汽车检测与维修毕业论文-优秀.doc

汽车检测与维修毕业论文-优秀下载 襄 樊 学 院毕业设计 论文 正文题 目电动助力转向系统特性仿真研究专 业汽车检测与维修班 级机械与汽车工程学院汽检0811班姓 名王兴宇学 号08866125指导教师职 称邓利军2012年 日汽车转向系统对汽车操纵稳定性有至关重要的作用汽车转向系统已从传统机械式 转向液压助力转向电控液压助力转向发展到今天的电动助力转向未来还将过渡到线控转向现在比较流行电动助力转向是一种依靠电动机直接提供转向助力 力矩的动力转向系统主要优点在于电动机可根据驾驶员施加在方向盘上转矩和车速信 号通过微电脑控制提供相应的助力力矩保证汽车回正迅速准确低速行驶时转向轻便高速行驶时稳定可靠并且节约燃料利于环保是一项紧扣现代汽车发展主题的 高新技术也是汽车动力转向系统发展的必然趋势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 development目 录摘 要IAbstractII目 录I第一章 绪论111 课题提出的背景112 课题提出的目的和意义113 本课题的主要内容1第二章 汽车空调系统的概述221汽车空调的性能评价指标222汽车空调系统的功用2第三章 汽车空调系统的组成与分类331汽车空调系统的组成3311制冷压缩机3312冷凝器4313蒸发器5314膨胀阀6315储液干燥器7316电磁离合器7317鼓风机832汽车空调系统的分类9第四章 汽车自动空调实训台简介1041设备简介10411功能特点10412主要技术参数1042组合元件功能说明1043操作说明12第五章 汽车自动空调实训台的工作原理1351 制冷系统的工作原理1352水暖式暖风系统的工作原理1453 控制系统的工作原理15第六章 汽车自动空调实训台的故障设置与检测1761附件操作1762面板操作20总结22致谢23参考文献24第一章 绪论11 课题提出的背景汽车工业作为我国的支柱产业在国民经济中起着重要的作用汽车转向器作为汽 车的重要零部件其性能的好坏直接影响着汽车行驶的安全性和可靠性我国在发展汽车零部件的政策规划中已将转向器列为优先发展的种汽车关键零部件之一随着 电子技术的迅猛发展汽车转向系统已从传统机械转向液压助力转向 电控液压助力转向 发展 到电动助力转向系统 简称最终还将过渡到线控转 向系统 在国内已成为现代汽车新技术的研究热点采用电动机直接提供助力助力大小由电控单元 简称控制它不仅能节约燃料提 高主动安全性且有利于环保是一项紧扣现代汽车发展主题的高新技术所以经出现就受到高度重视国外各大汽车公司对的研究已经有多年的历史但是很长 一段时间直都没有取得大的进展其主要原因是的成本太高然而近几年来电子 技术的突飞猛进电子元器件价格的不断降低大幅度降低的成本己成为可能加 上具有一系列较之传统转向系统不可比拟的优点使得它越来越受到人们的青睐 所以具有非常广阔的应用前景12 课题提出的目的和意义 为了满足该系统的特性控制系统的控制策略分为三种基本控制三种补偿即助力 控制回正控制阻尼控制摩擦补偿阻尼补偿及惯性补偿常规控制实现对转向系统的助力回正控制改善转向系统转向后的回正性能阻尼控制可有效抑制电机的超调 三种补偿克服了由于该系统的非线性因素所造成的电机响应慢助力特性变差等不利因 素的影响在控制系统中实现控制的核心是准确求出助力特性即转向盘力矩和电机 助力力矩之间的关系不同车速时的助力特性不同传统的解决办法是按照车速分段拟 