瑪莎拉蒂Q(mào)uattroporte暖風(fēng)空調(diào)（HVAC）結(jié)構(gòu)原理與維修

王鐘原

瑪莎拉蒂Q(mào)uattroporte暖風(fēng)空調(diào)（HVAC）結(jié)構(gòu)原理與維修

王鐘原

1.系統(tǒng)概述

雙區(qū)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)，采用13個(gè)出風(fēng)口（其中4個(gè)位于后部）實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的送風(fēng)能力，提供了卓越的乘車舒適性，并能夠高度保持于選定的條件，如圖1所示。

圖1 空調(diào)控制面板

分別用于駕駛員和乘客的溫度調(diào)節(jié)功能既可以通過MTC（瑪莎拉蒂觸控系統(tǒng)），也可以通過顯示屏下方的物理控制面板控制。系統(tǒng)具有455m3/h的送風(fēng)能力，因而具有比上一代設(shè)備更好的性能，冷風(fēng)/暖風(fēng)可以更快輸送，并且很容易保持在設(shè)定條件。系統(tǒng)配備了電控可變排量外部控制式壓縮機(jī)；該方案確保能耗與空調(diào)控制系統(tǒng)的實(shí)際要求相匹配。系統(tǒng)由多個(gè)車內(nèi)傳感器控制；濕度傳感器檢測(cè)到乘客艙的濕度百分比，并在需要時(shí)增大除霜/除霧口的送風(fēng)流量。右側(cè)的日光傳感器根據(jù)日光和車外溫度調(diào)節(jié)送風(fēng)口輸送的空氣溫度。

（1）四區(qū)空調(diào)系統(tǒng)（選配）

四區(qū)自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)大大提高了后排乘客的車載舒適性。中柱上的專用霧化器和兩個(gè)輔助口增加了車內(nèi)的氣流，并提高了系統(tǒng)加熱和制冷性能。通過后單元的控制面板可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)溫度控制，還可用于改變氣流分配，駕駛員還可使用車輛前部的MTC改變溫度設(shè)置。本系統(tǒng)具有15個(gè)通風(fēng)口：1個(gè)除霧器位于風(fēng)擋玻璃上，4個(gè)出風(fēng)口位于儀表板上，2個(gè)位于前柱與上門框之間的接頭處，2個(gè)位于前排乘員的腳步位置，2個(gè)中央口位于后單元上，2個(gè)位于中柱上， 2個(gè)位于后排乘員的腳步位置。

圖2 制冷劑管路

2.制冷劑管路（如圖2所示）

由于不同市場(chǎng)的技術(shù)參數(shù)不同，我們使用了兩種不同的制冷劑。在對(duì)制冷系統(tǒng)進(jìn)行維修和修理操作時(shí)，務(wù)必檢查所使用的制冷劑類型是否正確。

全新Quattroporte的制冷劑管路由下列元件組成：

◆帶有電磁離合器的可變排量壓縮機(jī)

◆帶有集成干燥瓶/過濾器的冷凝器

◆蒸發(fā)器

◆熱膨脹閥（TXV）

◆帶集成熱交換器的管道系統(tǒng)

◆高低壓檢修閥

◆高壓側(cè)壓力傳感器

◆制冷劑R134a或R1234yf（根據(jù)不同車輛規(guī)格）

除此之外，如果車輛搭載了選裝型四區(qū)空調(diào)系統(tǒng)，則還需要在系統(tǒng)中添加部件：帶有相應(yīng)管道的后蒸發(fā)器

圖3 壓縮機(jī)

和電控TXV。

根據(jù)不同的目標(biāo)市場(chǎng)，全新Quattroporte有兩種不同的規(guī)格。歐洲銷售的車輛使用新型制冷劑R1234yf。該新式制冷劑的性能與傳統(tǒng)的R134a相同，其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)環(huán)境影響很小。從2013年開始，歐洲車型審批要求使用該新式制冷劑。其他目標(biāo)市場(chǎng)車輛仍可使用R134a制冷劑。無論使用哪種制冷劑，除少量特定部件外，系統(tǒng)的運(yùn)行和性能都非常類似。事實(shí)上， 兩種管路系統(tǒng)之間的物理差異僅在于高低壓檢修閥形狀和尺寸的不同；這樣可避免誤用。熱膨脹閥的調(diào)節(jié)方式也不同。系統(tǒng)的主要元件如壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器都相同。全新Quattroporte使用的制冷系統(tǒng)與GranTurismo和上一代Quattroporte所使用的相同。新車增加了兩個(gè)新的特性：首先，使用壓力傳感器替換了多水平度壓力開關(guān)，傳感器可向發(fā)動(dòng)機(jī)ECU（ECM）提供精確的系統(tǒng)壓力信息。根據(jù)系統(tǒng)壓力的變化，ECM啟動(dòng)風(fēng)扇并關(guān)閉空調(diào)壓縮機(jī)，如圖3所示。另一個(gè)新特性是在管路內(nèi)安裝了一個(gè)小型熱交換器。該功能通過使部分高壓和低壓管道同軸得以實(shí)現(xiàn)，并使溫度在該段內(nèi)穩(wěn)定。在管路兩部分內(nèi)的制冷劑溫差降低可以改善系統(tǒng)的整體性能。

