ᐉ Климат-контроль в автомобиле. Устройство и принцип работы

Широкое распространение получили в настоящее время кондиционеры с электронным управлением – системы климат-контроля (HVAC – Heating, Ventilation and Air Conditioning).

Так, если обычный кондиционер работает только в режиме, который ему задает водитель (регулирует скорость потока воздуха и устанавливает интенсивность охлаждения), то автоматизированный климат-контроль с элект­ронным блоком управления допускает как руч­ную, так и автоматическую настройку.

Такая система, в отличие от традиционно­го кондиционера, ориентирована в первую очередь на автоматическую работу, то есть на поддержание заданной температуры и режима работы независимо от внешних условий. После включения автоматизированный климат-конт­роль переходит в режим ожидания, считывает информацию с датчиков и если определит, что микроклимат в салоне не соответствует пара­метрам комфорта, заданным водителем, либо хранящимся в памяти системы характеристи­кам, то он начинает самостоятельно функциони­ровать в соответствии с заданной программой.

Для поддержания комфортного микроклимата в салоне реализуются следующие основные функции климат-контроля – рассеивающая приточная вентиляция, прямоточная вентиляция, обогрев стекол с автоматическим включением при их запотевании, автоматическая или принудительная рециркуляция. Прямоточная подача свежего воздуха часто вызывает ощущение дискомфорта или сквозняка. Поэтому современные автомобили оснащаются рассеивающей системой вентиляции, которая может рассеивать воздух, поступающий в салон через высокорасходные дефлекторы.

Пример распределения воздушных потоков в салоне легкового автомобиля показан на рисунке:

Рис. Схема распределения воздушных потоков в салоне автомобиля:
1 – противопыльный фильтр; 2 – приточный вентилятор; 3 – правый теплообменник; 4 – дополнительный нагревательный элемент; 5 – дефлектор (заслонка) средней консоли; 6 – задние нижние дефлекторы; 7 – левый теплообменник; 8 – испаритель; 9 – кондиционер; 10 – поток воздуха

Под действием разрежения, создаваемого вентилятором, воздух проходит через противопыльный фильтр и поступает к испарителю. За испарителем воздушный поток, идущий через кондиционер, разветвляется в первый раз. Основная часть проходит через теплообменники, а остальная – в обход теплообменников, к заслонкам кондиционера, которые управляют подачей холодного воздуха. Конструктивная схема с двумя параллельными теплообменниками позволяет подавать воздух раздельными потоками в правую и левую зоны салона. Температуру воздуха в каждом из этих двух потоков определяют, в основном, настройки, которые задают водитель и передний пассажир. За теплообменниками воздушные потоки распределяются посредством электроприводных заслонок и направляются к дефлекторам в разных точках салона. При этом воздух, поступающий в салон через отверстия в средних стойках кузова и через задние нижние дефлекторы, может попутно подогреваться дополнительными нагревательными элементами.

Система с электронным управлением кондиционирования снабжена датчиками, клапанами, предохранителями.

Датчик низкого давления отключает компрессор при давлении в системе ниже 2 кг/см² и включает при 2,3 кг/см². Это необходимо для предотвращения заклинивания компрессора, так как при снижении давления во время аварийного сброса хладагента или его утечке нарушается циркуляция масла.

Датчик высокого давления отключает компрессор при давлении хладагента в системе 30…34 кг/см² и включает при 26 кг/см². Повышенное давление может возникнуть из-за неисправности расширительного клапана, нарушения теплообмена в конденсаторе при снижении интенсивности проходящего через него воздушного потока.

Датчик включения дополнительных электровентиляторов обдува конденсатора включает их при повышении давления в системе до 19…22 кг/см² и выключает при 14…16 кг/см².

Датчик температуры компрессора устанавливается на его корпусе, на стороне нагнетания, отключает электромагнитную муфту при температуре 90…100°С.

