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文档简介
汽车电子控制技术一、汽车电子控制技术的发展过程二、汽车电子控制系统的组成三、电子控制基础知识概述现代汽车面临诸多挑战,“安全、节能、环保”问题最为突出,而解决问题的最有效措施就是将汽车电子化。因此,一大批汽车电子控制系统应运而生。电子控制技术纵观近几年汽车的发展,汽车最大的变化是“汽车电子化”,即由传感器、执行器、控制单元组成的汽车电子控制系统在汽车上的大量应用。汽车将由单纯的机械产品向机电一体化(机电热、机电液、机电光)方向发展,汽车必将进入电脑控制时代、“电子汽车”时代。一.汽车电子控制技术发展过程发动机车身底盘电气设备汽车电子化的四个阶段:汽车电控技术的发展历程始于20世纪60年代,分为四个阶段:第一阶段:20世纪60年代中期到70年代中主要是为改善部分性能而对汽车电器产品进行的技术改造,如在车上装了晶体管收音机;硅整流交流发电机、电子点火系等。第二阶段:20世纪70年代末期到90年代中期为解决汽车安全、环保和节能三大问题,研制出电控汽油喷射系统、发动机电子管理系统、自动变速器系统、ABS/ASR、巡航系统、智能空调系统等;第三阶段:20世纪90年代中期以后电子技术从发动机扩展到底盘、车身及柴油机多个领域,各种电控系统日趋完善,汽车电子化已达到相当高的程度。如动力总成控制系统、车身控制系统、车载网络控制系统等(详见车身电气系统第四阶段:21世纪智能汽车及新能源汽车技术独立控制→集中控制→整车控制技术;新能源汽车二.汽车电子控制系统的组成发动机电子控制系统、底盘电子控制系统、车身电子控制系统、信息与通讯系统、整车控制技术(综合智能控制及智能交通管理系统)1、发动机电子控制系统发动机电子控制系统(EECS)是通过对发动机点火、喷油、空气与燃油的比率、排放废气等进行电子控制,使发动机在最佳工况状态下工作,以达到提高其整车性能、节约能源、降低废气排放的目的。发动机电子控制系统主要包括:电控点火装置(ESA)、电控燃油喷射(EFI)、废气再循环控制(EGR)、怠速控制(ISC)等。注意:新型汽车增加了发动机管理系统。发动机管理系统对喷油、点火和进气过程进行综合控制,保证发动机能够在保持良好动力性的基础上,达到最优的燃油经济性和排放性,同时降低了噪声和振动。2、底盘电子控制系统电控自动变速器系统、电控动力转向系统、电控悬架系统、防抱死制动系统、驱动防滑控制系统、车辆动态控制系统等。3、车身电子控制系统(P3)车身电子控制系统所涉及的内容很多:改善汽车的视野性、安全性、方便性、舒适性、娱乐性、通信与智能技术等。视野性指驾驶员在驾驶过程中,不改变操作姿势时对道路及周围环境观察的可见范围。视野控制技术包括:汽车照明灯(包括前照灯、钥匙孔照明灯、车门灯和日光灯)和转向信号灯电动刮水器、洗涤器和除霜器等。方便性包括驾驶员、乘员进出车厢和行李货物装卸方便,控制方便:电动门窗、电动门锁与点火钥匙锁、电动后视镜、电动天窗等。舒适与娱乐性自动座椅系统、汽车音像系统、自动空调系统、电控悬架、电动天窗等。安全性安全气囊、安全带等被安全系统;由自动防撞系统(CWAS)、轮胎压力监测系统(TPWS)、汽车夜视系统(NVS)、自适应前照灯系统(AFS)等组成的主动安全系统。(车辆安全防盗)通讯与智能化技术包括卫星导航与定位系统、车载电话与计算机网络系统、安全维护与监控系统、故障自诊断系统、智能化与自动化高速公路管理系统等。4、信息通讯系统汽车导航与定位系统、语音报警系统、信息(状态)显示系统、信息通信系统等。汽车导航系统与定位系统(NTIS)该系统可在城市或公路网范围内,定向选择最佳行驶路线,并能在屏幕上显示地图,表示汽车行驶中的位置,以及到达目的地的方向和距离。这实质是汽车行驶向智能化发展的方向,再进一步就可成为无人驾驶汽车。
语音系统(VS):(1)语音报警。在汽车出现不正常情况,如燃油温度、冷却液温度、油压、充电、尾灯、前照灯、排气温度、制动液量、手制动、车门未关严等出现不正常现象或自诊断系统测出有故障时,计算机经过逻辑判断后输出信息至扬声器或警示器报警。(2)语音控制用驾驶员的声音来指挥和控制汽车的某个部件、设备进行动作。
信息显示系统(IS):可将发动机的工况和其它信息参数,通过微处理机处理后,输出对驾驶员有用的信息。显示的信息有:冷却液温度、油压、车速、发动机转速、瞬时耗油量、平均耗油量、平均车速、行驶里程、车外温度等,根据驾驶员的需要,可随时调出显示上述信息。
通讯系统(CS):主要指汽车电话,在美国、日本、欧洲等发达国家较普及,除车与路之间,车与车之间,车与飞机等交通工具之间的通话外,还可通过卫星与国际电话网相联,实现行驶过程中的国际间电话通信,实现网络信息交换,图像传输等。现在汽车由于有了支持无线电话网络、宽带数字信号、互联网络及其它新兴的无线通信技术,使人们能够随时随地获取信息和服务。5、整车控制系统(1)CAN/LIN通讯技术(车载网络系统)(2)线控技术(1)CAN/LIN通讯技术CAN即控制器局域网络,是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN总线作为汽车环境中的微控制器通讯,在车载电子控制装置ECU之间交换信息,形成汽车电子控制网络。如:发动机管理系统、变速箱控制器、仪表已被广泛应用在汽车、制造业及航空工业LIN是一种低成本的串行通讯网络,用于实现汽车中的分布式电子系统控制。LIN的目标是为现有汽车网络(例如CAN总线)提供辅助功能。因此,LIN总线是一种辅助的串行通讯总线网络。在不需要CAN总线的带宽和多功能的场合,比如智能传感器和制动装置之间的通讯,使用LIN总线可大大节省成本。(2)X-By-Wire(线控技术)X-By-Wire也称Anything-By-Wire,“没有机械和液力后备系统的安全相关的容错系统”。“X”表示任何与安全相关的操作,包括转向、制动等。“By-Wire”表示X-By-Wire是一个电子系统。在X-By-Wire系统中,所有元件的控制和通讯都通过电子来实现。传统的机械和液力系统由于结构的原因(间隙、运动惯量等),从控制指令发出到指令执行会有一定的延迟(即反应滞后),这在极限情况下是不能允许的。X-By-Wire系统用电来控制执行机构,灵敏度高(缩短了滞后时间),为危险情况下的紧急处理赢得了宝贵的时间。X-By-Wire系统主要由三部分组成:控制系统、执行系统、通讯系统。控制系统的功能是根据驾驶员的意图和车辆行驶状况,对执行器给出执行的设定值;执行系统的功能是在控制系统的控制下,完成具体的执行动作(转向、制动等);通讯系统的功能是实现控制系统和执行系统内部及它们之间的信息传输。应用:转向、制动、油门目前,通用公司在Autonomy上已使用Steer-By-Wire和Brake-By-Wire。预计,到2010年40%的欧洲产汽车将采用X-By-Wire技术。*新能源汽车为适应日益强调的环保和节能的大趋势,新能源汽车将是未来汽车的发展方向。即以甲醇、酒精、甲烷、天然气、氢气和棕榈油等为燃料的汽车,电动汽车和燃料电池汽车将会有较快的发展。电动汽车电动汽车纯电动汽车燃料电池汽车混合动力汽车*智能交通与智能汽车智能交通系统(IntelligentTransportationSystem简称ITS)是指将先进的电子技术、计算机技术、通讯技术、传感技术、运筹学等有效的综合,用于“道路-车辆-行人”系统中,以形成统一、高效的汽车智能系统。它具有自动控制车速、自主寻路、自动导航、主动避撞、自动电子收费、无人驾驶等功能。智能交通系统主要包括:自动避撞系统、交通管理系统、电子收费系统、救援系统、车载定位、导航系统等。
