襄 樊 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)正文題 目電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)特性仿真研究專 業(yè)汽車檢測(cè)與維修班 級(jí)機(jī)械與汽車工程學(xué)院汽檢0811班姓 名學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師職 稱2012年 04月1摘要窗體頂端窗體底端汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性有至關(guān)重要的作用。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已從傳統(tǒng)機(jī)械式 轉(zhuǎn)向、液壓助力轉(zhuǎn)向、電控液壓助力轉(zhuǎn)向，發(fā)展到今天的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向，未來還將過渡到線控轉(zhuǎn)向。現(xiàn)在比較流行電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向（）是一種依靠電動(dòng)機(jī)直接提供轉(zhuǎn)向助力 力矩的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，主要優(yōu)點(diǎn)在于電動(dòng)機(jī)可根據(jù)駕駛員施加在方向盤上轉(zhuǎn)矩和車速信 號(hào)通過微電腦控制提供相應(yīng)的助力力矩，保證汽車回正迅速、準(zhǔn)確，低速行駛時(shí)轉(zhuǎn)向輕便，高速行駛時(shí)穩(wěn)定可靠，并且節(jié)約燃料，利于環(huán)保，是一項(xiàng)緊扣現(xiàn)代汽車發(fā)展主題的 高新技術(shù)，也是汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)關(guān)鍵詞 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) PID控制策略 轉(zhuǎn)向靈敏度 路感 AbstractThe vehicle steering system has a crucial role of vehicle handling and stability. The steering system from the traditional mechanical steering, hydraulic power steering, electronically controlled hydraulic power steering development to todays electric power steering, will transition to the SBW. Electric power steering (EPS) is a kind of rely on the motor direct steering torque power steering system, the main advantage of the motor can be applied according to the driver to provide a boost torque on the steering wheel torque and speed signals through microcomputer control is now more popular, to ensure that car back are fast, accurate, low speed steering light, stable and reliable high speed, and fuel-efficient, environmentally friendly, is one closely linked to Hyundai Motor theme of development of high-tech, automotive power steering system inevitable trend of developmentAbstract目 錄目 錄摘 要錯(cuò)誤！未定義書簽。Abstract錯(cuò)誤！未定義書簽。目 錄I第一章 緒論21.1 課題提出的背景21.2 課題提出的目的和意義21.3 本課題的主要內(nèi)容2第二章 汽車空調(diào)系統(tǒng)的概述錯(cuò)誤！未定義書簽。2.1汽車空調(diào)的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)42.2汽車空調(diào)系統(tǒng)的功用錯(cuò)誤！未定義書簽。第三章 汽車空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類錯(cuò)誤！未定義書簽。3.1汽車空調(diào)系統(tǒng)的組成63.1.1制冷壓縮機(jī)錯(cuò)誤！未定義書簽。3.1.2冷凝器133.1.3蒸發(fā)器143.1.4膨脹閥153.1.5儲(chǔ)液干燥器153.1.6電磁離合器163.1.7鼓風(fēng)機(jī)173.2汽車空調(diào)系統(tǒng)的分類18第四章 汽車自動(dòng)空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)簡(jiǎn)介194.1設(shè)備簡(jiǎn)介194.1.1功能特點(diǎn)194.1.2主要技術(shù)參數(shù)194.2組合元件功能說明194.3操作說明21第五章 汽車自動(dòng)空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)的工作原理225.1 制冷系統(tǒng)的工作原理225.2水暖式暖風(fēng)系統(tǒng)的工作原理235.3 控制系統(tǒng)的工作原理24第六章 汽車自動(dòng)空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)的故障設(shè)置與檢測(cè)266.1附件操作266.2面板操作29總結(jié)31致謝32參考文獻(xiàn)3337汽車空調(diào)系統(tǒng)的組成與分類第一章 緒論1.1 課題提出的背景汽車工業(yè)作為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)中起著重要的作用。汽車轉(zhuǎn)向器作為汽 車的重要零部件，其性能的好壞直接影響著汽車行駛的安全性和可靠性。我國在發(fā)展汽車零部件的政策規(guī)劃中，已將轉(zhuǎn)向器列為優(yōu)先發(fā)展的種汽車關(guān)鍵零部件之一。隨著 電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已從傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向、液壓助力轉(zhuǎn)向（ ）、電控液壓助力轉(zhuǎn)向（ ），發(fā)展 到電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（ ，簡(jiǎn)稱），最終還將過渡到線控轉(zhuǎn) 向系統(tǒng)（ ）。 在國內(nèi)已成為現(xiàn)代汽車新技術(shù)的研究熱點(diǎn)。采用電動(dòng)機(jī)直接提供助力，助力大小由電控單元（ ，簡(jiǎn)稱）控制。它不僅能節(jié)約燃料，提 高主動(dòng)安全性，且有利于環(huán)保，是一項(xiàng)緊扣現(xiàn)代汽車發(fā)展主題的高新技術(shù)，所以經(jīng)出現(xiàn)就受到高度重視。國外各大汽車公司對(duì)的研究已經(jīng)有多年的歷史，但是很長(zhǎng) 一段時(shí)間直都沒有取得大的進(jìn)展，其主要原因是的成本太高。然而近幾年來電子 技術(shù)的突飛猛進(jìn)，電子元器件價(jià)格的不斷降低，大幅度降低的成本己成為可能，加 上具有一系列較之傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，使得它越來越受到人們的青睞。 所以具有非常廣闊的應(yīng)用前景。1.2 課題提出的目的和意義 為了滿足該系統(tǒng)的特性，控制系統(tǒng)的控制策略分為三種基本控制三種補(bǔ)償，即助力 控制、回正控制、阻尼控制、摩擦補(bǔ)償、阻尼補(bǔ)償及慣性補(bǔ)償。常規(guī)控制實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力，回正控制改善轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向后的回正性能，阻尼控制可有效抑制電機(jī)的超調(diào)， 三種補(bǔ)償克服了由于該系統(tǒng)的非線性因素所造成的電機(jī)響應(yīng)慢、助力特性變差等不利因 素的影響。在控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)控制的核心是準(zhǔn)確求出助力特性，即轉(zhuǎn)向盤力矩和電機(jī) 助力力矩之間的關(guān)系。不同車速時(shí)的助力特性不同。傳統(tǒng)的解決辦法是按照車速分段擬 合，得到不同車速所形成的曲線。使用該曲線計(jì)算會(huì)由造成一定的助力盲區(qū)，從而形成一定的控制誤差。