空調(diào)壓縮機(jī)采用由Delphi公司提供的由外部控制的變排量壓縮機(jī)。壓縮機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)前端的附件傳動(dòng)皮帶驅(qū)動(dòng)，通過電磁離合器開關(guān)。壓縮機(jī)的電磁離合器通過專用繼電器接收發(fā)動(dòng)機(jī)ECU（ECM）發(fā)出的命令。

壓縮機(jī)還配置了集成式高壓泄壓閥。如果系統(tǒng)壓力在故障情況下變得過高并達(dá)到危險(xiǎn)水平，泄壓閥會(huì)將制冷劑釋放到大氣中。該功能在部分國家屬于安全規(guī)定。前蒸發(fā)器和加熱器組件，如圖4所示。

圖4 前蒸發(fā)器和加熱器

表3 R1234yf與R134a制冷劑參數(shù)對(duì)比

圖5 高壓檢修閥和壓力傳感器位置

表1 R1234yf制冷管路技術(shù)參數(shù)

表2 R134a制冷回路技術(shù)參數(shù)

熱膨脹閥（TXV）安裝在蒸發(fā)器接頭上，用于調(diào)節(jié)管路內(nèi)的制冷劑流量。請(qǐng)注意：根據(jù)所使用制冷劑的不同，系統(tǒng)使用不同類型的TXV。如果車輛配備四區(qū)空調(diào)系統(tǒng)，由于后蒸

發(fā)器有自身專用TXV，因而朝向后蒸發(fā)器的管道在TXV正前方與主管路連接。根據(jù)所使用的制冷劑類型，檢修閥具有特定外形和尺寸。如圖5所示，可以看到在高壓檢修閥旁安裝的壓力傳感器（藍(lán)色），以及發(fā)揮熱交換器作用的同軸管道（右側(cè)部分）。

R1234yf制冷管路技術(shù)參數(shù)，如表1所示。

R134A制冷回路技術(shù)參數(shù)，如表2所示。

R1234yf與R134a制冷劑的特性參數(shù)對(duì)比，如表3所示。

R1234yf是一種提議用于代替汽車空調(diào)系統(tǒng)所使用的R134a的新型制冷劑。之所以使用該制冷劑代替R134a，是因?yàn)樗鼘?duì)全球變暖的影響要比R134a低約330 倍。歐盟首先要求汽車制造商使用，但現(xiàn)在可以預(yù)計(jì)，到2017年全球汽車生產(chǎn)中將全面使用該制冷劑。使用兩種制冷劑的系統(tǒng)在運(yùn)行和制冷性能方面非常相似，但R1234yf的制冷特性稍好（因?yàn)榉悬c(diǎn)更低），但對(duì)最終用戶來說，其間的差別很小，幾乎無法察覺。制冷回路的維護(hù)程序，例如回收、真空抽取和添加等都很相似。但是這兩種制冷劑不兼容，需要使用不同的回收設(shè)備。不能轉(zhuǎn)變R134a系統(tǒng)來與R1234yf相匹配，雖然使用R1234yf的壓縮機(jī)可以用于R134a，但系統(tǒng)不能混用。在編寫本手冊(cè)時(shí)，只有銷往歐洲國家的車輛要求使用R1234yf制冷劑。但是不排除其他市場(chǎng)也引進(jìn)這種新的制冷劑。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行任何維修之前，應(yīng)始終檢查系統(tǒng)參數(shù)。

3.前空氣分配單元

前空氣分配單元包含加熱器組件和蒸發(fā)器，以及鼓風(fēng)電機(jī)單元、空氣混合和分配風(fēng)門及其步進(jìn)電機(jī)執(zhí)行器，以及集成的混風(fēng)溫度傳感器，如圖6所示?？諝馔ㄟ^活性炭過濾器吸入車內(nèi)；更換過濾器時(shí)，拆下發(fā)動(dòng)機(jī)艙中的塑料蓋板即可對(duì)其進(jìn)行操作。系統(tǒng)具有455m3/h的送風(fēng)能力，因而具有比上一代Quattroporte性能更好的系統(tǒng)。前空氣分配單元是雙區(qū)式，通過13個(gè)出風(fēng)口將空氣分配到車內(nèi)：9個(gè)用于除霧和前排乘客出風(fēng)口，4個(gè)用于后排乘客。如果車輛搭載了選裝型四區(qū)空調(diào)系統(tǒng)，前空氣分配單元只將空氣分配到前面的9個(gè)出風(fēng)口上。供后排乘客的另6個(gè)出風(fēng)口由后空氣分配單元供氣。

