汽车空调的温度控制Last revision on 21 December 2020
专业理论课电子教案模板专业名称汽修
课程名称汽车空调检修
授课教师张建强
班级 15汽车1、2班
教研组长董秀娇
第六章汽车空调控制系统及配风方式6.1 手动调节的汽车空调系统 目前，大多数中级轿车都采用手动调节的汽车空调系统。该系统是依靠驾驶员拨动控制板上的各种功能键实现对温度、通风机构和风向、风速的控制。下面以国产BJ202l型汽车为例介绍手动调节的汽车空调系统。 6.1.1空调控制板 空调控制板安装在驾驶室前壁，由驾驶员操纵。板面布局如图5-1所示。 空调控制板上设有三个控制开关，分别是风机开关、空调方式选择开关和温度选择开关。 1．风机开关 风机开关设有四个不同的转速挡位，以控制风机四种不同的转速。风机为一直流电动机，其转速的改变是通过调整串入风机电路的电阻来实现的。 风机调速电阻安装在风机罩的左前方，裸露在风道内，与它串联的还有一个限温开关，当温度超过某一值时，开关断开。风机调速电阻如图5-2所示。 风机除在停用状态不工作外，在制冷、取暖及通风状态下均可工作。 2．空调方式选择开关 空调方式选择开关用于确定空调系统的功能，即要求空调是制冷、取暖、通风还是除霜。通过驾驶员拨动开关可处在七个不同的位置：0FF－停止位置；MAX
－最冷位置；NORM－中冷位置；BILEVEL－微冷位置；HEAT－取暖位置；VENT －通风位置；－除霜位置。另外，在控制板的后面，设有真空控制开关。当驾驶员操纵空调方式选择开关时，真空控制开关随之联动，通过改变真空通路控制真空驱动器来调节各风门的状态及热水阀的开度。 3．温度选择开关 温度选择开关是控制温度门的开关，用钢丝和温度门连接。温度选择当开关处于左半区(称之为冷风区)时，温度门关死通向加热器的风道，出来的空气是未经加热的空气。当开关处于右半区(称之为热风区)时，温度门打开通向加热器的风道，送入车内的空气是经过除湿后的暖空气。温度选择开关可在左右两半区无级连续调节，可停在任意位置，对应温度门也有确定的位置。 6.1.2真空系统执行元件 汽车空调系统的风门及热水阀一般都是由真空系统通过真空执行元件来进行控制。采用的执行元件有真空罐和真空驱动器。 1．真空罐 真空系统的真空源是来自发动机的进气歧管。随发动机的运行工况不同，进气歧管的真空度也相应不同。当怠速时，真空度最大；而上坡最大转矩时，真空度最小。其真空的绝对压力在10lPa～33.7kPa之 间变化。真空度的这种变化，将会影响真空系统 的调控工作。所以设定一个真空罐，其主要作用 是向系统提供稳定的真空压力，其次是储存真空， 使真空系统即使在发动机停止运行时，仍能保持 一定的真空度。 真空罐的构造如图5-3所示。由真空罐和真 空保持器两部分组成。真空罐是一个金属罐，里 面安装一个真空保持器。其工作原理如下所述。 真空罐7内的空心膜阀9和膜片6，将真空 罐分成三个腔室，中腔与发动机进气歧管相联， 右腔与真空执行系统相联，左腔与真空罐内腔相 连。当发动机的真空度较高时，将膜片6推开。由于发动机的真空度大于真空罐，空心膜阀9膨胀开时，气孔4被打开，则真空系统成一开口通路，真空度提高。当发动机进气歧管的真空度比真空罐的真空度小时，空心膜阀9外面压力将其压扁，封闭气孔4，保持罐内真空度。同时膜片6右移，封闭发动机歧管接口2，将真空系统和真空源分开，保持真空系统和真空罐的真空度，并保持真空系统原