1.3 本課題的主要內(nèi)容本課題主要分五個(gè)部分：1 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)。2 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成及工作原理。3 確定電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制策略(PID策略)。4 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型的建立。5 轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入下的頻率響應(yīng)特性分析。 第二章 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向（EPS）系統(tǒng)是在機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加裝電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)單元構(gòu)成的。其主要目的是提供動(dòng)力、改善汽車轉(zhuǎn)向性能、協(xié)助駕駛員完成轉(zhuǎn)向操作。相對(duì)于傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向（HPS）系統(tǒng)，EPS系統(tǒng)有耗能小、污染少、節(jié)油、省空間等一些列優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用日益廣泛。據(jù)美國TRW汽車集團(tuán)估計(jì)，到2015年，全世界三分之二的轎車將應(yīng)用EPS系統(tǒng)，并逐漸作為標(biāo)準(zhǔn)配置應(yīng)用于各種汽車上。2.1EPS系統(tǒng)的基本工作過程是1、汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，扭矩傳感器和車速傳感器將檢測(cè)到的扭矩、方向信號(hào)及車速信號(hào)傳給ECU，ECU根據(jù)扭矩傳感器的信號(hào)和車速信號(hào)確定電動(dòng)機(jī)扭矩的大小和方向，電動(dòng)機(jī)再通過離合器、減速機(jī)構(gòu)等把此扭矩傳遞給扭桿，最終起到為駕駛員提供助力轉(zhuǎn)向的效果，使汽車轉(zhuǎn)向更輕便。2、車速越低助力越大，車速越高助力越小。當(dāng)車速大于一定值時(shí)，取消助力，將直流電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)，目的是在汽車高速行駛是增加操作方向盤的手感，保證行駛安全。 3、EPS系統(tǒng)本身就是一個(gè)復(fù)雜的非線性隨動(dòng)系統(tǒng)，容易受到車速、扭矩測(cè)量裝的精度與靈敏度、路況產(chǎn)生的系統(tǒng)擾動(dòng)等因素的影響，因此EPS系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性要求比較高。.第三章 EPS系統(tǒng)的的組成及工作原理EPS系統(tǒng)由扭矩傳感器、車速傳感器、電流傳感器控制單元（ECU）、助力電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)構(gòu)等組成。扭距傳感器也稱轉(zhuǎn)向傳感器，是EPS系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。其作用是測(cè)定轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向器之間的相對(duì)扭矩，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸送給ECU。按其工作的方式，可分為接觸式扭矩傳感器和非接觸式傳感器，其中非接觸傳感器的誤差小、使用壽命長(zhǎng)、但成本相當(dāng)高。電動(dòng)機(jī)是根據(jù)ECU的指令輸出適宜的助力扭矩，是EPS系統(tǒng)的動(dòng)力源，對(duì)EPS系統(tǒng)的性能影響很大，是EPS系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一。EPS系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)機(jī)不僅要求低速達(dá)扭矩、波動(dòng)小、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、尺寸小、質(zhì)量輕，而且要求可靠性高、易控制，一般采用無刷永磁式直流電動(dòng)機(jī)。減速機(jī)構(gòu)：電動(dòng)機(jī)輸出的扭矩經(jīng)減速機(jī)構(gòu)減速增扭后驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向軸、小齒輪或齒條。目前，EPS系統(tǒng)多采用蝸桿輪機(jī)構(gòu)，也可采用差動(dòng)輪系機(jī)構(gòu)。為降低噪聲和減小振動(dòng)，減輕EPS系統(tǒng)的自重，減速機(jī)構(gòu)多采用樹脂材料制成。EPS系統(tǒng)的工作原理電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向統(tǒng)是在傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它利用電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力來幫助駕駛員操作轉(zhuǎn)向，系統(tǒng)有三大部分構(gòu)成，信號(hào)窗安裝置、轉(zhuǎn)交傳感器和車速傳感器，轉(zhuǎn)向助力機(jī)構(gòu)及電子控制裝置。電動(dòng)機(jī)僅在需要助力時(shí)工作，駕駛員在操縱轉(zhuǎn)向盤時(shí)，扭矩轉(zhuǎn)角傳感器根據(jù)輸入扭矩和轉(zhuǎn)向角的大小產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號(hào)，車速傳感器檢測(cè)到車速信號(hào)，控制單元根據(jù)電壓和車速的信號(hào)，給出指令控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生所需的轉(zhuǎn)向助力。汽車行駛過程中，需要頻繁轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，這就意味著要在多種情況下對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。EPS系統(tǒng)在保證路感的前提下，要能夠隨車速的變化提供相應(yīng)的助力控制，并且有良好的回正控制能力，而這一切都要通過控制電動(dòng)機(jī)的電流來實(shí)現(xiàn)。因此，優(yōu)良的電流控制器是EPS系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。第四章基于PID控制策略的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1EPS控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本文介紹的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由控制器ECU、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器、電流傳感器、助力電機(jī)及減速機(jī)構(gòu)、機(jī)械式轉(zhuǎn)向器、蓄電池等組成 2 。其結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。2目標(biāo)電流的控制策略21助力控制過程控制器根據(jù)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩傳感器輸出Ts、車速傳感器的輸出Vs, 由助力特性確定電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)電流Im, 然后電流控制器控制電動(dòng)機(jī)的電流I, 使電動(dòng)機(jī)輸出目標(biāo)助力矩Tt。因此, EPS的控制要解決兩個(gè)問題,一是確定電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)電流, 二是跟蹤目標(biāo)電流。22目標(biāo)電流的確定電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)電流是根據(jù)助力特性曲線確定的 4 , EPS的助力特性曲線屬于車速感應(yīng)型, 在同一轉(zhuǎn)向盤力矩輸入下, 電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)電流隨車速的增加而降低, 電流越大則助力越大, 能較好地兼顧輕便性和路感的要求。本系統(tǒng)選用計(jì)算和改動(dòng)最為簡(jiǎn)便的線性助力特性, 橫坐標(biāo)為駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩Ts, 縱坐標(biāo)用電機(jī)目標(biāo)電流Im 表示電機(jī)助力目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tt。