第4章 汽车空调系统的自动控制
4.1.2制冷剂循环的自动控制
空调器的最基本、最主要的控制任务就是防止蒸发器表面结霜，实现这一任务的途径之一就是采用比较有效的制冷剂循环控制系统。最直观地理解，就是控制蒸发器的温度。由于制冷剂的温度与压力是紧密相关的对应关系，所以控制蒸发器温度，防止表面结霜有两种办法：控制蒸发器表面温度和控制制冷剂蒸发压力。两者都是靠改变制冷剂循环量来实现的。非独立式汽车空调中，控制制冷剂循环量有3种形式：CCTXV系统、CCOT系统及蒸发器压力控制系统。
1.CCTXV系统
CCTXV系统由热力膨胀阀控制蒸发器温度，当蒸发器热负荷增加或制冷剂流量过少，造成过热度增大时，膨胀阀开度增大，使流量增加，制冷量也增加。当流量过多，蒸发温度过低，使蒸发器表面结霜时，通过恒温器使离合器脱开，压缩机停转，待结霜融化，蒸发器温度升高时，离合器又接通，压缩机重新运转。这种系统由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀、蒸发器组成。膨胀阀有F型和H型两种，如图4-1所示。
CCTXV系统是通过压缩机的间断开停来达到防止蒸发器表面结霜的目的。这种方法使车内温度波动较大，压缩机的瞬时停转和启动也造成车内噪声和振动冲击，这些都会影响车内乘坐舒适性。压缩机的频繁开、停，不仅影响发动机工况稳定，也容易损坏离合器和压缩机（离合器会由于频繁接合而磨损打滑，压缩机会因频繁地受到停、开冲击而缩短寿命，特别是断续的工作状态，使运动副零件磨损增加）。
这种方法的优点是由于压缩机间断工作，使制冷系统能耗降低，同时，这种系统结构比较简单，所以大部分汽车空调采用这种制冷剂循环控制系统。
2.CCOT系统
CCOT系统（如图4-2所示）也是利用恒温器控制离合器的离、合，使压缩机间断工作，达到防止蒸发器表面结霜的循环离合控制系统。它由一种毛细管式的塑料节流管代替热力膨胀阀，没有通常的储液干燥器，而是由一个安放在蒸发器与压缩机之间的大型的气液分离器代替。从冷凝器出来的高压液体，通过节流管后，节流降压成低压液体，进入蒸发器吸热蒸发，由于节流管不能调节流量，只能靠恒温控制器控制离合器，使压缩机开、停，从而使蒸发器化霜和控制系统制冷量。当压缩机高速运转时，蒸发器中的液态制冷剂可能没有全部汽化，这部分没有汽化的液体若进入压缩机，将会造成“液击”，使压缩机损坏。为此，需要在蒸发器后面安放一个大型气液分离器，只允许气体通过，液体留下来慢慢蒸发成气体，再进入压缩机。
CCOT系统的特点如下：
①能够按蒸发器的最大制冷量提供制冷剂，能耗比高，制冷量大。
②由于节流管是固定孔管，不会关闭，压缩机停转后，制冷剂在高低压差作用下仍会通过孔管，使高低压两侧较快达到平衡，减小了压缩机启动扭矩，有利于延长压缩机寿命。
③节流管结构简单、成本低。
④压缩机是间断工作，功耗小。由于它也是离合器循环系统，同样具有车内温度波动大，影响车内舒适性，离合器频繁离、合容易损坏等缺点。这种系统与CCTXV系统一样，一般采用定排量压缩机，旧版奥迪100就是采用这种空调结构。
为了克服因压缩机间断工作而带来的缺点，节流管系统中采用变排量压缩机，这种结构的节流管系统称为变排量节流管（Variable Displacement Orifice Tube,VDOT）系统，通用别克轿车及新奥迪100采用VDOT系统。
3.蒸发压力控制系统
蒸发压力控制系统是由热力膨胀阀和蒸发压力控制元件组成，蒸发压力控制元件有吸气节流阀（STY）和蒸发压力调节阀（EPR）等。
⑴膨胀阀-吸气节流阀（TXV-STY）系统
该系统布置如图43所示。吸气节流阀安装在蒸发器出口处，与膨胀阀联合工作，共同控制进入蒸发器的流量，从而控制蒸发压力在某一设定值范围内，防止蒸发器结霜。可以理解成膨胀阀是初级控制，控制进入的流量。当在这一流量下，蒸发器温度下降到0℃时，吸气节流阀进入次级控制角色，自动关闭出口，保持蒸发器压力不下降，从而保持了蒸发器温度不低于0℃。
有一种储液器-阀罐（VIR）结构，它是将吸气节流阀、热力膨胀阀、储液干燥器组合
在一起，也属于TXV-STV系统，由于膨胀阀属于H型外平衡膨胀阀，灵敏度更高，系统
布置如图4-4所示。
⑵膨胀阀-蒸发压力调节阀（XTV-EPR）系统
在TXV-STV系统中，吸气节流阀安装在蒸发器出口，而在TXV-EPR系统中，蒸发压力调节阀安装在压缩机进口处。二者所处位置的气体过热度不同，压力设定值也就略有不同。这两种系统的工作原理基本相同，当蒸发压力下降到蒸发器表面不会积霜的设定值时，阀门自动关闭，只有一很小的旁通管路，可让冷冻油和少量制冷剂通过。EPR的结构比较复杂，但控制精度较高。现在吸气节流阀因控制精度较低，容易泄漏等原因，已逐渐被蒸发压力调节阀（EPR）和绝对压力调节阀（POA）等代替。
不论哪一种蒸发压力控制系统，在对蒸发压力进行控制，使蒸发器温度不低于0℃以下时，压缩机始终一直在运转，这样能使车内温度比较稳定，乘坐的舒适性较好；缺点是制冷机不停地工作，功耗较大。另外，吸气节流阀或蒸发压力调节器的精密度较高，投资及维护费用也较高，一般只适用于高级轿车。
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