三、电子控制系统基础知识汽车电子控制系统=传感器执行器控制单元传感器5种类型(1)电位计(2)可变电阻(热敏电阻)(3)磁电式传感器(4)电压信号发生器(5)开关执行器5种类型(1)继电器(2)电磁阀(电磁线圈)(3)电动机(4)灯/信息显示器(5)发光显示器
汽车空调2.1汽车空调的作用、组成与类型视频汽车在炎热的夏季行驶时:炎热的天气!!!!!汽车发动机的余热、太阳的照射、室外的高温空气、乘客自身散发的热量,使车内内闷热难耐。空调制冷系统可将这部分多余的热量排到车外,给车内内提供一个最适宜的工作环境。汽车空调的定义汽车空调就是人为地对车室内空气的温度、湿度、流动速度和空气洁净度等进行全部或部分地调节(将其控制在合适的范围内,从而创造一个舒适的环境)的整套系统。一、汽车空调的作用制冷、供暖、通风、净化、去湿、除霜。汽车空调最重要的功能是调温(制冷与供暖)空调将热量转移??二、汽车空调系统的组成制冷系统供暖系统通风系统空气净化系统操作与控制系统1.制冷系统对车室内的空气或由外部进入车室内的新鲜空气进行冷却,使车室内空气变得凉爽舒适的一套系统。作用:制冷、除湿组成:压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、干燥过滤器等2.供暖系统对车室内的空气或由外部进入车室内的新鲜空气进行加热,使车室内空气变得温暖舒适的一套系统。作用:供暖、调温、除霜组成:加热器、热水阀、热源3.通风系统把车外的新鲜空气或车内的空气吹向蒸发器,再导入车室内的一套装置。通过通风系统,既可调节车室空气的新鲜度,又可实现气流的流动,同时还能有效地防止风窗玻璃起雾。作用:通风、调节气流组成:鼓风机、风道4.空气净化系统除去车内空气中存在的尘埃、异味(臭味、烟气等)及有毒气体,使车室内空气变得清洁。有的汽车还安装有紫外线消毒系统。作用:除去车内空气中的尘埃、异味(臭味、烟气等)及有毒气体;紫外线消毒系统。组成:过滤器、负离子发生器等5.操作与控制系统空调A/C开关、鼓风机开关、出风模式开关、内外循环开关、调温开关、除霜开关。控制系统:控制单元(ECU)、传感器和执行元件。控制单元接收相关开关及传感器送来的指令与信息,经储存、比较、处理后,控制相关执行元件工作,实现目标要求。三、汽车空调的类型(1)按控制功能不同:冷暖分开型(单冷式与单热式)冷暖合一型多功能型(2)按驱动方式不同:非独立式汽车空调独立式汽车空调汽车空调的类型(3)按控制的自动化程度不同:手动空调半自动空调自动空调汽车空调系统2.2空调基础知识一、物质的基本状态参数1.温度
温度是物体冷热程度的量度;温度的高低反映的是物体内部分子无规则热运动动能的大小;温度只表示物体热的程度,不表示物体具有热量的多少。温度温度的高低用温度计来度量。常用的有水银温度计和酒精温度计温度计的温标一般有:摄氏温标(℃)华氏温标(F)绝对温标(K)摄氏温度t(℃):将一个标准大气压下水的冰点作为0℃。沸点作为100℃,把两者之间100等分,每一份定为1℃的温度表示体系,称为摄氏温度。华氏温度F(℉):将一个标准大气压下水的冰点定为32℉,沸点定为212℉,二者之间180等分,每一份定为1℉的温度表示体系。绝对温度T(K):将一个标准大气压下水的冰点定为273.16K,沸点定为373.16K,且理论上物体内部完全停止分子热运动之点定为绝对0K的温度表示体系。三种温标之间的换算温标名称代号单位换算公式摄氏温度t℃t(℃)=5(F-32)/9华氏温度F℉F(℉)=9t/5+32绝对温度TKT(K)=t+273.16换算练习39.5℃换算成多少华氏度F?F=9xt/5+32=(9x39.5)/5+32=103.1℉90℃是多少华氏度,绝对温度?F=9xt/5+32=(9x90)/5+32=194℉T=t+273.16=90+273.16=363.16K80/100℉华氏度是多少摄氏度,多少绝对温度?t=5(F-32)/9=5x(80-32)/9=26.67℃100℉=37.8℃1、温度摄氏温标(℃)华氏温标(F)绝对温标(K)单位面积上所受垂直作用力称为压力(压强)压力的国际单位是帕斯卡(帕),用Pa表示实用单位有:大气压力(atm)、mmHg、磅/平方英寸(psi)、巴(bar)、kgf/c㎡等。1kPa=1000Pa1MPa=106Pa1atm=101.3kPa(760mmHg)=0.1013MPa2.压力各种压力之间的换算关系KPakgf/cm2mmHgpsiatm11.027.500.1459.87×10-39.8117.36×10214.20.980.1331.36×10-311.93×10-21.32×10-36.897.03×10-251.7216.8.×10-2101.321.0376015.971在实际工作中,常用绝对压力、表压力(相对压力)和真空度来表示压力的大小。绝对压力:实际的压力值,是把完全真空状态作为零值的压力值。表压力:将一个标准大气压力作为零值的相对压力值,压力表上所显示的数值。真空度:低于一个大气压力的数值称为真空度,是相对压力。真空压力表上显示的数值。特别提示大气压、表压、绝对压力、真空度之间的关系
二、热力学基础知识1.热量热量是物体分子不规则运动动能大小的量度。热量的传递方式有以下三种:传导、对流、辐射
a.传导:热量在物体内部从高温向低温端直接传递;传导发生在一个导热体内部或两个直接接触的物体之间。b.对流:在液体或气体中,通过其自身的流动,把热量从一处传递到另一处;C.辐射传导对流c.辐射:火焰或加热到高温的固体表面,会向外发放出光线,并向周围传热。如太阳照射地球、电烤箱、微波炉等均利用了辐射的原理。常用的热量单位有:卡、焦耳、冷吨卡:在标准大气压下,将1g纯水加热或冷却使其温度升高或降低1K时,所加进或放出的热量,即为1卡(1cal)。卡的单位太小,工程上常用千卡(kcal)即大卡表示。焦耳:用1N的力将物体在力的作用方向上移动1m所作的功称为1焦耳(1J)。因焦耳的单位太小,工程上常用千焦(kJ)表示。冷吨:把1吨水变成同温度的冰,所放出的热量,称为1冷吨。1美国冷吨=3024kcal/h,1日本冷吨=3320kcal/h。物质状态变化与热量的变化汽化液化2.汽化物质从液态变为气态的过程称为汽化汽化的方式有蒸发与沸腾两种
a.蒸发:是在液体表面进行的汽化现象。蒸发可在任何温度下进行,温度越高或液体表面压力越低,则蒸发越快。
