摘要：汽車空調(diào)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)對(duì)車廂內(nèi)空氣進(jìn)行制冷、加熱、換氣和空氣凈化的裝置。它可以為乘車人員提供舒適的乘車環(huán)境，降低駕駛員的疲勞強(qiáng)度，提高行車的安全?？照{(diào)裝置已成為衡量汽車功能是否齊全的標(biāo)志之一。汽車空調(diào)系統(tǒng)由壓縮機(jī)、空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)、冷凝器、貯液干燥器、膨脹閥、蒸發(fā)器和鼓風(fēng)機(jī)等組成,本文主要介紹汽車空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)原理。
關(guān)鍵詞：鼓風(fēng)機(jī) 控制原理
隨著全球氣候變暖及人們對(duì)于乘車環(huán)境要求的提高，越來(lái)越多的汽車裝配有空調(diào)系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 2000年美國(guó)和加拿大市場(chǎng)上銷售的78%的汽車就已經(jīng)裝有空調(diào)， 現(xiàn)在保守估計(jì)至少達(dá)到了90%以上，汽車空調(diào)除了給人們帶來(lái)舒適的乘車環(huán)境外。作為汽車使用者的讀者，應(yīng)該了解其原理，使得突發(fā)情況更有效快捷的解決。
1汽車制冷系統(tǒng)的工作原理
汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的工作原理
1、汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的工作原理
汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)循環(huán)由壓縮，放熱，節(jié)流和吸熱四個(gè)過(guò)程組成。
?。?）壓縮過(guò)程：壓縮機(jī)吸入蒸發(fā)器出口處的低溫低壓的制冷劑氣體，把它壓縮成高溫高壓的氣體，然后送人冷凝器。此過(guò)程的主要作用是壓縮增壓，以使氣體易于液化。壓縮過(guò)程中，制冷劑狀態(tài)不發(fā)生變化，而溫度，壓力不斷升高，形成過(guò)熱氣體。
（2）放熱過(guò)程：高溫高壓的過(guò)熱制冷劑氣體進(jìn)入冷凝器（散熱器）與大氣進(jìn)行熱交換。由于壓力及溫度的降低，制冷劑氣體冷凝成液體，并放出大量的熱。此過(guò)程作用是排熱，冷凝。冷凝過(guò)程的特點(diǎn)是制冷劑的狀態(tài)發(fā)生變化，即在壓力，溫度不變的情況下，由氣態(tài)逐漸向液態(tài)轉(zhuǎn)變。冷凝后的制冷劑液體是高壓高溫液體。制冷劑液體過(guò)冷，過(guò)冷度越大，在蒸發(fā)過(guò)程中其蒸發(fā)吸熱的能力也就越大，制冷效果越好，即產(chǎn)冷量相應(yīng)增加。
?。?）節(jié)流過(guò)程：高壓高溫制冷劑液體經(jīng)膨脹閥節(jié)流降溫降壓，以霧狀（細(xì)小液滴）排除膨脹裝置。該過(guò)程的作用是使制冷劑降溫降壓，由高溫高壓液體，迅速地變成低溫抵壓液體，以利于吸熱，控制制冷能力以及維持制冷系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
?。?）吸熱過(guò)程：經(jīng)膨脹閥降溫降壓后的霧狀制冷劑液體進(jìn)入蒸發(fā)器，因此制冷劑沸點(diǎn)遠(yuǎn)低于蒸發(fā)器內(nèi)溫度，故制冷劑液體在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)，沸騰成氣體。在蒸發(fā)過(guò)程中大量吸收周圍的熱量，降低車內(nèi)溫度。而后低溫低壓的制冷劑氣體流出蒸發(fā)器等待壓縮機(jī)再次吸入。吸熱過(guò)程的特點(diǎn)是制冷劑狀態(tài)由液態(tài)變化到氣態(tài)，此時(shí)壓力不變，即在定壓過(guò)程中進(jìn)行這一狀態(tài)的變化。
2、汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)一般由壓縮機(jī)、冷凝器、貯液干燥器、膨脹閥、蒸發(fā)器和鼓風(fēng)機(jī)等組成。如圖 1所示，各部件之間采用銅管（或鋁管）和高壓橡膠管連接成一個(gè)密閉系統(tǒng)。冷系統(tǒng)工作時(shí)，制冷記憶不同的狀態(tài)在這個(gè)密閉系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，每個(gè)循環(huán)又四個(gè)基本過(guò)程：
