Микропроцесорное Проектирование системы климат контроля автомобиля

вентиль подобен заглушке в контуре, которая позволяет расти давлению на стороне высокого давления системы. Этот горячий, находящийся под высоким давлением, газообразный хладагент несет тепло, принятое в испарителе, а также дополнительное тепло, возникающее вследствие

увеличения давления, обеспечиваемого компрессором. В этот момент температура хладагента может достигать 54 єC (130 єF).

 

Рисунок 10. Поток хладагента

 

1 Компрессор

2 Конденсатор

3 Ресивер-осушитель

4 Терморегулирующий  вентиль

5 Испаритель

 

Циркуляция хладагента в системе кондиционирования воздуха с терморегулирующим вентилем (продолжение)

 

Циркуляция хладагента (конденсатор) Горячий, находящийся под высоким давлением газообразный хладагент (пар) из компрессора входит в конденсатор под высоким давлением, равным приблизительно 1 206 кПа (175 psi), также поднимая температуру кипения хладагента. Кроме того, разница между температурой наружного воздуха и температурой хладагента также велика, поэтому хладагент быстро отдает тепло воздуху, проходящему над поверхностью конденсатора. Горячий газ при температуре приблизительно 54 єC (130 єF) быстро охлаждается ниже своей высокой температуры кипения. Когда пар конденсируется, переходя в жидкую форму, он высвобождает большое количество тепла или скрытой теплоты конденсации. Воздушный поток через конденсатор уменьшается, когда автомобиль неподвижен или находится в движении по городскому циклу ("остановка-трогание"). Чтобы компенсировать это, большинство систем A/C имеют электрический вентилятор, позволяющий, когда необходимо, подавать дополнительный поток воздуха.

Рисунок 11. Поток хладагента

 

1 Компрессор

2 Конденсатор

3 Ресивер-осушитель

4 Терморегулирующий  вентиль

5 Испаритель

 

Циркуляция хладагента (ресивер-осушитель)

 

После прохождения через ресивер-осушитель, который удаляет влагу и загрязняющие примеси, хладагент затем входит в терморегулирующий вентиль. Терморегулирующий вентиль ограничивает расход хладагента, позволяя проходить через него к испарителю только малому количеству. Давление хладагента на стороне высокого давления терморегулирующего вентиля может достигать 1 723 кПа (250 psi) или больше. Терморегулирующий вентиль уменьшает это давление приблизительно до 206 кПа (30 psi) на стороне низкого давления. При этом низком давлении температура жидкого хладагента падает от приблизительно 54 єC (130 єF) до приблизительно -1 єC (30 єF), и уменьшается его температура кипения. Когда хладагент проходит через терморегулирующий вентиль, он распыляется или превращается в мелкие частицы, капельный туман. Этот процесс увеличивает площадь поверхности хладагента и поэтому он легко поглощает тепло, когда проходит через испаритель.

 

Рисунок 12. Поток хладагента

1 Компрессор

2 Конденсатор

3 Ресивер-осушитель

4 Терморегулирующий  вентиль

5 Испаритель

 

 

 

 

 

 

 

 

Циркуляция хладагента в системе кондиционирования воздуха с терморегулирующим вентилем (продолжение).

 

Циркуляция хладагента (испаритель) Когда хладагент входит в испаритель, он представляет собой холодный, находящийся под низким давлением капельный туман. При этой низкой температуре (приблизительно -1 єC (30 єF)) хладагент легко забирает тепло из салона автомобиля. Электрический вентилятор обдува прогоняет теплый воздух салона через испаритель, где воздух отдает свое тепло и возвращается в салон автомобиля уже охлажденным. Т.к. температура кипения хладагента ниже, он быстро превращается в газ, что позволяет ему запасать большее количество тепла в качестве скрытой теплоты парообразования. После принятия тепла в испарителе, газообразный хладагент втягивается в впускной порт компрессора, где он начинает новый цикл.

 

Рисунок 13. Поток хладагента

 

1 Компрессор

2 Конденсатор

3 Ресивер-осушитель

4 Терморегулирующий  вентиль

5 Испаритель

 

 

 

 

 

 

 

 

Система с капиллярной трубкой постоянного сечения

 

Система с капиллярной трубкой постоянного сечения аналогична системе с терморегулирующим вентилем. Однако, т.к. капиллярная трубка имеет отверстие с фиксированным диаметром, трубка должна заполнять испаритель, чтобы правильно работать при всех условиях. Когда хладагент проходит через испаритель, большая его часть переходит в газообразную форму и затем идет к аккумулятору-осушителю. Аккумулятор-осушитель заменяет ресивер-осушитель, используемый в системе с терморегулирующим вентилем. Аккумулятор-осушитель отделяет жидкий хладагент от газообразного хладагента и удаляет влагу и загрязняющие примеси. Он предотвращает возвращение жидкого хладагента в компрессор и позволяет выдерживать более высокие тепловые нагрузки, удерживая остающуюся жидкость.