從圖2中可以看出, 當(dāng)駕駛員施加在轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)矩在死區(qū)范圍內(nèi), 即轉(zhuǎn)向盤位于中間位置附近時(shí),電機(jī)助力轉(zhuǎn)矩為0, 當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩越過死區(qū), 電機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)向盤偏離方向線性地施加助力轉(zhuǎn)矩。車速越高,助力轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩之間的增益越小, 以此保證應(yīng)該系統(tǒng)在低車速時(shí)發(fā)揮較大的助力轉(zhuǎn)向作用, 在高車速時(shí)明顯減小助力轉(zhuǎn)向效果, 從而使駕駛員在轉(zhuǎn)向時(shí)獲得較好的路感。23電動(dòng)機(jī)電流的PID控制P ID控制器是最早發(fā)展的控制策略之一 5 。本系統(tǒng)采用增量式數(shù)字PID控制器來進(jìn)行電動(dòng)機(jī)電流的控制, 如圖3所示。 圖3不同車速下電機(jī)助力特性 如圖4所示為電動(dòng)機(jī)電流增量式數(shù)字P ID控制過程其控制算法如下 5 。u ( k) =Ae ( k) - B e ( k - 1) +Ce ( k - 2)u ( k) = u ( k - 1) + u ( k)e ( k) = Icm d ( k) - I ( k)A = Kp (1 + T/ T1+ Tv/ Y)B = Kp (1 + 2 Td/ T)C = Kp Td /T式中, k為采用序號(hào), k = 0, 1, 2, , u ( K) 為第k 次有采樣時(shí)刻的電動(dòng)機(jī)電樞電壓增量, e( k) 為第k次采樣時(shí)刻電動(dòng)機(jī)實(shí)際電流與目標(biāo)電流的偏差值。3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析轉(zhuǎn)向靈敏性試驗(yàn)(結(jié)果見表1、圖4、5) 表1階躍輸入下時(shí)域響應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果 項(xiàng)目 無助力 有助力 方向盤最大轉(zhuǎn)矩(N.m) 2.71 1. 50 方向盤穩(wěn)定轉(zhuǎn)矩(N.m) 2.26 1.28 反應(yīng)時(shí)間( s) 0.7 0.4 轉(zhuǎn)向輕便性實(shí)驗(yàn)(結(jié)果見表2, 圖6、7) 表2轉(zhuǎn)向輕便性試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果 項(xiàng)目 無助力 有助力 左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向盤最大扭矩N1m 2162 2183 2114 2118轉(zhuǎn)向盤最大作用力N 1218 1315 1014 1016轉(zhuǎn)向盤平均作用功N1m 25137 27135 20162 21102轉(zhuǎn)向盤平均轉(zhuǎn)矩N1m 2115 2126 1165 1168轉(zhuǎn)向盤平均用力N 11126 11137 7195 7197圖6 無助力狀態(tài)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)向盤力矩關(guān)系曲線 圖7有助力狀態(tài)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)向盤力矩關(guān)系曲線式中, k為采用序號(hào), k = 0, 1, 2, , u ( K) 為第k 次有采樣時(shí)刻的電動(dòng)機(jī)電樞電壓增量, e( k) 為第k次采樣時(shí)刻電動(dòng)機(jī)實(shí)際電流與目標(biāo)電流的偏差值。4試驗(yàn)結(jié)論通過圖4、5中方向盤操舵力對(duì)轉(zhuǎn)向載荷的階躍變化的響應(yīng)試驗(yàn)可知, 轉(zhuǎn)向的反應(yīng)時(shí)間有所減少, 提高了轉(zhuǎn)向的靈敏性; 同時(shí), 通過圖7、8中雙紐曲線試驗(yàn), 說明EPS能明顯改善轉(zhuǎn)向的輕便性, 試驗(yàn)結(jié)果可以看出加助力后方向盤轉(zhuǎn)知幅值明顯縮小, 說明EPS在提高汽車低速行駛轉(zhuǎn)向時(shí)的輕便性方面有顯著作用。第五章電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及系統(tǒng)模型分析1系統(tǒng)模型電動(dòng)機(jī)的助力作用可以通過扭矩傳感器所檢測(cè)到的扭矩信號(hào)確定，扭矩信號(hào)越小表明電動(dòng)機(jī)的助力效果越好電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可視為線性系統(tǒng)，方向盤轉(zhuǎn)角0。設(shè)為輸入量，扭矩傳感器檢測(cè)到的扭矩信號(hào)M 設(shè)為輸出量輸出與輸入之間的函數(shù)關(guān)系分析如下：01= 01(t)02= (1)式中0 輸出軸轉(zhuǎn)角 輸出軸角速度扭矩傳感器檢測(cè)到的扭矩信號(hào)M 與輸入軸、輸出軸的轉(zhuǎn)角差成正比，即M =一K0(020。)或0：= 0。一 M (對(duì)扭矩信號(hào)M 進(jìn)行比例和微分運(yùn)算得到電壓信號(hào)V = K。M +KdM (3)式中 V電壓信號(hào)K。比例增益K 微分增益以輸出軸為研究對(duì)象，建立力矩平衡方程 J 2+BO2+K。02= T +T (4)式中 J 電機(jī)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，小齒輪和齒條在輸出軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量T 減速后的電機(jī)轉(zhuǎn)矩T 作用于輸出軸上的方向盤轉(zhuǎn)矩B 輸出軸有效阻尼系數(shù)K。 輸出軸剛度系數(shù)其中T = M (5)根據(jù)電機(jī)的特性，電樞電壓 、轉(zhuǎn)矩T 、轉(zhuǎn)速 三者關(guān)系為T ：NK/R.(V K bNco)式中T 減速后的電機(jī)扭矩N 齒輪箱傳動(dòng)比K。 扭矩常數(shù)K 電機(jī)電磁力常數(shù)R 電機(jī)樞阻力系數(shù)令 K。=NK/R K ：則 T = K-V K2 (6)將式(1)、(3)、(5)、(6)代人平衡方程(4)可得J 2+(B+K2)02+K。02=KlKdM+(KlK +1)M將式(2)代人平衡方程(7)整理得可得簡(jiǎn)化后的方程Cl M +C2 M +C3 M =jol+(B+K2)0l+K 0l(8)式(8)描述了以方向盤轉(zhuǎn)角為輸入，扭矩信號(hào)為輸出的線性系統(tǒng)函數(shù)關(guān)系對(duì)式(8)兩邊進(jìn)行拉分析幅頻特性研究系統(tǒng)的助力效果：幅值A(chǔ)()很小時(shí)說明系統(tǒng)有很好的助力作用分析相頻特性研究系統(tǒng)的跟蹤性能：相位角 ()小，系統(tǒng)的滯后小，響應(yīng)靈敏度高線性系統(tǒng)模型中， 、K 、B是轉(zhuǎn)向系固有參數(shù)，K。為扭矩信號(hào)系數(shù)，K。、K：為電機(jī)系數(shù)，且均為常量，只有C：、C 為可控量(C2=K1 Kd+(B+K2)K0，C3=K1 K。+K。K0+1)，因此在一定范圍內(nèi)選擇較大的比例增益K。(C 大)和微分增益K (C：稍大值)就能使幅值A(chǔ)()和相位角 ( )較小，從而優(yōu)化轉(zhuǎn)向系的助力作用和系統(tǒng)的響應(yīng)靈敏度(比例增益K。大，系統(tǒng)的助力效果明顯，微分增益K 能在一定程度上補(bǔ)償系統(tǒng)的響應(yīng)滯后性，同時(shí)也優(yōu)化了助力作用)3 控制單元電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制電路核心是單片機(jī) ：控制量是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)向；基本輸入信號(hào)是扭矩信號(hào)和車速信號(hào)(包括怠速觸點(diǎn)信號(hào))控制電路見圖2圖2 控制電路圖扭矩信號(hào)經(jīng)測(cè)量電路輸向比例微分電路，輸出電壓信號(hào)微機(jī)根據(jù)經(jīng)放大整形后的車速信號(hào)控制程控放大器的程控放大倍數(shù)程控放大器輸出的信號(hào)分成兩路：一路給絕對(duì)值電路控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩；一路給極性判斷電路控制電機(jī)轉(zhuǎn)向微機(jī)是整個(gè)控制單元的中心環(huán)節(jié)，主要控制功能有： (1)根據(jù)輸入的扭矩信號(hào)和車速信號(hào)控制電機(jī)的通斷電當(dāng)原地轉(zhuǎn)向(相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況時(shí))，此時(shí)轉(zhuǎn)向需要最大助力當(dāng)車速低于一定值時(shí)，轉(zhuǎn)向也需要助力，繼電器線圈 通電，電機(jī)控制電路部分的繼電器常開觸點(diǎn)K。