Электронное управление сервоприводов, определяющих положение заслонок, осуществляется по показаниям датчиков температуры, один из которых расположен в воздухопроводе, другой – на панели приборов.

Комбинированные датчики могут совмещать несколько функций, их устанавливают вместо перечисленных датчиков.

Отопитель и кондиционер обеспечивают как автоматический, так и принудительный обогрев стекол, что предотвращает запотевание стекол. Система управления микроклиматом непрерывно измеряет температуру лобового стекла, влажность воздуха и температуру в точке определения влажности. По результатам измерений определяется возможность запотевания стекла. Все три параметра измеряет психрометрический датчик. Он обычно устанавливается в основании салонного зеркала и генерирует соответствующие сигналы.

Для измерений влажности используется тонкопленочный емкостный датчик. Он работает на принципе пластинчатого электроконденсатора.

Рис. Принцип действия психометрического датчика влажности:
1 – сигнальное напряжение; 2 – электронный блок датчика; 3 – пластинчатый конденсатор; 4 – диэлектрик; 5 – водяные пары; а – без отсутствия водяных паров; б – с присутствием водяных паров

Емкость конденсатора, иначе говоря, его способность накапливать электрическую энергию, определяет площадь поверхности пластин, расстояние между ними и физические свойства наполнителя (диэлектрика), разделяющего две пластины. Диэлектрик, используемый в рассматриваемом измерительном конденсаторе, способен поглощать водяные пары. При этом изменяются его электрические свойства, а значит, и емкость конденсатора. Иными словами, измеряя емкость конденсатора, можно получить информацию о влажности воздуха. Электронный блок датчика преобразует измеренную электрическую емкость в сигнальное напряжение. Способность датчика накапливать в себе водяные пары зависит от температуры. Поэтому одновременно с влажностью необходимо определять и соответствующую температуру.

Для измерения температуры лобового стекла используются инфракрасные датчики:

Рис. Принцип действия инфракрасного датчика:
1 – поглощенное тепловое излучение; 2 – инфракрасный датчик; 3 – поглощенное тепловое излучение; 4 – электронный блок датчика; 5 – сигнальное напряжение; 6 – термометр; 7 – лобовое стекло; а – холодное лобовое стекло; б – нагретое лобовое стекло

Интенсивность инфракрасного излучения, исходящего от лобового стекла, измеряет предназначенный для этого высокочувствительный датчик. Вместе с температурой стекла изменяется и доля инфракрасных лучей в составе теплового излучения, исходящего от стекла. Датчик реагирует на такое изменение. Электронный блок датчика преобразует эту реакцию в сигнальное напряжение.

Для управления системой кондиционирования в первых управляющих системах использовались только датчики температуры в салоне, в настоящее время появились датчики качества воздуха, опре­деляющие концентрацию оксидов углерода и азота в окружающем воздухе, чтобы при необходимости система автоматически перехо­дила в режим рециркуляции, исключая исполь­зование забортного воздуха с повышенной концентрацией токсичных компонентов.

Рис. Принцип действия датчика воздуха:
1 – датчик; 2 – сигнальное сопротивление; 3 – электронный блок датчика; а – отсутствие вредных компонентов в воздухе; б – присутствие окисляемого газа; в – присутствие восстанавливаемого газа

Активной основой датчика является смесь окислов вольфрама или олова. Эти соединения изменяют свои электрические свойства при контакте с окисляемыми или восстанавливаемыми газами. К окисляемым газам относятся оксид углерода (CO), пары бензола и бензина, углеводороды, несгоревшие остатки топлива и продукты его неполного сгорания. Восстанавливаемыми газами являются оксиды азота NOx.

