铁→蓄电池负极。
当将鼓风机的风速开关置于1、2、3、4档时，就形成了以下的电流通路：蓄电池正极→30号线→熔断器S5→继电器J32内的线圈2的已闭合常开触点→风速开关E9的2端。此时，E9若在1～4位，则鼓风机电动机V2均会得电工作，可从1位到4位，使鼓风机以依次升高的四种不同速度进行转动，实现对通风量的控制。当E9处于0位时，鼓风机将停止工作。
②当E9鼓风机开关在0位，打开E30空调A/C开关时，鼓风机继电器J32吸合，以保证在启动空调系统时，鼓风机与空调系统同步工作。其电流通路如下：X号线电源→熔断器S16→空调A/C开关E30→鼓风机继电器J32内的线圈L1→搭铁→蓄电池负极。
上述这一电流通路使J32内继电器常开触点2得电闭合，从而又形成了如下的电流通路：蓄电池正极→30号线→熔断器S5→继电器J32内的线圈L1的已闭合常开触点2→鼓风机调速电阻N23→鼓风机电动机V2→搭铁→蓄电池负极。
（4）空调电磁离合器控制电路 空调电磁离合器的状态除了受X号线、空调A/C开关E30、冷量开关E33、室温开关E38、空调冷却液温度开关F40以及制冷液管路空调压力开关F129的控制外，还受散热器风扇控制器J293和发动机ECU的控制。如果不满足上述任一单元所设定的条件时，空调电磁离合器的供电都将被切断，从而使压缩机停止工作。
开启空调后，12V电压从X号线经熔断器S16、空调A/C开关E30、冷量开关E33、室温开关E38、空调压力开关F129（低压开关）、空调冷却液温度开关F40后分成三路：第一路到发动机控制单元ECU的T80/10端，作为空调请求信号；第二路到散热风扇控制器J293的T10/3端，作为散热器风扇低速档工作信号；第三路经空调压缩机切断继电器J26触点加至散热风扇控制器J293的T10/8端，作为电磁离合器工作信号。
当发动机ECU（J220）的T80/10端收到空调请求信号时，发动机ECU（J220）的T80/8端输出高电压，压缩机切断继电器J26电流通路使继电器吸合。
当散热风扇控制器J293的T10/8端为高电平时，风扇控制器的T10/10端输出12V电压控制空调电磁离合器吸合，空调工作。
（5）散热器风扇控制电路 散热器风扇除了受冷却液温度和发动机舱温度的控制外，还受空调系统工作状态的控制。
①散热器风扇低速运转：当发动机运转时，如接通冷量开关E33，散热风扇控制器J293的T10/3端为高电平时，风扇控制器的T4/3端输出12V电压控制左、右散热器风扇V7、V8低速运转。
当发动机冷却液温度达95℃时，双温开关F18内的低温触点（3→2）闭合，12V电源电压经触点接通风扇电动机的低速档，左、右散热器风扇V7、V8低速运转。
②散热器风扇高速运转：当发动机冷却液温度达102℃时，双温开关F18内的高温触点（3→1）闭合，12V电压经闭合的触点到散热器风扇控制器J293的T10/7端。风扇控制器的T4/2输出12V电压控制左、右散热器风扇V7、V8高速运转。
（6）高、低压及其他保护电路 当空调管路压力高于1.45MPa时，空调压力开关F129中的1.45MPa压力开关（端子4和3）闭合，散热器风扇控制器J293的T10/2端为高电平，其T4/3端输出12V电压控制散热器风扇高速运转，冷却强度加强，使空调系统的冷凝器迅速散热，用于降低制冷系统中的压力。