?。?）壓縮過(guò)程：壓縮機(jī)吸入蒸發(fā)器出口處的低溫抵壓的制冷劑氣體，把它壓縮成高溫高壓的氣體排除壓縮機(jī)。
?。?）放熱過(guò)程：高溫高壓的過(guò)熱制冷劑氣體進(jìn)入冷凝器，由于壓力及溫度的降低，制冷劑氣體冷凝成液體，并放出大量的熱。
（3）節(jié)流過(guò)程：溫度和壓力較高的制冷劑液體通過(guò)膨脹裝置后體積變大，壓力和溫度急劇下降，以霧狀（細(xì)小液滴）排除膨脹裝置。
（4）吸熱過(guò)程：霧狀制冷劑液體進(jìn)入蒸發(fā)器，因此時(shí)制冷劑沸點(diǎn)遠(yuǎn)低于蒸發(fā)器內(nèi)溫度，故制冷劑液體蒸發(fā)成氣體。在蒸發(fā)過(guò)程中大量吸收周圍的熱量，而后低溫低壓的制冷劑蒸汽又進(jìn)入壓縮機(jī)。
2 鼓風(fēng)機(jī)的工作原理
通常汽車上的鼓風(fēng)機(jī)為離心式鼓風(fēng)機(jī)，離心式鼓風(fēng)機(jī)的工作原理與離心式通風(fēng)機(jī)相似，只是空氣的壓縮過(guò)程通常是經(jīng)過(guò)幾個(gè)工作葉輪（或稱幾級(jí)）在離心力的作用下進(jìn)行的。 鼓風(fēng)機(jī)有一個(gè)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子上的葉片帶動(dòng)空氣高速運(yùn)動(dòng)，離心力使空氣在漸開(kāi)線形狀的機(jī)殼內(nèi)，沿著漸開(kāi)線流向風(fēng)機(jī)出口，高速的氣流具有一定的風(fēng)壓。新空氣由機(jī)殼的中心進(jìn)入補(bǔ)充。
從理論上講，離心鼓風(fēng)機(jī)的壓力-流量特性曲線是一條直線，但由于風(fēng)機(jī)內(nèi)部存在摩擦阻力等損失，實(shí)際的壓力與流量特性曲線隨流量的增大而平緩下降，對(duì)應(yīng)的離心風(fēng)機(jī)的功率-流量曲線隨流量的增大而上升。當(dāng)風(fēng)機(jī)以恒速運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)將沿壓力-流量特性曲線移動(dòng)。風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的工況點(diǎn)，不僅取決于本身的性能，而且取決于系統(tǒng)的特性，當(dāng)管網(wǎng)阻力增大時(shí)，管路性能曲線將變陡。風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)的基本原理就是通過(guò)改變風(fēng)機(jī)本身的性能曲線或外部管網(wǎng)特性曲線，以得到所需工況。所以汽車上安裝了一些智能系統(tǒng)，幫助汽車在低速，中速，高速行駛時(shí)，空調(diào)正常運(yùn)作。
3 鼓風(fēng)機(jī)的控制原理
2.1自動(dòng)控制
當(dāng)按下空調(diào)控制板的“自動(dòng)”開(kāi)關(guān)時(shí), 空調(diào)計(jì)算機(jī)按要求輸出的空氣溫度自動(dòng)調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速
當(dāng)空氣流向選擇在“臉部”或“雙流向”,而鼓風(fēng)機(jī)在低速狀態(tài)時(shí), 鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速將根據(jù)太陽(yáng)光強(qiáng)弱在極限范圍的大小值內(nèi)變化。
（1）低速控制的操作
在低速控制期間, 空調(diào)計(jì)算機(jī)斷開(kāi)了功率三極管的基極電壓, 功率三極管和超高速繼電器也隨之?dāng)嚅_(kāi)。電流從鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)流向鼓風(fēng)杭電阻, 然后搭上鐵, 使電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)
空調(diào)計(jì)算機(jī)有以下7部分組成：1蓄電池，2點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，3加熱器繼電器，4鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)，5鼓風(fēng)機(jī)電阻，6功率三極管，7溫度熔斷絲，8空調(diào)計(jì)算機(jī)，9高速繼電器。
（2）中速控制的操作
在中速控制期間, 功率三極管組裝了一個(gè)溫度熔斷絲, 它保護(hù)三極管以免過(guò)熱損壞?？照{(diào)計(jì)算機(jī)是通過(guò)改變鼓風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)改變功率三極管的基極電流, 達(dá)到無(wú)線控制鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。
