汽車制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，它所能產(chǎn)生的控制車內(nèi)溫度的效果在車內(nèi)無論是對于駕駛者還是對于乘客來說都是至關(guān)重要的，好的汽車制冷系統(tǒng)幾乎決定了乘車與駕車體驗度。它的需要車的鼓風(fēng)機進行輔助，在這篇文章中我們將圍繞汽車制冷系統(tǒng)本身和鼓風(fēng)機進行介紹。
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)流和吸熱四個過程組成。
(1)壓縮過程：壓縮機吸入蒸發(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。此過程的主要作用是壓縮增壓，以使氣體易于液化。壓縮過程中，制冷劑狀態(tài)不發(fā)生變化，而溫度，壓力不斷升高，形成過熱氣體。
(2)放熱過程：高溫高壓的過熱制冷劑氣體進入冷凝器(散熱器)與大氣進行熱交換。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。此過程作用是排熱，冷凝。冷凝過程的特點是制冷劑的狀態(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。制冷劑液體過冷，過冷度越大，在蒸發(fā)過程中其蒸發(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。
(3)節(jié)流過程：高壓高溫制冷劑液體經(jīng)膨脹閥節(jié)流降溫降壓，以霧狀(細小液滴)排除膨脹裝置。該過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)的正常運行。
(4)吸熱過程：經(jīng)膨脹閥降溫降壓后的霧狀制冷劑液體進入蒸發(fā)器，因此制冷劑沸點遠低于蒸發(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)器等待壓縮機再次吸入。吸熱過程的特點是制冷劑狀態(tài)由液態(tài)變化到氣態(tài)，此時壓力不變，即在定壓過程中進行這一狀態(tài)的變化。
2、汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)一般由壓縮機、冷凝器、貯液干燥器、膨脹閥、蒸發(fā)器和鼓風(fēng)機等組成。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密閉系統(tǒng)。冷系統(tǒng)工作時，制冷記憶不同的狀態(tài)在這個密閉系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動，每個循環(huán)又四個基本過程：
(1)壓縮過程：壓縮機吸入蒸發(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。
(2)放熱過程：高溫高壓的過熱制冷劑氣體進入冷凝器，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)流過程：溫度和壓力較高的制冷劑液體通過膨脹裝置后體積變大，壓力和溫度急劇下降，以霧狀(細小液滴)排除膨脹裝置。
(4)吸熱過程：霧狀制冷劑液體進入蒸發(fā)器，因此時制冷劑沸點遠低于蒸發(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入壓縮機。
2 鼓風(fēng)機的工作原理
通常汽車上的鼓風(fēng)機為離心式鼓風(fēng)機，離心式鼓風(fēng)機的工作原理與離心式通風(fēng)機相似，只是空氣的壓縮過程通常是經(jīng)過幾個工作葉輪(或稱幾級)在離心力的作用下進行的。 鼓風(fēng)機有一個高速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子上的葉片帶動空氣高速運動，離心力使空氣在漸開線形狀的機殼內(nèi)，沿著漸開線流向風(fēng)機出口，高速的氣流具有一定的風(fēng)壓。新空氣由機殼的中心進入補充。
從理論上講，離心鼓風(fēng)機的壓力-流量特性曲線是一條直線，但由于風(fēng)機內(nèi)部存在摩擦阻力等損失，實際的壓力與流量特性曲線隨流量的增大而平緩下降，對應(yīng)的離心風(fēng)機的功率-流量曲線隨流量的增大而上升。當(dāng)風(fēng)機以恒速運行時，風(fēng)機的工況點將沿壓力-流量特性曲線移動。
