汽車自動空調(diào)工作原理
汽車自動空調(diào)的工作原理主要包括:
空調(diào)系統(tǒng)、暖通空調(diào)系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)原理。讓我們一個一個來看看。
一、汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的原理
汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的原理大家應(yīng)該都知道。空調(diào)制冷系統(tǒng)由壓縮機、冷凝器、儲液干燥器、膨脹閥、蒸發(fā)器和鼓風(fēng)機組成。用銅管(或鋁管)和高壓橡膠管將各部分連接成一個封閉的系統(tǒng),如圖1-1所示:
制冷系統(tǒng)工作時,制冷記憶的不同狀態(tài)在這個封閉系統(tǒng)中循環(huán),每個循環(huán)分為四個基本過程:
壓縮過程:壓縮機從蒸發(fā)器出口吸入制冷劑氣體,壓縮成高溫高壓氣體,從壓縮機排出。
散熱過程:高溫高壓過熱制冷劑氣體進入冷凝器。隨著壓力和溫度的降低,制冷劑氣體凝結(jié)成液體,釋放出大量的熱量。
節(jié)流過程:高溫高壓的制冷劑液體通過膨脹裝置后,體積變大,壓力和溫度急劇下降,膨脹裝置被霧(小液滴)消除。
吸熱過程:霧狀制冷劑液體進入蒸發(fā)器,所以制冷劑的沸點遠低于蒸發(fā)器內(nèi)的溫度,所以制冷劑液體蒸發(fā)成氣體。在蒸發(fā)的過程中,吸收了大量的環(huán)境熱量,然后低溫低壓的制冷劑蒸氣再次進入壓縮機。如果重復(fù)上述過程,蒸發(fā)器周圍的空氣溫度將會降低。如圖1-2所示:
二、汽車采暖通風(fēng)系統(tǒng)的原理
熱水系統(tǒng)主要由加熱器、熱水調(diào)節(jié)閥、鼓風(fēng)機和控制面板組成。它在車輛上的安裝位置如圖1-4所示:
汽車加熱系統(tǒng)的主要功能有:加熱、除霜、調(diào)節(jié)溫度和濕度。
水加熱系統(tǒng)的工作原理如圖1-3所示。水冷發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中的冷卻液用作熱源。冷卻液被引入車內(nèi)的熱交換器(加熱器),鼓風(fēng)機將車內(nèi)的循環(huán)空氣或外部空氣吹向加熱器。冷空氣與加熱器中的冷卻液進行熱交換,成為熱空氣,被引入車內(nèi)調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度。
汽車通風(fēng)系統(tǒng)
汽車內(nèi)的通風(fēng)一般分為自然通風(fēng)和強制通風(fēng)。在自然通風(fēng)中,根據(jù)車外產(chǎn)生的不同風(fēng)壓,在適當(dāng)?shù)牡胤皆O(shè)置進風(fēng)口和出風(fēng)口,實現(xiàn)通風(fēng)。強制通風(fēng)是一種迫使空氣進入并流經(jīng)鼓風(fēng)機的方式,通常在汽車行駛時與自然通風(fēng)配合使用。如圖1-5所示:
三個。自動控制系統(tǒng)原理
自動控制系統(tǒng)由內(nèi)部溫度傳感器、外部空氣溫度傳感器、蒸發(fā)器溫度傳感器、陽光傳感器、氣動馬達、加熱器、冷凝器風(fēng)扇和內(nèi)部控制裝置組成。
自動控制系統(tǒng)的原理是根據(jù)各種傳感器檢測到的車內(nèi)溫度、蒸發(fā)器溫度、發(fā)動機冷卻液溫度等相關(guān)開關(guān)信號,輸出控制信號控制散熱器風(fēng)扇、冷凝器風(fēng)扇、壓縮機離合器、鼓風(fēng)機電機及其空氣控制電機的工作狀態(tài),從而實現(xiàn)車內(nèi)溫度的自動控制。如圖1-6所示,各傳感器的位置圖:
空調(diào)通過空調(diào)ECU自動檢測車內(nèi)外溫度和太陽輻射,并根據(jù)駕駛員設(shè)定的溫度自動調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速和空氣溫度,使車內(nèi)溫度保持在設(shè)定溫度。如圖1-7所示。
在自動空調(diào)中,每個傳感器獨立向空調(diào)ECU發(fā)送信號,空調(diào)ECU相應(yīng)地識別這些信號。
汽車空調(diào)的自動溫度控制(ATC)俗稱恒溫空調(diào)
空調(diào)詳細示意圖
自動溫度控制系統(tǒng)
自動溫度控制系統(tǒng)由溫度傳感器、控制系統(tǒng)ECU、執(zhí)行器等組成。其中,溫度傳感器包括外部氣體溫度傳感器、內(nèi)部氣體溫度傳感器、日照傳感器(日照強度傳感器)和蒸發(fā)器溫度傳感器。