 

 

 

Рисунок.14 Элементы системы с капиллярной трубкой

постоянного сечения

 

1 Компрессор

2 Конденсатор

3 Аккумулятор-осушитель

4 Капиллярная  трубка постоянного сечения

5 Испаритель

 

 

 

 

 

 

Система отопления

 

 

Рисунок.15 Элементы системы отопления

 

1 Сердцевина  отопителя

2 Радиатор

3 Двигатель  пластинами.

 

Система отопления работает вместе с системой охлаждения двигателя, чтобы отдавать теплоту двигателя салону автомобиля. Главные элементы системы отопления - это двигатель, шланги отопителя, сердцевина отопителя, электрический вентилятор обдува и устройство выключения подачи тепла. Горячая охлаждающая жидкость двигателя перемещается насосом охлаждающей жидкости по шлангам отопителя к сердцевине отопителя. Сердцевина отопителя подобна радиатору двигателя. Сердцевина отопителя подобно испарителю A/C имеет трубки с пластинами. Сердцевины отопителя обычно устанавливаются в тандеме рядом с испарителями A/C и используют тот же самый электровентилятор и систему распределения воздуха. Тепло от охлаждающей жидкости передается воздуху, прогоняемому через отопитель электровентилятором обдува. Нагретый воздух затем распространяется по автомобилю системой распределения воздуха.

 

 

 

 

 

 

Система распределения воздуха

 

HVAC - это объединенный блок, предназначенный для отопления и кондиционирования воздуха. Система отопления и A/C, управляя температурой и влажностью, создает желаемую зону комфорта в салоне автомобиля. При изменении погодных условий система должна производить изменения в температуре и желательном направлении воздушного потока из вентиляционных дефлекторов на панели приборов. Оператор может выбирать отопление или охлаждение и направлять этот воздух к вентиляционным дефлекторам панели приборов, используя температурные смесительные заслонки, заслонки свежего воздуха и заслонки вентиляционных дефлекторов/ заслонки на уровне лица, расположенные за панелью приборов.

Рисунок.16 Распределение воздуха

1 Антиобледенение

2 Вентиляционные  дефлекторы на уровне лица

2 Вентиляционные  дефлекторы на уровне пола

 

Система вентиляции

 

 

 

 

Рисунок.17 Система вентиляции

 

Воздушный поток системы вентиляции автомобиля Система вентиляции подает свежий воздух в салон автомобиля. Воздух, входящий в соответствующем месте в передней части автомобиля, прогоняется через салон автомобиля и выходит наружу через выпускные отверстия в проемах дверей или через другие выпускные отверстия. Система вентиляции имеет определенные органы управления, позволяющие воздуху проходить или не проходить через автомобиль в зависимости от настройки системы распределения воздуха. Система вентиляции использует систему HVAC для подачи вентилируемого воздуха в салон автомобиля. В некоторых автомобилях для удаления пыли и пыльцы со стороны воздухозабора системы вентиляции используется воздушный фильтр.

 

Система вентиляции с распределением воздуха

 

Вентилятор обдува прогоняет воздух через заслонку свежего/ рециркулируемого воздуха. В зависимости от параметров настройки системы распределения воздуха, вентилятор прогоняет воздух через испаритель для обеспечения охлаждения, отопления или комбинации обоих процессов. Вентилятор обдува имеет регулировку скорости для управления скоростью воздушного

потока.

 

Рисунок.18 Работа вентилятора обдува

 

1 Сердцевина  отопителя

2 Испаритель

3 Вентилятор  обдува

 

 

 

 

Заслонка свежего/ рециркулируемого воздуха Воздух сначала входит в систему через заслонку свежего/ рециркулируемого воздуха. Система втягивает наружный воздух в систему распределения воздуха или за счет скоростного напора при движении автомобиля или с помощью вентилятора. При нормальной работе выбор подачи свежего воздуха обеспечивает подачу свежего воздуха к испарителю A/C и сердцевине отопителя. Если оператор выбирает рециркуляцию воздуха, находящегося внутри автомобиля, заслонка свежего воздуха закрывает канал поступления свежего воздуха, и обеспечивается рециркуляция холодного, осушенного воздуха или нагретого воздуха из системы HVAC.