Упрощенно окислению соответствует поглощение кислорода химическим элементом, а восстановлению – выделение кислорода из химического соединения. Иными словами, окисляемые газы стремятся поглотить кислород и соединиться с ним. Восстанавливаемые газы, напротив, отдают кислород другим элементам или соединениям. Если находящаяся внутри датчика смесь оксидов вступает в контакт с окисляемым газом, последний начинает поглощать из окислов кислород. В результате изменяются электрические свойства смеси. Ее сопротивление уменьшается. Если же датчик подвергается воздействию восстанавливаемого газа, то смесь оксидов поглощает из этого газа кислород. При этом электрические свойства смеси также изменяются, но при этом сопротивление возрастает.

Используются также датчики наличия пассажиров в салоне, которые позволяют системе опреде­лять необходимый объем подаваемого возду­ха. В некоторые моделях используются фотодатчики солнечного излучения, позволяющие вычислять интенсивность и угол падения солнечных лучей и, исходя из этой информации, обеспечивать подачу до­полнительного прохладного воздуха в ту часть автомобиля, где воздействие прямых солнечных лучей оказывает особенно сильное влияние.

Рис. Принцип действия датчика солнечного излучения:
1 – фильтр; 2 – оптический элемент; 3 – фотодиод; а – направление солнечных лучей под углом спереди; б – направление солнечных лучей вертикально

Солнечный свет попадает через фильтр и оптический элемент на фотодиод. Фильтр предназначен для предотвращения повреждения фотодиода солнечными лучами. Фотодиод изменяет силу тока пропорционально попадающего на него потока солнечного света. Чем сильнее поток света, тем больше сила тока. Благодаря этому по повышению силы тока от датчика, блок управления опознает увеличение потока солнечного света и воздействует на систему управления кондиционированием с целью сохранения заданной температуры.

При направлении солнечных лучей под углом спереди, прямо на водителя и переднего пассажира температура в салоне повышается, при этом на светодиод попадает значительная часть светового излучения. Хладопроизводительность системы управления кондиционированием увеличивается, компенсируя нагревающее действие солнечного света.

При направлении солнечного света вертикально солнечные лучи задерживаются крышей автомобиля. В этом случае на оптический элемент света падает меньше и он направляет меньше света на светодиод. Хладопроизводительность системы управления кондиционированием уменьшается, поскольку пассажиры автомобиля не находятся под прямыми солнечными лучами.

Может также фиксироваться тем­пература и влажность тел водителя и пассажи­ров через перфорированную обивку сидений.

Для поддержания комфортного температурного режима в салоне автомобиля в холодное время года при неработающем двигателе могут применяться дополнительные обогреватели. Топливо для таких устройств, которые вырабатывают тепло без помощи работы двигателя, поступает или из стандартного топливного бака автомобиля, или из специального бака для транс­портных средств больших размеров. Электрический насос подает топливо к форсунке, которая впрыскивает распы­ленное топливо в камеру сгорания; рас­пыленное топливо смешивается с воз­духом и сгорает. Горячие отработавшие газы затем направляются к теплооб­меннику.

Рис. Вспомогательный воздухообогреватель (независимый от работы двигателя):
1 — воздухообогреватель с вентилятором, камерой сгорания и теплообменником; 2 — впуск воздуха; 3 — выпускное отвер­стие для воздуха, подаваемого в салон автомобиля; 4 — приток воздуха в камеру сгорания; 5 — подача питания: 6 — система выпуска отработавших газов; 7 — элек­тронный блок управления; 8 — тер­мостат и таймер для предварительного выбора продолжительности включения

Теплообменник может функциониро­вать одним из двух способов: или с помощью непосредственного подогрева воздуха салона, или посредством пере­дачи тепла в систему охлаждения дви­гателя. В последнем случае циркуляция поддерживается отдельным электри­ческим насосом, что предоставляет возможность использования стандарт­ного устройства обогрева, позволяюще­го подогревать воздух в пассажирском салоне. Этот тип вспомогательного по­догрева охлаждающей жидкости двига­теля также улучшает характеристику холодного запуска в зимний период.

