溫控器在工程機(jī)械空調(diào)上的應(yīng)用

劉曉

（新鄉(xiāng)豫新車輛換熱設(shè)備股份有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453000）

溫控器在工程機(jī)械空調(diào)上的應(yīng)用

劉曉

（新鄉(xiāng)豫新車輛換熱設(shè)備股份有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453000）

概述工程機(jī)械空調(diào)溫控器的使用情況和分類，簡要介紹機(jī)械式溫控器的工作原理，重點(diǎn)介紹一種常用的電子式溫控器的工作原理及使用情況。

工程機(jī)械空調(diào)；溫控器；溫度傳感器

1 工程機(jī)械空調(diào)溫度控制器的使用情況

目前世界上的自動空調(diào)均使用電子式溫控器，不但控制精確，還能和數(shù)顯控制面板結(jié)合進(jìn)行設(shè)定和環(huán)境溫度的顯示。但在國內(nèi)的工程機(jī)械空調(diào)中，機(jī)械壓力式溫控器使用較多，如柳工H系列裝載機(jī)配裝的豫新牌GQT-7B冷暖空調(diào)、廈工H系列裝載機(jī)上配裝的豫新牌GQT-136系列空調(diào)、中聯(lián)重科汽車吊上配裝的豫新牌GQT-132系列空調(diào)等。電子式溫控器也在逐步增多，如柳工G系列挖掘機(jī)配裝的豫新牌GQT-38系列冷暖空調(diào)、中聯(lián)重科履帶吊上配裝的豫新牌GQT-127系列空調(diào)等。

2 機(jī)械式溫控器

機(jī)械式溫控器也稱壓力式溫度控制器，如圖1所示。它主要利用波紋管的伸長或縮短來接通或斷開觸點(diǎn)，從而切斷空調(diào)壓縮機(jī)的電源。其感溫受壓元件主要由感溫毛細(xì)管和波紋管構(gòu)成，其內(nèi)充填有感溫工質(zhì)，感溫毛細(xì)管放在蒸發(fā)器冷風(fēng)吹出處，用以感受蒸發(fā)器溫度，它通過感溫毛細(xì)管內(nèi)工質(zhì)的溫度變化，從而導(dǎo)致波紋管內(nèi)壓力變化，使波紋管伸長或縮短，接通或斷開壓縮機(jī)電磁離合器電路。

3 電子式溫控器

電子式溫控器，即熱敏電阻式溫度控制器，主要由溫度傳感器和電子溫控器兩部分組成。圖2為溫度傳感器，圖3為電子溫控器。

3.1 溫度傳感器

電子式溫控器的感溫元件是熱敏電阻，做成的產(chǎn)品稱為溫度傳感器，安裝在蒸發(fā)器的外側(cè)正面，用以檢測蒸發(fā)器出口的空氣溫度。它主要采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻（簡稱NTC），即溫度升高，電阻值下降；溫度降低，電阻值上升。其溫度-電阻特性如圖4所示。

熱敏電阻將溫度變化轉(zhuǎn)換成電阻變化，通過電子溫控器反饋到制冷的輸出控制端，控制壓縮機(jī)的通斷，達(dá)到對駕駛室溫度控制的目的。

3.2 電子溫控器工作原理

電子溫控器一般由溫度檢測電路、信號比較電路和電子開關(guān)電路3部分組成，目前常用的電子溫控器有兩類，主要區(qū)別在調(diào)溫電阻和溫控器盒是否一體，但控制原理相同。圖5是電子溫控器的工作原理圖。

圖5中，VCC端是溫控器的24V電源正極輸入端，GND端是溫控器的電源負(fù)極輸入端，OUT端是溫控器的輸出端。調(diào)溫電阻RF和熱敏電阻R8組成電壓敏感電路，進(jìn)行溫度檢測采樣。當(dāng)蒸發(fā)器芯體表面的溫度變化時(shí)，熱敏電阻R8阻值變化，LM393起電壓比較作用，將熱敏電阻R8的電壓與調(diào)溫電阻RF的電壓進(jìn)行比較，輸出高低不同的電壓。T1和繼電器K組成電子開關(guān)電路，以控制信號的輸出，實(shí)現(xiàn)制冷系統(tǒng)的通斷工作。