合得到不同车速所形成的曲线使用该曲线计算会由造成一定的助力盲区从而形成一定的控制误差13 本课题的主要内容本课题主要分五个部分电动助力转向系统的优点及发展趋势电动助力转向系统的组成及工作原理确定电动助力转向系统的控制策略 PID策略 电动助力转向系统模型的建立转向盘角阶跃输入下的频率响应特性分析 第二章 电动助力转向系统的优点及发展趋势汽车电动助力转向EPS系统是在机械式转向系统的基础上加装电动机驱动单元构成的其主要目的是提供动力改善汽车转向性能协助驾驶员完成转向操作相对于传统的液压助力转向HPS系统EPS系统有耗能小污染少节油省空间等一些列优点应用日益广泛据美国TRW汽车集团估计到2015年全世界三分之二的轿车将应用EPS系统并逐渐作为标准配置应用于各种汽车上21EPS系统的基本工作过程是123第四章基于PID控制策略的汽车电动助力转向系统1EPS控制系统结构本文介绍的电动助力转向系统由控制器ECU转向盘转矩传感器车速传感器电流传感器助力电机及减速机构机械式转向器蓄电池等组成 2 其结构框架如图1所示2目标电流的控制策略21助力控制过程控制器根据转向盘转矩传感器输出Ts车速传感器的输出Vs 由助力特性确定电动机的目标电流Im 然后电流控制器控制电动机的电流I 使电动机输出目标助力矩Tt因此 EPS的控制要解决两个问题一是确定电动机的目标电流 二是跟踪目标电流22目标电流的确定电动机的目标电流是根据助力特性曲线确定的 4 EPS的助力特性曲线属于车速感应型 在同一转向盘力矩输入下 电动机的目标电流随车速的增加而降低 电流越大则助力越大 能较好地兼顾轻便性和路感的要求本系统选用计算和改动最为简便的线性助力特性 横坐标为驾驶员操纵转向盘转矩Ts 纵坐标用电机目标电流Im 表示电机助力目标转矩Tt从图2中可以看出 当驾驶员施加在转向盘上的转矩在死区范围内 即转向盘位于中间位置附近时电机助力转矩为0 当转向盘转矩越过死区 电机根据转向盘偏离方向线性地施加助力转矩车速越高助力转矩与转向盘转矩之间的增益越小 以此保证应该系统在低车速时发挥较大的助力转向作用 在高车速时明显减小助力转向效果 从而使驾驶员在转向时获得较好的路感23电动机电流的PID控制P ID控制器是最早发展的控制策略之一 5 本系统采用增量式数字PID控制器来进行电动机电流的控制 如图3所示 图3不同车速下电机助力特性 如图4所示为电动机电流增量式数字P ID控制过程其控制算法如下 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为采用序号 k 0 1 2 u K 为第k 次有采样时刻的电动机电枢电压增量 e k 为第k次采样时刻电动机实际电流与目标电流的偏差值3实验结果分析转向灵敏性试验 结果见表1图45 表1阶跃输入下时域响应的试验结果 项目 无助力 有助力 方向盘最大转矩 Nm 271 1 50 方向盘稳定转矩 Nm 226 128 反应时间 s 07 04 转向轻便性实验 结果见表2 图67 表2转向轻便性试验试验结果 项目 无助力 有助力 左转右转左转右转转向盘最大扭矩N1m 2162 2183 2114 2118转向盘最大作用力N 1218 1315 1014 1016转向盘平均作用功N1m 25137 27135 20162 21102转向盘平均转矩N1m 2115 2126 1165 1168转向盘平均用力N 11126 