風(fēng)機運行時的工況點，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，管路性能曲線將變陡。風(fēng)機調(diào)節(jié)的基本原理就是通過改變風(fēng)機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，空調(diào)正常運作。
3 鼓風(fēng)機的控制原理
2.1自動控制
當(dāng)按下空調(diào)控制板的“自動”開關(guān)時, 空調(diào)計算機按要求輸出的空氣溫度自動調(diào)整鼓風(fēng)機的轉(zhuǎn)速
當(dāng)空氣流向選擇在“臉部”或“雙流向”,而鼓風(fēng)機在低速狀態(tài)時, 鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速將根據(jù)太陽光強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)計算機斷開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_。電流從鼓風(fēng)機電機流向鼓風(fēng)杭電阻, 然后搭上鐵, 使電機低速運轉(zhuǎn)
空調(diào)計算機有以下7部分組成：1蓄電池，2點火開關(guān)，3加熱器繼電器，4鼓風(fēng)機電機，5鼓風(fēng)機電阻，6功率三極管，7溫度熔斷絲，8空調(diào)計算機，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溫度熔斷絲, 它保護三極管以免過熱損壞。空調(diào)計算機是通過改變鼓風(fēng)機驅(qū)動信號來改變功率三極管的基極電流, 達到無線控制鼓風(fēng)機電機轉(zhuǎn)速的目的。
(3)高速控制的操作
在高速控制期間, 空調(diào)計算機斷開功率三極管的基極電壓, 其接頭40號搭鐵, 而且高速繼電器接通, 電流從鼓風(fēng)機電機流經(jīng)高速繼電器, 然后到搭鐵, 使電機高速旋轉(zhuǎn)。
2.2 預(yù)熱
在自動控制狀態(tài), 固定在加熱器芯子下部的溫度傳感器探測冷卻液的溫度并進行預(yù)熱控制。當(dāng)冷卻液溫低于了40 ℃ 且自動開關(guān)打開時, 空調(diào)計算機關(guān)閉鼓風(fēng)機防止冷空氣排出。相反，當(dāng)冷卻液溫高于40 ℃ 時, 空調(diào)計算機啟動鼓風(fēng)機并使其低速旋轉(zhuǎn)。從此開始, 鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速就按照計算出的空氣流量及要求的輸出空氣溫度自動地進行控制。
上面所說的預(yù)熱控制在“底部”或“雙流向”時當(dāng)空氣流向選擇才存在。
2.3 延時氣流控制(僅用于冷卻時)
延時氣流控制的依據(jù)是以蒸發(fā)器溫度傳感器探測到的冷卻器內(nèi)部的溫度。延時氣流控制能防止熱空氣意外地從空調(diào)器排出。在發(fā)動機啟動并符合下述條件時, 這一延時控制操作只進行一次：1 壓縮機運;轉(zhuǎn)2鼓風(fēng)機控制在“自動”狀態(tài)(自動開關(guān)打開);3空氣流向控制在“臉部”狀態(tài); 通過臉部開關(guān)調(diào)整到“臉部”, 或在自動控制中設(shè)定到“ 臉部” 狀態(tài);4冷卻器內(nèi)溫度高于30 ℃ 。
延時氣流控制的操作如下:
即使當(dāng)上述4個條件全部滿足而且發(fā)動機已經(jīng)啟動時, 鼓風(fēng)機電機也不能立刻開動。鼓風(fēng)機電機與其相差4s , 但壓縮機必須接通, 且發(fā)動機啟動, 就必須用冷卻劑的氣體冷卻蒸發(fā)器。4s后鼓風(fēng)機電機啟動, 在前5s 時間里低速運轉(zhuǎn), 在后6s 時間里, 鼓風(fēng)機電機逐漸加速, 直到高速。這一操作能避免令人燥熱的熱空氣突然從通風(fēng)口排出。
在這篇文章中，我們不僅闡述了汽車制冷系統(tǒng)的工作原理，還對車的鼓風(fēng)機的運行和控制原理進行了充分的解釋說明。平常對于汽車制冷系統(tǒng)的了解大部分都是基于感性的，缺乏全面性。在這里可以將這些了解升華到科學(xué)與技術(shù)的層面。
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