Климат-контроль автомобиля зимой: особенности, советы

Климат-контроль в автомобиле — настоящее спасение и зимой, и летом. С ним уже не приходится думать о регулировке температуры в салоне, система все делает сама, в результате любая поездка превращается в настоящее удовольствие. Чем же климат-контроль отличается от кондиционера и как она работает зимой?

Устройство климат-контроля в автомобиле

Не зря климатическая установка называется «системой». Она действительно имеет сложное устройство и включает в себя несколько механизмов:

• термодатчики — определяют температуру воздуха в разных участках салона;
• измеритель влажности — установлен только в новейших моделях, определяет уровень влажности внутри авто;
• программный контроллер — сюда поступают данные со всех датчиков, проводится их анализ, после чего подаются команды на включение или выключение необходимых механизмов;
• воздушный кондиционер — включается при повышенной температуре и влажности воздуха;
• вентилятор — необходим для циркуляции и смешивания воздуха в салоне;
• печь — включается при низкой температуре, работает за счет прогретого в радиаторе антифриза;
• электроклапаны печи — перекрывают потоки теплого воздуха, когда он не требуется;
• воздухозаборники и воздухоотводы — отвечают за эффективное распределение потоков воздуха, направляя их туда, куда нужно.

Зимой климатическая установка работает следующим образом:

1. Водитель устанавливает комфортную для себя температуру воздуха и включает «авторежим».
2. Датчики определяют температуру и влажность, отправляя полученные данные в программный контроллер.
3. Контроллер анализирует эти данные, сравнивая их с установленными водителем значениями.
4. Если в салоне теплее, чем нужно, то запускается кондиционер. Если холоднее, то охлаждающая жидкость из двигателя подается в радиатор и открываются электроклапаны печи.
5. Чем выше разница между заданными и фактическими показателями, тем сильнее или слабее будет работать вентилятор.
6. Как только температура в салоне достигнет указанного значения, система включит поддерживающий режим, снизив скорость обдува и уровень нагрева.

Важно! Указанный выше пошаговый алгоритм может отличаться в зависимости от модели климат-контроля и его функций. В новейших системах есть возможность задать дополнительные настройки. Например, установить разную температуру в отдельных зонах салона.

Когда требуется включить ручное управление

Зимой иногда случаются ситуации, при которых необходимо вручную настроить климат-контроль. Обычно это следующие случаи:

• Если машина замерзла, и стекла покрылись льдом. В этом случае не получится поехать, пока стекла не оттают. В некоторых моделях климат-контроля есть функция автопрогрева стекол. Но если ее нет, или требуется быстрее прогреть стекла, необходимо отключить авторежим системы, вручную запустить обдув и отрегулировать скорость вентилятора. После оттаивания льда можно снова перейти на автоматическую работу.
• Если промокли ноги или обувь покрылась снегом/льдом. В этом случае также нужно отключить авторежим, включить ручное управление, направить горячий воздушный поток на ноги.
• Если приходится долго стоять в пробках, то в салон могут попасть выхлопные газы с улицы. Не у всех моделей климат-контроля есть автоматический анализатор уровня углекислого газа, поэтому лучше перейти на ручное управление и включить режим «Рециркуляция», если он предусмотрен в вашей модели установки.

Важно! Если в климат-контроле стоит датчик влажности, программа автоматически будет предотвращать запотевание стекол. Если же датчика нет, то вручную можно включить режим осушения воздуха.

Вывод

Многие водители не знают, насколько «умная» система климат-контроля стоит в их автомобиле, и зачастую не используют все ее функции. Поэтому желательно внимательно прочитать инструкцию, узнать конфигурацию своей климатической установки и правильно ее настроить. И тогда поездки будут комфортными при любых зимних погодных условиях — при заморозках и низких температурах, при оттепелях и небольшом похолодании. А еще важно помнить о регулярной и своевременной замене салонных фильтров. Это обеспечит эффективную работу климат-контроля.