b.沸腾:是在液体表面和内部同时进行的汽化现象。沸腾必须在温度达到沸点时才能进行。对液体加热或降低液体表面的压力,都可促使液体沸腾。作用在液体上的压力越大,它的沸点就越高;作用在液体上的压力减小时,它的沸点也会随之降低。例如:1atm时水的沸点是100℃;当作用在液态水上的压力增加时,水的沸点会随之升高(例轿车冷却系统水的沸点高于100℃);水被放置在真空中而表面压力降低时,水的沸点就会下降,或许40℃水就会沸腾。在汽车空调系统中,制冷剂在蒸发器内采用降低压力的方法完成汽化过程的。物质从气态变为液态的过程称为液化。液化过程是一个放热过程,即气体液化时要放出大量热量;影响气体液化的因素有温度、压力。加速液化的方法有降低温度(一切气体,当温度降低到足够低时,一定能够液化)、压缩气体体积(加压)。在汽车空调系统中,制冷剂在冷凝器中通过增大压力完成液化过程的。:
3.液化空气湿度是指空气中所含水蒸汽量的多少。绝对湿度:单位容积空气中所含水蒸汽的质量,单位是(㎏/m3)。含湿量:在湿空气中,与单位质量干空气同时并存的水蒸气量,称为空气的含湿量(湿空气是由干空气和水蒸气组成的),其单位为㎏/㎏干空气。它表示空气中水蒸气的含量多少。含湿量=湿空气中水蒸气的质量/湿空气中干空气的质量。4.空气湿度相对湿度:在某一温度下,空气中所含水蒸汽量(以重量计)与空气中该温度下所能含水蒸气量(重量)之比。通常随着温度的升高,空气中所能含的水蒸气量会增加,如果空气的实际含水蒸气量不变,温度升高,则空气的相对湿度下降。相对湿度三、制冷剂制冷的原理利用液体的蒸发可以吸收周围环境的热量。在制冷过程中起传递热量作用的媒介物质称为制冷剂。从理论上说,任何一种液体,只要能在一定条件下实现液态与气态间的相互转换,就可以用做制冷剂。但是由于实际原因,适合做制冷剂的工质种类极其有限。制冷剂1.对制冷剂的要求物理性质:要求制冷剂有较低的凝固点和较高的临界温度,较小的密度和粘度,较大的导热和放热系数,且应具有一定的吸水性。化学性质:要求制冷剂无毒、无害、无刺激性,化学性质稳定,高温下不易分解,不易燃烧及爆炸,对金属及橡胶的腐蚀作用小,与冷冻油互溶且不发生化学反应。热力性质:
1)要求制冷剂的蒸发压力稍高于大气压力即可,这样即可以使蒸发压力较低,还不致因制冷系统产生负压而吸进空气;
2)制冷剂的冷凝压力也不应太高,以降低对制冷系统强度的要求,同时减小压缩机功耗。
3)要求制冷剂有较小的绝热指数和较大的汽化潜热,以减小制冷剂的用量。2.制冷剂的类型(1)氨氨气(NH3)一般用做大型冷柜的制冷剂。氨气制冷剂的优点:成本很低;氨气制冷剂缺点是:它是一种强毒性的气体,即使含量不高,也会使人窒息而亡。它的汽化潜热小。CO2制冷剂的优点是:对大气臭氧层无破坏作用,汽化潜热较大,无毒、不可燃、不爆炸,且成本低廉、来源很广。若从工业废气中获取,不但可以实现废物利用,还可减少污染、减少温室气体的数量CO2制冷系统存在饱和压力过大、循环制冷量损失较大等缺点,导致经济性差、压缩机功耗过大。因而后来逐渐被氟利昂类制冷剂所代替。但是目前从环境保护角度看,CO2是最理想的空调制冷剂。(2)二氧化碳这类制冷剂是甲烷和乙烷的衍生物,对人体及大气有害。常见的有:一氟三氯甲烷(CFCl3)代号F11或R11
二氟二氯甲烷(CF2Cl2)代号F12或R12
二氟一氯甲烷(CHF2Cl)代号F22或R22其中:“F”指“氟利昂”(Freon)“R”指“制冷剂”(Refrigerant)(3)氟利昂类制冷剂1)汽化潜热大
2)易于液化,在标准大气压下,沸点为-29.8℃,凝点为-155℃。
3)化学性能稳定,无色,无味,不变质,不燃烧,不爆炸
4)对人体无直接的危害,但是对大气中的臭氧层有极强的破坏作用。R12的主要性能有:HFC是含有氢而没有含有氯的氟利昂,R134a的基本性能如下:
1)汽化潜热比R12要大,但是质量较小,导致制冷能力与R12略小或相当。
2)化学性质稳定,无色无臭,不燃烧,不爆炸
3)对人体无毒性,不破坏大气臭氧层,在大气中停留的时间短,温室效应影响小。(4)HFC134a(四氟乙烷、R134a)四、冷冻润滑油空调压缩机在工作时,必须对其进行润滑,所使用的润滑油称为冷冻润滑油或冷冻机油,简称冷冻油。它是和制冷剂参和在一起使用的。冷冻油的作用:润滑、密封、冷却、降低压缩机噪声等。冷冻油是一种特殊的润滑油,工作条件恶劣,它必须在低温(-30℃左右)和高温(100℃左右)情况下均能正常工作,因此对它各项性能要求较高。尤其是,冷冻油既要能与制冷剂充分混合,又必须能保持其油状存在。使用R12制冷剂:国产冷冻油一般选用18号或25号,进口冷冻油一般选用SUNISO5GS使用R134a制冷剂时要选用聚酯类润滑油(ESTER)。汽车空调系统2.3暖风系统一、汽车暖风系统的作用供暖:在寒冷的冬天(甚至深秋及早春),汽车暖风系统可以给车内提供暖气,提高车内温度。除霜:在冬、春秋季节,空气湿度大,且车内、外温差较大时,车窗玻璃上会结霜/雾,从而影响驾驶员视线,不利于行车安全。这时,可开启暖风系统除去这些霜雾。调节温、湿度:蒸发器和加热器联合工作,通过冷、热风的混合,可全年将车内的湿度调节到设定值,满足乘员的舒适要求。二、汽车暖风系统的分类
1.根据加热器内热载体不同:
水暖式暖风系统:加热器内是水气暖式暖风系统:加热器内是气2.根据空气循环方式不同:内气式(同循环)、外气式、混合式水暖式分类(1)发动机冷却液余热式:轿车(2)发动机排气管废气余热—加热器—供暖:(3)燃料独立燃烧式:热源来自专用燃料燃烧热量独立燃烧式暖风系统多用于大客车。(4)综合预热式暖风系统:热源来自发动机冷却液的热量和专用燃料燃烧装置的热量两个方面。综合预热式暖风系统多用于大客车。(5)电动加热器式气暖式分类加热器内是热蒸气,有两种:交换器式热管式2.根据空气循环方式,又可分为:内气式(内循环式)暖风系统:即利用车内空气循环,将车室内部空气(用过的)作为载热体,让其通过热交换器升温,升温后的空气再进入车室内取暖。这种方式消耗热源少,但从卫生标准看,不太理想。外气式(外循环式)暖风系统:全部利用车外新鲜空气作为载热体,让其通过热交换器升温,再使升温后的空气进入车室内取暖。从卫生标准看,外气式是最理想的,但消耗热源也最大,也是不经济的。内外气并用式(内外混合式):既引进车外新鲜空气,又利用部分车内的原有空气,以新旧空气的混合体作为载热体,通过热交换器,向车室内供暖。从卫生标准和热源消耗看,正好介于内气式和外气式之间,是目前应用最普遍的方式。
三、暖风系统的结构与工作原理1.水暖式2.气暖式1.水暖式1)发动机冷却液水暖式2)废气水暖式暖风系统3)燃料燃烧加热冷却液供暖1)发动机冷却液水暖式以水冷式发动机冷却系统中的冷却液为热源。将冷却液引入车室内的热交换器(加热器)中,同时鼓风机将车室内的循环空气或外部空气吹向加热器,冷空气与加热器中的冷却液进行热交换,变成热空气后被导入车室,调控车室内的温度。水暖式暖风系统主要由加热器、热水调节阀、鼓风机、控制面板等组成。水暖式暖风系统的工作原理示意图
暖风系统主要机件安装位置(1)鼓风机:由可调节速度的直流电动机和鼠笼式风扇组成。其作用是将空气吹向加热器壳,冷风加热后送入车室内。调节电动机的速度,可以调节对车厢内的送风量。(2)加热器:它由水管和散热器片组成。发动机的冷却水进入加热器的水道,通过散热器片散热后,再返回发动机的冷却系统。(3)热水阀
