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1、邢台职业技术学院1. 绪论1.1 汽车空调系统的历史和发展趋势历史：汽车空调技术是随着汽车的普及和高新技术的应用而发展起来的，汽车空调技术的发展经历了由低级到高级，由单一到多功能的五个阶段。第一阶段，单一取暖 1925年首先在美国出现了利用汽车冷却水通过热取暖的方法。到1927年发展到具有加热器、风机及空气滤清器的比较完整的供热系统。第二阶段，单一冷气 1950年美国石油产地的炎热天气，急需大量的冷气车，市场的需求是单一降温的空调迅速发展起来。第三阶段，冷暖一体化 1954年，通用汽车公司首先在纳什牌轿车上安装了冷暖一体化的空调器，汽车空调才基本上具有调节车内温度、熟读的功能，基本上有了现代汽
2、车空调的雏形。第四阶段，自动控制。冷热一体汽车空调需要人工操纵，这显然增加了驾驶员的工作量，同时控制质量也不太理想。第五阶段，微机控制 微机控制的汽车空调由微机按车内外的环境，实现微调化。该系统具备数字化显示、冷暖通风三位一体化、自我诊断系统、执行器自检、数据流传输等功能。通过微机控制，实现了空调运行与运行的相关统一，极大的提高了制冷效果、节约了燃料，从而提高了汽车的整体性与舒适性。趋势：(1)产品需求日益个性化，市场对空调产品的需求受到整车厂商和最终消费的影响。(2)技术发展环保节能化，汽车空调的环保问题引起了汽车相关群体的关注，汽车空调技术也正在朝环保化方向发展。随着高效汽油和柴油发动机的
3、不断发展，他们的燃烧 不断提高，燃油余热会进一步减少，而电动车和混合动力车 不得不牺牲驱动性能来提供采暖和制冷。鉴于此，提供节能高效、性能可靠的空调系统对占领市场至关重要。(3)汽车空调不断向小型化、自动化方向发展，随着人们对汽车的要求增加，小型车大行其道，相应的小型空调也逐渐流行起来，并且处于对安全性的考虑，汽车及其自动化技术将有很大发展空间。(4)新型制冷剂成果研发惊人，空调制冷中主要是HFC134a。制冷剂HFC134a的主要特点是：不含氯原子;具有良好的安全性能；物理性能与CFC12比较接近，所以制冷系统的改型比较容易；传热性能比CFC12好，制冷剂的用量可大大减少。另外合成工剂制冷剂
4、、天然工剂制冷剂也在不断研发中。 2 汽车空调的构成及工作原理和功能2.1 汽车空调的构成汽车空调一般主要由压缩机、电控离合器、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、贮液干燥器、管道、冷凝风扇等组成。汽车空调分高压管路和低压管路。 2.2 汽车空调的工作原理和功能2.2.1 汽车空调的工作原理 压缩机运转时，将蒸发器内产生的低温低压制冷剂蒸气吸入并压缩后，在高温高压（约700C，1471KPa）的状况下排出。这些气态蒸气流入冷凝器，并在此受到散热和冷却风扇的作用强制冷却到500C 左右。这时，制冷剂由气态变为液态。被液化了的制冷剂，进入干燥器，除去了水和杂质后，流入膨胀阀。高压的液态制冷剂从膨胀阀的小空流出
5、，变为低压雾状后流入蒸发器。雾状制冷剂在蒸发器内吸热汽化变为气态制冷剂，从而使蒸发器表面温度下降。从送风机出来的空气，不断流过蒸发器表面，被冷却后送进车厢内降温。气态制冷剂通过蒸发器后又重新被压缩机吸入，这样反复循环即可达到制冷目的。2.2.2 汽车空调的功能汽车空调功能包括以下4大部分: 制冷、制热、通风、除湿制冷系统原理：汽车空调的压缩机依靠汽车发动机的动力提供汽车在怠速状态下打开空调制冷怠速会明显增大油耗也会相应的增加油耗增加的大小与环境温度有最直接的关系环境温度高制冷剂膨胀的压力大发动机驱动空调的消耗也相应加大环境温度低油耗相应减少。制热系统原理：汽车空调制热与压缩机没有丝毫关系制热的