圖6 前空氣分配單元

圖7 前空氣分配單元位置

圖8 空氣分配和混合風(fēng)門及執(zhí)行器

圖9 出風(fēng)口

前空氣分配單元的加熱器組件與上一代Quattroporte系所使用的加熱器不同，屬于單基底類型。沒有使用控制冷卻液流量的TGK閥。在該情況下，雙區(qū)溫度控制系統(tǒng)由混風(fēng)門調(diào)節(jié)。如圖7和圖8所示顯示了前空氣分配單元內(nèi)部的部分元件，例如空氣分配和混合風(fēng)門及其相應(yīng)的執(zhí)行器，鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速器（右側(cè)灰色部分）。

13個(gè)出風(fēng)口和風(fēng)量為455m3/h 的鼓風(fēng)機(jī)確保了車內(nèi)空氣快速高效的分配，如圖9所示。

4.后空氣分配單元（僅四區(qū)空調(diào)系統(tǒng)）

如果車輛配置可選的四區(qū)空調(diào)系統(tǒng)，中央控制臺(tái)內(nèi)還會(huì)安裝一個(gè)后空氣分配單元，如圖10和圖11所示。這是一個(gè)完全獨(dú)立的單元，由下列元件組成：

◆加熱器組件

◆帶有TXV的蒸發(fā)器

◆帶有集成式調(diào)節(jié)器的無刷鼓風(fēng)電機(jī)

◆帶有電動(dòng)執(zhí)行器的空氣分配風(fēng)門

◆多個(gè)溫度傳感器

◆裝配集成控制模塊的后暖風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)控制面板（HVACR）

后空調(diào)控制系統(tǒng)借助下列部件得到了進(jìn)一步完善：

◆輔助電動(dòng)水泵

◆后暖風(fēng)管路電控截?cái)嚅y（Bitron）

◆用于后排乘客的專用空氣分配通道，含6個(gè)出風(fēng)口

后部空氣分配單元完全以四區(qū)系統(tǒng)的方式工作，具有獨(dú)立的左、右溫度控制器。單元內(nèi)安裝了4個(gè)出風(fēng)口NTC傳感器，可以將空氣分配到6個(gè)出風(fēng)口上：兩個(gè)位于中間，兩個(gè)位于后排乘客腳部，兩個(gè)位于B柱上。后空氣分配單元的工作方式與傳統(tǒng)（前）空氣分配單元相同。主要差別在于后空氣分配單元在工作時(shí)會(huì)吸入乘客艙內(nèi)的空氣并重新分配。后空氣分配單元沒有空氣外循環(huán)功能。無刷型鼓風(fēng)電機(jī)含有集成式調(diào)節(jié)器，可吸入前排座椅底部空氣。為了使冷卻液能夠充分循環(huán)流動(dòng)到后空氣分配單元的加熱器組件上，還采用一個(gè)電動(dòng)水泵。該水泵位于發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)左側(cè)汽缸組后部，由開/關(guān)型控制器控制。

此外，管路中還安裝了電控截?cái)嚅y（Bitron）。該閥門在后空氣分配單元未運(yùn)行時(shí)可截?cái)嗤ㄍ蠹訜崞鹘M件的冷卻液循環(huán)。同樣，流向后蒸發(fā)器的制冷劑也會(huì)由集成在后TXV中的電動(dòng)閥門截?cái)?。這樣，在后部沒有制冷請(qǐng)求時(shí)可防止后蒸發(fā)器結(jié)冰且引起不必要的浪費(fèi)。

對(duì)于選配型四區(qū)自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)，B柱上安裝了兩個(gè)額外的后排乘客出風(fēng)口。如此便有15個(gè)出風(fēng)口；其中用于后排乘客的6個(gè)出風(fēng)口由獨(dú)立的后空氣分配單元控制，如圖12所示。

后暖風(fēng)空調(diào)單元的設(shè)計(jì)非常緊湊，整體集成在前中央扶手內(nèi)，如圖13所示。

如圖14所示顯示了后空氣分配單元內(nèi)的主要零部件：鼓風(fēng)電機(jī)、蒸發(fā)器、電控TXV、加熱器組件以及3個(gè)風(fēng)門執(zhí)行器。

