发布于 03-02 12:09:02
汽车空调中的许多操纵机构都是利用真空作为动力来驱动控制的，例如：别克君威轿车的进气执行器的执行机构（图3-35），暖气系统的热水阀、温度控制门、各种出风门等。真空控制系统由单向阀、真空罐、真空电动机、真空选择器、真空换能器等真空元件组成。
一、真空源和真空驱动器
1.真空源
汽车上的真空源来自发动机进气歧管，随着发动机工作状态的改变（进气压力改变）真空源是在不断变化的。为保证在各种发动机工况下系统都有稳定的最大真空度，真空系统中必需配备真空罐、单向阀或单向继动器。其作用是向系统提供稳定的真空压力，同时也使真空系统在发动机熄火时，仍能保持一定的真空度。
2.真空驱动器
真空驱动器又称真空电动机、真空膜盒，实际上是一种带膜片的真空盒，由于它能传送位移，所以称为真空电动机。有的真空膜盒自带弹簧。真空驱动器的作用是根据真空度的变化而进行机械动作的，用来控制风门和热水阀，目前汽车上所用的真空驱动器一般有两种类型：
（1）单膜片式真空驱动器 单膜片式真空驱动器的外形如图3-36所示，其结构如图3-37所示，真空接口通过胶管连接真空源，连杆连接风门。当真空源接通时，膜片压缩弹簧提起连杆；当真空源被断开时，弹簧伸张使膜片带动连杆复位。该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外形如图3-38所示，其内部结构如图3-39所示，采用双膜片式真空驱动器控制的风门有三个位置：全开、全闭、半开闭。也可以同时控制两个风门，一个打开、一个关闭，或者两个同时半开闭。
图3-35 真空罐控制进风门
图3-36 单膜片式真空驱动器的外形
图3-37 单膜片式真空驱动器的结构
a）弹簧装在真空室内的真空驱动器 b）弹簧装在大气室内的真空驱动器 c）弹簧装在外部的真空驱动器
1—接通真空源 2—真空 3—气孔 4—连杆 5—弹簧
图3-38 双膜片式真空驱动器的外形
图3-39 双膜片式真空驱动器的内部结构
3.真空选择器
真空选择器即真空开关，如图3-40所示。通过操作功能选择操纵杆，可以使真空通到需要的地方，例如除霜门、内外进风门、暖风冷风出风门、中央风门与足部风门等。
4.真空单向阀
真空系统还常装有一种单向阀，也叫真空保持器，如图3-41所示，通常安装在真空罐上。
图3-40 真空选择器
1—真空选择阀门 2—功能选择操纵杆
图3-41 真空单向阀
二、真空换能器
真空换能器是利用某种能量的变化来操纵真空能量工作的装置。图3-42所示为真空换能器的工作原理。在换能器上，有一个双通针阀，一头控制真空源的通路，一头控制铁芯上的大气阀门。铁芯下端通大气，铁芯外绕有一个电磁线圈。线圈的电压为12V，而电流大小由空调的温控放大器来控制。由于橡胶膜片的密封作用，外面的大气只能通过柱塞阀来和真空系统串气。温控放大器输出的电流信号越强，所产生的电磁场信号越强，向下推移铁芯的位移越多。针阀和铁芯上的双通针阀口开得越大，外部空气渗入量越多，则进入真空电动机的真空度越小，收缩量就小。当从放大器内传出的电流信号减弱时，弹簧就推动铁芯向上双通针阀的阀口开度减小，甚至关闭大气与真空系统的通路，系统的真空度就增大，真空电动机收缩量就增大，直至达到最大值。
三、加热器控制
控制进入加热器的冷却水或液体的流量方式一般有两种：一种是拉绳钢索式控制阀，如图3-43所示；另一种是真空开关阀。目前自动空调系统中采用的多为后者。
图3-42 真空换能器的工作原理
1—换能器架 2—双通针阀 3—标准气压 4—铁柱 5—橡胶隔膜 6—线圈 7—弹簧
图3-43 拉绳钢索式控制阀
1—护套 2—钢索 3—固定支架
真空开关阀的构造如图3-44所示，阀门的开启和关闭受一个封闭的真空膜盒控制。其真空源一般来自发动机进气歧管且经过真空加力器（真空罐）。
采暖时，真空膜盒的右侧与真空管路相通，膜片受到真空引力，克服弹簧力作用带动活塞右移，来自发动机冷却系的冷却液就进入加热器，在鼓风机的风扇作用下，热的空气就进入驾驶舱，系统处于供暖状态，如图3-44c所示。当真空膜片盒中的真空源被切断时，弹簧力推动膜片左移，冷却液的通路被切断，驾驶舱不采暖，如图3-44a所示。当膜片右侧处于半真空时，真空吸力与弹簧力的共同作用使活塞处于半开状态，冷却液会以较小的流量通过，如图3-44b所示。
图3-44 真空开关阀的构造
a）无真空作用 b）有部分真空作用 c）全真空作用
