第4章 汽車空調系統的自動控制

4.1.2制冷劑循環的自動控制

空調器的最基本、最主要的控制任務就是防止蒸發器表面結霜，實現這一任務的途徑之一就是采用比較有效的制冷劑循環控制系統。最直觀地理解，就是控制蒸發器的溫度。由于制冷劑的溫度與壓力是緊密相關的對應關系，所以控制蒸發器溫度，防止表面結霜有兩種辦法：控制蒸發器表面溫度和控制制冷劑蒸發壓力。兩者都是靠改變制冷劑循環量來實現的。非獨立式汽車空調中，控制制冷劑循環量有3種形式：CCTXV系統、CCOT系統及蒸發器壓力控制系統。

1.CCTXV系統

CCTXV系統由熱力膨脹閥控制蒸發器溫度，當蒸發器熱負荷增加或制冷劑流量過少，造成過熱度增大時，膨脹閥開度增大，使流量增加，制冷量也增加。當流量過多，蒸發溫度過低，使蒸發器表面結霜時，通過恒溫器使離合器脫開，壓縮機停轉，待結霜融化，蒸發器溫度升高時，離合器又接通，壓縮機重新運轉。這種系統由壓縮機、冷凝器、儲液幹燥器、膨脹閥、蒸發器組成。膨脹閥有F型和H型兩種，如圖4-1所示。

CCTXV系統是通過壓縮機的間斷開停來達到防止蒸發器表面結霜的目的。這種方法使車内溫度波動較大，壓縮機的瞬時停轉和啟動也造成車内噪聲和振動沖擊，這些都會影響車内乘坐舒适性。壓縮機的頻繁開、停，不僅影響發動機工況穩定，也容易損壞離合器和壓縮機（離合器會由于頻繁接合而磨損打滑，壓縮機會因頻繁地受到停、開沖擊而縮短壽命，特别是斷續的工作狀态，使運動副零件磨損增加）。

這種方法的優點是由于壓縮機間斷工作，使制冷系統能耗降低，同時，這種系統結構比較簡單，所以大部分汽車空調采用這種制冷劑循環控制系統。

2.CCOT系統

CCOT系統（如圖4-2所示）也是利用恒溫器控制離合器的離、合，使壓縮機間斷工作，達到防止蒸發器表面結霜的循環離合控制系統。它由一種毛細管式的塑料節流管代替熱力膨脹閥，沒有通常的儲液幹燥器，而是由一個安放在蒸發器與壓縮機之間的大型的氣液分離器代替。從冷凝器出來的高壓液體，通過節流管後，節流降壓成低壓液體，進入蒸發器吸熱蒸發，由于節流管不能調節流量，隻能靠恒溫控制器控制離合器，使壓縮機開、停，從而使蒸發器化霜和控制系統制冷量。當壓縮機高速運轉時，蒸發器中的液态制冷劑可能沒有全部汽化，這部分沒有汽化的液體若進入壓縮機，将會造成“液擊”，使壓縮機損壞。為此，需要在蒸發器後面安放一個大型氣液分離器，隻允許氣體通過，液體留下來慢慢蒸發成氣體，再進入壓縮機。

CCOT系統的特點如下：

①能夠按蒸發器的最大制冷量提供制冷劑，能耗比高，制冷量大。

②由于節流管是固定孔管，不會關閉，壓縮機停轉後，制冷劑在高低壓差作用下仍會通過孔管，使高低壓兩側較快達到平衡，減小了壓縮機啟動扭矩，有利于延長壓縮機壽命。

③節流管結構簡單、成本低。

④壓縮機是間斷工作，功耗小。由于它也是離合器循環系統，同樣具有車内溫度波動大，影響車内舒适性，離合器頻繁離、合容易損壞等缺點。這種系統與CCTXV系統一樣，一般采用定排量壓縮機，舊版奧迪100就是采用這種空調結構。

為了克服因壓縮機間斷工作而帶來的缺點，節流管系統中采用變排量壓縮機，這種結構的節流管系統稱為變排量節流管（Variable Displacement Orifice Tube,VDOT）系統，通用别克轎車及新奧迪100采用VDOT系統。

3.蒸發壓力控制系統

蒸發壓力控制系統是由熱力膨脹閥和蒸發壓力控制元件組成，蒸發壓力控制元件有吸氣節流閥（STY）和蒸發壓力調節閥（EPR）等。

⑴膨脹閥-吸氣節流閥（TXV-STY）系統

該系統布置如圖43所示。吸氣節流閥安裝在蒸發器出口處，與膨脹閥聯合工作，共同控制進入蒸發器的流量，從而控制蒸發壓力在某一設定值範圍内，防止蒸發器結霜。可以理解成膨脹閥是初級控制，控制進入的流量。當在這一流量下，蒸發器溫度下降到0℃時，吸氣節流閥進入次級控制角色，自動關閉出口，保持蒸發器壓力不下降，從而保持了蒸發器溫度不低于0℃。

有一種儲液器-閥罐（VIR）結構，它是将吸氣節流閥、熱力膨脹閥、儲液幹燥器組合

在一起，也屬于TXV-STV系統，由于膨脹閥屬于H型外平衡膨脹閥，靈敏度更高，系統

布置如圖4-4所示。

⑵膨脹閥-蒸發壓力調節閥（XTV-EPR）系統

在TXV-STV系統中，吸氣節流閥安裝在蒸發器出口，而在TXV-EPR系統中，蒸發壓力調節閥安裝在壓縮機進口處。二者所處位置的氣體過熱度不同，壓力設定值也就略有不同。這兩種系統的工作原理基本相同，當蒸發壓力下降到蒸發器表面不會積霜的設定值時，閥門自動關閉，隻有一很小的旁通管路，可讓冷凍油和少量制冷劑通過。EPR的結構比較複雜，但控制精度較高。現在吸氣節流閥因控制精度較低，容易洩漏等原因，已逐漸被蒸發壓力調節閥（EPR）和絕對壓力調節閥（POA）等代替。

不論哪一種蒸發壓力控制系統，在對蒸發壓力進行控制，使蒸發器溫度不低于0℃以下時，壓縮機始終一直在運轉，這樣能使車内溫度比較穩定，乘坐的舒适性較好；缺點是制冷機不停地工作，功耗較大。另外，吸氣節流閥或蒸發壓力調節器的精密度較高，投資及維護費用也較高，一般隻适用于高級轎車。

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