11137 7195 7197图6 无助力状态转向盘转角转向盘力矩关系曲线 图7有助力状态转向盘转角转向盘力矩关系曲线式中 k为采用序号 k 0 1 2 u K 为第k 次有采样时刻的电动机电枢电压增量 e k 为第k次采样时刻电动机实际电流与目标电流的偏差值4试验结论通过图45中方向盘操舵力对转向载荷的阶跃变化的响应试验可知 转向的反应时间有所减少 提高了转向的灵敏性 同时 通过图78中双纽曲线试验 说明EPS能明显改善转向的轻便性 试验结果可以看出加助力后方向盘转知幅值明显缩小 说明EPS在提高汽车低速行驶转向时的轻便性方面有显著作用第五章电动助力转向系统及系统模型分析1系统模型电动机的助力作用可以通过扭矩传感器所检测到的扭矩信号确定扭矩信号越小表明电动机的助力效果越好电动助力转向系统可视为线性系统方向盘转角0设为输入量扭矩传感器检测到的扭矩信号M 设为输出量输出与输入之间的函数关系分析如下01 01 t 02 1 式中0 输出轴转角 输出轴角速度扭矩传感器检测到的扭矩信号M 与输入轴输出轴的转角差成正比即M 一K0 020 或0 0一 M 对扭矩信号M 进行比例和微分运算得到电压信号V KM KdM 3 式中 V电压信号K比例增益K 微分增益以输出轴为研究对象建立力矩平衡方程 J 2BO2K02 T T 4 式中 J 电机传动机构小齿轮和齿条在输出轴上的等效转动惯量T 减速后的电机转矩T 作用于输出轴上的方向盘转矩B 输出轴有效阻尼系数K 输出轴刚度系数其中T M 5 根据电机的特性电枢电压 转矩T 转速 三者关系为T NKR V K bNco 式中T 减速后的电机扭矩N 齿轮箱传动比K 扭矩常数K 电机电磁力常数R 电机枢阻力系数令 K NKR K 则 T K-V K2 6 将式 1 3 5 6 代人平衡方程 4 可得J 2 BK2 02K02 KlKdM KlK 1 M将式 2 代人平衡方程 7 整理得可得简化后的方程Cl M C2 M C3 M jol BK2 0lK 0l 8 式 8 描述了以方向盘转角为输入扭矩信号为输出的线性系统函数关系对式 8 两边进行拉分析幅频特性研究系统的助力效果幅值A 很小时说明系统有很好的助力作用分析相频特性研究系统的跟踪性能相位角 小系统的滞后小响应灵敏度高线性系统模型中 K B是转向系固有参数K为扭矩信号系数KK为电机系数且均为常量只有CC 为可控量 C2 K1 Kd BK2 K0C3 K1 KKK01 因此在一定范围内选择较大的比例增益K C 大 和微分增益K C稍大值 就能使幅值A 和相位角 较小从而优化转向系的助力作用和系统的响应灵敏度 比例增益K大系统的助力效果明显微分增益K 能在一定程度上补偿系统的响应滞后性同时也优化了助力作用 3 控制单元电动助力转向系统的控制电路核心是单片机 控制量是电动机的转矩和转向基本输入信号是扭矩信号和车速信号 包括怠速触点信号 控制电路见图2图2 控制电路图扭矩信号经测量电路输向比例微分电路输出电压信号微机根据经放大整形后的车速信号控制程控放大器的程控放大倍数程控放大器输出的信号分成两路一路给绝对值电路控制电机转矩一路给极性判断电路控制电机转向微机是整个控制单元的中心环节主要控制功能有 1 根据输入的扭矩信号和车速信号控制电机的通断电当原地转向 相当于发动机怠速工况时 此时转向需要最大助力当车速低于一定值时转向也需要助力继电器线圈 