閉合，電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)車速高不需要助力時(shí)，切斷繼電器線圈電流，電機(jī)停轉(zhuǎn)電機(jī)僅在需要助力時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，大大節(jié)省了能量消耗(2)在不同的車速下，根據(jù)輸入信號(hào)計(jì)算出最優(yōu)的助力轉(zhuǎn)矩，并通過電流反饋電路和比較器，把來自微機(jī)的電流和電機(jī)實(shí)際電流相比較，經(jīng)反饋電路后，使電機(jī)電流達(dá)到所需值，控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩(3)根據(jù)極性判斷電路所檢測(cè)到的轉(zhuǎn)矩方向，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制單元有失效保護(hù)功能，當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)故障不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，只要按下電機(jī)電路的常閉觸點(diǎn)K，電機(jī)停轉(zhuǎn)，系統(tǒng)進(jìn)入人力轉(zhuǎn)向狀態(tài)。機(jī)可以稱為第代壓縮機(jī)，常見的有搖盤式或斜盤式壓縮機(jī)。此種壓縮機(jī)一直是汽車空調(diào)壓縮機(jī)的主導(dǎo)產(chǎn)品，約占所有壓縮機(jī)產(chǎn)品的 70 ，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，軸向型壓縮機(jī)不但可以做到小型輕量化，而且最高轉(zhuǎn)速可達(dá) 10000 轉(zhuǎn)分以上。特別是軸向型壓縮機(jī)率先實(shí)現(xiàn)了無級(jí)可變排量控制，特別受到汽車制造商的青睞。我們實(shí)驗(yàn)室所用的壓縮機(jī)就是這種。 （3）旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)以結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、轉(zhuǎn)速高為主要特點(diǎn)。其中，旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機(jī)是第代壓縮機(jī)，它的體積和重量可以做到很小，易于在狹小的發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)進(jìn)行布置，加之噪聲和振動(dòng)小以及容積效率高等優(yōu)點(diǎn)，在汽車空調(diào)系統(tǒng)中也得到了一定的應(yīng)用。但是旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機(jī)對(duì)加工精度要求很高，制造成本較高。（4）渦旋式壓縮機(jī)可以稱為第代壓縮機(jī)。渦旋式壓縮機(jī)與傳統(tǒng)壓縮機(jī)相比，在等值排量情況下節(jié)料性、節(jié)能性極高。由于其具有體積小、重量輕、噪音小、無氣閥、零件少、壽命長(zhǎng)、容積效率高、性能好和功耗低等優(yōu)點(diǎn)，因此可使功率下降 10% ，體積減少 40% ，重量下降 15% 。同時(shí)還具有高度抗液擊、油擊，制冷速度快，啟動(dòng)力矩小，高可靠性和噪音低等一系列優(yōu)點(diǎn)。制冷界普遍認(rèn)為渦旋式壓縮機(jī)是最理想的汽車空調(diào)壓縮機(jī)。下面所介紹的汽車自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)臺(tái)所用的壓縮機(jī)體積小，質(zhì)量輕，可以在狹小的發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)安裝，所以此壓縮機(jī)是斜盤式壓縮機(jī)。3.1.2冷凝器冷凝器和蒸發(fā)器它們雖然叫法不一樣，但結(jié)構(gòu)類似。它們都是在一排彎繞的管道上布滿散熱用的金屬薄片，以此實(shí)現(xiàn)外界空氣與管道內(nèi)物質(zhì)的熱交換的裝置。冷凝器的冷凝指的是其管道內(nèi)的制冷劑散熱從氣態(tài)凝成液態(tài)。其原理與發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱水箱相近（區(qū)別只在于水箱的水一直是液態(tài)而已），所以它經(jīng)常被安裝在車頭，與水箱一起，共同享受來自前方的習(xí)習(xí)涼風(fēng)?？傊淠魇悄睦餂隹炷睦锶?，以便其散熱冷凝。蒸發(fā)器與冷凝器正好相反，它是制冷劑由液態(tài)變成氣態(tài)（即蒸發(fā)）吸收熱量的場(chǎng)所。 汽車空調(diào)系統(tǒng)冷凝器均采用風(fēng)冷式結(jié)構(gòu)，其冷凝原理是：讓外界空氣強(qiáng)制通過冷凝器的散熱片，將高溫的制冷劑蒸氣的熱量帶走，使之成為液態(tài)制冷劑。制冷劑蒸氣所放出的熱量，被周圍空氣帶走，排到大氣中。汽車空調(diào)系統(tǒng)冷凝器的結(jié)構(gòu)形式主要有管片式、管帶式和鱔片式三種。(1）管片式它是由銅質(zhì)或鋁質(zhì)圓管套上散熱片組成，如圖 3-1所示。片與管組裝后，經(jīng)脹管處理，使散熱片與散熱管緊密接觸，使之成為冷凝器總成。這種冷凝器結(jié)構(gòu)比較 圖3-1 管片式冷凝器簡(jiǎn)單，加工方便，但散熱效果較差。一般用在大中型客車的制冷裝置上。(2)管帶式它是由多孔扁管與S形散熱帶焊接而成，如圖 3-2所示。管帶式冷凝器的散熱效果比管片式冷凝器好一些(一般可高10%左右)，但工藝復(fù)雜，焊接難度大，且材料要求高。一般用在小型汽車的制冷裝置上。我們實(shí)驗(yàn)室采用的就是這種冷凝器。圖3-2 管帶式冷凝器1盤管 2散熱片 A氣態(tài)制冷劑 B液態(tài)制冷劑 (3)鱔片式它是在扁平的多通管道表面直接銳出鱔片狀散熱片，然后裝配成冷凝器，如圖 3-3所示。由于散熱鱔片與管子為一個(gè)整體，因而不存在接觸熱阻，故散熱性能好；另外，管、片之間無需復(fù)雜的焊接工藝，加工性好，節(jié)省材料，而且抗振性也特別好。所以，是目前較先進(jìn)的汽車空調(diào)冷凝器。圖3-3 鱔片式冷凝器(a)散熱片形狀 (b)冷凝器形狀3.1.3蒸發(fā)器蒸發(fā)器和冷凝器一樣，也是一種熱交換器，也稱冷卻器，是制冷循環(huán)中獲得冷氣的直接器件。其作用是將來自熱力膨脹閥的低溫、低壓液態(tài)制冷劑在其管道中蒸發(fā)，使蒸發(fā)器和周圍空氣的溫度降低。同時(shí)對(duì)空氣起減濕作用。 蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)和工作原理如圖 3-4所示。進(jìn)入蒸發(fā)器排管內(nèi)的低溫、低壓液態(tài)制冷劑，通過管壁吸收穿過蒸發(fā)器傳熱表面空氣的熱量，使之降溫。與此同時(shí)，空氣中所含的水分由于冷卻而凝結(jié)在蒸發(fā)器表面，經(jīng)收集排出，使空氣減濕，被降溫、減濕后的空氣由鼓風(fēng)機(jī)吹進(jìn)車室內(nèi)，就可使車內(nèi)獲得冷氣。因此，蒸發(fā)器是制冷裝置中產(chǎn)生和輸出冷氣的設(shè)備。圖3-4 蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)原理(a)蒸發(fā)器冷卻原理 ; (b)蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)1-排管 2-散熱片 3-來自膨脹閥的液態(tài)制冷劑 4-氣態(tài)制冷劑 5-車室內(nèi)熱空氣 6-吹出的冷氣3.1.4膨脹閥膨脹閥也稱節(jié)流閥，是組成汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的主要部件，安裝在蒸發(fā)器入口處，是汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的高壓與低壓的分界點(diǎn)。其功用是：把來自貯液干燥器的高壓液態(tài)制冷劑節(jié)流減壓，調(diào)節(jié)和控制進(jìn)入蒸發(fā)器中的液態(tài)制冷劑量，使之適應(yīng)制冷負(fù)荷的變化，同時(shí)可防止壓縮機(jī)發(fā)生液擊現(xiàn)象(即未蒸發(fā)的液態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)后被壓縮，極易引起壓縮機(jī)閥片的損壞)和蒸發(fā)器出口蒸氣異常過熱。汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)用的熱圖3-5內(nèi)平衡式膨脹閥 圖3-6外平衡式膨脹閥1-濾網(wǎng) 2-孔口 3-閥座 4-過熱彈簧5-出口 6-調(diào)整彈簧 7-內(nèi)平衡管力膨脹閥有兩種形式。汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)采用的感溫式膨脹閥，也叫熱力膨脹閥，它是利用裝在蒸發(fā)器出口處的感溫包來感知制冷劑蒸氣的過熱度（過熱度是指蒸氣實(shí)際溫度高于蒸發(fā)溫度的數(shù)值），由此來調(diào)節(jié)膨脹閥開度的大小，從而控制進(jìn)入蒸發(fā)器的液態(tài)制冷劑流量。感溫包和蒸發(fā)器出口管接觸，蒸發(fā)器出口溫度降低時(shí)，感溫包、毛細(xì)管和薄膜上腔內(nèi)的液體體積收縮，膨脹閥閥口將閉合，借以限制制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器。相反.如果蒸發(fā)器出口溫度升高，膨脹閥量口將開啟。借以增加制冷（1）內(nèi)平衡式：內(nèi)平衡式熱力膨脹閥是從蒸發(fā)器進(jìn)口導(dǎo)入平衡壓力。制冷劑在蒸發(fā)器中流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生壓力損失不大時(shí)，一般采用內(nèi)平衡式。如圖3-5。（2）外平衡式：外平衡式熱力膨脹閥是從蒸發(fā)器出口導(dǎo)入平衡壓力的，外平衡式就是比內(nèi)平衡式多了一個(gè)外平衡式管。如圖3-6。如果制冷劑在蒸發(fā)過程中流動(dòng)損失大，造成壓降大，則應(yīng)采用外平衡式。3.1.5儲(chǔ)液干燥器貯液干燥器實(shí)際上是一個(gè)貯存制冷劑及吸收制冷劑水分、雜質(zhì)的裝置。一方面，它相當(dāng)于汽車的油箱，為泄露制冷劑多出的空間補(bǔ)充制冷劑。另一方面，它又像空氣濾清器那樣，過濾掉制冷劑中摻雜的雜質(zhì)。貯液干燥器中還裝有一定的硅膠物質(zhì)，起到吸收水分的作用。貯液干燥器的結(jié)構(gòu)如圖 3-7所示。它主要由外殼、視液鏡、安全熔塞和管接頭等組成。它的外殼由鋼材焊接或拉伸而成，在其內(nèi)部裝有中心吸管、干燥劑和過濾網(wǎng)等。制冷劑在貯液器中的流動(dòng)情況如圖中箭頭所示。在貯液器上部出口端裝有一個(gè)玻璃視液鏡，用于觀察制冷劑在工作時(shí)的流動(dòng)狀態(tài)，由此可判斷制冷劑量是否合適，以及制冷系統(tǒng)的基本工作情況。貯液器一般均安裝在冷凝器旁或其它通風(fēng)良好的地方，這是為了便于連接和安裝，且易從頂部玻璃視液鏡觀察制冷劑的流動(dòng)情況。對(duì)直立式貯液器而言，安裝時(shí)，一定要垂直，傾斜度不得超過15。在安裝新的貯液干燥器之前，不得過早將其進(jìn)出管口的包裝打開，以免濕空氣侵入貯液器和系統(tǒng)內(nèi)部，使之失去除濕的作用。安裝前一定要先搞清楚貯液器的進(jìn)、出口端，否則容易裝錯(cuò)。在貯液器的進(jìn)出口端一般都打有記號(hào)，如進(jìn)口端用英文字母IN，出口端用OUT表示，或直接打上箭頭以表示進(jìn)、出口端。3.1.6電磁離合器在非獨(dú)立式汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中，壓縮機(jī)是由汽車主發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的。為了使空調(diào)制冷系統(tǒng)的開、停不影響發(fā)動(dòng)機(jī)的工作，壓縮機(jī)的主軸不是與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸直接相連，而是通過電磁離合器把動(dòng)力傳遞給壓縮機(jī)的。電磁離合器是發(fā)動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)之間的一個(gè)動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)，受空調(diào)開關(guān)、溫控器、空調(diào)放大器、壓力開關(guān)等控制，在需要時(shí)接通或切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與壓縮機(jī)之間的動(dòng)力傳遞。另外，當(dāng)壓縮機(jī)過載時(shí)，它還能起到一定的保護(hù)作用。因此，通過控制電磁離合器的結(jié)合與分離，就可接通與斷開壓縮機(jī)。電磁離合器由皮帶輪、電磁線圈、壓力板等主要部件組成。如圖3-8，當(dāng)空調(diào)開關(guān)接通時(shí)，電流通過電磁離合器的電磁線圈，電磁線圈產(chǎn)生電磁吸力，使壓縮機(jī)的壓力板與皮帶輪結(jié)合，將發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩傳遞給壓縮機(jī)主軸，使壓縮機(jī)主軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)斷開空調(diào)開關(guān)時(shí)，電磁線圈的吸力消失。在彈簧作用下，壓力板和皮帶輪脫離，壓縮機(jī)便停止工作。圖3-7儲(chǔ)液干燥器的結(jié)構(gòu)圖 圖3-8 電磁離合器的工作原理1-視野鏡 2-過濾網(wǎng) 3-干燥劑 1-帶輪 2-壓縮機(jī)殼體 3-線圈 4-摩擦板4-吸出管 5-儲(chǔ)液罐 5-驅(qū)動(dòng)盤 6-彈簧爪3.1.7鼓風(fēng)機(jī) 汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)采用的鼓風(fēng)機(jī)，大部分是靠電機(jī)帶動(dòng)的氣體輸送機(jī)械，它對(duì)空氣進(jìn)行較小的增壓，以便將冷空氣送到所需要的車室內(nèi)，或?qū)⒗淠魉闹艿臒峥諝獯档杰囃?，因而風(fēng)機(jī)在空調(diào)制冷系統(tǒng)中是十分重要的設(shè)備。 風(fēng)機(jī)按其氣體流向與風(fēng)機(jī)主軸的相互關(guān)系，可分為離心式風(fēng)機(jī)和軸流式風(fēng)機(jī)兩種。（1）離心式風(fēng)機(jī)離心式風(fēng)機(jī)的空氣流向與風(fēng)機(jī)主軸成直角，它的特點(diǎn)是風(fēng)壓高、風(fēng)量小、噪音也小。蒸發(fā)器采用這種風(fēng)機(jī)，因?yàn)轱L(fēng)壓高可將冷空氣吹到車室內(nèi)每個(gè)乘員身上，使乘員有冷風(fēng)感。噪音小是設(shè)計(jì)空調(diào)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，車室內(nèi)噪音小，乘員不致于感到不適而過早疲勞。至于風(fēng)量小，在設(shè)計(jì)、選型時(shí)可考慮周全。離心式風(fēng)機(jī)主要由電機(jī)、風(fēng)機(jī)軸(與電機(jī)同軸）、風(fēng)機(jī)葉片、風(fēng)機(jī)殼體等組成，如圖3-9所示。風(fēng)機(jī)葉片有直葉片、前彎片、后彎片等形狀，隨葉輪葉片形狀不同，所產(chǎn)生的風(fēng)量和風(fēng)壓也不同。（2）軸流式風(fēng)機(jī)軸流式風(fēng)機(jī)的空氣流向與風(fēng)機(jī)主軸平行，它的特點(diǎn)是風(fēng)量大、風(fēng)壓小、耗電省、噪音大。冷凝器采用這種風(fēng)機(jī)，因?yàn)轱L(fēng)量大可將冷凝器四周的熱空氣全部吹走。耗電省是車用電器最重要的要求，軸流式風(fēng)機(jī)能滿足這種要求。至于軸流式風(fēng)機(jī)的缺點(diǎn)，如風(fēng)壓小、噪音大，對(duì)冷凝器來說不是大問題，因?yàn)槔淠髦灰獙⑵渌闹艿臒峥諝獯惦x即可，并不要求將熱空氣吹得很遠(yuǎn)，所以風(fēng)壓小不影響冷凝器正常工作；另外，冷凝器是安裝圖3-9 離心式風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 圖3-10軸流式風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1-風(fēng)機(jī)葉片 2-風(fēng)機(jī)殼體 3-風(fēng)機(jī)軸 4-電機(jī) 1-風(fēng)扇葉 2-鍵 3-電機(jī) 4-風(fēng)機(jī)軸在車室外面的，所以風(fēng)機(jī)噪音大也不影響到車內(nèi)。軸流式風(fēng)機(jī)主要由電機(jī)、風(fēng)機(jī)軸、風(fēng)機(jī)葉片、鍵等組成，如圖 3-10示。葉片固定在骨架上，葉片常做成3、4、5片不等，葉片骨架穿在電機(jī)軸上，由鍵帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。3.2汽車空調(diào)系統(tǒng)的分類一般汽車空調(diào)系統(tǒng)的分類有以下幾種方式：1、按功能可分為單一功能和組合式兩種。 （1）單一功能是指制冷、暖風(fēng)各自獨(dú)立，自成系統(tǒng)，一般用于大、中型客車上。 （2）組合式是指制冷、暖風(fēng)合用一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)、一套操縱機(jī)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)又分為制冷、暖風(fēng)可同時(shí)工作兩種方式，多用于轎車上。 2、按驅(qū)動(dòng)方式可分為非獨(dú)立式汽車空調(diào)系統(tǒng)和獨(dú)立式汽車空調(diào)系統(tǒng)兩種. （1）非獨(dú)立式汽車空調(diào)系統(tǒng)： 空調(diào)制冷壓縮機(jī)由汽車本身的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，汽車空調(diào)系統(tǒng)的制冷性能受汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工況的影響較大，工作穩(wěn)定性較差。