水暖式暖风系统温度调节方式?空气混合型:在暖风的气道中安装空气混合调节风门,这个风门可以控制通过加热器芯的空气和不通过加热器芯的空气的比例,实现温度的调节,多数汽车均采用这种方式。水暖式暖风系统温度调节方式:热水调节阀式:通过控制面板上的调节杆或旋钮控制进入加热器的水量,进而调节暖风系统的加热量。(4)水暖式暖风系统的特点水暖式暖风系统的优点:热源的取得容易,只需将发动机的冷却液引到热交换器中即可。该热源供给可靠,发动机只要一工作,热水即产生出来,而且很经济,不需另外的燃料。而且发动机冷却液的温度比较适宜,散热也均匀。水暖式暖风系统的缺点:供暖必须在发动机冷却液温度上升到大循环时方能开始,因此在严冬季节,下坡、停车或汽车刚起步时,热源就显得不足。如果使用不当,发动机容易发生过冷现象。供暖时,利用发动机废气的余热对热交换器3进行加热,其内的热水可被高温废气加热到100℃左右,该热水被送到加热器内后,热量被鼓风机送来的空气吸走,并对车室进行加热。2)废气水暖式暖风系统1-加热器;2-电磁换向器;3-热交换器;4-发动机排气管;5-水泵;6-水箱3)燃料燃烧加热冷却液供暖在大、中型客车上,仅靠发动机冷却水的余热取暖是远远无法满足要求的,为此在大客车中常采用燃气取暖系统:燃油和空气在燃烧室中混合燃烧,加热发动机的冷却水,加热后的冷却水进入加热器芯向外散热,降温后返回发动机再进行循环。(1)热交换器式暖风系统利用发动机排气管中废气的余热来给车室供暖。
2.气暖式暖风系统1-主发动机散热器;2-主发动机;3-主发动机排气管;4-废气阀门;5-热交换器;6-鼓风机;7-鼓风机电动机;8-消声器(1)热交换器式暖风系统(2)热管式暖风系统汽车空调系统2.4汽车空调的制冷系统一.制冷系统的组成与原理1.作用:将车内的热量通过制冷剂在循环系统中循环转移到车外,实现车内降温。2.组成由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、干燥过滤器等组成汽车空调制冷系统的基本组成
压缩机冷凝器制冷管路高压管(热、气):连接压缩机和冷凝器中压管(较热、液):连接冷凝器和蒸发器低压管(凉、气):连接蒸发器和压缩机
3.制冷原理(1)发动机带动压缩机工作,压缩机将蒸发器内低温低压制冷剂蒸气吸出并进行压缩,以高温高压(约70℃,1.5-1.7MPa)方式送给冷凝器(2)在迎面冷风及风扇风力作用下,气态制冷剂放热液化(温度降到50℃左右)。(3)从冷凝器出来的液态制冷剂流经膨胀阀时,从其小孔喷出成为低压雾状制冷剂并进入蒸发器。(4)在蒸发器内由于容积变大、压力降低,制冷剂汽化。液态制冷剂汽化吸热,吸收周围大量的热量。与此同时,鼓风机使车内的热空气流过蒸发器,经热交换后变成冷空气进入车厢,降低车内的温度。从蒸发器出来的气态制冷剂又进入压缩机,重新进行新一轮制冷循环。如此,循环往复二、制冷系统的类型1.膨胀阀式制冷系统2.膨胀管式制冷系统3.蒸发压力调节器式制冷系统按制冷循环系统节流件不同目前轿车上常用的制冷系统,主要有膨胀阀式和节流管式。膨胀阀式制冷系统:包括压缩机、冷凝器、蒸发器、储液干燥过滤器、膨胀阀和管路节流管式制冷系统:包括压缩机、冷凝器、蒸发器、节流管、气液分离器和管路膨胀阀式制冷循环系统膨胀阀式制冷系统节流管式制冷循环系统
节流管式制冷系统蒸发压力调节器式三、制冷系统的主要机件1.压缩机1)压缩机的作用压缩机是制冷系统的心脏,是制冷剂在制冷管路中循环流动的动力源。压缩机安装在发动机前端,通过带传动由发动机曲轴驱动。同时,通过电磁离合器实现接合与分离,完成制冷与不制冷转换。2)压缩机的分类按活塞运动形式(1)往复活塞式压缩机(2)旋转式压缩机按产生制冷剂状况:定排量、变排量压缩机类型往复活塞式压缩机:曲轴连杆式、斜板式、摆盘式旋转式压缩机:刮片式、滚动活塞式、三角转子式、螺杆式、涡旋式(1)曲轴连杆式压缩机由气缸、活塞、连杆、曲轴、进气阀、排气阀、曲轴箱、气缸盖等构成。其结构与发动机相似,由曲轴连杆驱动活塞往复运动,一般都采用双缸结构。每个缸上方装有进排气阀片。曲轴活塞式压缩机当压缩机曲轴旋转时汽缸内活塞由上止点下行,则汽缸内的进气阀打开排气阀关闭将低压气态制冷剂由蒸发器处吸入汽缸中。活塞由下止点上行时则排气阀开启进气阀关闭,将汽缸中低压气态制冷剂加压而成高压高温气态制冷剂,经排气阀而进入冷凝器中活塞又由上止点下行再度将低压气态制冷剂由蒸发器处经进气阀吸入汽缸中,活塞再次由下止点上行则将制冷剂压缩成高压高温气态制冷剂经排气阀进入冷凝器中。如此循环,使制冷剂在系统中循环。原理进气行程排气行程(2)斜板式压缩斜板式压缩机组件包括驱动轴及斜板、活塞组、前后汽缸、进排气阀、前后汽缸盖、高压排气前后连接管路等。斜板安装于驱动轴上,当驱动轴旋转时则斜板做左右摇摆作用与往复式压缩机的曲轴作用相同一般构造分为三缸双头式,3个双头活塞在作用时相当与6个汽缸在工作,平衡性较佳,转动扭矩较小适合于小型车辆及高速回转使用。斜板式压缩机的结构斜片的作用原理当驱动轴连同斜板转动一圈时则活塞作左右往复运动,而在前后汽缸中经由进排气阀作进气及压缩的作用。其工作过程如图a、b、c前方活塞位于下止点而后方活塞位于上止点当斜板旋转90°时,成为图b中的位置,前方的活塞在汽缸中作压缩行程,而后方活塞则在汽缸中作进气作用。斜板再旋转90°,成为图c中的位置,前方活塞在汽缸中压缩到达上止点,而后方活塞在汽缸中进气到达下止点。斜板再旋转180°则活塞在汽缸中的位置又回到a图的位置完成一次进气及压缩循环。(3)回转式压缩机回转式压缩机依其叶片的固定方式可分为固定叶片式与旋转叶片式。依据其转子的形状可分为椭圆型转子式与正圆型转子式。固定叶片式压缩机:将叶片使用弹簧固定装置与汽缸上,当偏心转子沿着汽缸壁旋转一圈时,在叶片左边完成一次压缩行程而右边则完成一次进气行程。固定叶片式压缩机的工作过程如下:A:压缩开始B:一面进气,一面进行压缩C:压缩终了由排气阀输出D:排气行程终了E:排气完毕,汽缸内充满吸入的制冷剂气体旋转叶片式压缩机其片状装置于偏心转子上,其与转子成为一个角度,转子在旋转时叶片叶片与汽缸壁接触。叶片的数目分为二片式与四片式。四片式旋转叶片压缩机,其偏心转子旋转一周完成四次压缩与进气行程,而二片式则为二次压缩与进气行程。(4)摇板式压缩机摇板式压缩机的结构跟斜板式压缩机类似,通过斜盘驱动周向分布的活塞,只是将双向活塞变为单向活塞。可以通过改变斜板的角度改变活塞的行程,从而改变压缩机的排量。压缩机旋转时,压缩机轴驱动与其连接的凸缘盘,凸缘盘上的导向销钉再带动斜盘转动,斜盘最后驱动活塞往复运动。斜盘式、摇板式比较摇板式压缩机的结构摇板式变排量压缩机的原理:固定线圈式电磁离合器汽车空调系统2.4制冷系统的主要部件制冷系统主要机件压缩机冷凝器蒸发器干燥过滤器(气液分离器)膨胀阀(膨胀节流管)1.压缩机压缩机是制冷系统的心脏,是制冷剂在制冷管路中循环流动的动力源压缩机安装在发动机前端,通过带传动由发动机曲轴驱动。同时,通过电磁离合器实现接合与分离,完成制冷与不制冷转换2.冷凝器1)作用及要求热交换、液化放热安装位置:发动机水箱前面。要求:冷凝器外表应干燥清洁、通风良好、内部无污垢,热交换良好2)冷凝器的构造与原理冷凝器:管片式管带式冷凝器的入口在上方,出口在下方,不要装错,否则会引起制冷系统压力升高,导致冷凝器胀裂。冷凝器常见的故障是散热不良和阻塞。冷凝器阻塞的判断方法用手沿着制冷剂流动方向摸,如果摸到相邻处存在明显温差:说明冷凝器在该地方有阻塞。在高压表上会指示高压极高(低),低压偏低,制冷效果不良或不制冷:说明堵塞。冷凝器散热不良?“高压偏高,低压也偏高,喷水冷却则高低压都明显下降,且制冷效果变好。”则冷凝器散热不良。