?。?）高速控制的操作
在高速控制期間, 空調(diào)計(jì)算機(jī)斷開(kāi)功率三極管的基極電壓, 其接頭40號(hào)搭鐵, 而且高速繼電器接通, 電流從鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)流經(jīng)高速繼電器, 然后到搭鐵, 使電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)。
2.2 預(yù)熱
在自動(dòng)控制狀態(tài), 固定在加熱器芯子下部的溫度傳感器探測(cè)冷卻液的溫度并進(jìn)行預(yù)熱控制。當(dāng)冷卻液溫低于了40 ℃ 且自動(dòng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí), 空調(diào)計(jì)算機(jī)關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī)防止冷空氣排出。相反，當(dāng)冷卻液溫高于40 ℃ 時(shí), 空調(diào)計(jì)算機(jī)啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)并使其低速旋轉(zhuǎn)。從此開(kāi)始, 鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速就按照計(jì)算出的空氣流量及要求的輸出空氣溫度自動(dòng)地進(jìn)行控制。
上面所說(shuō)的預(yù)熱控制在“底部”或“雙流向”時(shí)當(dāng)空氣流向選擇才存在。
2.3 延時(shí)氣流控制（僅用于冷卻時(shí)）
延時(shí)氣流控制的依據(jù)是以蒸發(fā)器溫度傳感器探測(cè)到的冷卻器內(nèi)部的溫度。延時(shí)氣流控制能防止熱空氣意外地從空調(diào)器排出。在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)并符合下述條件時(shí), 這一延時(shí)控制操作只進(jìn)行一次：1 壓縮機(jī)運(yùn)；轉(zhuǎn)2鼓風(fēng)機(jī)控制在“自動(dòng)”狀態(tài)（自動(dòng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)）；3空氣流向控制在“臉部”狀態(tài)； 通過(guò)臉部開(kāi)關(guān)調(diào)整到“臉部”, 或在自動(dòng)控制中設(shè)定到“ 臉部” 狀態(tài)；4冷卻器內(nèi)溫度高于30 ℃ 。
延時(shí)氣流控制的操作如下:
即使當(dāng)上述4個(gè)條件全部滿足而且發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)啟動(dòng)時(shí), 鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)也不能立刻開(kāi)動(dòng)。鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)與其相差4s , 但壓縮機(jī)必須接通, 且發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng), 就必須用冷卻劑的氣體冷卻蒸發(fā)器。4s后鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)啟動(dòng), 在前5s 時(shí)間里低速運(yùn)轉(zhuǎn), 在后6s 時(shí)間里, 鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)逐漸加速, 直到高速。這一操作能避免令人躁熱的熱空氣突然從通風(fēng)口排出。
結(jié)束語(yǔ)
完善的汽車計(jì)算機(jī)控制的空調(diào)系統(tǒng)可以對(duì)車內(nèi)空氣的溫度、濕度、清潔度、風(fēng)度和通風(fēng)等進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，并使車內(nèi)空氣以一定的速度和方向流動(dòng)，給乘客提供一個(gè)良好的乘車環(huán)境，保證在各種外界氣候和條件下使乘客都處于一個(gè)舒適的空氣環(huán)境中，并能夠防止車窗玻璃結(jié)霜，使駕駛員保持清晰的視野，為安全駕駛提供基本保證。
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