后蒸發(fā)器TXV中集成的電控截?cái)嚅y在系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)用于截?cái)嗪蟛抗苈?，如圖15所示。

在左側(cè)汽缸組后部安裝的電動(dòng)水泵可在后部空氣分配單元請(qǐng)求加熱時(shí)提供額外的冷卻液循環(huán)，如圖16所示。

一個(gè)電控截?cái)嚅y（Bitron）位于變速器通道內(nèi)。該閥門可以在沒有后部加熱要求時(shí)截?cái)嗬鋮s管路后段，如圖17所示。

圖10 后空調(diào)系統(tǒng)管路

圖12 出風(fēng)口位置

圖13 后暖風(fēng)空調(diào)單元

圖14 后空氣分配單元部件

圖15 電控截?cái)嚅y位置

圖16 電動(dòng)水泵位置

圖17 電控截?cái)嚅y位置

5.暖風(fēng)空調(diào)（HVAC）模塊

主HVAC模塊位于乘客側(cè)的儀表板后面，安裝在鼓風(fēng)電機(jī)殼體上，如圖18所示。該模塊與CAN-I總線連接，可以實(shí)現(xiàn)與車輛其他節(jié)點(diǎn)的信息交換，并能夠?qū)崿F(xiàn)診斷功能。

圖18 暖風(fēng)空調(diào)模塊及位置

HVAC模塊向鼓風(fēng)電機(jī)和各個(gè)風(fēng)門執(zhí)行器發(fā)送命令，并通過CAN向BCM發(fā)送打開壓縮機(jī)的激活請(qǐng)求信號(hào)。用戶可通過MTC觸屏（一體式中控臺(tái)）選擇不同的溫度和空氣分配設(shè)置或通過位于顯示單元下面并與ICS連接的獨(dú)立控制面板選擇。在這兩種情況下，HVAC模塊都會(huì)通過CAN接收來自ICS的命令。HVAC模塊還通過繼電器控制后車窗加熱器和風(fēng)擋玻璃噴嘴的加熱功能。前HVAC控制面板與ICS觸屏單元連接。該控制器為冗余控制，因?yàn)橄到y(tǒng)還接收來自觸屏本身的命令。面板中還含有危險(xiǎn)報(bào)警開關(guān)和乘客側(cè)安全氣囊取消警告燈（如適用），如圖19所示。

（1）后暖風(fēng)空調(diào)模塊（HVACR）

后暖風(fēng)空調(diào)模塊（HVACR）獨(dú)立控制后部空氣分配單元。這個(gè)模塊集成在后部暖風(fēng)空調(diào)功能所使用的控制面板中。根據(jù)所選擇的配置，控制面板有兩個(gè)位置：在五座配置中，后暖風(fēng)空調(diào)控制面板安裝在前部中央扶手的后側(cè)。在四座（選配）配置中，該控制面板安裝在后部中央扶手上。與主暖風(fēng)空調(diào)模塊類似，HVACR模塊也和CAN-I總線連接，可以實(shí)現(xiàn)與車上其他節(jié)點(diǎn)的信息交換及診斷功能。

注：后暖風(fēng)空調(diào)功能也可以通過MTC 觸屏來進(jìn)行控制。后暖風(fēng)空調(diào)模塊（HVACR）集成在后暖風(fēng)空調(diào)控制面板中，如圖20所示。

6.傳感器

圖19 控制面板

圖20 后空調(diào)控制面板

圖21 溫度傳感器位置

系統(tǒng)采用以下傳感器：

◆內(nèi)部溫度傳感器

◆混合空氣溫度傳感器

◆外部溫度信息（外部溫度傳感器與BCM連接）

◆雙區(qū)光線傳感器

◆濕度傳感器

（1）濕度傳感器

濕度傳感器安裝在風(fēng)擋玻璃上靠近外側(cè)后視鏡支架的位置。傳感器根據(jù)下列2個(gè)參數(shù)計(jì)算風(fēng)擋玻璃的露點(diǎn)以及濕度：

◆由安裝在風(fēng)擋玻璃上的NTC溫度傳感器測(cè)量得到的風(fēng)擋玻璃表面溫度

◆通過半導(dǎo)體空氣濕度傳感器測(cè)量得到的乘客艙內(nèi)空氣相對(duì)濕度

通過LIN與BCM連接的HUM濕度傳感器。HVAC節(jié)點(diǎn)通過CAN-I總線接收來自BCM的關(guān)于風(fēng)擋玻璃濕度狀況信息。