6、热源不是空调本身获取的是由汽车的散热水箱（中控台下面的暖风机总成内的副水箱）提供早晨在热车前空调吹出来的是冷风待热车后空调热风源源不断的送出来制热本身基本没有能量消耗是利用汽车的余热完成的.但在冬季，为了提升水温，加大喷油量，也使耗油量增加。但是只是在启动初期，等发动机运转正常，就是利用发动机的散热来供暖了。（而有的柴油车由于水温上升慢，为了一发动车就能享受到暖风，所以在暖风机里面加有电热丝）。通风：通风分为内循环和外循环 使用内循环时车内空气基本不与外界交流使用外循环时位于挡风玻璃下的新风口会将外界的空气源源不断的送进来以保持车内空气的清新.除湿：空调制冷的过程就是除湿的过程从制冷时产生的大
7、量冷凝水就可以看出来了在湿度较大的阴雨天气或是温差太大的时候车内的玻璃上容易起雾打开空调驱雾就是一个除湿的过程.3 奥迪A6空调系统3.1 奥迪A6空调系统的结构、功能、工作原理3.1.1 奥迪A6空调系统结构奥迪A6空调控制系统由四部分组成：一是传感器部分，专门负责温度信息反馈。二是系统“控制中枢”，也就是空调器控制部件ECU。三是控制部件，包括空调系统冷凝器电动机、蒸发器电动机等，包括混合气流电动机、气流方式电动机，用以控制冷暖气组合、开启或关闭正面、侧面和脚部的出风口。四是自检及报警部分。3.1.2 奥迪A6空调系统的功能由于电子技术的发展，现代奥迪A6汽车空调已经由计算机控制。完善的汽
8、车计算机控制的控制不仅可以对车内空气的温度、湿度、清洁度、风量和风向等进行自动调节，给乘客提供一个良好的乘车环境，保证在各种外界气候和条件下使乘客都处于一个舒适的空气环境中，而且还能进行故障检测。 奥迪A6的空调系统可以实现以下功能： 1、汽车空调自动调节功能包括车内温度和湿度自动调节、回风和送风模式自动控制以及运转方式和换气量控制等控制功能。电控单元将根据驾驶员或乘客通过空调显示控制面板上的按钮进行的设定，使空调系统自动运行，并根据各种传感器输入的信号，对送风温度和送风速度及时地进行调整，使车内的空气环境保持最佳状态。电控单元还可以根据气候变化通过选择送风口，改变车内的温度分布。 2、经济运
9、行控制功能当车外温度与设定的车内温度较为接近时，电控单元可以缩短制冷压缩机的工作时间，甚至在不启动压缩机的情况下，就能使车内温度保持设定状态，达到节能目的。 3、全面的显示功能通过安置在汽车仪表盘上的空调显示控制面板，可以随时显示当时的设置温度、车内温度、车外温度、送风速度、回风和送风口状态以及空调系统运行方式等信息，使驾驶员能够及时全面地了解空调系统的工作状态。 4、故障检测和安全功能电控单元通过自诊断系统可以对系统的状态进行检测，并对故障情况进行判断，当系统中出现故障时，使系统传入相应的故障安全状态，防止故障进一步扩大。奥迪A6空调控制系统的传感器一般有车厢内温度传感器、车厢外温度传感器、
10、蒸发器温度传感器、太阳能传感器、水温传感器等。其中水温传感器位于发动机出水口，它将冷却水温度反馈至ECU，当水温过高时ECU能够断开压缩机离合器而保护发动机，同时也使ECU依据水温控制冷却水通往加热芯的阀门。各个传感器将温度信息反馈到ECU，ECU通过“混合风档”的冷暖风比例而控制空气流的温度，例如当温度过低时ECU指令冷气流经加热芯升温，当温度过高时则增大冷气，当车厢内温度达到预定值时，ECU会发出指令停止“混合风档”伺服电动机运转。同时，ECU还通过“方式风档”伺服电动机控制气流流向，确定出风口的吹风角度。奥迪A6旋钮控制图如图3-1图3-1奥迪A6旋钮控制图奥迪A6车内空调出风口如图3-