尤其是低速時(shí)制冷量不足，而在高速時(shí)制冷量過剩， 并且消耗功率較大，影響發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性。這種類型的汽車空調(diào)系統(tǒng)一般用于制冷量相對(duì)較小的中、小型汽車上。 （2）獨(dú)立式汽車空調(diào)系統(tǒng):空調(diào)制冷壓縮機(jī)由專用的空調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)(也稱副發(fā)動(dòng)機(jī))驅(qū)動(dòng)，汽車空調(diào)系統(tǒng)的制冷性能不受汽車主發(fā)動(dòng)機(jī)工況的影響，工作穩(wěn)定，制冷量大，但由于加裝了一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，不僅成本增加，而且體積和質(zhì)量增加。這種類型的汽車空調(diào)系統(tǒng)多用于大、中型客車上。第四章 汽車自動(dòng)空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)簡(jiǎn)介4.1設(shè)備簡(jiǎn)介本產(chǎn)品采用豐田凌志300自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)實(shí)物組成，并具有自診斷功能、故障碼存儲(chǔ)以及故障碼顯示（如圖4-1）；可動(dòng)作演示自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)對(duì)溫度、風(fēng)速、換氣、風(fēng)口切換等自動(dòng)控制多種教學(xué)內(nèi)容需求。面板上設(shè)有大型彩色原理圖，清晰可見該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和工作原理；并設(shè)有與原車相一致的電路圖，并設(shè)有各個(gè)傳感器電壓表和執(zhí)行器工作指示燈等工況顯示功能。在面板表面設(shè)置有檢測(cè)端子，可利用儀器，檢測(cè)線路各點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)故障的排除。面板后面設(shè)有智能故障設(shè)置系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)檢測(cè)，模擬線路斷路、短路等故障，即時(shí)反應(yīng)系統(tǒng)工作狀態(tài)的變化，充分學(xué)習(xí)原理知識(shí)和故障分析、排除，還可以通過PC機(jī)進(jìn)行對(duì)學(xué)生的考試等。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)裝大功率變頻器可演示空調(diào)系統(tǒng)在高中低轉(zhuǎn)速下的制冷工況。本實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作方便，安全可靠。 4.1.1功能特點(diǎn)1、彩色安全氣囊系統(tǒng)原理圖的高級(jí)面板，表面加裝不銹鋼或鋁合金邊框包裹；2、LED燈顯示各個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)工作情況；3、數(shù)字顯示電壓表顯示各傳感器數(shù)據(jù)電壓； 4、采用大功率電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，可實(shí)現(xiàn)多種速度下的制冷工況。5、配備有溫度表，可實(shí)時(shí)顯示各個(gè)進(jìn)出氣氣區(qū)域的溫度情況。6、配備多功能故障設(shè)置板，可實(shí)時(shí)附加電阻、電壓，并可作線性不間斷調(diào)整；7、面板上, 在電控制單元上設(shè)有檢測(cè)端子，實(shí)時(shí)進(jìn)行電壓、波形以及電阻等數(shù)據(jù)檢測(cè)；8、具有自診斷功能，可通過液顯屏讀出相應(yīng)的故障碼；9、臺(tái)架上附加有高低空調(diào)專用壓力表，實(shí)時(shí)顯示空調(diào)制冷時(shí)的工作壓力變化；10、帶滾輪式可移動(dòng)臺(tái)架，表面經(jīng)高溫噴塑防銹處理。4.1.2主要技術(shù)參數(shù)外形尺寸（長(zhǎng)*寬*高）：1240mm*700*2100工作電源：交流380V/ 220V動(dòng)力源：大功率變頻電動(dòng)機(jī)重量：250Kg工作溫度：-25-704.2組成元件功能說明1、數(shù)字顯示電壓表：顯示空調(diào)系統(tǒng)各個(gè)傳感器的信號(hào)電壓變化；2、執(zhí)行器工作指示燈：用于顯示執(zhí)行器元件的工況，當(dāng)元件工作或接通時(shí)點(diǎn)亮。3、陽光傳感器：感應(yīng)陽光照度，給于電控單元參考信號(hào)。4、彩色電路圖和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖：布滿面板表面，適用于電控原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的教學(xué)。用于表明空調(diào)系統(tǒng)電路圖和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖。5、伺服電動(dòng)機(jī)原理圖：繪制伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)原理圖。6、空調(diào)系統(tǒng)控制器：位于面板中心、為空調(diào)系統(tǒng)的微電腦控制單元，包括狀態(tài)開汽車自動(dòng)空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)簡(jiǎn)介關(guān)和液晶顯示屏。用于采集各傳感的信號(hào)后，根據(jù)自身預(yù)編程的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)分布于空調(diào)系圖4-1 汽車自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)臺(tái)統(tǒng)中的執(zhí)行器進(jìn)行相應(yīng)的控制，簡(jiǎn)化人工操作過程，從而根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)風(fēng)速、風(fēng)量、溫度等，滿足車內(nèi)空調(diào)的舒適性要求。7、點(diǎn)火開關(guān)：時(shí)系統(tǒng)供電，時(shí)起動(dòng)系統(tǒng)。8、檢測(cè)端子：位于面板電路圖、電控單元內(nèi)檢測(cè)點(diǎn)，便于儀器檢測(cè)空調(diào)系統(tǒng)的工況。汽車自動(dòng)空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)的工作原理9、溫度表：顯示進(jìn)氣溫度、蒸發(fā)器溫度、出風(fēng)口溫度以及室內(nèi)溫度。10、變頻器顯示器：主要顯示電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速）參數(shù)，當(dāng)變頻器發(fā)生故障時(shí)顯示故障代碼。11、高低壓側(cè)壓力表：可讀取高壓表和低壓表的顯示值，診斷制冷是否正常。12、高低速度選擇開關(guān)：開關(guān)打下為怠速工況為800r/min，壓縮機(jī)工作時(shí)為1000 r/min，開關(guān)打上為高速工況。13、空調(diào)系統(tǒng)總成：空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)位于面板下方，由空調(diào)系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、膨脹閥、儲(chǔ)液干燥器、高、低壓管、通風(fēng)系統(tǒng)阻尼控制器、熱水閥等組成。用于制造冷氣和暖氣，和實(shí)車一樣。14、阻塞電磁閥：位于鼓風(fēng)機(jī)的下方，用于設(shè)置高壓管路阻塞故障，其阻塞不要超過秒。15、變頻器：主要用于調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的速度，對(duì)電動(dòng)機(jī)的性能進(jìn)行控制。16、壓縮機(jī)：將制冷劑氣體壓縮成高溫高壓氣體，排入冷凝器。17、電動(dòng)機(jī)：用于給空調(diào)制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)動(dòng)力、供給模擬空調(diào)系統(tǒng)工作時(shí)對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的影響。18、接水盆：位于面板后下方，用于接蒸發(fā)器流出的水分。4.3操作說明（1）安全操作規(guī)定1.設(shè)備運(yùn)行時(shí)，不要觸摸風(fēng)扇和動(dòng)力系統(tǒng)。2.電機(jī)動(dòng)力臺(tái)架注意用電安全。3.