当空调制冷剂泄漏后，如果管路静态压力低于0.2MPa，空调压力开关F129内的0.2/3.2MPa压力开关（端子1和2）则断开，散热风扇控制器J293的T10/3端失电，空调停止工作，以防止空调压缩机在润滑不良的情况下运转而损坏。当管路压力高于3.2MPa时，0.2/3.2MPa压力开关（端子1和2）也断开，空调不工作，以保护空调管路及压缩机。同理，当发动机冷却液温度高于119℃时，空调冷却液温度开关F40断开，空调也将停止工作。
空调压缩机切断继电器J26由发动机ECU的T80/8端控制。它有双向作用：一是控制全负荷时切断空调；二是空调工作时，控制发动机怠速提升。当发动机ECU（J220）有故障或处于急加速工况时，发动机ECU的T80/8端输出低电平，使压缩机切断继电器J26停止工作，散热风扇控制器J293的T10/8端为低电平，从而使压缩机停止工作。
三、广州本田雅阁轿车空调控制电路
以2003款广州本田雅阁轿车空调控制系统电路（见图3-82）为例进行分析。
（1）冷却风扇控制电路
1）散热器风扇电机控制电路。蓄电池正极→No.41（100A）熔丝→No.57（20A）熔丝→散热器风扇继电器触点→散热器风扇电机→G201搭铁点。若使散热器风扇继电器触点闭合，需要散热器风扇继电器线圈通电，有两个回路可使风扇继电器线圈通电，从而使风扇电动机工作：一是冷却液温度，二是空调压力。
①冷却液温度控制回路：蓄电池正极→No.41（100A）熔丝→No.42（50A）熔丝→点火开关→No.3（7.5A）熔丝→散热器风扇继电器线圈→散热器风扇开关A（高于95℃接通）→G101搭铁点。
②空调压力控制回路：蓄电池正极→No.41（100A）熔丝→No.42（50A）熔丝→点火开关→No.3（7.5A）熔丝→散热器风扇继电器线圈→空调二极管→空调压力开关→空调电子控制器ECU→搭铁。
2）冷凝器风扇电机控制电路。蓄电池正极→No.41（100A）熔丝→No.58（20A）熔丝→冷凝器风扇继电器触点→冷凝器风扇电机→G201搭铁点。控制冷凝器风扇电机工作的也是冷却液温度开关和空调压力开关两个回路。
①冷却液温度控制回路：蓄电池正极→No.41（100A）熔丝→No.42（50A）熔丝→点火开关→No.3（7.5A）熔丝→冷凝器风扇继电器线圈→散热器风扇开关A（高于95℃接通）→G101搭铁点。
②空调压力控制回路：蓄电池正极→No.41（100A）熔丝→No.42（50A）熔丝→点火开关→No.3（7.5A）熔丝→冷凝器风扇继电器线圈→空调二极管→空调压力开关→空调电子控制器ECU→搭铁。此外，散热器风扇继电器线圈、冷凝器风扇继电器线圈还可以通过ECM/PCM控制搭铁。
（2）压缩机离合器控制电路 蓄电池正极→No.41（100A）熔丝→No.42（50A）熔丝→点火开关→No.3（7.5A）熔丝→压缩机离合器继电器线圈→ECM/PCM→搭铁。
蓄电池正极→No.41（100A）熔丝→No.58（20A）熔丝→压缩机离合器继电器触点→压缩机电磁离合器→搭铁。
图3-82 广州本田雅阁轿车空调控制电路
（3）风机控制电路 蓄电池正极→No.41（100A）熔丝→No.42（50A）熔丝→点火开关→No.3（7.5A）熔丝→鼓风机电机继电器线圈→搭铁。
蓄电池正极→No.41（100A）熔丝→No.56（20A）熔丝→鼓风机电机继电器触点→鼓风机电机分两路：一路通过受空调电子控制器ECU控制的功率晶体管搭铁，从而实现鼓风机变速；另一路通过鼓风机高速电机继电器触点搭铁，从而实现鼓风机高速。
高速电机继电器线圈电路如下：蓄电池正极→No.41（100A）熔丝→No.42（50A）熔丝→点火开关→No.3（7.5A）熔丝→高速电机继电器线圈→空调电子控制器ECU→搭铁。