通电电机控制电路部分的继电器常开触点K闭合电机开始运转当车速高不需要助力时切断继电器线圈电流电机停转电机仅在需要助力时运转大大节省了能量消耗 2 在不同的车速下根据输入信号计算出最优的助力转矩并通过电流反馈电路和比较器把来自微机的电流和电机实际电流相比较经反馈电路后使电机电流达到所需值控制电机转矩 3 根据极性判断电路所检测到的转矩方向控制电机的正反转控制单元有失效保护功能当电机出现故障不能正常运转时只要按下电机电路的常闭触点K电机停转系统进入人力转向状态机可以称为第代压缩机常见的有摇盘式或斜盘式压缩机此种压缩机一直是汽车空调压缩机的主导产品约占所有压缩机产品的 70 随着技术的不断进步轴向型压缩机不但可以做到小型轻量化而且最高转速可达 10000 转分以上特别是轴向型压缩机率先实现了无级可变排量控制特别受到汽车制造商的青睐我们实验室所用的压缩机就是这种 3旋转式压缩机以结构紧凑效率高转速高为主要特点其中旋转叶片式压缩机是第代压缩机它的体积和重量可以做到很小易于在狭小的发动机舱内进行布置加之噪声和振动小以及容积效率高等优点在汽车空调系统中也得到了一定的应用但是旋转叶片式压缩机对加工精度要求很高制造成本较高4涡旋式压缩机可以称为第代压缩机涡旋式压缩机与传统压缩机相比在等值排量情况下节料性节能性极高由于其具有体积小重量轻噪音小无气阀零件少寿命长容积效率高性能好和功耗低等优点因此可使功率下降 10 体积减少 40 重量下降 15 同时还具有高度抗液击油击制冷速度快启动力矩小高可靠性和噪音低等一系列优点制冷界普遍认为涡旋式压缩机是最理想的汽车空调压缩机下面所介绍的汽车自动空调系统实训台所用的压缩机体积小质量轻可以在狭小的发动机室内安装所以此压缩机是斜盘式冷凝器和蒸发器它们虽然叫法不一样但结构类似它们都是在一排弯绕的管道上布满散热用的金属薄片以此实现外界空气与管道内物质的热交换的装置冷凝器的冷凝指的是其管道内的制冷剂散热从气态凝成液态其原理与发动机的散热水箱相近区别只在于水箱的水一直是液态而已所以它经常被安装在车头与水箱一起共同享受来自前方的习习凉风总之冷凝器是哪里凉快哪里去以便其散热冷凝蒸发器与冷凝器正好相反它是制冷剂由液态变成气态即蒸发吸收热量的场所 汽车空调系统冷凝器均采用风冷式结构其冷凝原理是让外界空气强制通过冷凝器的散热片将高温的制冷剂蒸气的热量带走使之成为液态制冷剂制冷剂蒸气所放出的热量被周围空气带走排到大气中汽车空调系统冷凝器的结构形式主要有管片式管带式和鳝片式三种 1管片式它是由铜质或铝质圆管套上散热片组成如图 所示片与管组装后经胀管处理使散热片与散热管紧密接触使之成为冷凝器总成这种冷凝器结构比图3-1 管片式冷凝器简单加工方便但散热效果较差一般用在大中型客车的制冷装置上 2 管带式它由多孔扁管与S形散热带焊接而成如图 2所示管带式冷凝器管片式冷凝器好一些 一般可高10左右但工艺复杂且材料要求高一般用在小型汽车的制冷装置上图3-2 管带式冷凝器1盘管 2散热片 A气态制冷剂 B液态制冷剂 3 鳝片式它是在扁平的多通管道表面直接锐出鳝片状散热片然后装配成冷凝器如图 3所示由于散热鳝片与管子为一个整体因而不存在接触热阻故散热性能好另外管片之间无需复杂的焊接工艺加工性好节省材料而且抗振性也特别好所以是目前较先进的汽车空调冷凝器图3-3 鳝片式冷凝器 a 散热片形状 b 冷凝器形状313蒸发器蒸发器和冷凝器一样也是一种热交换器也称冷却器是制冷循环中获得冷气的直接器件其作用是将来自热力膨胀阀的低温低压液态制冷剂在其管道中蒸发使蒸发器和周围空气的温度降低同时对空气起减湿作用 