Оценить статью

1. 5
2. 4
3. 3
4. 2
5. 1

0

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Похожие статьи

Климат-контроль — Continental Engineering Services

Введение

Наши технологии климат-контроля обеспечивают приятную атмосферу в автомобиле даже в неблагоприятных условиях окружающей среды. Мы можем внедрить в автомобиль климатическую систему с несколькими температурными зонами. Кроме того, для автомобилей с электроприводом в нашем ассортименте имеется индивидуальный климат-контроль.

Преимущества

• Климат-контроль в свободно масштабируемом количестве климатических зон во всем автомобиле
• Полная системная ответственность за климат-контроль автомобиля
• Программное обеспечение для кондиционирования воздуха, совместимое с AUTOSAR
• Автомобильные приложения, подходящие для глобального регулирования климата и всех типов транспортных средств

Варианты решения

Программное обеспечение как ядро ​​продукта

2 Наш климат-контроль — это модульный программный компонент, предназначенный для простой интеграции на различных аппаратных платформах, включая ваши или сторонние устройства или контроллеры домена.

• Отдельный блок управления HVAC не требуется
• Соответствие требованиям AUTOSAR
• Высокая гибкость и возможность повторного использования
• Поддержка 1-4 зон
• Регулирование температуры, влажности и подачи свежего воздуха в салоне
• Управление температурой для гибридных и электрических автомобилей 3 2

  9000 Блок управления отоплением, вентиляцией, кондиционированием воздуха (HVAC)

  Наш блок управления HVAC содержит программное обеспечение для управления микроклиматом и поддерживает все необходимые входы/выходы для систем с 1–4 зонами.

  • Ввод/вывод для интерфейса заслонок, вентилятора, датчиков и т. д.
  • Интерфейсы CAN и LIN
  • Решение BlackBox для целостных концепций HMI
  • Высокоэффективный энергосберегающий контроллер

  Лицевая панель управления климатом

  2 90 дополняется классическими блоками управления HVAC, включая лицевую панель для управления HMI. Наши лицевые панели изготавливаются по индивидуальному заказу и в соответствии с вашими требованиями к дизайну. Они могут состоять из кнопок, поворотных переключателей, дисплеев, сенсорных поверхностей с тактильной обратной связью и т. д. Ознакомьтесь также с нашими решениями HMI и Display.

  Опционально электроника управления HVAC может быть интегрирована в один блок.

  Предыдущий

  Следующий

  У вас есть вопросы или вы заинтересованы в этом продукте и возможностях его применения?

  Соответствующие ссылки

  Smart Surface

  Благодаря нашим технологиям мы объединяем практически все типы поверхностей с многочисленными функциями, которые можно быстро и гибко адаптировать к потребностям пользователя посредством интуитивно понятного взаимодействия.

  Подробнее ›

  Блок управления кузовным оборудованием

  Блок управления кузовным оборудованием отвечает за многие функции обеспечения комфорта в автомобиле. Наши блоки могут взять на себя обычные функции кузова и могут быть адаптированы для функций шлюза, управления дверью и HVAC. Они обеспечивают внешнее и внутреннее освещение, доступ к транспортным средствам, терминальное управление, функции омывателя и стеклоочистителя.

  Подробнее ›

  Функции управления энергопотреблением и тепловым режимом

  Управление энергопотреблением и тепловым режимом кабины и трансмиссии является одной из ключевых компетенций наших групп разработчиков систем и программного обеспечения. Мы предлагаем существующие функции управления платформой или услуги, адаптированные к вашим потребностям.