（4）温度控制电路 蓄电池正极→No.41（100A）熔丝→No.42（50A）熔丝→点火开关→No.3（7.5A）熔丝→空调电子控制器ECU→搭铁。
空调电子控制器ECU→车内温度、蒸发器温度、车外空气温度、阳光传感器→搭铁。
空调电子控制器ECU→发动机冷却液温度（ECT）传感器→搭铁。
ECM/PCM→发动机冷却液温度（ECT）传感器→搭铁。
空调电子控制器ECU→模式控制电机→搭铁。
空调电子控制器ECU→空气混调控制电机→搭铁。
蓄电池正极→No.41（100A）熔丝→No.42（50A）熔丝→点火开关→No.3（7.5A）熔丝→压缩机离合器继电器线圈→ECM/PCM→搭铁。
四、富康轿车空调制冷系统的控制电路
（1）空调压缩机的控制 富康轿车空调制冷系统控制电路原理见图3-83。当接通点火开关，使其处于M位（点火档）时，空调继电器线圈通电，其常开触点闭合，通过15号脚供给冷却液温度控制盒支持电源，并给鼓风机提供电源（鼓风机的转速可由鼓风机开关调节），同时为使用空调制冷系统作准备。再接通空调开关，空调控制盒的7号脚与5号脚导通，一方面给冷却液温度控制盒的5号脚提供12V（假设蓄电池电压为12V，下同）信号，表示空调制冷电路接通；另一方面通过压缩机切断继电器9的常闭触点，压力开关的常闭触点给ECU的32号脚提供12V信号，表示空调压缩机负荷电路接通，并通过空调压缩机切断继电器13的常闭触点，给压缩机离合器线圈提供电源。此时，不论空调压缩机工作与否（发动机运转时，接通空调开关后，压缩机不一定立即工作，因ECU还要根据发动机的转速、负荷等情况，控制是否将压缩机投入工作），冷却液温度控制盒的1号脚与8号脚导通，继电器7通电，其常开触点闭合，左冷却风扇和右冷却风扇串联通电后低速旋转，以保证空调冷凝器具有良好的冷凝能力。
值得注意的是，富康轿车的空调制冷系统工作时，为使发动机在一些特殊工况下（如起动、大负荷时）减轻负荷，ECU通过控制压缩机切断继电器13线圈的搭铁来控制空调压缩机。如前所述，在发动机工作时，接通空调开关，ECU的32号脚即获得空调使用信号，ECU则根据发动机转速传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、电子车速传感器、自动变速器多功能开关、蓄电池等提供的各种信号（为节省篇幅，图3-83没有将ECU的传感器和执行器画出），一方面提高或稳定发动机转速和输出功率，以适应发动机负荷增加的需要；另一方面，通过空调切断继电器13，控制空调压缩机在适当的时机投入工作，在发动机转速和输出功率未达标时退出工作，以免发动机因负荷过重而熄火。
（2）空调冷凝器和发动机散热器冷却风扇的控制 空调冷凝器散热与发动机散热器散热，共用2个冷却风扇3和6，2个冷却风扇受冷却液温度控制盒的控制，其控制特点如下：
①当冷却液温度传感器感受的温度高于92℃时，冷却液温度控制盒的1号脚与8号脚导通，继电器7通电，使冷却风扇3与6串联通电后低速旋转，开始进行强制冷却。
②当冷却液温度传感器感受的温度高于101℃时，冷却液温度控制盒的1号脚、10号脚与8号脚导通，继电器4、5、7通电，使冷却风扇3、6并联通电后高速旋转，以提高冷却强度。
③当冷却液温度传感器感受的温度高于112℃时，冷却液温度控制盒的11号脚与8号脚导通，继电器9通电，其常闭触点断开，使压缩机离合器断电，强行减轻发动机负荷，达到高温保护的目的。
④当冷却液温度传感器感受的温度高于118℃时，冷却液温度控制盒的6号脚与8号脚导通，仪表板上的冷却液温度报警灯点亮报警，警示驾驶员采取发动机降温措施。