蒸發(fā)器芯體表面的溫度變化使電子溫控器工作的過程如下：空調(diào)啟動后，直流24V電壓經(jīng)過電源模塊（圖5中虛線部分）降至15V，為比較器LM393提供工作電壓。比較器IN+2端輸入設(shè)定溫度對應(yīng)的電壓，IN-2端輸入傳感器熱敏電阻對應(yīng)的電壓，當(dāng)UIN+2＞UIN-2時(shí)，繼電器K吸合，制冷啟動；當(dāng)UIN+2＜UIN-2時(shí)，繼電器K斷開，制冷停止。

1）若芯體表面的溫度高于調(diào)溫電阻的設(shè)定值，熱敏電阻R8阻值較小，在由R3、R4和R8組成的回路中，A點(diǎn)電位較低，即比較器IN-1端的電位較低；而在由R1、R2和RF組成的回路中，C點(diǎn)電位較高，即比較器IN+1端的電位較高；OUT1端輸出高電平，此電壓再輸入IN+2端，B點(diǎn)電位較高，使得UIN+2＞ UIN-2，OUT2端輸出高電平，T1導(dǎo)通，繼電器K吸合，電壓經(jīng)過繼電器觸點(diǎn)加到制冷元件上，制冷啟動。

2）芯體表面的溫度不斷降低，低于設(shè)定溫度后，制冷停止，熱敏電阻R8阻值上升，A點(diǎn)電位上升，C點(diǎn)電位不變，UIN-1＞UIN+1，OUT1端輸出低電平，B點(diǎn)電位降低，此時(shí)UIN+2＜UIN-2，T1截止，繼電器K斷開，制冷停止。

芯體表面的溫度又不斷升高，電子溫控器又重復(fù)1）和2）的工作過程，保持車內(nèi)的舒適溫度。

3.3 各元器件的選擇

各元器件選擇的主要是原則是：首先滿足性能要求，其次是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)選用能優(yōu)化電路的元件。

在此電路中，D1、D2是整流二極管，選用IN4007型硅整流二極管，C1～C4是濾波電容，分別選用100μF、0.01μF、47μF。

78L15是三端穩(wěn)壓器，將輸入電壓穩(wěn)定在15V，為其他電子元件提供穩(wěn)定可靠的電壓，如果是12V的系統(tǒng)，此元件選用78L09即可。

R1～R4均是分壓電阻，分別選用5.1kΩ、8.2kΩ、1.3kΩ；R5、R6均是限流電阻，分別選用150kΩ、390kΩ；R7是上拉電阻，選用15kΩ；可調(diào)電阻RF的阻值調(diào)節(jié)范圍為0～3kΩ。熱敏電阻R8安裝在蒸發(fā)器芯體出風(fēng)處，標(biāo)稱值是5kΩ／25℃，B25／50=3274。

主要器件LM393是雙電壓比較器，8個(gè)端腳包括兩個(gè)同向輸入端（IN+1和IN+2）、兩個(gè)反向輸入端（IN-1和IN-2）、兩個(gè)輸出端（OUT1和OUT2）、電源正極（VCC）和負(fù)極（GND）。這種比較器的工作電壓范圍較寬，單電源、雙電源均可工作，單電源是2～36V，雙電源是±1～±18V，因此使用比較廣泛。

調(diào)整R4的值，可以改變溫控器溫度點(diǎn)的設(shè)定值，調(diào)整R2和R8的值可以改變溫度的反應(yīng)時(shí)間。

由于熱敏電阻存在±1%的誤差，因此電子溫控器的反應(yīng)溫度一般有±1℃的偏差。

4 總結(jié)

由于工程機(jī)械的工作環(huán)境比較惡劣，目前國內(nèi)工程機(jī)械用空調(diào)中的溫度控制器選用機(jī)械式溫控器的較多，但電子式溫控器擁有溫度可調(diào)、控制精準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)，并且國內(nèi)的電子產(chǎn)品加工工藝水平逐步提高，品質(zhì)可控，在產(chǎn)品中的使用逐步增多。

［1］方貴銀，李輝.汽車空調(diào)技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

［2］王煜東.傳感器及應(yīng)用［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

［3］（英）湯姆·登頓（Tom Denton）.汽車電氣與電子控制系統(tǒng)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

（編輯習(xí)習(xí)）

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

劉曉，女，河南新鄉(xiāng)人，工程師，從事車用空調(diào)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。