  Подробнее ›

  Анатомия климат-контроля в вашем автомобиле

  • 2 сентября 2020 г.
  • By Bobbie Hicks
  • В Кондиционер, Отопление
  • Теги Кондиционер, кондиционер, ремонт автомобилей, уход за автомобилем, климат-контроль, Отопление
  • 3344
  • 0

  С наступлением осени погода начинает меняться. Дни все еще могут быть теплыми, но утром и вечером может быть прохладно. В своей машине вы можете включить подогрев утром, чтобы прогреть и очистить ветровое стекло, но использовать кондиционер для полуденной пробежки на обед. Система климат-контроля вашего автомобиля может сделать температуру как горячей, так и холодной, но что для этого нужно?

  Easy, Breezy

  Движение воздуха в вашем автомобиле обеспечивается двигателем вентилятора: электродвигателем, который находится внутри приборной панели. Подобно бытовому вентилятору, вентилятор вращается и выталкивает воздух с разной скоростью в зависимости от вашего выбора.

  Modus Operandi

  Как только воздух проходит вентилятор, он может попасть в ряд вентиляционных отверстий. Различные положения вентиляционных отверстий называются режимами. Обычные режимы: разморозка, вентиляция на лице, вентиляция в полу или их комбинация. Когда вы выбираете режим, электродвигатель, называемый исполнительным механизмом, поворачивает ряд дверей внутри приборной панели. Двери направляют воздух от двигателя вентилятора к выбранным вентиляционным отверстиям.

  «Основные» предметы

  После того, как вы установили скорость вентилятора и выбрали режим, как вы получаете желаемую температуру? Внутри приборной панели есть два сердечника: сердечник отопителя для обогрева и сердечник испарителя для кондиционирования воздуха.

  Сердцевина нагревателя

  Сердцевина нагревателя представляет собой небольшой радиатор, обычно размером с книгу в твердом переплете. Горячая охлаждающая жидкость поступает от двигателя по шлангу в радиатор отопителя и выходит через другой шланг. Воздух нагревается, проходя через сердцевину отопителя и направляясь к вентиляционным отверстиям, обеспечивая горячий воздух.

  Сердцевина испарителя

  Сердцевина испарителя находится рядом с сердцевиной нагревателя, но несет хладагент. Когда хладагент проходит через испаритель, он уносит тепло из внутреннего воздуха, давая вам ледяной кондиционер.

  Смешивание

  Бывают дни, когда вам нужно тепло на полную мощность, а бывают дни, когда вы хотите почувствовать себя кубиком льда. Но что, если вы хотите установить температуру где-то посередине? Смешанная дверь – это ответ.

  Как и в случае с режимными дверями, для управления смешанной дверью используется привод. Воздух направляется на радиаторы нагревателя и испарителя, смешивая горячий и холодный воздух для создания выбранной вами температуры.

  Звоните сами

  Многие автомобили оснащены автоматическим климат-контролем. Используя различные датчики, измеряющие температуру внутри автомобиля, температуру наружного воздуха, уровень солнечного света и другую информацию, автомобиль определяет правильную скорость вентилятора, режим и положение двери. Вы также можете взять на себя управление и выбрать режим, скорость и температуру самостоятельно.

  Внутри/снаружи

  Во всех автомобилях можно выбрать подачу свежего воздуха или рециркуляцию воздуха в салоне. Кнопка рециркуляции часто имеет контур автомобиля с U-образной стрелкой внутри. Рециркуляция воздуха в салоне помогает быстрее достичь желаемой температуры по сравнению с подачей в салон некондиционированного воздуха снаружи.

  Большинство автомобилей автоматически отключают рециркуляцию при включении обогревателя. Возможно, вы сталкивались с запотеванием окон, особенно в сырой или дождливый день. Открытие окон поможет быстро очистить их. Точно так же антиобледенитель лучше всего работает со свежим наружным воздухом, чтобы ветровое стекло оставалось чистым.

  Путь, путь назад

  Если раньше он использовался только в фургонах и больших внедорожниках, то сейчас все чаще обогрев заднего стекла и кондиционер устанавливаются в седанах и других небольших транспортных средствах.