禁止短路面板上的檢測(cè)端子，以防損導(dǎo)線和元器件。（2）運(yùn)行前的準(zhǔn)備1.檢查各元器件上的接頭堅(jiān)固情況。2.檢查面板上的故障設(shè)置開關(guān)是否導(dǎo)通狀態(tài)。3.檢查動(dòng)力系統(tǒng)部分有無阻擋。4.設(shè)備插交流電壓時(shí)，要注意用電安全。5.檢查管路阻塞閥處于打開狀態(tài)。（3）啟動(dòng)步驟警告：未做好啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作，不允許啟動(dòng)設(shè)備。啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)檢查動(dòng)力系統(tǒng)上下、周圍有無妨礙設(shè)備工作的物品，確認(rèn)無識(shí)后，方可啟動(dòng)。1.設(shè)備插交流電壓插關(guān)。2.閉合漏電開關(guān)，此時(shí)動(dòng)力電機(jī)工作。3.面板上點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)到“”位置。4.空調(diào)系統(tǒng)控制面板拔到制冷位置，此時(shí)空調(diào)系統(tǒng)工作。5.轉(zhuǎn)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)調(diào)出風(fēng)口的風(fēng)速。第五章 汽車自動(dòng)空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)的工作原理5.1 制冷系統(tǒng)的工作原理汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)、冷凝器、貯液干燥器、膨脹閥、蒸發(fā)器和鼓風(fēng)機(jī)等組成。如圖 5-1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(gè)密閉系統(tǒng)。制冷系統(tǒng)工作時(shí)，制冷記憶不同的狀態(tài)在這個(gè)密閉系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，每個(gè)循環(huán)又分四個(gè)基本過程：1、壓縮過程：壓縮機(jī)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排除壓縮機(jī)。2、放熱過程：高溫高壓的過熱制冷劑氣體進(jìn)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(xì)小液滴）排除膨脹裝置。圖5-1 空調(diào)制冷系統(tǒng)基本原理1-壓縮機(jī) 2-冷凝器 3-貯液干燥器 4-膨脹閥；5-鼓風(fēng)機(jī) 6-空氣流 7-蒸發(fā)器 4、吸熱過程 ： 霧狀制冷劑液體進(jìn)入蒸發(fā)器，此時(shí)制冷劑沸點(diǎn)遠(yuǎn)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)過程中吸收周圍大量的熱量，變成低溫低壓的蒸氣又回到壓縮機(jī)。其實(shí)汽車空調(diào)和我們熟悉的家用空調(diào)制冷原理是一樣的。壓縮機(jī)往往是安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上，并用皮帶驅(qū)動(dòng)（也有直接驅(qū)動(dòng)的），冷凝器安裝在汽車散熱器的前方，而蒸發(fā)器汽車自動(dòng)空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)的工作原理在車?yán)锩?，工作時(shí)從蒸發(fā)器出來的低壓氣態(tài)致冷劑流經(jīng)壓縮機(jī)變成高壓高溫氣體，經(jīng)過冷凝器散熱管降溫冷卻變成高壓低溫的液體，再經(jīng)過貯液干燥器除濕與緩沖，然后以較穩(wěn)定的壓力和流量流向膨脹閥，經(jīng)節(jié)流和降壓最后流向蒸發(fā)器。致冷劑一遇低壓環(huán)境即蒸發(fā)，吸收大量熱能。車廂內(nèi)的空氣不斷流經(jīng)蒸發(fā)器，車廂內(nèi)溫度也就因此降低。液態(tài)致冷劑流經(jīng)蒸發(fā)器后再次變成低壓氣體，又重新被吸入壓縮機(jī)進(jìn)行下一次的循環(huán)工作。在整個(gè)系統(tǒng)中，膨脹閥是控制致冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器的機(jī)關(guān)，致冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器太多就不易蒸發(fā)而太少冷氣又會(huì)不夠，因此膨脹閥是調(diào)節(jié)中樞。而壓縮機(jī)是系統(tǒng)的心臟，系統(tǒng)循環(huán)的動(dòng)力源泉。 盡管汽車空調(diào)的空調(diào)系統(tǒng)的原理與其它空調(diào)系統(tǒng)是相同的，但汽車空調(diào)是移動(dòng)式車載的空調(diào)裝置，它與固定式空調(diào)系統(tǒng)相比，動(dòng)轉(zhuǎn)條件更惡劣，隨汽車行駛的顫振，空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑比固定式更容易泄漏，空調(diào)系統(tǒng)的維修與保養(yǎng)也比固定式頻繁。5.2水暖式暖風(fēng)系統(tǒng)的工作原理在現(xiàn)代轎車上，如果按照熱源的種類進(jìn)行劃分，汽車暖風(fēng)系統(tǒng)主要分為兩種：一種是以發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液為熱源（目前絕大多數(shù)車輛使用），另外一種是以燃料為熱源（少數(shù)中高檔轎車和大客車采用）。主要說說第一種，它也稱為余熱水暖式系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)室用的就是該暖風(fēng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水為熱源來供暖的系統(tǒng)。小轎車、貨車和小型包車常用這種裝置。此種暖風(fēng)系統(tǒng)因其使用成本低廉取暖效率較高，深受廣大汽車廠商青睞。這種暖風(fēng)系統(tǒng)多與汽車空調(diào)系統(tǒng)做在一起，因此它的操作方式與制冷系統(tǒng)的操作是一樣的，只不過是需要通過溫度調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行切換。該系統(tǒng)由暖風(fēng)小水箱、鼓風(fēng)機(jī)、操控裝置及風(fēng)道組成。系統(tǒng)的工作原理是：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度較高時(shí)，冷卻液流過暖風(fēng)系統(tǒng)中的熱交換器（一般稱為暖風(fēng)小水箱），將鼓風(fēng)機(jī)送來的空氣與發(fā)動(dòng)機(jī)冷液進(jìn)行圖5-2 汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)的工作原理熱交換，空氣加熱后被鼓風(fēng)機(jī)通過各出風(fēng)口送入車內(nèi)。其熱循環(huán)過程如下：汽缸體內(nèi)部多余的熱量冷卻液被加熱水泵驅(qū)動(dòng)冷液流動(dòng)節(jié)溫器（一種溫度閥門）加熱空調(diào)內(nèi)的暖風(fēng)加熱器-冷卻液流回缸體內(nèi)的水道。通過這樣的循環(huán)，發(fā)動(dòng)機(jī)散發(fā)的熱量就被利用起來給我們提供暖暖的熱風(fēng)了。余熱式水暖系統(tǒng)裝置簡(jiǎn)單而供熱可靠，不另需燃料，只要發(fā)動(dòng)機(jī)工作，便可產(chǎn)生熱水。其缺點(diǎn)是必須在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度上升到大循環(huán)時(shí)才能供暖，在寒冷季節(jié)供暖量顯得有些不足，甚至導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)過冷，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作；在停車取暖時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損；大型客車僅依靠這種裝置難以運(yùn)行。5.3 控制系統(tǒng)的工作原理上面所介紹的汽車自動(dòng)空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)使用的是微型計(jì)算機(jī)控制的汽車空調(diào)系統(tǒng)。