3.干燥过滤器/气液分离器
视频1)储液干燥过滤器的作用(1)储液稳压汽车制冷循环系统中的制冷剂蒸发量随发动机转速及车厢内热负荷频繁变化,因此制冷剂流量并不稳定,必须将多余的制冷剂储存在储液器中,以备发动机在高转速及车厢内热负荷大的时候用。(2)气液分离:制冷剂能够在储液器中气液完全分离(3)干燥:干燥过滤器中的干燥剂可以去除制冷剂中的水分(4)观察监视作用:储液干燥过滤器上装置有观察窗,可由此来监视制冷剂量是否正常储液干燥过滤器的作用干燥过滤器的六大作用(5)过滤杂质:储液干燥过滤器中设置有滤网可以过滤掉制冷剂中的杂质,以免系统受到阻塞(6)安全保护:储液干燥过滤器上装置有易熔塞,当系统中发生不正常的高温高压时,可将制冷剂释放保护系统机件的安全2)储液干燥过滤器的结构储液干燥过滤器的外壳是用钢板制成的,内部装有过滤器、干燥剂、吸取管、上方装有观察窗及安全易熔塞组成干燥过滤器过滤器:使用不锈钢制成的网状物,主要功能是过滤制冷剂中的铁锈、尘粒、碳粒及其他不纯的物质以免系统中受到阻塞。干燥剂:常用的成分为硅胶、分子筛或氧化铝等安装于上下两层滤网的中间。干燥过滤器观察窗:装于贮液筒的上端,有一玻璃窗可由此来检查系统中的制冷剂量。安全易熔塞:装在储液器头部,用螺塞拧入,中间是低熔点合金。当系统中压力达到3599kpa,温度105℃时易熔塞融化,制冷剂逸出,以免干燥过滤器爆裂。干燥剂玻璃视窗过滤器3)储液干燥器的安装位置安装于冷凝器和膨胀阀之间,其上方有IN及OUT字样来表示进出口不可装错。安装的位置应选择新鲜空气温度低通风好的地方。通常装在水箱附近或前方。安装时倾斜度不可超过10°,如果倾斜过大将影响到液态与气态制冷剂不能完全分离,而使系统作用不良。4)制冷剂的观察条件:发动机工作;鼓风机开关开到风速最大档;温度开关至于最冷位置;空调AC开关开启;开启所有车门。结论:在正常怠速下,从观察玻璃处应能看清制冷剂在流动(有少量气泡夹杂在液态制冷剂中)。当发动机由怠速逐渐加速到1500r/min时,气泡消失,几乎看不见,说明制冷剂量合适;若制冷剂流动时,一点气泡都看不见,说明加注过量或无;若气泡过多,说明加注不足。5)气液分离器气液分离器和储液干燥过滤器类似,但用于节流管式制冷系统中,装在低压管路上(蒸发器和压缩机之间)干燥罐的作用:防止液态制冷剂进入压缩机,产生“液击”现象;干燥、过滤、油水分离等储液干燥器和干燥罐的区别外形上有区别;储液干燥器有观察窗,干燥罐无;安装位置:高、低压管路不同。储液干燥器有易熔塞,而干燥罐无干燥过滤器常见问题阻塞判断方法:
进出口有温差,从压力表上指示高压偏高(低),低压偏低干燥剂失效:
出现膨胀阀冰堵现象,用高低压侧压力都偏低4.膨胀阀/节流管视频1)膨胀阀膨胀阀接受由储液干燥器送来的高压液态制冷剂,经节流微孔后变成低压乳状进入蒸发器中。而且膨胀阀会随着蒸发器热负荷的大小而自动地调整进入蒸发器的制冷剂量,而使蒸发器发挥最大冷却效率。膨胀阀的种类及结构原理自动温度控制式膨胀阀有三种:内平衡式外平衡式H形(1)内平衡式热力膨胀阀膨胀阀的膜片受3个力的作用:向下的力:Pf-
感温包内制冷剂气体对膜片的压力;向上的力:Pe-蒸发器进口处制冷剂压力(通过内平衡孔连通)Ps-弹簧的弹力工作原理:
当Pf=Pe+Ps时,膜片不动,阀处于某一开度,制冷剂保持一定流量。当Pf>Pe+Ps时,若制冷装置负载增大(如车内温度升高),制冷剂提前全部蒸发,蒸发器出口处气态制冷剂的温度升高,使感温包内压力升高,使膜片通过推杆将阀针朝下推,使阀的开度增大,进入蒸发器的制冷剂流量增加,制冷量也增加。当Pf<Pe+Ps时膜片带动推杆向上推,使阀的开度减小,进入蒸发器的制冷剂流量减小,制冷量也减小。(2)外平衡式膨胀阀膨胀阀的膜片受3个力的作用:向下的力:Pf-感温包内制冷剂气体对膜片的压力;向上的力:Pe-蒸发器出口处制冷剂压力;Ps-弹簧的弹力工作原理:当Pf=Pe’+Ps时,膜片不动,阀处于某一开度,制冷剂保持一定流量。当Pf>Pe’+Ps时,若制冷装置负载增大(如车内温度升高),制冷剂提前全部蒸发,蒸发器出口处气态制冷剂的温度升高,使感温包内压力升高,使膜片通过推杆将阀针朝下推,使阀的开度增大,进入蒸发器的制冷剂流量增加,制冷量也增加。当Pf<Pe’+Ps时膜片带动推杆向上推,使阀的开度减小,进入蒸发器的制冷剂流量减小,制冷量也减小。(3)H形膨胀阀1-温度传感器2-弹簧3-调整螺栓4-球阀工作原理:热敏杆的周围是蒸发器出口处的制冷剂,制冷剂的温度变化可通过热敏杆使膜片右方的压力发生变化,而通过膜片推动针阀的开度变化,调节制冷剂的流量。膜片的受力图:
Pf——膨胀阀出口处制冷剂的压力;
Ps——弹簧的弹力3种类型膨胀阀的区别主要从外观上区别:外平衡式膨胀阀和内平衡式膨胀阀只有2根主管路,而H形膨胀阀却有4根主管路;内平衡式膨胀阀只有1条感温包的毛细管,而外平衡式有一条感温包的毛细管和一条外平衡毛细,而H形膨胀阀没有细管道。①③②思考:图中元件分别是哪种类型膨胀阀?2)节流管(阀)节流管(阀)是一根装在塑料套内的小铜管,它可以取代膨胀阀作为节流降压装置。节流阀只允许制冷剂从规定的方向流过,有节流作用,使与冷凝器的连接侧成为高压区,而与蒸发器的连接侧成为低压区。节流管不能调节制冷剂的流量。膨胀节流管的结构:膨胀阀和节流管式制冷系统有何异同?分属两大制冷系统:安装位置不同:作用基本相同,但不完全相同。膨胀阀和节流管的故障检修节流管没有运动部件,也不可以调整,如发生故障,多因堵塞,要更换。膨胀阀易发生冰阻。冰阻是指当管道内循环系统含有水份,在流经膨胀阀时被冷却,就变成冰块堵住膨胀阀,系统就停止循环而停止制冷。膨胀阀冰阻的症状:(1)系统制冷效果不好(2)低压管压力有时为真空膨胀阀冰阻的原因:(1)干燥瓶中的干燥剂失效,不能吸水(2)系统抽真空没有彻底,系统的水份太多膨胀阀冰阻的解决办法:(1)对制冷系统释放制冷剂(2)更换干燥瓶(3)抽真空5.蒸发器视频蒸发器的作用蒸发器与膨胀阀、鼓风机等组成蒸发箱是整个空调系统产生制冷作用的中心。蒸发器也是个热交换器。空调制冷系统工作时,鼓风机的风扇将空气吹过蒸发器,空气和蒸发器内的制冷剂进行热交换,雾状制冷剂在蒸发器中吸收空气中的热量而汽化,空气降温,同时空气中的水分凝结在蒸发器的散热片上,并通过排水管排出车外。从而达到制冷、除湿及过滤的目的。蒸发器的工作原理蒸发器的类型管片式和管带式其结构与冷凝器基本相同。*蒸发器结霜指当蒸发器的温度低于0度时,流过蒸发器的空气中水蒸气就会凝结成冰块附在蒸发器表面,阻碍蒸发器与空气进行热交换,也阻碍空气经过蒸发器。这是一种不正常现象。**蒸发器结霜后空调的症状当空调工作一段时间后(30分钟后),出风口的风量逐步减少,制冷效果逐步变差,当关闭空调一小段时间后重新打开,出风口的风量和制冷效果又恢复正常。***防止蒸发器结霜的方法(1)对干燥罐型制冷系统采用温控开关或蒸发器温度传感器,当温控开关检测到蒸发器表面温度低于2度,就停止压缩机工作,防止蒸发器温度进一步降低,也就防止蒸发器结霜现象发生。(2)采用循环压力开关(3)采用变排量压缩机#蒸发器外表面脏
