Системы управления кузова

Автомобильные кондиционеры

Автомобильные кондиционеры предназначены для создания комфортных условий в салоне автомобиля в течение всех четырех сезонов года. Это достигается путем подогрева и охлаждения воздуха, удаления из него влаги за счет переключения воздушного потока, проходящего через теплообменники нагревателей и охладителей, размещенных в едином корпусе. Естественно, что для этого требуется более высокий уровень управления, чем в системах с независимым подогревом и охлаждением.

Появились кондиционеры, которые автоматически поддерживают заданную температуру в салоне. Они регулируют температуру и воздухообмен на основе данных о внешней температуре, интенсивности солнечного излучения и температуре воздуха в салоне. Сложность системы управления в таких конди­ционерах гораздо выше, чем в бытовых.

Структура системы

Существует много различных типов автомобильных кондиционеров, однако здесь мы рассмотрим лишь автоматическую систему кондиционирования, структура которой показана на рисунке 13.1.

При включении режима стабилизации температуры с помощью выключателя установки температуры в ЭБУ поступают сигналы от датчиков температуры воздуха в салоне, внешней температуры, интенсивности солнечного излучения и температуры охлаждающей жидкости двигателя.

На основе этих данных ЭБУ вычисляет необходимую температуру выпускаемого воздуха и управляет степенью открытия заслонки воздушного смесителя и водяного клапана, а также подключением впускного и выпускного отверстий. Это позволяет поддерживать заданную температуру салона.

D1 - датчик температуры воздуха в салоне; D2 - датчик интенсивности солнечного излучения; D3 - датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя; D4 - датчик температуры воздуха вне салона; D5 - датчик температуры испарителя; S1 - выключатель установки температуры; S2 - переключатель режима

Рис. 13.1 Система автоматического кондиционирования

Регулирование температуры осуществляется следующим образом.

Прежде всего, происходит переключение впускного отверстия на поступление воздуха из атмосферы или из салона, затем одновременно с охлаждением этого воздуха в теплообменнике при помощи охладителя (испарителя) происходит конденсация и удаление из него влаги.

Охлажденный и обезвоженный воздух частично (в зависимости от степени открытия заслонки воздушного смесителя) вновь нагревается, проходя через нагреватель, а частично в охлажденном виде, минуя нагреватель, поступает в камеру смесителя.

Подогретый и охлажденный потоки, смешиваясь в камере смесителя, приобретают соответствующую температуру и поступают через выпускное отверстие в салон, устанавливая заданную температуру.

Обычно в автоматических кондиционерах применяют следующие виды управления в зависимости от условий внутри и вне автомобиля:

Øрегулирование температуры воздуха на выпуске - изменением степени открытия заслонки воздушного смесителя;

Øрегулирование интенсивности потока воздуха - изменением частоты вращения вала двигателя вентилятора;

Øуправление впускным и выпускным отверстиями - переключение выпускных отверстий охладителя и нагревателя, переключение поступления воздуха из атмосферы или салона;

Ø управление компрессором - включение и выключение электромагнитной муфты компрессора.

Датчики температуры

В кондиционерах применяют несколько датчиков температуры - датчики внутренней и наружной температуры воздуха, датчик температуры испарителя и датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя. Во всех датчиках используются термисторы, причем термисторы датчиков внутренней и наружной температуры и температуры испарителя имеют одинаковые характеристики (рисунок 13.2). Характеристика датчика температуры охлаждающей жидкости показана на рисунке 13.3.

Рис. 13.2 Характеристика датчика испарителя.

Рис. 13.3 Характеристика датчика температуры охлаждающей жидкости.

Датчик температуры воздуха в салоне содержит малогабаритный вентилятор, чтобы, пропуская через себя воздух салона, показывать его среднюю температуру. Внешняя часть датчика температуры воздуха вне салона изготавливается из смолы с высокой теплоемкостью, поэтому датчик не реагирует на резкие изменения температуры (например, из-за поступления отработавших газов от впереди идущего автомобиля) и показывает среднюю наружную температуру.

Датчик испарителя устанавливается на выходном отверстии испарителя (в котором происходит испарение сжатого хладагента) и показывает температуру охлажденного воздуха, т. е. дает информацию о максимально достижимой степени охлаждения.

Датчик температуры охлаждающей жидкости расположен на выходе из системы охлаждения двигателя и показывает ее температуру. Он используется для установления наибольшей охлаждающей способности и включения в случае необходимости схемы подогрева.

Датчик интенсивности солнечного излучения

Датчик устанавливается над щитком приборов так, чтобы он воспринимал солнечные лучи. С помощью этого датчика определяется интенсивность солнечного излучения и учитывается изменение температуры салона, вызванное солнечными лучами. Датчики могут быть двух видов: с термистором и с фотодиодом.

Конструкция датчика с фотодиодом показана на рисунке 13.4.

Рис. 13.4 Конструкция датчика интенсивности солнечного излучения: сечение (слева), эквивалентная схема (справа).

Характеристика датчика показана на рисунке 13.5.

Рис. 13.5 - Характеристика датчика интенсивности солнечного излучения.

Фотодиод подбирается таким образом, чтобы он не реагировал на температуру окружающего воздуха, но обладал высокой чувствительностью к солнечным лучам.