温控器在工程机械空调上的应用

刘晓

（新乡豫新车辆换热设备股份有限公司，河南 新乡 453000）

温控器在工程机械空调上的应用

刘晓

（新乡豫新车辆换热设备股份有限公司，河南 新乡 453000）

概述工程机械空调温控器的使用情况和分类，简要介绍机械式温控器的工作原理，重点介绍一种常用的电子式温控器的工作原理及使用情况。

工程机械空调；温控器；温度传感器

1 工程机械空调温度控制器的使用情况

目前世界上的自动空调均使用电子式温控器，不但控制精确，还能和数显控制面板结合进行设定和环境温度的显示。但在国内的工程机械空调中，机械压力式温控器使用较多，如柳工H系列装载机配装的豫新牌GQT-7B冷暖空调、厦工H系列装载机上配装的豫新牌GQT-136系列空调、中联重科汽车吊上配装的豫新牌GQT-132系列空调等。电子式温控器也在逐步增多，如柳工G系列挖掘机配装的豫新牌GQT-38系列冷暖空调、中联重科履带吊上配装的豫新牌GQT-127系列空调等。

2 机械式温控器

机械式温控器也称压力式温度控制器，如图1所示。它主要利用波纹管的伸长或缩短来接通或断开触点，从而切断空调压缩机的电源。其感温受压元件主要由感温毛细管和波纹管构成，其内充填有感温工质，感温毛细管放在蒸发器冷风吹出处，用以感受蒸发器温度，它通过感温毛细管内工质的温度变化，从而导致波纹管内压力变化，使波纹管伸长或缩短，接通或断开压缩机电磁离合器电路。

3 电子式温控器

电子式温控器，即热敏电阻式温度控制器，主要由温度传感器和电子温控器两部分组成。图2为温度传感器，图3为电子温控器。

3.1 温度传感器

电子式温控器的感温元件是热敏电阻，做成的产品称为温度传感器，安装在蒸发器的外侧正面，用以检测蒸发器出口的空气温度。它主要采用负温度系数的热敏电阻（简称NTC），即温度升高，电阻值下降；温度降低，电阻值上升。其温度-电阻特性如图4所示。

热敏电阻将温度变化转换成电阻变化，通过电子温控器反馈到制冷的输出控制端，控制压缩机的通断，达到对驾驶室温度控制的目的。

3.2 电子温控器工作原理

电子温控器一般由温度检测电路、信号比较电路和电子开关电路3部分组成，目前常用的电子温控器有两类，主要区别在调温电阻和温控器盒是否一体，但控制原理相同。图5是电子温控器的工作原理图。

图5中，VCC端是温控器的24V电源正极输入端，GND端是温控器的电源负极输入端，OUT端是温控器的输出端。调温电阻RF和热敏电阻R8组成电压敏感电路，进行温度检测采样。当蒸发器芯体表面的温度变化时，热敏电阻R8阻值变化，LM393起电压比较作用，将热敏电阻R8的电压与调温电阻RF的电压进行比较，输出高低不同的电压。T1和继电器K组成电子开关电路，以控制信号的输出，实现制冷系统的通断工作。

蒸发器芯体表面的温度变化使电子温控器工作的过程如下：空调启动后，直流24V电压经过电源模块（图5中虚线部分）降至15V，为比较器LM393提供工作电压。比较器IN+2端输入设定温度对应的电压，IN-2端输入传感器热敏电阻对应的电压，当UIN+2＞UIN-2时，继电器K吸合，制冷启动；当UIN+2＜UIN-2时，继电器K断开，制冷停止。

1）若芯体表面的温度高于调温电阻的设定值，热敏电阻R8阻值较小，在由R3、R4和R8组成的回路中，A点电位较低，即比较器IN-1端的电位较低；而在由R1、R2和RF组成的回路中，C点电位较高，即比较器IN+1端的电位较高；OUT1端输出高电平，此电压再输入IN+2端，B点电位较高，使得UIN+2＞ UIN-2，OUT2端输出高电平，T1导通，继电器K吸合，电压经过继电器触点加到制冷元件上，制冷启动。

2）芯体表面的温度不断降低，低于设定温度后，制冷停止，热敏电阻R8阻值上升，A点电位上升，C点电位不变，UIN-1＞UIN+1，OUT1端输出低电平，B点电位降低，此时UIN+2＜UIN-2，T1截止，继电器K断开，制冷停止。

芯体表面的温度又不断升高，电子温控器又重复1）和2）的工作过程，保持车内的舒适温度。

3.3 各元器件的选择

各元器件选择的主要是原则是：首先满足性能要求，其次是依据经验选用能优化电路的元件。

在此电路中，D1、D2是整流二极管，选用IN4007型硅整流二极管，C1～C4是滤波电容，分别选用100μF、0.01μF、47μF。

78L15是三端稳压器，将输入电压稳定在15V，为其他电子元件提供稳定可靠的电压，如果是12V的系统，此元件选用78L09即可。

R1～R4均是分压电阻，分别选用5.1kΩ、8.2kΩ、1.3kΩ；R5、R6均是限流电阻，分别选用150kΩ、390kΩ；R7是上拉电阻，选用15kΩ；可调电阻RF的阻值调节范围为0～3kΩ。热敏电阻R8安装在蒸发器芯体出风处，标称值是5kΩ／25℃，B25／50=3274。

主要器件LM393是双电压比较器，8个端脚包括两个同向输入端（IN+1和IN+2）、两个反向输入端（IN-1和IN-2）、两个输出端（OUT1和OUT2）、电源正极（VCC）和负极（GND）。这种比较器的工作电压范围较宽，单电源、双电源均可工作，单电源是2～36V，双电源是±1～±18V，因此使用比较广泛。

调整R4的值，可以改变温控器温度点的设定值，调整R2和R8的值可以改变温度的反应时间。

由于热敏电阻存在±1%的误差，因此电子温控器的反应温度一般有±1℃的偏差。

4 总结

由于工程机械的工作环境比较恶劣，目前国内工程机械用空调中的温度控制器选用机械式温控器的较多，但电子式温控器拥有温度可调、控制精准的优点，并且国内的电子产品加工工艺水平逐步提高，品质可控，在产品中的使用逐步增多。

［1］方贵银，李辉.汽车空调技术［M］.北京：机械工业出版社，2001.

［2］王煜东.传感器及应用［M］.北京：机械工业出版社，2005.

［3］（英）汤姆·登顿（Tom Denton）.汽车电气与电子控制系统［M］.北京：机械工业出版社，2008.

（编辑习习）

Application of Temperature Controller in Air Conditioner for Engineering Plant

LIU Xiao
（Yuxin Vehicle Heat Exchanging Equipment Co.，Ltd.，Xinxiang 453000，China）

The application and classification of temperature controller in air conditioner for engineering plant are summarized here. The working principle of mechanical temperature controller is introduced briefly while the working principle and application of a common electronic temperature controller are focusedon.

air conditioner for engineering plant；temperature controller；temperature sensor

U463.851

B

1003－8639（2014）06－0049－02

2014-01-26；

2014-04-18

刘晓，女，河南新乡人，工程师，从事车用空调电气系统的设计。