⑤冷却液温度控制盒的4号脚为延时电源脚，当切断点火开关而使发动机停机后，4号脚供给冷却液温度控制盒延时电源。如果此时冷却液温度超过112℃，在冷却液温度控制盒的控制下，2个冷却风扇串联通电后低速旋转，进行6min的延时冷却，以迅速将空调冷凝器和发动机散热器的工作能力恢复到较好状态。
图3-83 富康轿车空调制冷电路原理图
1—蓄电池 2—熔断器盒 3—右冷却风扇 4、5、7—冷却风扇控制继电器 6—左冷却风扇 8—压力开关 9、13—压缩机切断继电器 10—空调压缩机 11—ECU 12—惯性开关 14—双密封继电器 15—点火开关 16—驾驶室熔断器盒 17—空调继电器 18—空调开关 19—蒸发器温度传感器 20—空调控制盒 21—鼓风机 22—鼓风机开关 23—鼓风机控制模块 24—冷却液温度报警灯 25—冷却液温度控制盒 26—冷却液温度传感器
注：图中虚线梯形框为电器部件的不完全图
（3）冷却液温度控制盒及其控制功能 冷却液温度控制盒是空调制冷系统的核心元件，当它收到冷却液温度传感器、压力开关等有关输入信号时，就会控制相应的控制脚搭铁，使空调制冷系统处于不同的工况。熟悉冷却液温度控制盒各端子的连接部件与功能，有助于准确迅速地查找和排除故障。冷却液温度控制盒各端子的连接部件与功能见表3-3。
表3-3 冷却液温度控制盒各端子的连接部件与功能
（续）
（4）安全保护控制 安全保护控制主要是确保制冷系统正常工作，通过装在干燥罐上的压力开关和蒸发器温度传感器来监视系统的压力和温度，以实现安全保护控制的目的。
①低压保护。当由于泄漏等原因，使制冷系统压力低于250kPa（2.5bar）时，压力开关的常闭触点断开，压缩机离合器断电，实现对压缩机的低压保护。
②高压保护。当由于堵塞等原因，使系统压力高于2400kPa（24bar）时，压力开关的常闭触点断开，压缩机离合器断电，实现对压缩机和系统管路等的高压保护。
③控制系统高压。当制冷系统压力高于或等于1700kPa（17bar）时，压力开关的常开触点接通，冷却液温度控制盒的13号脚收到12V信号后，使1号脚、10号脚与8号脚导通，左、右冷却风扇并联通电后高速旋转，通过降低冷凝温度来控制制冷系统压力。
④低温保护。当温度传感器19感受的温度低于3℃时，为防止蒸发器结冰，空调控制盒的7号脚与5号脚断开，使压缩机离合器断电，压缩机停止制冷。
（5）冷却液温度控制盒的设计特性 因空调冷凝器散热与发动机散热器散热共用2个冷却风扇，为了在空调制冷系统电路出现某些故障时，仍然确保发动机散热器的散热能力，冷却液温度控制盒还设计了如下特性：
①当冷却液温度控制盒的15号脚无电信号，而6号脚有电信号时；当继电器17损坏或接触不良时；当驾驶室熔断器盒内的熔断器F2损坏时（这3种情况均表示空调压缩机不能得电工作了，但发动机还可能在工作），2个冷却风扇高速旋转。
②接通点火开关至M位，当冷却液温度控制盒的7号脚、14号脚无冷却液温度信号输入时，2个冷却风扇高速旋转，以确保发动机散热器的散热能力。
（6）传感器26和19的工作参数 冷却液温度传感器26是向冷却液温度控制盒输入发动机冷却液温度信号的传感器，它是一个正温度系数的热敏电阻，其工作参数见表3-4。
表3-4 冷却液温度传感器26的工作参数
蒸发器温度传感器19是向空调控制盒输入蒸发器蒸发温度信号的传感器，它是一个负温度系数的热敏电阻，其工作参数见表3-5。
表3-5 蒸发器温度传感器19的工作参数