11、2图3-2车内空调出风口3.1.3 奥迪A6空调系统的工作原理全自动温度控制系统的组成包括温度传感器、控制系统ECU、执行机构等。其中温度传感器有车外气体温度传感器、车内气体温度传感器、日照传感器（阳光强度传感器）和蒸发器温度传感器。1、车外温度传感器（Outside Temperature Sensor）一般以热敏电阻制成，当车外温度变化时其电阻发生改变。温度低时电阻大，温度高时电阻2、车内温度传感器（In-vehicle Sensor）同样采用热敏电阻材料，具有负温度系数特性。一般安装在仪表盘下方，并以空气管连接到空调通风管上，当气流迅速通过时，产生的真空将空气引经车内温度传感器。3、日照
12、传感器（Sunload Sensor）以光二极管或电池制成，用以感应阳光照射车辆的强度，但并不是温度。通常装在仪表盘上方。4、蒸发器温度传感器（Evaporator Temperature Sensor）一般安装在蒸发器翼片上，以精确感应蒸发器的温度，同样采用热敏电阻制造，具有负温度系数特性。如图3-3图3-3蒸发器温度传感器控制电路 5、执行机构 (1)鼓风机转速控制。空调系统ECU根据设定的温度、车内现有温度、车外温度、阳光强度、蒸发器皿温度等信号，发送不同的指令给鼓风机电机，并使之搭铁，从而控制不同的鼓风机转速。对于一些恒温空调系统，当发动机启动时或冷却液温度低于预定值，空调系统ECU使
13、鼓风机不起作用。 (2)混合空气阀执行器。混合空气阀执行器采用一个电控电机，根据驾驶员设定的温度，自动控制混合空气阀的位置，以控制一定的车内温度。一些车型采用真空电机，但控制不够精确。当驾驶员设定温度为22时，而车厢内温度低于22时，控制系统ECU发送指令给电机，混合空气阀关闭蒸发器侧通道，并打开从暖气热散热器一侧来的通道，使车内温度迅速升高到22，；当驾驶员设定温度为22，而车厢内温度高于22时，控制系统ECU发送指令给电机，混合空气阀打开从蒸发器一侧来的通道，并关闭暖气热散热器一侧的通道，并使鼓风机电机高速运转，使车内温度迅速下降到22。(3)模拟阀执行器。模拟阀执行器以电子电子电机控制空
14、气阀的位置，从而改变空调出风口。（5）空调压缩机离合器。当驾驶员选择A/C模式时，空调系统ECU使压缩机离合器的线圈搭铁，触点闭合，电流通过离合器线圈，使离合器结合，带盘带动压缩机转动。如图3-4、3-5图3-4压缩机控制电路图 图3-5压缩机离合器检查当车外温度传改期显示温度低于设定值时，ECU使压缩机离合器不起作用；同样，当传感器显示节气门全开或发动机处于高速运转时，ECU使压缩机离合器不起作用 6、工作原理当温度由25调到20时，可变电阻的阻值发生变化为-R，电桥出于不平衡状态且VA VB；比较OP2导通，双法中的DVH起动，真空泵推动连杆向上运动，可变电阻阻值也向减少的方向变化，风门向
15、暖风增加的方向转动。当车内温度回升+T，即室温变化为零时，系统达到平衡。车内空气温度和日照发生变化时，即空调的热负荷发生变化时，其工作原理相同。电脑通过计算、比较设定温度所表示的电阻阻值与车内温度传感器阻值、车外温度传感器阻值、出口处温度传感器阻值和日照、节能修正量的电阻阻值之和某做出相应的判断后向执行机构发出各种指令，由执行机构执行相应操作。现代汽车电脑控制的执行机构不再使用电子真空阀和真空电机来操纵各个功能键和温度键，而是通过电脑控制各个部件上的伺服电机。通过触摸按钮向电脑输入各种信号，电脑通过计算分析、比较后发出指令，接通相应电路使伺服电机转动，打开相应的出风口风门并调节温度，按照输入的温度，控制温度风门的位置。奥迪A6空调制冷系统工作原理如图3-6：图3-6奥迪A6空调系统的制冷原理A-空调压缩机；B-空调