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/535087240.html, 关于汽车空调系统的温度控制 作者：秦福新 来源：《汽车博览·科研上旬刊》2019年第01期 摘要：近年来私家车数量呈迅猛增长的态势，在人们使用私家车过程中，对车辆的舒适性有了更高的要求。不仅要求汽车自身要具有较好的性能，而且需要汽车空调系统温度控制要能够更好的满足车内舒适度的要求。因此需要保证汽车蒸发器温度传感器位于适宜的位置，这样才能有效的提高汽车空间系统温度的有效控制，确保汽车空调系统处于良好的运行状态。文中从汽车空调系统温度控制概述入手，对汽车空调蒸发器结霜问题原因进行了分析，并进一步对汽车空调温度传感器位置以及参数确定进行了具体阐述。 关键词：汽车空调系统;温度控制;空调蒸发器;结霜;温度传感器;参数 在当前汽车中，空调作为最基本的配置之一，当前人们对汽车舒适度要求不断提升，这 也使在汽车选购时人们更重视车内的空调系统，需要汽车空调机温度控制能够满足车内舒适度的要求，及时除去挡风玻璃上的雨、雪等，为驾驶人员打造一个安全的驾驶环境。1汽车空调系统温度控制概述通过利用汽车空调温度控制，可以有效的提高乘车的舒适性。在应用汽车空调系统温度控制过程中，需要将温度控制器安装在汽车内部，这种温度控制器也叫恒温度或是温度开关，主要以机械式和电子式温度控制器为主，多会安装在汽车蒸气器的出口处，以此来感应汽车运行中的温度，从而传递给汽车空调系统，以此来实现对汽车内部温度的有效控制，保证汽车内部具有较好的舒适性。 电子式温度控制器是一种利用电阻感温来对温度测量的设备，电子式温度控制器中多会 采用铂金丝、铜丝和钨丝来作为测温电阻的主要材料，而且电子式温度控制器体积较小，在运行过程中具有较高的稳定性，能够有效的保证汽车空调系统的舒适度达到预期的效果，对提高汽车空调系统运行的稳定性具有非常重要的意义。 1. 分析汽车空调蒸发器结霜问题的原因 通常情况下，在零摄氏度环境下，水蒸气会开始凝结，并随着温度的持续降低而由凝结 的霜开始变为固体冰。因此在汽车空调蒸发器出现结霜现象时，多是由于其长时间的处于零摄氏度的环境中，从而导致蒸发器表面结霜。 1.1 温度传感器位置布置不合理对结霜的影响 在实际运行中，蒸发器表面温度低于设定的最低温度值时，温度传感器则会控制压缩机 停止运行，反之则会控制压缩机开始工作。通过压缩机停止运行和开始运行的循环控制，从而实现对蒸发器温度的有效控制。但在实际情况中，蒸发器会受到自身结构影响，其表面温度无
汽车自动空调系统 1．汽车自动空调系统构成 汽车空调系统是由HVAC总成、空调压缩机总成、冷凝器-干燥储液瓶总成、蒸发器-压缩机管路总成、压缩机-冷凝器管路总成、干燥器-蒸发器管路总成、进风滤清器总成、空调控制面板总成。
前窗除雾器出风口 中央出风口 汽车空调系统的自动控制装置是由室温度传感器、室外温度传感器、水温传感器、传感器、车速传感器、雨水传感器、温度调节执行器、外循环调节执行器、风向调节执行器、风机调速的功率模块、风机高速继电器、VFD显示、控制面板组成。 2．自动控制系统原理 工作原理：
各个传感器感知到外界的变化，并转换成电信号，输入给中央控制器，经过中央控制器中微处理器的综合计算后输出指令，指挥执行器的输出运动，调节各个出风口风门的开度和风向，调节冷、热量的混合比例，达到调节车空气温度的目的。VFD真空显示屏，显示微处理器输出各种指令的图案让驾乘人员了解空调系统工作状况，车空气温度。 3．自动控制系统主要零部件 控制面板：
室温度传感器： 安装在驾驶员前侧下端的室温度传感器，由NTC热敏电阻构成，通过传感器输入口，吸入车空气温度。温度变化转化成电阻电压的变化，输入给中央控制器，通过计算转换成温度变化显示在VFD的显示屏上。 室外温度传感器： 安装在车体前部的室外温度传感器，由NTC热敏电阻构成，感知车外的空气温度变化，将温度变化转化成电阻电压的变化，输入给中央控制器，通过计算转换成温度变化可显示在VFD的显示屏上。
