汽車空調(diào)系統(tǒng)的溫度控制

【摘要】隨著人們生活水平的不斷提高，私家車的數(shù)量不斷增加，在此基礎(chǔ)上，人們對汽車的舒適度要求也越來越高。除了汽車自身的性能外，空調(diào)系統(tǒng)溫度的控制也與車內(nèi)舒適度存在直接關(guān)系。其中，蒸發(fā)器溫度傳感器的位置的選擇是否恰當(dāng)，對整體溫度的控制水平及空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行會產(chǎn)生極大影響。本文對溫度傳感器安裝位置對汽車空調(diào)系統(tǒng)溫度控制產(chǎn)生的影響進(jìn)行了分析，并提出了優(yōu)化措施。

【關(guān)鍵詞】汽車空調(diào)系統(tǒng)；溫度控制；結(jié)霜；感溫元件

1、汽車空調(diào)系統(tǒng)溫度控制概述

隨著近年來社會的飛速發(fā)展，私家車越來越普遍，而人們對汽車舒適度的要求也越來越高，汽車內(nèi)部的舒適度在很大程度上取決于汽車空調(diào)系統(tǒng)溫度控制的作用。汽車空調(diào)系統(tǒng)溫度控制是通過汽車所安裝的溫度控制器進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。溫度控制器又被稱為恒溫器、溫度開關(guān)等，通常被安裝在蒸發(fā)器的出口處?？照{(diào)負(fù)荷會隨著汽車內(nèi)外的環(huán)境及溫度變化而發(fā)生變化，因此，汽車空調(diào)的控制室具有特別意義的，也是十分重要的。汽車空調(diào)溫度控制器從大方向可以分為機(jī)械式溫度控制器和電子式溫度控制器兩類。

1.1機(jī)械式溫度控制器

機(jī)械式溫度控制器又被成為手動溫度控制器，機(jī)械式溫度控制器主要包括感溫系統(tǒng)、調(diào)節(jié)裝置及觸電開關(guān)三個部分。機(jī)械式溫度控制器的優(yōu)點(diǎn)是工作可靠、壽命長、造價便宜，而且受到汽車振動的影響較小。但是機(jī)械式溫度控制器對溫度控制的精度不高，通常用于低端汽車空調(diào)系統(tǒng)的溫度控制中。機(jī)械式溫度控制器主要通過調(diào)節(jié)凸輪的位置及調(diào)節(jié)彈簧的作用力來實(shí)現(xiàn)對溫度的控制。

1.2電子式溫度控制器

電子式溫度控制器一般采用電阻感溫的方法來測量溫度，測溫電阻通常選擇鉑金絲、銅絲、鎢絲等作為主要材料。電子式溫度控制器體積較小，且其對溫度控制的穩(wěn)定性較高，能夠極大提高空調(diào)舒適度，同時能夠極大程度保證空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。目前，一般家用汽車中所使用的溫度控制器都是電子式的。

2、汽車空調(diào)蒸發(fā)器結(jié)霜問題原因分析

在通常情況下，空氣中的水蒸氣隨著溫度的降低會逐漸飽和并液化，當(dāng)溫度低于0℃時，水蒸氣會凝結(jié)成霜。汽車空調(diào)蒸發(fā)器及低壓管路如果長時間處于0℃的環(huán)境下，其表面就會發(fā)生結(jié)霜現(xiàn)象。汽車空調(diào)蒸發(fā)器發(fā)生結(jié)霜現(xiàn)象的主要原因是由以下幾個方面引起的：溫度傳感器的位置布置不合理；通風(fēng)量不足導(dǎo)致蒸發(fā)器無法充分換熱；空調(diào)制冷量過大。其中，溫度傳感器位置布置不合理是比較常見的一種原因。

2.1溫度傳感器位置布置不合理對結(jié)霜的影響

汽車空調(diào)系統(tǒng)中，通常會在蒸發(fā)器表面設(shè)置溫度傳感器，通過溫度傳感器所反饋的蒸發(fā)器溫度實(shí)現(xiàn)對壓縮機(jī)的開關(guān)控制。當(dāng)蒸發(fā)器表面溫度低于多設(shè)定的最低溫度限值時，控制壓縮機(jī)停止運(yùn)行，當(dāng)蒸發(fā)器表面溫度高于的設(shè)定最高溫度限值時，壓縮機(jī)開始工作。通過實(shí)現(xiàn)對壓縮機(jī)不斷停止和運(yùn)行的循環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)控制蒸發(fā)器溫度的目的。但是，蒸發(fā)器受到自身結(jié)構(gòu)的影響，其表面溫度并非一個十分均與的溫度場，而各個區(qū)域的溫度分布差異較大。如果溫度傳感器布置在其中溫度較高的區(qū)域內(nèi)，就可能導(dǎo)致因感應(yīng)溫度過高，導(dǎo)致部分低溫區(qū)域發(fā)生結(jié)霜現(xiàn)象。

