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汽车驾驶室温度环境控制系统的基本原理

作者: 时间:2013-08-29 来源:网络 收藏

因为热量总是从热处流向冷处,所以制冷剂必须比外界空气热很多才能带走系统中的热量。当制冷剂在压缩机中流动时,它还会带走压缩机的热量、电机绕组热量、机械摩擦和抽吸管线中吸收的其他热量。空调压缩机的另一个主要任务是在系统中生成制冷剂流。

由压缩机执行的任务有:

1. 过热化
2. 带走潜在热量(冷凝)
3. 带走更多可感应热量(过冷)
4. 生成制冷剂流

冷凝器

热高压蒸汽接下来将进入冷凝螺旋管。冷凝器就像是蒸发器,是一个热交换器。在冷凝螺旋管内部,制冷剂从螺旋管的顶部向底部流动。

因为制冷剂的温度比环境温度高很多,它将在穿过螺旋管时冷却。当超热制冷剂到达较低的第三个螺旋管时,它足够冷却至变回液态。该流程被称为子冷却。

当制冷剂通过释放热量冷凝为液体时,铜管外部的温度变得非常高,在鼓风机/散热风扇的帮助下热量被吹出系统。在模型车辆中,这种加热后的空气成为较冷气候条件下的热风来源。

为提高效率,冷凝器的放置位置也非常重要,因为它非常热,所以需要裸露最大的表面积确保以更快的速度制冷。

接收器/干燥器

接收器/干燥器位于系统的高压部分,通常位于冷凝器出口与膨胀阀入口之间的管道中,但是有一些可能直接与冷凝器连接。

接收器/干燥器提供三个非常重要的功能:

1. 在冷却需求较低期间,它们作为额外制冷剂的存储容器。这是接收器/干燥器的“接收器”功能。
2. 它们包含一个可以在A/C系统内部捕获污染物的过滤器。
3. 干燥器/接收器包含一种称为干燥剂的材料,用于吸收在制造、装配或服务期间在A/C系统中可能产生的湿气(水)。这是干燥器/接收器的“干燥器”功能。

膨胀设备

需要膨胀设备生成液体制冷剂的压力差,以便使其沸腾为气体。膨胀设备通过限制系统周围制冷剂的流动造成压力下降。

减慢制冷剂的流动速度将导致压缩机将系统的一侧部分抽空。该低压空隙成为系统的“吸力侧”或“低侧”。

自动

自动能够监控和控制特定空间的温度,无需手动干预。车上乘客指定所需的驾驶室温度和湿度。通过系统输入这些值,该系统通过电子方式控制温度和湿度,并保持用户指定的值。无需打开/关闭AC或滑动冷热控制开关的人工操作便可以调节驾驶室温度。

自动温度环境控制机制需要在驾驶室中放置温度和湿度传感器。这些传感器自动读取该区域内的温度和湿度值,并将其馈送至微控制器(MCU)。然后,MCU会将这些读数与用户定义的设置进行比较,相应地调节冷/热(参见图3)。

有时,车上所有成员只好协商一个温度设置——一些人可能感到冷,而其他人可能感到热。车载自动温度环境控制的技术革新已发展为分区温度环境控制。采用这种实施方法,每名成员都可以调节他/她乘坐区域的温度。

已定义区域中的每个区域都具有一个单独的温度传感器,可读取指定区域的当前温度。每个温度传感器数据都会与为特定区域设定的温度进行比较,并进行相应的制冷或加热操作。

自动温度环境控制系统还包括一个调节车厢内整个空气系统的计算机。通过它可以调节风扇速度、空调压缩机开启和吸入车厢内的总体空气温度。通常,这些进程会被整合至当代汽车的整个计算机系统中。


图3:在一个自动温度环境控制系统中,MCU会将车厢内温度和湿度传感器的数据不断与用户定义的设置进行比较,然后相应地调节冷/热(参见图3)。
Humidity Sensor:湿度传感器
Multiple Cabin Temperature Sensors:多舱温度传感器
External Temperature Sensor:外部温度传感器
User Temperature and Humidity Settings:用户温度和湿度设置
Current Drivers:电流驱动器
Climate Control:气候控制
Air Conditioning Unit:空调机组
Flap control actuators:风门控制执行器
HVAC Unit:HVAC控制单元

每个制造商都有为每个乘客提供完美的温度环境的独特方法;但是,它们都依赖于特定的类似组件,例如驾驶员HVAC控制单元中的额外控制、后排座椅区域中的额外HVAC控制单元、每个区域的独立温度传感器、许多额外的隐藏管道用于在需要时传送空气,以及许多额外的通风口——很多很多额外通风口。例如Lexus LX570有28个通风口。


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