內(nèi)部溫度控制原理
外部溫度傳感器一般由熱敏電阻制成,當(dāng)外部溫度變化時,其阻值也隨之變化。低溫時電阻高,高溫時電阻低。
內(nèi)部溫度傳感器也是一個負溫度系數(shù)的熱敏電阻。一般安裝在儀表盤下方,通過風(fēng)道與空調(diào)的風(fēng)道相連。當(dāng)氣流快速通過時,產(chǎn)生的真空將空氣導(dǎo)向車內(nèi)的溫度傳感器。
陽光傳感器由光電二極管或電池制成,用于感應(yīng)車輛上的陽光強度,而不是溫度。通常安裝在儀表板上方。
蒸發(fā)器溫度傳感器
蒸發(fā)器溫度傳感器通常安裝在蒸發(fā)器散熱片上,以精確檢測蒸發(fā)器溫度。它也由熱敏電阻制成,具有負溫度系數(shù)特性。
混合空氣閥執(zhí)行器
空氣閥執(zhí)行器采用電機,根據(jù)駕駛員設(shè)定的溫度自動控制空氣閥的位置,從而控制車內(nèi)一定的溫度。有些型號使用真空電機,但控制不夠精確。
空調(diào)電路圖
當(dāng)駕駛員設(shè)定的溫度為22,車內(nèi)溫度低于22時,控制系統(tǒng)的ECU向電機發(fā)出指令,混合空氣閥關(guān)閉蒸發(fā)器側(cè)的通道,從散熱器側(cè)打開通道,使車內(nèi)溫度迅速上升到22。當(dāng)駕駛員設(shè)定的溫度為22,車內(nèi)溫度高于22時,控制系統(tǒng)的ECU向電機發(fā)出指令,混合空氣閥從蒸發(fā)器側(cè)打開通道,關(guān)閉加熱器散熱器側(cè)的通道,使鼓風(fēng)機電機高速運轉(zhuǎn),使車內(nèi)溫度迅速下降到22。
模擬閥門致動器
模擬閥門執(zhí)行器通過電動機控制氣閥的位置,從而改變空調(diào)的出風(fēng)口。
壓縮機控制電路圖
壓縮機控制的工作原理
當(dāng)駕駛員選擇A/C模式時,空調(diào)系統(tǒng)的ECU將壓縮機離合器線圈接地并閉合觸點。電流通過離合器線圈,使離合器結(jié)合,帶動壓縮機隨圓盤轉(zhuǎn)動。
當(dāng)外部溫度傳輸循環(huán)中顯示的溫度低于設(shè)定值時,ECU禁用壓縮機離合器;類似地,當(dāng)傳感器指示節(jié)氣門全開或發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時,ECU禁用壓縮機離合器。
當(dāng)溫度從25調(diào)節(jié)到20時,可變電阻的阻值變?yōu)?R,電橋處于不平衡狀態(tài),VA VB。此時,比較器OP1開始工作,雙閥中的冷卻閥DCV打開,在真空泵的作用下,連桿向下移動。反饋電阻的阻值增大,車內(nèi)溫度下降,是因為風(fēng)門朝冷氣增大的方向打開。當(dāng)車內(nèi)溫度降至設(shè)定目標(biāo)20時,反饋電阻的阻值變?yōu)镽,總阻值為零,電橋平衡。當(dāng)環(huán)境溫度不變時,室內(nèi)溫度可保持在20。
當(dāng)車外氣溫下降時,車內(nèi)溫度也會下降-T,假設(shè)這種下降會導(dǎo)致車外溫度傳感器的電阻增大,電橋處于不平衡狀態(tài)。在VAVB中打開OP2時,DVH會雙向啟動,真空泵推動連桿向上移動,可變電阻的阻值也向減小的方向變化,風(fēng)門向增加暖風(fēng)的方向轉(zhuǎn)動。當(dāng)車內(nèi)溫度上升t,即室溫變?yōu)榱銜r,系統(tǒng)達到平衡。當(dāng)車內(nèi)氣溫和日照發(fā)生變化,即空調(diào)熱負荷發(fā)生變化時,其工作原理是一樣的。
計算機溫度控制系統(tǒng)
電腦控制的汽車空調(diào)系統(tǒng)不僅可以根據(jù)會員的需要吹出最適宜溫度的風(fēng),還可以調(diào)節(jié)w
計算機將設(shè)定溫度所代表的電阻與車內(nèi)溫度傳感器的電阻、車外溫度傳感器的電阻、出口處溫度傳感器的電阻以及日照和節(jié)能修正的電阻之和進行比較,做出相應(yīng)的判斷,然后向執(zhí)行器發(fā)出各種指令,執(zhí)行器進行相應(yīng)的操作。現(xiàn)代汽車電腦控制執(zhí)行器不再使用電子真空閥和真空電機來操作各種功能鍵和溫度鍵,而是通過電腦來控制各個部件上的伺服電機。通過觸摸按鈕,各種信號被輸入計算機。計算機經(jīng)過計算、分析、比較后發(fā)出指令,接通相應(yīng)的電路使伺服電機轉(zhuǎn)動,打開相應(yīng)的出風(fēng)風(fēng)門并調(diào)節(jié)溫度,根據(jù)輸入的溫度控制溫度風(fēng)門的位置。
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