蒸发器的结构和工作原理如图 所示进入蒸发器排管内的低温低压液态制冷剂通过管壁吸收穿过蒸发器传热表面空气的热量使之降温与此同时空气中所含的水分由于冷却而凝结在蒸发器表面经收集排出使空气减湿被降温减湿后的空气由鼓风机吹进车室内就可使车内获得冷气因此蒸发器是制冷装置中产生和输出冷气的设备膨胀阀也称节流阀是组成汽车空调制冷系统的主要部件安装在蒸发器入口处是汽车空调制冷系统的高压与低压的分界点其功用是把来自贮液干燥器的高压液态制冷剂节流减压调节和控制进入蒸发器中的液态制冷剂量使之适应制冷负荷的变化同时可防止压缩机发生液击现 即未蒸发的液态制冷剂进入压缩机后被压缩极易引起压缩机阀片的损坏 和蒸发器出口蒸气异常过热汽车空调制冷系统用的汽车空调制冷系统采用的感温式膨胀阀也叫热力膨胀阀它是利用装在蒸发器出口处的感温包来感知制冷剂蒸气的过热度过热度是指蒸气高于蒸发温度的数值由此来调节膨胀阀开度的大小从而控制进入蒸发器的液态制冷剂流量感温包和蒸发器出口管接触蒸发器出口温度降低时感温包毛细管和薄膜上腔内的液体体积收缩膨胀阀阀口将闭合借以限制制冷剂进入蒸发器相反如果蒸发器出口温度升高膨胀阀量口将开启借以增加制冷贮液干燥器实际上是一个贮存制冷剂及吸收制冷剂水分杂质的装置一方面它相当于汽车的油箱为泄露制冷剂多出的空间补充制冷剂另一方面它又像空气滤清器那样过滤掉制冷剂中掺杂的杂质贮液干燥器中还装有一定的硅胶物质起到吸收水分的作用贮液干燥器的结构如图 所示它主要由外壳视液镜安全熔塞和管接头等组成它的外壳由钢材焊接或拉伸而成在其内部装有中心吸管干燥剂和过滤网等制冷剂在贮液器中的流动情况如图中箭头所示在贮液器上部出口端装有一个玻璃视液镜用于观察制冷剂在工作时的流动状态由此可判断制冷剂量是否合适以及制冷系统的基本工作情况贮液器一般均安装在冷凝器旁或其它通风良好的地方这是为了便于连接和安装且易从顶部玻璃视液镜观察制冷剂的流动情况对直立式贮液器而言安装时一定要垂直倾斜度不得超过15在安装新的贮液干燥器之前不得过早将其进出管口的包装打开以免湿空气侵入贮液器和系统内部使之失去除湿的作用安装前一定要先搞清楚贮液器的进出口端否则容易装错在贮液器的进出口端一般都打有记号如进口端用英文字母IN出口端用OUT表示或直接打上箭头以表示进出口端在非独立式汽车空调制冷系统中压缩机是由汽车主发动机驱动的为了使空调制冷系统的开停不影响发动机的工作压缩机的主轴不是与发动机曲轴直接相连而是通过电磁离合器把动力传递给压缩机的电磁离合器是发动机和压缩机之间的一个动力传递机构受空调开关温控器空调放大器压力开关等控制在需要时接通或切断发动机与压缩机之间的动力传递另外当压缩机过载时它还能起到一定的保护作用因此通过控制电磁离合器的结合与分离就可接通与断开压缩机电磁离合器由皮带轮电磁线圈压力板等主要部件组成当空调开关接通时电流通过电磁离合器的电磁线圈电磁线圈产生电磁吸力使压缩机的压力板与皮带轮结合将发动机的扭矩传递给压缩机主轴使压缩机主轴旋转当断开空调开关时电磁线圈的吸力消失在弹簧作用下压力板和皮带轮脱离压缩机便停止工作汽车空调制冷系统采用的风机大部分是靠电机带动的气体输送机械它对空气进行较小的增压以便将冷空气送到所需要的车室内或将冷凝器四周的热空气吹到车外因而风机在空调制冷系统中是十分重要的设备 