Рисунок.19 Элементы управления заслонкой

 

1 Сердцевина  отопителя

2 Испаритель

3 Заслонка  свежего/ рециркулируемого воздуха

4 Заслонка  свежего воздуха

5 Управление  рециркуляцией воздуха

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Температурная смесительная заслонка

 

Температурная смесительная заслонка управляет воздушным потоком, идущим к испарителю и сердцевине отопителя. Когда система настроена в положение охлаждения, температурная смесительная заслонка блокирует весь воздушный поток, идущий к сердцевине отопителя. Когда заслонка частично открыта, воздух, выпускаемый в салон автомобиля, представляет собой комбинацию нагретого воздуха, ненагретого воздуха и охлажденного воздуха.

 

Рисунок.20 Работа температурной смесительной заслонки

 

1 Сердцевина  отопителя

2 Испаритель

3 Температурная  смесительная заслонка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заслонка антиобледенения

 

Заслонка антиобледенения направляет весь воздушный поток к лобовому стеклу. Когда оператор выбирает положение антиобледенения, заслонка, блокирующая каналы антиоледенения, открывается, а другие заслонки для на уровне пола и верхних вентиляционных дефлекторов закрываются. Эта настройка обеспечивает максимальный воздушный поток к зоне лобового стекла.

 

 

Рисунок.21 Работа заслонки антиобледенения

 

1 Вентиляционные  заслонки закрыты

2 Сердцевина  отопителя

3 Испаритель

4 Заслонка  антиобледенения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Система вентиляции с распределением воздуха (продолжение)

 

Заслонки отопления/ вентиляции на уровне лица Заслонки вентиляционных дефлекторов на уровне лица направляют воздух или к вентиляционным дефлекторам на уровне пола или к верхним вентиляционным дефлекторам. Если оператор выбирает положение вентиляции/ отопления по нескольким уровням, воздушный поток идет к обоим комплектам вентиляционных дефлекторов.

 

 

Рисунок.22 Работа заслонок вентиляционных дефлекторов на уровне лица

 

1 Заслонки  вентиляционных дефлекторов

2 Сердцевина  отопителя

3 Испаритель

4 Заслонка  антиобледения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Органы управления распределением воздуха

 

 

Рисунок.23 Тросовое управление заслонками

 

1 Привод  заслонки вентиляционных дефлекторов на уровне пола/ антиобледенения

2 Трос выбора  режимов

3 Температурный  трос

4 Заслонки  вентиляционных дефлекторов на уровне пола/ антиобледенения

5 Органы  управления на панели приборов Заслонки распределения воздуха могут управляться, используя стальные или проволочные тросы, вакуум от двигателя или электрический привод.

 

Органы управления распределением воздуха (продолжение)

 

Органы управления заслонками системы распределения воздуха тросового типа. Наиболее распространенной формой управления заслонкой распределения воздуха является трос. В этом типе управления используется рычаг или рукоятка, которая поворачивается в центре и имеет с одного конца подсоединенный трос. Когда рычаг или рукоятка перемещается, трос тянет или толкает рычаг, который связывается с управляемой заслонкой. Этот тип органа управления может использоваться на любой из распределительных заслонок. Органы управления заслонками системы распределения воздуха с вакуумным двигателем

 

Вакуумные двигатели также управляются за счет изменения положения рукояток или рычагов. Когда рычаг или рукоятка нажимается или вытягивается, вакуум может проходить, преодолевая усилие резиновой диафрагмы внутри вакуумного двигателя. При наличии вакуума с одной стороны резиновой диафрагмы и атмосферного давления с противоположной стороны диафрагма воздействует на шток, присоединенный к ней, и открывает или закрывает заслонку распределения воздуха.

Рисунок.24 Органы управления вакуумной системы

 

1 Вакуумная  магистраль

2 Вакуумный  двигатель

3 Заслонка  воздуховода впуска воздуха

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Электронные органы управления исполнительными устройствами, органы управления заслонками системы распределения воздуха.

 

Электронные исполнительные устройства обеспечивают точное перемещение органов управления заслонками распределения воздуха и могут обеспечивать обратную связь с компьютером, управляющим ими. Для активизации электронных исполнительных устройств заслонок могут использоваться кнопки, рычаги или рукоятки.

 

 

Рисунок.25 Электронные органы управления заслонками

 

1 Электродвигатель исполнительного  устройства

заслонки с электронным управлением

2 Шарнир температурной смесительной  заслонки

3 Рычаг исполнительного устройства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Электрическая система управления