蒸发器外表面有水,当空气中的灰尘遇到水,就会成泥附在蒸发器表面,时间一长,就会阻碍空气的通过,风量就减少,一档几乎没有风吹出。解决方法:用水清洗。汽车空调系统2.5空调通风与净化系统一、通风系统1.作用2.类型1.通风系统的作用汽车车室内空间狭小,长时间关闭门窗后,车室内不但缺氧,而且充满了各种有害气体如二氧化碳、人排出的汗味及臭气、抽烟的烟雾等。为了排出车内的有害气体,就必须引入外部的新鲜空气,即进行适当的通风。
我国对汽车空调的空气质量已有了严格的标准,要求人均每小时输入的新鲜空气量不少于200m3,车内二氧化碳的浓度应低于0.03%。净化除霜通风系统的作用是将车外的新鲜空气引入车内,将车内的污浊空气排出车外,同时通风系统还具有风窗除霜的作用。2.通风类型目前汽车上的通风有两种基本方式:(1)自然通风利用汽车行驶中产生的动压进行通风(2)强制通风利用车上的鼓风机进行强制通风3.自然通风自然通风是利用汽车行驶时,前部产生的风压将外部新鲜空气引入车内,循环后,再利用汽车尾部的负压将空气自然排出车外的通风方式。空气的入口设在正压区,出口设在负压区,形成空气的自然流动。轿车外表面空气压力分布进、排气口的设置必须保证车内略有正压,即使车内空气压力略高于外界大气压力,才能防止有害气体(如汽车尾气)进入车内而危害人体健康。否则,在窗户紧闭的情况下,有可能造成人身中毒(如一氧化碳),甚至危及生命。车头部位为正压区,进气孔多设在挡风玻璃与发动机室交界的隐蔽处;车尾部位为负压区,空气出口一般设在后排座靠背两侧。自然通风口轿车的自然通风循环自然通风的特点自然通风不需要另加动力,因此比较经济;但在汽车行驶速度较低时,通风的效果较差。4.强制通风强制通风是利用鼓风机强行引入一定比例的外部新鲜空气,与车内循环空气混合,再经处理(制冷、制热、除湿)后,从不同出风口送入车内。强制通风不受车速的限制,通风效果较好。强制通风综合通风?将自然通风和强制通风结合起来,就形成了综合通风方式。汽车在低速行驶时采用强制通风,高速行驶时采用动压通风,这样就保证了汽车在各种工况下都能保持良好的通风效果,同时也降低了能耗。目前,小型汽车上基本都采用了综合通风的方式二、空调净化系统1.空气净化系统的作用空气净化系统可除去空气中的灰尘,保持车内空气清洁,部分车辆的空气净化系统还可去除异味、杀灭细菌的作用。目前大多数车辆的空气净化系统采用的方法是在空调系统的进气系统中安装空气滤清器,通过滤清器除去空气中的尘埃,使车内的空气保持清洁。空调进气系统中的空气滤清器2.空气净化系统的应用有些车辆的空气净化系统在滤清器中加入活性碳,可吸收空气中的烟味;有些车辆在净化系统中设置有香烟传感器,当传感器检测到车内存在烟气时,便通过放大器自动使鼓风机以高速档运转,排出车内的烟气。装有放大器的空气净化装置高档车辆的空气进化系统除了可以清除尘埃,排烟,还有杀菌灯和离子发生器。2.6空调气流调节与控制一、空调气流调节的类型手动调节和自动调节本节主要讲手动空调调节。二、空调气流调节的内容空调出风温度调节(调温门)、出风口位置调节(模式门)、鼓风机风速调节空气的内外循环调节等。说明:手动空调是通过空调控制面板上的拨杆或旋钮来进行的。温度调节、气流选择、空气进气选择是通过气道中的调节风门实现的;空调开关和运行模式选择开关、鼓风机速度选择是通过电路控制来实现的。空调控制面板到调节风门的控制方式有拉线式和电动机式。手动空调的控制面板空调面板开关空调控制面板上有温度调节、气流调节、鼓风机速度、空气进气选择(内外循环选择)、空调开关(A/C)和运行模式选择开关。拉线式调节风门手动空调的控制面板AUTO:自动空调开关ECON:经济档开关,设定为温度高时压缩机不工作。DEF(Defrost):除雾REC:循环开关风向模式选择时:面部:VENT
双向:B/L
足部:FOOT
除雾/足部:D/F控制面板的显示A/C:空调开关,按下此开关,空调压缩机开始工作,空调系统开始制冷。OFF:关闭Vent:(通风)压缩机不工作,对外来空气不制冷。Heat:(暖风),压缩机也不工作,但是热水阀打开,空气加热。BiLevel(双向风)电动式调节风门三、气流调节系1。温度调节目前小轿车的空调系统,基本上都是冷气和暖风共用一个鼓风机,温度调节采用冷暖风混合的方式,在空气的进气道中,所有的空气都通过蒸发器,用一个调节风门控制通过加热器的空气量,通过加热器的空气和未通过加热器的空气混合后,形成不同温度的空气,从出风口吹出,实现温度调节。在空调的控制面板上设有温度调节拨杆或旋钮,用来改变调节风门的位置。温度调节风门在最冷位置温度调节风门在中间位置温度调节风门在热的位置2。气流模式调节现代轿车空调系统的出风口分别设置了中央出风口、边出风口、脚下出风口和挡风玻璃除霜出风口等,其空调系统或以根据需要,选择不同的出风口出风。这种功能是通过控制面板上的气流选择调节拨杆或旋钮来进行调节的。面部出风位置面部和脚下出风位置脚下出风位置除霜位置除霜和脚下位置3。进气模式选择调空气调节系统可以选择进入车内的空气是外部的新鲜空气,还是车内的非新鲜空气。如果选择外部新鲜空气导入称为外循环,选择车内空气循环则称为内循环。这种选择可以通过控制面板上的内外循环选择按钮或拨杆控制进气口处的调节风门实现。空气进气选择风门4。鼓风机转速选择鼓风机转速通过在鼓风机电路中串入不同的电阻来实现。在鼓风机电路中串入3个电阻,通过开关控制,实现4个转速挡(空调控制面板上的LO、2、3、HI)。鼓风机转速的调节汽车空调系统2.7汽车空调自动控制系统先知先明一、电磁离合器二、蒸发器温度控制三、系统压力控制四、冷凝风扇控制五、鼓风机控制六、发动机怠速提升控制七、发动机失速控制八、发动机加速(空调)切断控制九、皮带打滑保护控制十、环境温度控制空调控制系统的作用空调控制系统的功能:保证空调制冷系统正常运转,同时也要保证空调系统工作时发动机的正常运转。空调控制系统主要是通过控制压缩机电磁离合器的结合与分离实现温度控制与系统保护,通过对鼓风机的转速控制调节制冷负荷。一、电磁离合器电磁离合器安装在压缩机皮带轮内,作用是控制发动机与压缩机的动力传递。压力板、皮带轮和定子等。压力板与压缩机轴相连,皮带轮通过轴承安装在压缩机的壳体上,皮带轮通过皮带由发动机驱动,定子线圈也安装在压缩机的壳体上。电磁离合器离合器分离电磁离合器电磁离合器结合:发动机驱动压缩机运转,实现空调制冷;电磁离合器分离:切断发动机到压缩机的动力传递,空调系统不制冷。离合器结合无电离合器无电离合器二、蒸发器的温度控制如果蒸发器的温度低于0℃,凝结在蒸发器表面的水分就会结霜或结冰,严重时将会堵塞蒸发器的空气通路,导致系统制冷效果大大降低。蒸发器温度控制的目的:控制蒸发器的温度在0℃以上。