风机按其气体流向与风机主轴的相互关系可分为离心式风机和轴流式风机两种离心式风机离心式风机的空气流向与风机主轴成直角它的特点是风压高风量小噪音也小蒸发器采用这种风机因为风压高可将冷空气吹到车室内每个乘员身上使乘员有冷风感噪音小是设计空调的一项重要指标车室内噪音小乘员不致于感到不适而过早疲劳至于风量小在设计选型时可考虑周全离心式风机主要由电机风机轴 与电机同轴风机叶片风机壳体等组成如图所示风机叶片有直叶片前弯片后弯片等形状随叶轮叶片形状不同所产生的风量和风压也不同轴流式风机轴流式风机的空气流向与风机主轴平行它的特点是风量大风压小耗电省噪音大冷凝器采用这种风机因为风量大可将冷凝器四周的热空气全部吹走耗电省是车用电器最重要的要求轴流式风机能满足这种要求至于轴流式风机的缺点如风压小噪音大对冷凝器来说不是大问题因为冷凝器只要将其四周的热空气吹离即可并不要求将热空气吹得很远所以风压小不影响冷凝器正常工作另外冷凝器是安装在车室外面的所以风机噪音大也不影响到车内轴流式风机主要由电机风机轴风机叶片键等组成如图 示叶片固定在骨架上叶片常做成345片不等叶片骨架穿在电机轴上由键带动旋转一般汽车空调系统的分类有以下几种方式1按功能可分为单一功能和组合式两种 1单一功能是指制冷暖风各自独立自成系统一般用于大中型客车上 2组合式是指制冷暖风合用一个鼓风机一套操纵机构这种结构又分为制冷暖风可同时工作两种方式多用于轿车上 2按驱动方式可分为非独立式汽车空调系统和独立式汽车空调系统两种 1非独立式汽车空调系统 空调制冷压缩机由汽车本身的发动机驱动汽车空调系统的制冷性能受汽车发动机工况的影响较大工作稳定性较差尤其是低速时制冷量不足而在高速时制冷量过剩 并且消耗功率较大影响发动机动力性这种类型的汽车空调系统一般用于制冷量相对较小的中小型汽车上 2独立式汽车空调系统空调制冷压缩机由专用的空调发动机 也称副发动机 驱动汽车空调系统的制冷性能不受汽车主发动机工况的影响工作稳定制冷量大但由于加装了一台发动机不仅成本增加而且体积和质量增加这种类型的汽车空调系统多用于大中型客车上LED灯显示数字显示电压表显示各传感器数据电压具有自诊断功能可通过读出相应的故障码外形尺寸长宽高mm7002100工作电源交流动力源重量Kg工作温度-7042组成元件功能说明1数字显示电压表显示关和液晶显示屏用于采集各传感的信号后根据自身预编程的标准对分布于空调系图4-1 汽车自动空调系统实训台统中的执行器进行相应的控制简化人工操作过程从而根据实际需要调节风速风量温度等满足车内空调的舒适性要求7点火开关时系统供电时起动系统8检测端子位于面板电路图电控单元内检测点便于仪器检测空调系统的工况9温度表显示进气温度蒸发器温度出风口温度以及室内温度10变频器显示器主要显示电动机转速发动机转速参数当变频器发生故障时显示故障代码11高低压侧压力表可读取高压表和低压表的显示值诊断制冷是否正常12高低速度选择开关开关打下为怠速工况为800rmin压缩机工作时为1000 rmin开关打上为高速工况13空调系统总成空调通风系统位于面板下方由空调系统主要由压缩机蒸发器冷凝器膨胀阀储液干燥器高低压管通风系统阻尼控制器热水阀等组成用于制造冷气和暖气和实车一样14阻塞电磁阀位于鼓风机的下方用于设置高压管路阻塞故障其阻塞不要超过秒15变频器主要用于调节电动机的速度对电动机的性能进行控制16压缩机将制冷剂气体压缩成高温高压气体排入冷凝器17电动机用于给空调制冷系统压缩机动力供给模拟空调系统工作时对动力系统的影响18接水盆位于面板后下方用于接蒸发器流出的水分43操作说明1安全操作