第四章汽车空调系统自动控制

4.1.2制冷剂循环的自动控制

空调最基本最重要的控制任务是防止蒸发器表面结霜。实现这一任务的方法之一是采用比较有效的制冷剂循环控制系统。最直观的理解是控制蒸发器的温度。制冷剂的温度与压力密切相关,因此有两种方法来调节蒸发器温度,防止表面结霜。是控制蒸发器表面温度,控制制冷剂蒸发压力。两者都是通过改变制冷剂循环量来实现的。在非独立式汽车空调中,可以控制CCOTXV系统、CCT系统和蒸发器压力控制系统三种形式的制冷剂循环量。

1.CCTXV系统

CCTXV系统由热膨胀阀控制蒸发器温度,蒸发器热负荷增加或制冷剂流量太少,过热增加时膨胀阀打开度增加,流量增加,冷却量也增加。流量太大,蒸发温度太低,蒸发器表面结霜时,通过恒温器取下离合器,停止压缩机,结霜融化,蒸发器温度升高,离合器重新连接,压缩机重新运转。该系统由压缩机、冷凝器、储液干燥器、膨胀阀和蒸发器组成。膨胀阀有F型和H型,如图4-1所示。

CCTXV系统旨在通过压缩机的中断防止蒸发器表面结霜。该方法使车内温度波动较大,压缩机瞬间停止和启动也会产生车内噪音和振动冲击,影响车内乘坐舒适度。压缩机的频繁打开、停止不仅会影响发动机工作条件的稳定,而且容易损坏离合器和压缩机。(离合器因频繁的结合而磨损和滑动,压缩机会因频繁的停止、冲击而缩短寿命。特别是,由于间歇性的工作状态,运动辅助部件的磨损增加。)

该方法的优点是压缩机间歇性工作,减少冷却系统的能耗,同时系统结构相对简单,因此大多数汽车空调都采用这种制冷剂循环控制系统。

2.CCOT系统

CCOT系统(见图4-2)还提供了循环离合器控制系统,该系统使用恒温器来控制离合器的分离和接合,从而使压缩机间歇性工作,防止蒸发器表面结霜。它用毛细管塑料节气门代替热膨胀阀,不是常规的储液干燥器,而是放在蒸发器和压缩机之间的大型气液分离器。(威廉莎士比亚、哈姆雷特、热膨胀阀、热膨胀阀、热膨胀阀、热膨胀阀、热膨胀阀)冷凝器产生的高压液体通过节气门后减少压力,进入低压液体,进入蒸发器吸收热蒸发,节气门不能调节流量,所以用恒温控制器调节离合器打开和停止压缩机,可以调节蒸发汽化霜和控制系统冷却量。压缩机高速运行时,蒸发器的液体制冷剂可能无法完全汽化,如果这部分未汽化的液体进入压缩机,则会发生“液击”,从而损坏压缩机。为此,需要在蒸发器后面放置大型气液分离器,只允许气体通过,液体留下,慢慢蒸发到气体中,然后进入压缩机。

CCOT系统具有以下特点:

根据蒸发器的最大冷却量,可以供应制冷剂,能耗高,冷却量大。

节流阀管是固定的孔管,因此不会关闭,压缩机停止后制冷剂在高低压差异下仍能通过孔管,从而使高低压双方迅速平衡,减少压缩机启动扭矩,有助于延长压缩机寿命。

节流阀管结构简单,成本低。

压缩机间歇性工作,耗电量小。也是离合器循环系统,所以车内温度波动大,影响车内舒适度,离合器经常脱落,容易损坏。(威廉莎士比亚、离合器、离合器、离合器、离合器、离合器、离合器、离合器、离合器、离合器、离合器)该系统与CCTXV系统一样,一般使用固定位移压缩机,老式奥迪100正是采用这种空调结构。

为了克服压缩机间歇工作带来的缺点,节流系统使用变排量压缩机。这种结构的节气门系统称为可变位移节气门(VDOT)系统,通用别克轿车和新奥迪100使用VDOT系统。

蒸发压力控制系统

蒸发压力控制系统由热膨胀阀和蒸发压力控制元件组成,蒸发压力控制元件包括吸入节流阀(STY)和蒸发压力调节阀(EPR)等。

膨胀阀-吸入节流阀(TXV-STY)系统

该系统如图43所示布置。吸入节流阀安装在蒸发器出口处,与充气阀一起工作,共同控制进入蒸发器的流量,防止蒸发器压力在特定设定值范围内发生蒸发器结伤。膨胀阀可以理解为初级控制,控制进入的流量。在此流量下,蒸发器温度降至0时,吸入节流阀进入二级控制角色,自动关闭出口,防止蒸发器压力下降,从而使蒸发器温度保持在0以下。

有一种VIR (VIR)结构,它将吸入节流阀、热膨胀阀和储液干燥器组合在一起。

同时,由于膨胀阀所属,也属于TXV-STV系统。

于H型外平衡膨胀阀,灵敏度更高,系统

布置如图4-4所示。

⑵膨胀阀-蒸发压力调节阀(XTV-EPR)系统

在TXV-STV系统中,吸气节流阀安装在蒸发器出口,而在TXV-EPR系统中,蒸发压力调节阀安装在压缩机进口处。二者所处位置的气体过热度不同,压力设定值也就略有不同。这两种系统的工作原理基本相同,当蒸发压力下降到蒸发器表面不会积霜的设定值时,阀门自动关闭,只有一很小的旁通管路,可让冷冻油和少量制冷剂通过。EPR的结构比较复杂,但控制精度较高。现在吸气节流阀因控制精度较低,容易泄漏等原因,已逐渐被蒸发压力调节阀(EPR)和绝对压力调节阀(POA)等代替。

不论哪一种蒸发压力控制系统,在对蒸发压力进行控制,使蒸发器温度不低于0℃以下时,压缩机始终一直在运转,这样能使车内温度比较稳定,乘坐的舒适性较好;缺点是制冷机不停地工作,功耗较大。另外,吸气节流阀或蒸发压力调节器的精密度较高,投资及维护费用也较高,一般只适用于高级轿车。

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