控制蒸发器不结霜的方法:(1)利用蒸发器温度控制器(恒温开关)或温度传感器控制压缩机的运转,防止蒸发器结霜;(2)利用低压回路中的低压开关控制压缩机运转,防止控制蒸发器结霜;(3)用蒸发压力调节器(EPR)控制蒸发器的压力,控制蒸发器结霜。1.蒸发器温度开关蒸发器温度开关安装在蒸发器的中央,通过检测蒸发器表面的温度,控制电磁离合器的接合和分离,从而使压缩机断续工作,防止蒸发器结冰。1-感温毛细管;2-波纹管;3-凸轮轴;4-凸轮;5-调节弹簧;6-温度调节螺钉;7-触点;8-蓄电池;9-电磁离合器;10-支撑线圈温度开关的感温毛细管感知蒸发器内的温度。当温度低蒸发器表面欲结霜时,波纹管收缩而使温度开关的触点断开,切断电磁离合器电路,压缩机停转,停止制冷;在蒸发器温度恢复到设定值之前,压缩机一直处于不工作状态;而蒸发器温度达到这一设定值时,恒温器触点闭合,压缩机恢复工作。2.温度传感器温度传感器为热敏电阻型。当蒸发器表面的温度低于某一设定值时,热敏电阻的阻值变化给空调ECU低温信号,空调ECU继电器切断压缩机电磁离合器电路,使压缩机停转,控制蒸发器温度不低于0℃。3.低压压力循环开关在节流管式制冷系统中,装有低压压力循环开关(如所有的奥迪车型、高尔夫、通用、福特、克莱斯勒等)。低压压力循环开关,一般安装在气液分离器中或蒸发器至压缩机的低压管道中,它通过断开或接通压缩机离合器,来控制蒸发器表面温度,达到防止蒸发器结霜的目的。三、制冷循环的压力控制制冷系统出现压力异常时,将会造成系统的损坏,因此,在空调制冷系统工作时,必须对系统压力进行监测,防止出现压力异常:系统压力过低,说明制冷剂量过少,润滑油不能随制冷剂一起循环,使压缩机因缺油而损坏;制冷剂过多或冷凝器冷却不良造成系统压力过高,有可能造成系统部件胀裂而损坏。防止压力过低的方法:压力低于规定值,低压开关切断压缩机的电路使压缩机停止工作防止压力过高的保护措施:措施1:压力高于规定值,使冷凝器冷却强度加大(风扇),使压力下降。措施2:切断电磁离合器的电路,使压缩机停止运转在制冷系统中,通常在系统的高压管路中安装压力开关:低压开关和高压开关。1)低压开关低压开关安装在制冷系统的高压管路中,用于监测制冷循环系统高压管路压力是否过低。当制冷剂严重不足时,低压开关断开,切断电磁离合器的电路,使压缩机停止工作。当系统制冷剂压力低于某一设定值(0.2Mpa)时,弹簧的弹力大于制冷剂的压力,推动膜片上行,触点断开,电磁离合器断电,压缩机便停止工作。1-接头;2-金属膜片;3-绝缘外壳;4-接线柱;5-弹簧;6-固定触点;7-活动触点2)高压开关高压开关一般安装在干燥过滤器与膨胀阀之间的高压管路上。高压压力开关1.若系统高压过高,高压开关将自动切断电磁离合器回路,使压缩机停机,保护制冷系统零部件特别是压缩机不被损坏;
2.当高压管路压力过高时,它会接通冷凝器风扇高速挡电路,自动提高风扇转速,以降低冷凝器的温度和压力。当制冷剂的压力超过最高设定值(一般为3.14Mpa)时,制冷剂的压力大于弹簧的弹力,推动膜片下行使触点断开,电磁离合器的电路便被切断,压缩机停转;当制冷剂压力降到2.55Mpa以下时,弹簧张力使膜片回位,触点重新闭合,电磁离合器电路又被接通,压缩机又重新工作。2.55
3.141-固定触点;2-接头;3-膜片;4-外壳;5-接线柱;6-弹簧;7-活动触点3)高低压组合开关
在系统压力正常时,组合开关接通,电磁离合器工作正常;但系统压力过高或系统压力过低时,组合压力开关断开,压缩机不工作。低压开关:压力低于0.196Mpa时打开,压力高于0.226Mpa时闭合;高压开关:压力高于3.14Mpa时打开,低于2.55Mpa时闭合。高低压组合开关的控制电路
4)高中低压力组合开关压力低于0.2Mpa时,压缩机停当压力上升到3.24Mpa,压缩机停当压力达到1.4Mpa时,风扇高速运转,便于降压降温液化5)低压压力循环开关低压管路上,压力过低时,压缩机停止6)压力传感器安装在高压管路上,向动力模块输入制冷系统压力状况:压力过高、过低时:控制电磁离合器压力:发动机怠速压力:风扇种类位置作用组合低压开关高压压力低于规定值时使压缩机停高压开关高压压力高于规定值时使压缩机停低压开关高压高压压力低时断开高压开关高压高压过高时断开高中低压组合高压压力循环开关低压低压回路的压力低于规定值时使压缩机停转压力传感器高压各种压力开关比较四、冷凝器风扇控制很多轿车冷凝器风扇与冷却系统散热风扇共用。也有独立的,但综合控制。电风扇控制
1)当冷却液温度较低时,电风扇不工作;2)当冷却液温度高到某一规定值时,风扇低速转动;3)当温度进一步升到另一设定值时,风扇则高速运转4)当空调制冷系统开始工作时,不管冷却液温度高低,风扇都低速运转;5)当制冷系统压力高过某一规定值时,风扇高速运转控制风扇转速的方式:1)利用串联电阻的方式调节风扇转速2)利用两个电风扇串联和并联的方式调节风扇的转速用压力开关、冷却液温度开关和3个继电器控制冷凝器风扇和散热器风扇的转速。此电路可以实现风扇不转、低速运转、高速运转三级控制。1号继电器用于控制散热器风扇。无电合2号继电器为双触点继电器,用来控制冷凝器风扇的转速。无电上合3号继电器只在空调制冷系统工作时起作用,使冷凝器风扇以低速或高速运转。无电开压力开关在空调制冷系统压力高时断开,压力低时接通。冷却液温度开关在冷却液温度低时接通,温度高时断开。五、鼓风机控制利用串联电阻、晶体管等方式控制鼓风机转速,从而调控车室冷气量六、发动机怠速提升控制在车流量大的道路上行驶,汽车发动机经常处于怠速运转状态,发动机的输出功率低,如果此时开启空调的制冷系统,可能会造成发动机过热或停机。为防止发生上述情况,在空调的控制系统中采用了怠速提升装置。怠速提升控制当接通空调制冷开关后,发动机ECU便便控制怠速控制阀将怠速旁通气道的通路增大,使进气量增加,提高怠速;如果是节气门直动式怠速控制机构,ECU便控制电动机将节气门开大,提高怠速。七、发动机失速控制当发动机转速过低时,空调ECU就认为发动机已过载,使压缩机不工作,从而防止发动机失速。大部分自动空调在发动机不转或转速过低时,压缩机是不会工作的。当发动机的转速低于一定值时,将压缩机电磁离合器切断。
防止发动机失速的控制电路
八、加速切断控制汽车加速时,切断压缩机,从而保证汽车有足够的动力用于加速,同时也防止压缩机高速而损坏九、皮带保护控制当发动机转速与压缩机的转速不同步时,空调就认为压缩机已过载,从而切断压缩机,可防止由于压缩机过载而导致发动机过载,使发动机失速、熄火或皮带断裂等。空调放大器(或ECU)同时接收发动机转速信号和压缩机转速信号,并对两个转速进行比较,当二转速的信号出现偏差超过某一限值时,空调放大器便认定压缩机出现故障,随后就切断压缩机电磁离合器的电源,使压缩机停止工作,以保证其他附件正常运转。皮带保护控制电路