四、真空罐
真空罐的作用是稳定来自进气歧管的真空度。因为当发动机工作时，其进气管中的真空度会在0.101～33.7kPa之间波动，这将会影响由真空控制的工作系统的调控精度，因此必须进行稳压。
真空罐的结构如图3-45所示，主要由真空室和真空保持器组成。整个真空室是一个金属罐，里面是一个真空保持器，工作过程如下：
真空保持器被空心膜阀和膜片隔成三个腔。发动机进气管与中腔相连，右腔分别与真空室和真空执行系统相连。当发动机进气管的真空度大于真空罐的真空度时，由于空心膜阀右移而接通真空室，使其真空度提高，同时膜片克服弹簧的弹力左移，使真空室与真空执行系统的气口打开，形成通路；当发动机进气管的真空度小于真空罐时，空心膜阀外面压力将其压扁，关闭与真空室的通路，同时膜片右移，关闭气口，如此反复，保持真空罐内的真空度为一恒定值。
图3-45 真空罐的结构
1、4—气孔 2—发动机歧管接口 3—真空出口 5—真空保持器 6—膜片 7—真空罐 8—弹簧 9—空心膜阀
五、模式门的控制
所谓模式门，即指在汽车空调仪表板上有许多模式开关（按钮），用来人为地控制各种模式的风门开闭。汽车空调模式门有除霜门、内外进风门（指内、外风循环）、暖风/冷风出风门、中央风门和足向风门等，可用绳索操纵，也可用真空操纵（近来发展到用电动机操纵）。图3-46所示是桑塔纳2000 GSi轿车空调风门真空线路。其中，真空来自发动机（通过制动加力泵）或真空储气罐，真空储气罐上设有单向阀以防止真空罐中的真空倒流向发动机。真空通向选择按钮开关和真空开关。当按下所要选择的模式门按钮后，开关处的真空就按需要分别流向除霜门、足向风门和外进风门等处的真空阀，真空阀的拉杆拨动这些风门动作，它只有开和关两种动作。当汽车空调手柄拨到取暖位置时，与手柄相接触的真空开关被推开，真空通过真空开关至外循环模式按钮开关处，接着通向进风罩真空阀，将外进风门打开，新鲜空气即进入车内。不论外循环模式按钮是否按下，只要冷暖拨杆拨至取暖模式，即自动转入外循环模式。图3-47所示为风门控制示意图。
有些温度自动控制系统中，内外进风口处各设有一组双金属片式温度控制器（图3-48）。它们根据感应到的内外空气温度差，打开真空调节器内的泄流孔，改变真空度的大小，进而改变真空电动机推杆的伸出程度，实现新风阀门开度的大小调节。
六、单向阀和单向继动器
正常的真空系统有一个真空单向阀或单向继动器，用于防止发动机进气歧管的真空度低于动作所要求的值。大多数真空系统有一个真空阀，真空单向阀或单向继动器通常放在真空罐和真空源之间的管路上。
图3-46 桑塔纳2000 GSi轿车空调风门真空线路
1—三通管 2—单向阀 3—橡胶圈 4—进风罩真空阀 5～12—真空软管 13、14、15—真空钢管 16—真空管接座 17—套管 18—真空罐 19、21—垫圈 20—螺栓 22—螺母 23—四通管 24—除霜及中央风门真空阀 25—足向风门真空罐
图3-47 风门控制示意图
1—空气进风罩真空阀 2—左右出风口导管 3—除霜及中央风门真空阀 4—除霜风门 5—中央风门 6—足向风门真空阀 7—足向风门 8—暖气散热器 9—蒸发器 10—新鲜空气鼓风机
图3-48 恒温真空调节器
1.单向阀
当发动机吸气歧管中的真空度高于真空罐中的真空度时，单向阀打开，即单向阀是靠发动机的真空度打开的。此时，单向阀把真空罐连通。正常的发动机真空度也打开了真空膜盒（图3-49），使控制系统中的真空信号到达真空电动机。若发动机的吸气真空度低于真空储气罐的压力，单向阀关闭，真空膜盒也关闭，控制器到真空电动机的回路中断，真空储气罐中的真空度不会下降。
图3-49a表示发动机真空度使单向阀打开，来自转换器的真空信号到达真空电动机；图3-49b表示发动机真空度下降时，弹簧使膜片上抬，使真空电动机保持一定的真空度。在加速或发动机停转时，发动机进气歧管中的真空度会下降，真空储气罐被用来驱动汽车空调系统及汽车上其他附属设备中的真空元件动作。
图3-49 真空单向阀
a）单向阀打开 b）发动机真空度下降
A—到真空电动机 B—来自转换器的真空 C—发动机真空 D—单向阀真空
2.单向继动器
单向继动器有两个作用：防止进气歧管真空度下降时真空系统的真空度下降；避免系统在这种情况下按正常状态运转。
单向阀及单向继动器的主要问题是膜片不密封及阀座不合适。发现上述故障（首先确认系统没有渗漏），应更换单向阀或单向继动器。