水温传感器： 安装在HVAC暖水箱上的水温传感器，由NTC热敏电阻构成，感知水箱里水温变化，将温度变化转化成电阻电压的变化，输入给中央控制器，进行综合计算统一处理。 以上三种传感器的电器原理如下：
汽车空调温度控制系统工作原理 随着无线通信、信息传感技术的迅猛发展和日渐成熟，通过信息传感设备和网络将物品联接成物联网，以实现物品的自动识别、定位、跟踪、监控和管理为目标的服务已成为可能。物联网技术在国民经济中的应用越来越广泛，近年来引起学术界和工业界的广泛重视，目前已成为全球的热点问题，许多国家都将物联网的发展提高到国家级的战略高度，本文就是从物联网的角度出发提出一种以GSM 无线网络为基础，通过温度传感器，将用户手机、汽车空调组合成一个小型物联网的应用设计。现代汽车中的空调一般是利用手工进行控制的，空调只有等到司机进入驾驶室才能开启或关闭，这就使得在炎热的夏天或寒冷的冬天，刚进入车内时由于空调没有开启，人会感觉到异常的燥热或寒冷，因此设计和制造出能监控车内温度并根据监测到的温度情况来进行提前远程控制开启车内空调系统的设备便提到人们日常生活的议事日程上来，本设计就是为满足这一要求而提出来的。 1 系统的组成和工作原理系统是由两大部分组成，一部分是由STC89C52RC单片机为中心的温度采集和继电器控制部分，另一部分是以GSM 移动通信网、TC35I 和用户手机组成的数据的远程传输部分。系统的组成框图见图1 所示。图1 系统组成方框图系统的工作原理是：用户通过手机发一条温度查询指令，指令以短消息的方式通过GSM 短信息服务中心发送到安装在车内的TC35I，模块接收到指令后通过串口把指令传送到STC89C52RC 单片机，单片机启动DS18B20 采集车内温度信息，再通过单片机和TC35I 把采集到的温度信息通过GSM 短信息服务中心传回到用户手机上，如果车内温度过高或过低，则用户可通过指令控制车内继电器开关来开启车内空调从而达到致冷或致热的效果。 2 系统的硬件设计系统的硬件设计部分包括微控制器模块、DS18B20温度采集模块、继电路开关控制模块、电源模块和TC35I 模块。2.1 微控制器模块微控制器模块主要完成温度的采集、继电器开关的控制及和TC35I 的串口通信等。考虑到模块的驱动能力、功耗及性价比等因素，系统采用宏晶公司的STC89C52RC 芯片，该款芯片具有功耗低、控制和抗干扰能力强、性价比高的优点。微控制器具有8 KB 的FlashROM 存储器，512 B 的RAM 和2 KB 的EEPROM 存储器，内部还集成了看门狗电路和UART，具有在系统编程和在应用编程的功能，无需专门的仿真器和编程器，因此选用该款控制器可以为本系统的设计带来很大的便利。2.2 温度采集模块系统中的温度采集模块采用DALLAS 公司生产的高精度、高可靠性的DS18B20 温度传感器，它具有体积小、硬件开销低、抗干扰能力强、精度高的特点，采用单总线数据通信，全数字温度转换及输出，最高12 位分辨率，精度可达±0.5℃，检测温度范围为-55℃~+125℃，因此它能满足本系统的设计要求。DS18B20 与微控制器的连接电路见图2 所示。图2 STC89C52RC 微控制器模块和DS18B20 的连接电路图2. 3 继电器开关控制模块继电器开关模块由TLP521 - 4 、ULN2803 和SRD -12VDC 及三极管构成，由微控制器输出的信号经过三极管构成的开关电路送往TLP521 -4 光耦芯片再通过ULN2803 达林顿管的放大后用来驱动SRD-12DC 继电器，进而达到控制空调的各种开关的作用，继电器开关控制模块与微控制器的电路连接图。