這種汽車空調(diào)系統(tǒng)以微型計(jì)算機(jī)為控制中心，結(jié)合各種傳感器對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的有關(guān)運(yùn)行參數(shù)(如水溫、轉(zhuǎn)速等)、車外的氣候條件(如氣溫、空氣濕度、日照強(qiáng)度等)、車內(nèi)的氣候條件(如平均溫度、濕度等)、空調(diào)的送風(fēng)模式(如送風(fēng)溫度、送風(fēng)口的選擇等)以及制冷壓縮機(jī)的開停狀況、制冷循環(huán)有關(guān)部位的溫度、制冷劑壓力等多種參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并與操作板送來的信號(hào)(如設(shè)定溫度信號(hào)、送風(fēng)模式信號(hào)等)進(jìn)行比較，通過運(yùn)算處理后進(jìn)行判斷，然后輸出相應(yīng)的調(diào)節(jié)和控制信號(hào)，通過相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如電磁真空轉(zhuǎn)換閥和真空驅(qū)動(dòng)器、風(fēng)門電動(dòng)機(jī)、繼電器等)，對(duì)壓縮機(jī)的開停狀況、送風(fēng)溫度、送風(fēng)模式、熱水閥開度等作及時(shí)的調(diào)整和修正，以實(shí)現(xiàn)對(duì)車內(nèi)空氣環(huán)境進(jìn)行全季節(jié)、全方位、多功能的最佳控制和調(diào)節(jié)。圖5-3微型計(jì)算機(jī)控制原理圖1、2-真空驅(qū)動(dòng)器 3-回風(fēng)風(fēng)門 4-蒸發(fā)器 5-蒸發(fā)器傳感器 6-加熱器芯7-溫度門 8-出風(fēng)口轉(zhuǎn)換風(fēng)門 9-鼓風(fēng)機(jī) 10-壓縮機(jī) 11-反饋電位器12-溫度們控制驅(qū)動(dòng)器 13-熱水閥 14-轉(zhuǎn)換風(fēng)門真空驅(qū)動(dòng)器 15-乘室16-車內(nèi)溫度傳感器 17-日照傳感器 18-微型計(jì)算機(jī) 19-運(yùn)行方式開關(guān)20-溫度設(shè)定開關(guān) 21-發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器 22-車外溫度傳感器圖5-3是微型計(jì)算機(jī)控制原理圖，從圖可知，微型計(jì)算機(jī)控制的空調(diào)分四部分，輸入信息和數(shù)據(jù)，輸出指令，主計(jì)算機(jī)的演算、記憶、判斷、計(jì)時(shí)、指示故障等，計(jì)算機(jī)的外圍是指令的轉(zhuǎn)換器和執(zhí)行器。輸入的信號(hào)有四類：1)車內(nèi)溫度、大氣溫度和太陽輻射三個(gè)傳感器(熱敏電阻)輸入的信號(hào)。2)駕駛員預(yù)定的調(diào)節(jié)溫度信號(hào)和選擇功能信號(hào)。3）由分壓器檢出溫度風(fēng)門的位置信號(hào)，以及蒸發(fā)器溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器信息。4)壓縮機(jī)的工作參數(shù)，如轉(zhuǎn)速、制冷劑、壓力、溫度等計(jì)算機(jī)根據(jù)這些輸入的信息進(jìn)行計(jì)算、比較和判斷，并發(fā)出工作指令或故障警告?？刂茍?zhí)行機(jī)構(gòu)接到命令實(shí)施如下動(dòng)作：1)向有關(guān)的真空電磁閥發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)各個(gè)風(fēng)門在相應(yīng)的位置。 2)根據(jù)溫度平衡方程和熱水閥傳感器的信息和蒸發(fā)器溫度的信息，發(fā)出指令，控制DVV閥動(dòng)作調(diào)節(jié)溫度門在適當(dāng)?shù)奈恢茫{(diào)節(jié)輸出合適溫度的空調(diào)風(fēng)。 3)根據(jù)車內(nèi)的溫度情況。調(diào)節(jié)空調(diào)風(fēng)量，指令風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)輸送調(diào)節(jié)電壓信號(hào)。如冬天車內(nèi)溫度較低，若送風(fēng)量大，送出的風(fēng)溫度較低，使人感覺有寒意而不舒適；若調(diào)低轉(zhuǎn)速，送出的暖風(fēng)溫度較高，使人暖和得多，這點(diǎn)是其他自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)不能做到的。 4)根據(jù)室外溫度的高低，自動(dòng)切斷壓縮機(jī)的T作或切斷加熱器的工作。這點(diǎn)對(duì)節(jié)省油耗很重要。例如當(dāng)室外溫度降低到10以下時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)切斷壓縮機(jī)的電路，并引進(jìn)外界空氣到空調(diào)進(jìn)行處理后送人車內(nèi)。在夏天，室外溫度高于30時(shí)計(jì)算機(jī)發(fā)出指令，關(guān)閉熱水閥，并讓風(fēng)機(jī)高速工作，多送涼風(fēng)到車內(nèi)。室外溫度高于35時(shí)，自動(dòng)切斷車外空氣，并定期切換一次外界新鮮氣。5)對(duì)于使用容積可調(diào)式壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)，壓縮機(jī)的節(jié)能輸出會(huì)引起蒸發(fā)器溫度上升。這時(shí)計(jì)算機(jī)可自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度門位置，保持輸出空氣溫度不變，保持車內(nèi)溫度恒定。 6)在冬天和夏季雨天，必須除去玻璃上的結(jié)霜和凝霧，以保證駕駛員的安全操作和乘員的視線清晰。只要打開DEF開關(guān)，空調(diào)就會(huì)向風(fēng)窗玻璃和汽車兩側(cè)玻璃吹出熱風(fēng)。汽車自動(dòng)空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)的故障設(shè)置與診斷第六章 汽車自動(dòng)空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)的故障設(shè)置與診斷6.1附件操作（一）故障設(shè)置與排除（1）故障設(shè)置操作面板：故障設(shè)置操作面板臺(tái)架面板背面（如圖6-1），操作面板上數(shù)字鍵為故障設(shè)置順序輸入鍵，TEST鍵為自檢鍵，就是在開始時(shí)對(duì)所有的故障點(diǎn)進(jìn)行自檢，SET鍵為故障設(shè)定鍵，RESET ONE為重新設(shè)置鍵，RESET ALL為重新設(shè)置所有故障鍵，當(dāng)接入PC機(jī)后，只要按一次PC鍵就可以與PC機(jī)聯(lián)接，然后通過PC機(jī)控制故障設(shè)置點(diǎn)。 當(dāng)面板（圖6-1）上按一下PC鍵后，數(shù)字顯示部分顯示為PC0，在PC機(jī)界面上（圖6-2）選擇進(jìn)入故障設(shè)置系統(tǒng)鍵， PC機(jī)也將會(huì)變?yōu)槿鐖D6-3的一個(gè)界面：然后再按動(dòng)聯(lián)機(jī)鍵，這時(shí)面板上的數(shù)字顯示部分將顯示為PC1，跟隨聽到一聲“嘟”的聲響，表示已經(jīng)進(jìn)入了PC機(jī)控制了，就可以通過鼠標(biāo)來控制選擇故障點(diǎn)設(shè)置與排除。如圖6-3中，界面按增加車型鍵可以增加不同的車型故障設(shè)置點(diǎn)的內(nèi)容，界面如圖6-4：（注在進(jìn)行增 圖6-1加車型號(hào)時(shí)要輸入密碼aoyi才能進(jìn)入設(shè)置）。圖6-2把教具名稱、故障設(shè)置內(nèi)容與產(chǎn)生的故障個(gè)數(shù)輸入后再保存就可以增加到故障設(shè)置里了。在下次的聯(lián)機(jī)中就可以選擇進(jìn)入保存的設(shè)置中進(jìn)行所設(shè)汽車自動(dòng)空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)的故障設(shè)置與診斷故障點(diǎn)的設(shè)置與排除。故障設(shè)置板與PC機(jī)的連接是通過COM口進(jìn)行聯(lián)機(jī)的,通過PC機(jī)的連接可以進(jìn)行故障的設(shè)置與排除,故障排除也可通過面板上的端子使用短接線來進(jìn)行排除（故障所設(shè)置的順序見故障設(shè)置表）。對(duì)線路的故障模擬更加方便，操作也更加方便。圖6-3圖6-4（2）故障檢測(cè)與排A、檢測(cè)端子：位于線路中ECU外框連接點(diǎn)，用儀器對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)診斷系統(tǒng)。B、排除端子：位于元件圖附近，主要用對(duì)其進(jìn)行故障的排除。C、故障排除方法：當(dāng)診斷出有線路斷路或接解不良時(shí)，使用短接線連接檢測(cè)端子和排除端子對(duì)線路進(jìn)行修復(fù)。故障設(shè)置板位于面板背面控制盒內(nèi)，并 標(biāo)明故障點(diǎn)端子號(hào)（詳見表6-1）?？赏ㄟ^拔除相應(yīng)的短接插或向故障端子附加電壓/電阻達(dá)到故障模擬作用。方便模擬線路的故障，即時(shí)反應(yīng)系統(tǒng)工作狀態(tài)的變化，充分學(xué)習(xí)原理知識(shí)和故障分析、排除等。表6-1 故障設(shè)置一覽表代號(hào)作用故障現(xiàn)象AMN混合伺服電動(dòng)機(jī)控制線路混合氣伺服馬達(dá) 不工作，進(jìn)行故障檢測(cè)，顯示“41”或“33”查故障碼表AIF進(jìn)氣模式伺服電動(dòng)機(jī)控制線路進(jìn)氣伺服馬達(dá)不工作，進(jìn)行故障檢測(cè)，顯示“42”