改画朗逸轿车全自动空调系统电路图

2019-05-07徐宗炯徐萌泽

汽车电器 2019年4期

徐宗炯，徐萌泽

（1.北华大学交通学院，吉林吉林 132011；2.吉林铁道职业技术学院，吉林吉林 132200）

改画的朗逸轿车全自动空调系统电路图如图1所示。

汽车空调系统包括暖风与制冷装置。通过暖风与制冷装置在不同的气温与湿度条件下的运行操作，使汽车室内温度达到20～28℃，湿度达到70%左右。这样驾驶员和乘客会感到舒适，减轻疲劳，有利于安全行驶。暖风装置是将运转中的发动机部分循环冷却水引入驾驶室内的小型散热器，利用鼓风机和散热器将热风吹向驾驶员的脚部、身体或挡风玻璃，使车内达到适宜的温度，或对挡风玻璃进行除霜。

制冷装置利用发动机动力的一小部分驱动压缩机，完成制冷剂的压缩循环，使制冷剂R134a在蒸发器中从液态蒸发为低压汽态，这时制冷剂在蒸发状态的温度是0℃左右，气压为0.15～0.2 MPa。它吸收蒸发器周边以及车内的热量，再被压缩机从进气口吸入，经曲轴活塞连杆运转加压至高压（此时压力为1～2 MPa）高温（60～70℃），大大高于环境温度（20～40℃），从排气口排出至冷凝器中，在此降温降压，并将热量排出至大气中，制冷剂是在封闭的通路中循环加压增温。当温度下降10～15℃时，制冷剂R134a便从高压气态冷却到高压液态，放出大量的凝聚热，再经储液干燥器除去水份、杂质，从膨胀阀（或节流阀）以很细的流量（节流）喷入蒸发器减压降温，通过蒸发器的外壁吸收周围的热量，使制冷剂R134a再次蒸发为气态，温度剧降为0～5℃，压力剧降为0.2 MPa，低压低温蒸气再次被压缩机吸入，经活塞压缩后变成高温高压气体排放到冷凝器中散去热量，如此循环，逐步使车内的热量携出车外，达到降温的目的。

制冷剂R134a的蒸发与压缩过程，它是在一个闭合的管路与容器中进行的，管路有高压段与低压段，其中膨胀阀-蒸发器-压缩机的吸入腔为低压段，而压缩机的压缩腔-冷凝器-膨胀阀为高压腔。R134a在密闭的容器管路中循环，带走驾驶室和车厢内多余的热量。低压腔常压为0.2 MPa，温度为0～5℃。高压腔的正常压力为1～1.5 MPa，温度60～70℃。

制冷剂R134a是一种耐低温和高温的物质，在人们赖以生存的大气环境（如-30～40℃）中，R134a可以从液态沸腾变成气态。而高温下（如50～90℃）它经过高压又可以从气态变成液态，使人们利用它从高压液态在释放压力的过程中恢复到低压气态，在压缩机的吸入和压出过程中不断循环。

1 电源系统

蓄电池、起动机及发电机构成电源及动力来源。蓄电池容量为12 V 60 Ah（称为储备容量，表明蓄电池的供电能力），短时间内（几十秒内）有300～400 A的供电能力（起动时）。当发电机不工作时，可以较长时间（如75～82 min）供给汽车用电（用电电流少于20～30 A）；当发动机运行时，它带动发电机以13.5～14.5 V发出约100A的电流。内有调节器C1维持发电机稳定输出的电压，通过J220的T80／49端子经内部电路给一个关闭指示灯供电。

2 供电继电器J271

供电继电器J271由SA2（110A）熔断丝→S1（30A）熔断丝→供电继电器J271线圈，控制SC44（5A）巡航、空调散热系统；SC53（7.5A）喷油器；SC43（7.5A）氧传感器加热装置；SC54（15A）点火线圈；J220的T80／27黑黄线（详见2016年《汽车电器》第11期）。由于喷油、点火等由供电继电器J271供电，故J271非常重要。J220的端子T80／9为负电位，发动机工作时J271才能吸合。

空调高压传感器G65为三脚插头：1号端子（T3X／1）搭铁；2号端子（T3X／2）为空调压力信号；3号端子（T3X／3）为电源（15a），该线接于仪表板连接线A5，接线端子T3X／3上加标（15a），A5为仪表板连接线，不会与T3X／1（搭铁线）相混，该传感器的信号为数字信号，将连续的压力信号经过J220的T80／17端子给发动机控制单元J220，经过处理后，再去控制电磁离合器N25。

3 空调继电器J32

空调继电器J32电源来自SC30（10 A），触点下接负载空调器的电磁离合器N25，朗逸轿车的空调电磁离合器仍为皮带轮下的电磁线圈，该电磁线圈受控于J32的控制线圈，控制线圈受控于发动机控制单元J220的T80／58端子，与空调控制单元J255无关。

4 发动机控制单元J220

发动机控制单元J220对空调压缩机的控制为两方面。一是转速控制：当发动机在怠速时接通空调，为防止熄火，需在发动机提升转速以后（约140 ms），发动机转速上升到快怠速（约1000 r／min）才能接通空调电磁离合器N25，为使发动机功率集中用于克服超负荷的状态，这时发动机控制单元J220内部暂缓N25的接合（140 ms），以利于发动机转速平稳提升，这些都有空调继电器J32的作用。二是节气门处于发动机大负荷、超负荷状态时，为使发动机的功率集中用于克服超负荷的状态，这时避免空调离合器的接合。