图3 继电器控制模块电路图2.4 TC35I 模块TC35I 模块是Simens 推出的一款双频900/1800 MHz高度集成的GSM 模块。它设计小巧、功耗很低，可以为很多通信应用提供经济高效的解决方案。它支持EGS900 和GSM1800 双频，数据传输的内容支持语音、数据、短消息和传真服务，通信接口采用RS232（指令和数据的双向传送），供电电源采用单电源3.3 V~5. 5 V 的电压，适用的范围包括：便携电脑的低功耗通信设备、遥测遥感、远程信息处理和通信等工业领域。本系统中TC35I 与微控制器的电路连接图。图4 TC35I 模块电路连接图2.5 电源模块系统电源模块采用了LM78L05 和LM2941S 两芯片将外部12 V 的直流供电电压转换为系统所需要的5 V和4.2 V 的电压，电源连接电路图。图5 电源连接电路图3 系统的软件设计系统的软件模块部分主要包括GSM 通信模块、DS18B20 温度采集模块和继电器开关控制
科技专论 292 汽车空调系统的温度控制 【摘要】随着人们生活水平的不断提高，私家车的数量不断增加，在此基础上，人们对汽车的舒适度要求也越来越高。除了汽车自身的性能外，空调系统温度的控制也与车内舒适度存在直接关系。其中，蒸发器温度传感器的位置的选择是否恰当，对整体温度的控制水平及空调系统的运行会产生极大影响。本文对温度传感器安装位置对汽车空调系统温度控制产生的影响进行了分析，并提出了优化措施。 【关键词】汽车空调系统；温度控制；结霜；感温元件 1、汽车空调系统温度控制概述 随着近年来社会的飞速发展，私家车越来越普遍，而人们对汽车舒适度的要求也越来越高，汽车内部的舒适度在很大程度上取决于汽车空调系统温度控制的作用。汽车空调系统温度控制是通过汽车所安装的温度控制器进行实现的。温度控制器又被称为恒温器、温度开关等，通常被安装在蒸发器的出口处。空调负荷会随着汽车内外的环境及温度变化而发生变化，因此，汽车空调的控制室具有特别意义的，也是十分重要的。汽车空调温度控制器从大方向可以分为机械式温度控制器和电子式温度控制器两类。 1.1机械式温度控制器 机械式温度控制器又被成为手动温度控制器，机械式温度控制器主要包括感温系统、调节装置及触电开关三个部分。机械式温度控制器的优点是工作可靠、寿命长、造价便宜，而且受到汽车振动的影响较小。但是机械式温度控制器对温度控制的精度不高，通常用于低端汽车空调系统的温度控制中。机械式温度控制器主要通过调节凸轮的位置及调节弹簧的作用力来实现对温度的控制。 1.2电子式温度控制器 电子式温度控制器一般采用电阻感温的方法来测量温度，测温电阻通常选择铂金丝、铜丝、钨丝等作为主要材料。电子式温度控制器体积较小，且其对温度控制的稳定性较高，能够极大提高空调舒适度，同时能够极大程度保证空调系统的稳定运行。目前，一般家用汽车中所使用的温度控制器都是电子式的。 2、汽车空调蒸发器结霜问题原因分析 在通常情况下，空气中的水蒸气随着温度的降低会逐渐饱和并液化，当温度低于0℃时，水蒸气会凝结成霜。汽车空调蒸发器及低压管路如果长时间处于0℃的环境下，其表面就会发生结霜现象。汽车空调蒸发器发生结霜现象的主要原因是由以下几个方面引起的：温度传感器的位置布置不合理；通风量不足导致蒸发器无法充分换热；空调制冷量过大。其中，温度传感器位置布置不合理是比较常见的一种原因。 2.1温度传感器位置布置不合理对结霜的影响汽车空调系统中，通常会在蒸发器表面设置温度传感器，通过温度传感器所反馈的蒸发器温度实现对压缩机的开关控制。