十、环境温度控制部分车辆在控制电路中设有环境温度开关:在环境温度低于规定值时,环境温度开关断开,切断压缩机电磁离合器的电路,使空调制冷系统不能工作。环境温度高于规定值时,制冷系统才能进入工作状态。常见温度控制值:8、10、15十一、压缩机双级控制A/C挡:较低温度下工作ECHO挡:较高温度下工作双级控制十二、双蒸发器控制十三、空调控制电路不同车型,空调的控制电路不同;同一车型的空调,因有手动空调与自动空调之分,其控制电路也不相同。本节主要介绍手动空调的控制电路。1、汽车空调的基本控制电路(1)电源控制电路控制电流:蓄电池→点火开关→熔断丝1→空调继电器电磁线圈→鼓风机开关(不能在OFF)→搭铁。空调继电器电磁线圈通电后,其触点吸合,于是有电源电流:蓄电池→熔断丝2→空调继电器,之后分为两路,一路到鼓风机,一路到压缩机。(2)鼓风机控制电路
电流从蓄电池→熔断丝2→空调继电器→鼓风电动机,接着因鼓风机开关位置不同,分为:①OFF档:由于空调继电器磁化线圈断路,空调继电器断开,无电源电流,鼓风机与压缩机均停转。②L档:鼓风机→R2→R1→搭铁,电阻最大,风量最小。③M档:鼓风机→R2→搭铁,电阻居中,风量居中④H档:鼓风机→搭铁,电阻最小,风量最大。(3)电磁离合器控制电路控制电流:蓄电池→熔断丝2→空调继电器→空调放大器继电器→压力开关→电磁离合器→搭铁(4)发动机转速控制电路发动机转速检测电路将点火线圈传来的点火脉冲信号转变成一个连续变化的电压信号,且发动机转速越低,该电压就越高。当发动机转速低于规定值(如800r/min)时,该电压(即T1的基极电位)便上升到使T1导通,T1导通后,T3截止,空调放大器继电器磁化线线圈断电,其触点断开,电磁离合器断电,压缩机便停止工作。(5)温度控制电路温度控制电路的传感器是一个具有负温度系数的热敏电阻,它安装在蒸发器出口处,检测蒸发器出风口的冷气温度。2、普通桑塔纳轿车空调控制电路(1)鼓风机电路控制电流:C路电流→熔断丝s14→空调继电器J23,其触头将鼓风机变速开关E6的电路接通。鼓风机的电路接通后,A路电流熔断丝S23鼓风机变速开关,此后因鼓风机变速开关档位不同而分为以下5种情况:0位(空档):电路不通,鼓风机不转动。1位(一档):串联N23的全部电阻,转速最低。2位(二档):电路中串联N232/3的电阻,转速升高。3位(三档):电路中串联N231/3的电阻,转速较高。4位(四档),未串联N23电阻,转速最高。
(2)车内空气循环状态电路C路电流→熔断丝S14→空调开关A/C(E30)→环境温度开关F38(同时空调指示灯K46亮)→新空气电磁阀N63→搭铁,关闭车外空气进口,即进入车内空气循环状态。(3)怠速提高电路
C路电流→熔断丝S14→空调开关A/C(E30)→温控开关F3闭合→怠速电磁阀N16→搭铁,怠速提高装置工作,提高发动机怠速转速。(4)电磁离合器电路C路电流→熔断线S14→空调开关A/C(E30)→环境温度开关F38(闭合)→温控开关F33→低压保护开关F73→电磁离合器N25→搭铁,压缩机运转,空调系统工作。(5)冷凝器风扇电动机电路空调工作时,空调继电器J23接通:A路电流→熔断丝S23→冷凝器风扇双速直流电动机V7的低压端,冷凝器风扇低速运转。
当系统压力高于1500ka时,高压保护开关F23闭合:A路电流→S23→F23→J26→风扇电动机V7高速端,冷凝器风扇高速运转。3、桑塔纳2000GSi轿车手动空调电路冷凝器风扇由温度开关和风扇控制器控制其高低速运转鼓风机由风速开关控制其转速压缩机电磁离合器分别由风扇控制器、压力开关、水温开关、蒸发器温度开关、环境温度开关等控制4、丰田轿车手动空调控制电路主要控制内容有:蒸发器温度控制、制冷循环压力控制、鼓风机转速控制、冷凝器风扇控制等。汽车空调系统2.8自动空调系统今日早知道一、概述(功用、组成、工作原理)二、自动空调的主要控制功能三、自动空调传感元件的构造与检修四、自动空调控制系统执行元件构造与检修一、概述1、功用2、组成3、工作原理4、控制过程1、自动空调的功能自动控制节能控制故障、安全报警显示故障存储①自动控制:自动调温自动调风(风速、风量)自动选择运行方式(出风位置)自动选择换气量等②节能控制:压缩机运转工况控制,换气量的最佳控制,温度变化时的换气切换、转入经济运行,根据车内外温度自动切断压缩机电源的控制。③故障与安全报警:制冷剂不足报警、制冷剂压力过高或过低报警、离合器打滑报警、各种控制器件故障报警。电控空调系统在某部位发生故障报警的同时,还可使该系统自动转入常规运行,不至于影响空调系统的工作。④显示:设定温度、车内温度、控制方式、运转状况运转时间等⑤故障存储:当空调系统发生故障时,自动存储故障代码,便于检修。2、自动空调控制系统的组成自动空调的组成:制冷系统、加热系统、通风系统、空气净化系统、控制系统自动空调控制系统的组成:传感器、空调控制器ECU、控制部件自检及报警部分
(1)传感器车内温度传感器车外温度传感器阳光传感器蒸发器温度传感器水温传感器空气质量传感器烟雾传感器各种传感器的功能(2)自动空调的主要开关信号调温开关A/C开关AUTO开关ECON开关除霜按钮内外循环按钮鼓风机调速按钮模式按钮各种开关的功能空调ECU(4)自动空调执行机构序号执行器功能1电磁离合器实现发动机与压缩机连接与切断:通则制冷,断则不制冷2调温门电动机改变调温门位置,从而改变出风口气流温度。3进气门电动机控制内外气比例门位置,从而控制进入车内内外气的比例4模式门电动机控制出风门的开启组合,实现不同的出风方式5鼓风机转速改变鼓风机转速,从而实现热量交换的速度3、自动空调的工作原理空调ECU接受人工设定数据及各种传感器传来的数据,进行存储、计算、分析、判断后,向各执行器发出相应指令,各执行器完成各自相应的工作,从而控制温度、湿度、风速、风向等参数,实现空调的制冷、制热、通风、净化、去湿、除霜等功能。4、自动空调的工作过程快速降温阶段正常温度下降维持阶段(1)快速降温阶段由于车内温度远远大于设定温度,ECU经过分析后,采取下列措施进行快速降温:①混合门处于最冷位置;②鼓风机处于高转速;③模式门处于吹脸位置;④进气门处于内循环位置。(2)正常温度下降随着时间的推移,车内温度逐渐下降,ECU经过分析判断后,采取下列措施进行车内温度正常下降阶段:①混合门越来越远离最冷位置;②鼓风机转速越来越慢;③模式门处于吹脸位置;④进气门处于内循环位置。(3)维持阶段当车内温度接近设定温度后,ECU用下列措施维持车内温度:①混合门的位置不变;②鼓风机的转速不变;③模式门处于双层通风位置;④进气门处于外循环位置。二、自动空调的主要控制功能
1、鼓风机风扇转速控制(1)“手动控制”模式(2)“自动控制”模式(1)“手动控制”模式人工选择挡位从而决定串入不同的电阻转速不同(2)“自动控制”模式按下“自动控制”开关自动控制转速等①鼓风机转速自动控制②阳光补偿③鼓风机(转速)极速控制④鼓风机起动控制⑤预冷时滞控制⑥预热时滞控制⑦鼓风机电动机最高转速延迟⑧车速补偿⑨除霜补偿⑩噪声补偿2、温度控制3、进气控制(内外循环气流控制)
手动模式时,进气门只有两种位置:内循环与外循环气流在自动模式中,进气门有三种位置:内循环、外循环、20%新鲜空气4、出风模式的控制当AUTO开关断开(即手动模式)时,ECU根据手动开关的位置,调整出风模式。模式门有五种位置:吹脸、双层、吹脚、吹脚/除霜、除霜。当AUTO开关接通时:通过调温开关(TEMP)设定好目标温度,在自动模式中,模式门一般
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