5 冷却风扇控制单元

冷却风扇控制单元J293电源来自SA5（40 A），主要控制冷却风扇V7、V35并联工作。这两台鼓风机都在发动机舱的最前面。当发动机工作时，供电继电器J271工作，触点吸合，SC44（5 A）通电，0.5黑黄线通电，J220的T80／22端子通电，从而让SA5（40 A）红线通电，V7与V35风扇通电，并联工作。且温度越高，冷却风扇转速越高。当发动机负荷降低或车行速度增快，车前方温升减少，则J293的元件控制电流减少，V7、V35转速下降。

6 空调鼓风机V2及控制单元J126

在自动空调系统中，鼓风机的转速（风量）正常工况下，不再由手动经多档开关和降压电阻器调节，它由一个自动放大器根据车内日照光电传感器G107、新鲜空气进气温度传感器G89和环境（外部）温度传感器G17等多种信息进行计算，从而改变加在鼓风机两端的电压和电流，鼓风机最低电压为3.0 V，转速约500 r／min；最高速时电压为12～12.5 V，转速约为2300～2900 r／min。

控制空调鼓风机V2两端电压（3～12 V）的装置是控制单元J126，由控制电路与末级功率开关管（场效应管）组成，如图2所示。控制电路为功率开关管，设置一个门坎电压，根据这个门坎电压，鼓风机就能得到3～12 V端电压，通过3～15 A电流，电机转速自动调节，从而适应车辆在停歇、低速和高速不同工况下的风量需求。

图2 空调鼓风机V2与空调鼓风机控制单元J126

当发动机还未达到正常工作温度，冷却液低于56℃时，空调鼓风机V2短期内不会工作，最长延迟为150 s。确切的启动延迟时间会因环境及发动机冷却液温差差异而不同。

在J126控制下，鼓风机在正常温度下低速电压值为4.0V。如果日照光电传感器G107收到光信号强烈时，控制提高鼓风机电压在6.5V，以维持较高的最低转速。在冷态和热态时，鼓风机V2使用频率都较高，转速也偏高（电压在12.5 V）。

7 风门控制伺服电动机及电位计

J255与风门控制伺服电动机的外形及风箱如图3所示。全自动空调控制单元J255插头布置如图4所示。在空调控制单元J255的背面有A、B、C 3个插头，其中A代表T20g插头，接线编号从T20g／1～T20g／20，各端子接线如表1所示；B代表T16K插头，接线编号从T16K／1～T16K／16，各端子接线如表2所示；C代表T16L插头，接线编号从16L／1～T16L／16，各端子接线如表3所示。

图3 J255空调控制单元与风门控制电动机

图4 全自动空调控制单元J255插头布置

表1 A插头（T20g／XX）端子及接线

表2 B插头（T16K／XX）端子及接线

表3 C插头（T16L／XX）端子及接线

左侧温度风门控制伺服电动机V158和电位计G220是一种微型电动机，电功率约2～5 W，仅用来调节左侧风门大小，其形状可见图3。这种电动机和电位计在空调风箱上，共有4处，分别处在左侧风门、除霜风门、中央风门和新鲜空气风门等位置。这4种电动机和电位计有相同的特点：伺服电动机都有2根电线，如V158为0.35灰白线和0.35白黄线。接空调控制单元J255的T16L／2和T16L／1；电位计G220有3根线，一根信号线接J255的T16K／2端子，一根搭铁，一根接J255的+5 V电源T16K／1。

8 新鲜空气进气温度传感器G89

G89功用是根据温度控制风门和新鲜空气的量和鼓风机V2。当它发生故障时，用温度传感器G17的数值来替代。检测使用车辆诊断测量和信息系统VAS5051B。安装时，用油浸染密封件。日照光电传感器G107根据电压值，精确控制温度翻板和鼓风机V2的转速。左侧脚部空间出风口温度传感器G261，根据出风口温度控制温度分配翻板和鼓风机V2的转速。发生故障时，进入应急模式将水温设为80℃继续操作。G263测控蒸发器出口的温度，当温度过高时，T16K／11的电位变化，使中央风门控制伺服电动机V70动作变化。

全自动空调伺服电动机与电位计的对比如表4所示。

表4 全自动空调伺服电动机与电位计的对比

9CAN-H与CAN-L

全自动空调控制单元J255、组合仪表与仪表板控制单元J285之间通过CAN-H与CAN-L数据线相联。其中J255的T20g／5与J519的T73b／20端子相连，J255的T20g／6与J519的T73b／21相连。J519的T73b／18和T73b／19又通过CAN-H和CAN-L线与仪表板控制单元J285相连，并且与发动机控制单元J220、自动变速器控制单元J271、安全气囊控制单元J234、防抱死制动控制单元J104实现信息共享。这些线之间有独立的频率很高的信号源（如10～100 KB／s或500 KB／s，各种重要的信号波就搭乘在不同的波形上，它们采用1.5～3.6 V的方波电源，如用VAS5051、VAS5052测试仪观测，可测得CAN高信号为2.5～3.5 V，CAN低信号为1.5～2.5 V）。