规定1设备运行时不要触摸风扇和动力系统2电机动力台架注意用电安全3禁止短路面板上的检测端子以防损导线和元器件2运行前的准备1检查各元器件上的接头坚固情况2检查面板上的故障设置开关是否导通状态3检查动力系统部分有无阻挡4设备插交流电压时要注意用电安全5检查管路阻塞阀处于打开状态3启动步骤警告未做好启动前的准备工作不允许启动设备启动时应检查动力系统上下周围有无妨碍设备工作的物品确认无识后方可启动1设备插交流电压插关2闭合漏电开关此时动力电机工作3面板上点火开关转动到第五章 汽车自动空调实训台的工作原理51 制冷系统的工作原理汽车空调制冷系统由压缩机冷凝器贮液干燥器膨胀阀蒸发器和鼓风机等组成如图 所示各部件之间采用铜管或铝管和高压橡胶管连接成一个密闭系统制冷系统工作时制冷记忆不同的状态在这个密闭系统内循环流动每个循环又四个基本过程1压缩过程压缩机吸入蒸发器出口处的低温压的制冷剂气体把它压缩成高温高压的气体排除压缩机2放热过程高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器由于压力及温度的降低制冷剂气体冷凝成液体并放出大量的热3节流过程温度和压力较高的制冷剂液体通过膨胀装置后体积变大压力和温度急剧下降以雾状细小液滴排除膨胀装置图5-1 空调制冷系统基本原理1-压缩机 2-冷凝器 3-贮液干燥器 4-膨胀阀5-鼓风机 6-空气流 7-蒸发器 4吸热过程 雾状制冷剂液体进入蒸发器此时制冷剂沸点远低于蒸发器内温度故制冷剂液体蒸发成气体在蒸发过程中吸收周围大量的热量变成低温低压的蒸气又回到压缩机其实汽车空调和我们熟悉的家用空调制冷原理是一样的压缩机往往是安装在发动机上并用皮带驱动也有直接驱动的冷凝器安装在汽车散热器的前方而蒸发器在车里面工作时从蒸发器出来的低压气态致冷剂流经压缩机变成高压高温气体经过冷凝器散热管降温冷却变成高压低温的液体再经过贮液干燥器除湿与缓冲然后以较稳定的压力和流量流向膨胀阀经节流和降压最后流向蒸发器致冷剂一遇低压环境即蒸发吸收大量热能车厢内的空气不断流经蒸发器车厢内温度也就因此降低液态致冷剂流经蒸发器后再次变成低压气体又重新被吸入压缩机进行下一次的循环工作在整个系统中膨胀阀是控制致冷剂进入蒸发器的机关致冷剂进入蒸发器太多就不易蒸发而太少冷气又会不够因此膨胀阀是调节中枢而压缩机是系统的心脏系统循环的动力源泉 尽管汽车空调的空调系统的原理与其它空调系统是相同的但汽车空调是移动式车载的空调装置它与固定式空调系统相比动转条件更恶劣随汽车行驶的颤振空调系统的制冷剂比固定式更容易泄漏空调系统的维修与保养也比频繁在现代轿车上如果按照热源的种类进行划分汽车暖风系统主要分为两种一种是以发动机冷却液为热源目前绝大多数车辆使用另外一种是以燃料为热源少数中高档轿车和大客车采用主要说说第一种它也称为余热水暖式系统该系统利用发动机的冷却水为热源来供暖的系统小轿车货车和小型包车常用这种装置此种暖风系统因其使用成本低廉取暖效率较高深受广大汽车厂商青睐这种暖风系统多与汽车空调系统做在一起因此它的操作方式与制冷系统的操作是一样的只不过是需要通过温度调节装置进行切换该系统由暖风小水箱鼓风机操控装置及风道组成系统的工作原理是当发动机冷却液温度较高时冷却液流过暖风系统中的热交换器一般称为暖风小水箱将鼓风机送来的空气与发动机冷液进行热交换空气加热后被鼓风机通过各出风口送入车内其热循环过程如下汽缸体内部多余的热量冷却液被加热水泵驱动冷液流动节温器一