当蒸发器表面温度低于多设定的最低温度限值时，控制压缩机停止运行，当蒸发器表面温度高于的设定最高温度限值时，压缩机开始工作。通过实现对压缩机不断停止和运行的循环控制，实现控制蒸发器温度的目的。但是，蒸发器受到自身结构的影响，其表面温度并非一个十分均与的温度场，而各个区域的温度分布差异较大。如果温度传感器布置在其中温度较高的区域内，就可能导致因感应温度过高，导致部分低温区域发生结霜现象。 2.2风量湿度对结霜的影响相关试验研究表面，风量及空气适度对蒸发器表面结霜也会产生一定影响。在相对湿度较低时，风量的大小与蒸发器结霜量成正比；但是当相对湿度较大时，随着风量的增加，蒸发器表面的结霜速度会呈现增加状态，但是当风量达到一定程度时，蒸发器表面的结霜速度会随之降低。从这里也可以看出，当空气湿度较大，且风量较小时，蒸发器表面十分容易发生结霜现象。 2.3系统制冷程度对结霜的影响 在汽车空调系统中，压缩机是由汽车发动机进行驱动的。因此，其性能受发动机转速影响。当发动机转速提高时，在相同条件下，压缩机的制冷量也会随之增加。在这种情况下，当压缩机的制冷量超过蒸发器的最大换热量时，蒸发器表面就会因为无法充分换热而发生结霜现象。 3、汽车空调温度传感器位置设置及控制参数确定 汽车空调系统的制冷效果本来应该带给驾乘人员清凉舒适的感觉，但是在空调系统运行一段时间后，常常会因为各种原因的影响导致空调系统蒸发器表面发生结霜想象，此时会导致压缩机停止运转，影响空调系统的制冷效果。汽车空调系统温度传感器位置的设定及控制参数的设定对于车内环境的舒适度及空调系统工作的稳定性会产生极大的影响。 3.1温度传感器位置的选择 汽车空调系统的温度传感器位置的确定十分重要。因为空调压缩机的开闭控制主要依靠传感器所测量的温度进行确定，如果其温度设置不合理，就可能导致蒸发器发生大面积结霜，同时还会影响整个空调系统的正常运行。温度传感器的位置应该选择蒸发器出风面温度湿度最低的位置，这样才能保证对蒸发器表面是否发生结霜以及其具体可能的结霜程度的准确判断。温度传感器的准确位置需要满足以下两个要求，温度传感器不能对蒸发器出风口的流场产生影响，同时能够获取出风口温度分布的全部信息。根据这些要求，首先采用铂电阻或热电偶测量蒸发器的出风口温度分布，并选择温度相对较低的几个位置，然后选择其中较为合理的位置设置温度传感器。 3.2温度控制参数的确定在汽车空调系统中，需要利用根据传感器温度设置具体的压缩机控制参数。通过该参数实现对压缩机的停止及运行操作。该参数的选择对车内舒适度具有较大的影响。通常情况下，1.5℃是空调制冷量及风量的突发转折点，因此，可以将控制参数设置为传感器温度1.5℃时，压缩机停止运行。另外，根据研究发现，出风口的平均温度在10℃左右时，能够满足车内的舒适度要求，而此时的传感器温度为 4.5℃，因此可以将控制参数设置为传感器温度大于或等于4.5℃时，开启压缩机运行。 4、结论 在汽车空调温度控制中，温度传感器位置的合理设置及控制参数的合理确定能够有效提高汽车整体驾乘舒适度，保证汽车空调系统的稳定运行具有重要意义。随着现代智能化控制技术的发展，自动控制技术也逐渐应用到汽车空调系统温度控制中，这在一定程度上促进了汽车空调温度控制准确度和稳定性的提高，也促进了汽车产业的积极发展。 刘洪辉 上海新力机器厂 201112 参考文献 [1]李竣.基于模糊控制的轿车空调温度控制系统研究[J].测控技术,2011,(11). [2]柳春婷.汽车空调车室环境研究现状及前景[J].制冷空调与电力机械,2009,(6). [3]仲华.轿车空调蒸发器除霜实验研究[J].流体机械,2001,29(1).