2.2風(fēng)量濕度對結(jié)霜的影響

相關(guān)試驗(yàn)研究表面，風(fēng)量及空氣適度對蒸發(fā)器表面結(jié)霜也會產(chǎn)生一定影響。在相對濕度較低時，風(fēng)量的大小與蒸發(fā)器結(jié)霜量成正比；但是當(dāng)相對濕度較大時，隨著風(fēng)量的增加，蒸發(fā)器表面的結(jié)霜速度會呈現(xiàn)增加狀態(tài)，但是當(dāng)風(fēng)量達(dá)到一定程度時，蒸發(fā)器表面的結(jié)霜速度會隨之降低。從這里也可以看出，當(dāng)空氣濕度較大，且風(fēng)量較小時，蒸發(fā)器表面十分容易發(fā)生結(jié)霜現(xiàn)象。

2.3系統(tǒng)制冷程度對結(jié)霜的影響

在汽車空調(diào)系統(tǒng)中，壓縮機(jī)是由汽車發(fā)動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動的。因此，其性能受發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速影響。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速提高時，在相同條件下，壓縮機(jī)的制冷量也會隨之增加。在這種情況下，當(dāng)壓縮機(jī)的制冷量超過蒸發(fā)器的最大換熱量時，蒸發(fā)器表面就會因?yàn)闊o法充分換熱而發(fā)生結(jié)霜現(xiàn)象。

3、汽車空調(diào)溫度傳感器位置設(shè)置及控制參數(shù)確定

汽車空調(diào)系統(tǒng)的制冷效果本來應(yīng)該帶給駕乘人員清涼舒適的感覺，但是在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行一段時間后，常常會因?yàn)楦鞣N原因的影響導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)蒸發(fā)器表面發(fā)生結(jié)霜想象，此時會導(dǎo)致壓縮機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，影響空調(diào)系統(tǒng)的制冷效果。汽車空調(diào)系統(tǒng)溫度傳感器位置的設(shè)定及控制參數(shù)的設(shè)定對于車內(nèi)環(huán)境的舒適度及空調(diào)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性會產(chǎn)生極大的影響。

3.1溫度傳感器位置的選擇

汽車空調(diào)系統(tǒng)的溫度傳感器位置的確定十分重要。因?yàn)榭照{(diào)壓縮機(jī)的開閉控制主要依靠傳感器所測量的溫度進(jìn)行確定，如果其溫度設(shè)置不合理，就可能導(dǎo)致蒸發(fā)器發(fā)生大面積結(jié)霜，同時還會影響整個空調(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。溫度傳感器的位置應(yīng)該選擇蒸發(fā)器出風(fēng)面溫度濕度最低的位置，這樣才能保證對蒸發(fā)器表面是否發(fā)生結(jié)霜以及其具體可能的結(jié)霜程度的準(zhǔn)確判斷。溫度傳感器的準(zhǔn)確位置需要滿足以下兩個要求，溫度傳感器不能對蒸發(fā)器出風(fēng)口的流場產(chǎn)生影響，同時能夠獲取出風(fēng)口溫度分布的全部信息。根據(jù)這些要求，首先采用鉑電阻或熱電偶測量蒸發(fā)器的出風(fēng)口溫度分布，并選擇溫度相對較低的幾個位置，然后選擇其中較為合理的位置設(shè)置溫度傳感器。

3.2溫度控制參數(shù)的確定

在汽車空調(diào)系統(tǒng)中，需要利用根據(jù)傳感器溫度設(shè)置具體的壓縮機(jī)控制參數(shù)。通過該參數(shù)實(shí)現(xiàn)對壓縮機(jī)的停止及運(yùn)行操作。該參數(shù)的選擇對車內(nèi)舒適度具有較大的影響。通常情況下，1.5℃是空調(diào)制冷量及風(fēng)量的突發(fā)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，因此，可以將控制參數(shù)設(shè)置為傳感器溫度1.5℃時，壓縮機(jī)停止運(yùn)行。另外，根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，出風(fēng)口的平均溫度在10℃左右時，能夠滿足車內(nèi)的舒適度要求，而此時的傳感器溫度為4.5℃，因此可以將控制參數(shù)設(shè)置為傳感器溫度大于或等于4.5℃時，開啟壓縮機(jī)運(yùn)行。

4、結(jié)論

在汽車空調(diào)溫度控制中，溫度傳感器位置的合理設(shè)置及控制參數(shù)的合理確定能夠有效提高汽車整體駕乘舒適度，保證汽車空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。隨著現(xiàn)代智能化控制技術(shù)的發(fā)展，自動控制技術(shù)也逐漸應(yīng)用到汽車空調(diào)系統(tǒng)溫度控制中，這在一定程度上促進(jìn)了汽車空調(diào)溫度控制準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性的提高，也促進(jìn)了汽車產(chǎn)業(yè)的積極發(fā)展。

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