种温度阀门加热空调内的暖风加热器-冷却液流回缸体内的水道通过这样的循环发动机散发的热量就被利用起来给我们提供暖暖的热风了余热式水暖系统装置简单而供热可靠不另需燃料只要发动机工作便可产生热水其缺点是必须在发动机冷却水温度上升到大循环时才能供暖在寒冷季节供暖量显得有些不足甚至导致发动机过冷影响发动机的正常工作在停车取暖时发动机的运行增加了发动机的磨损大型客车仅依靠这种装置难以计算机根据这些输入的信息进行计算比较和判断并发出工作指令或故障警告控制执行机构接到命令实施如下动作1 向有关的真空电磁阀发出指令驱动各个风门在相应的位置 2 根据温度平衡方程和热水阀传感器的信息和蒸发器温度的信息发出指令控制DVV阀动作调节温度门在适当的位置调节输出合适温度的空调风 3 根据车内的温度情况调节空调风量指令风扇电动机输送调节电压信号如冬天车内温度较低若送风量大送出的风温度较低使人感觉有寒意而不舒适若调低转速送出的暖风温度较高使人暖和得多这点是其他自动空调系统不能做到的 4 根据室外温度的高低自动切断压缩机的T作或切断加热器的工作这点对节省油耗很重要例如当室外温度降低到10以下时计算机会自动切断压缩机的电路并引进外界空气到空调进行处理后送人车内在夏天室外温度高于30时计算机发出指令关闭热水阀并让风机高速工作多送凉风到车内室外温度高于35时自动切断车外空气并定期切换一次外界新鲜气5 对于使用容积可调式压缩机制冷系统压缩机的节能输出会引起蒸发器温度上升这时计算机可自动调节温度门位置保持输出空气温度不变保持车内温度恒定 6 在冬天和夏季雨天必须除去玻璃上的结霜和凝雾以保证驾驶员的安全操作和乘员的视线清晰只要打开DEF开关空调就会向风窗玻璃和汽车两侧玻璃吹出热风第六章 汽车自动空调实训台的故障设置与诊断61附件操作一故障设置与排除1故障设置操作面板故障设置操作面板台架面板背面如图6-1操作面板上数字键为故障设置顺序输入键TEST键为自检键就是在开始时对所有的故障点进行自检SET键为故障设定键RESET ONE为重新设置键RESET ALL为重新设置所有故障键当接入PC机后只要按一次PC键就可以与PC机联接然后通过PC机控制故障设置点 当面板图6-1上按一下PC键后数字显示部分显示为PC0在PC机界面上图6-2选择进入故障设置系统键 PC机也将会变为如图6-3的一个界面然后再按动联机键这时面板上的数字显示部分将显示为PC1跟随听到一声嘟的声响表示已经进入了PC机控制了就可以通过鼠标来控制选择故障点设置与排除如图6-3中界面按增加车型键可以增加不同的车型故障设置点的内容界面如图6-4注在进行增 图6-1加车型号时要输入密码aoyi才能进入设置图6-2把教具名称故障设置内容与产生的故障个数输入后再保存就可以增加到故障设置里了在下次的联机中就可以选择进入保存的设置中进行所设故障点的设置与排除故障设置板与PC机的连接是通过COM口进行联机的通过PC机的连接可以进行故障的设置与排除故障排除也可通过面板上的端子使用短接线来进行排除故障所设置的顺序见故障设置表对线路的故障模拟更加方便操作也更加方便图6-3图6-42故障检测与排A检测端子位于线路中ECU外框连接点用仪器对其进行数据检测诊断系统B排除端子位于元件图附近主要用对其进行故障的排除C故障排除方法当诊断出有线路断路或接解不良时使用短接线连接检测端子和排除端子对线路进行修复故障设置板位于面板背面控制盒内并 标明故障点端子号详见表6-1可通过拔除相应的短接插或向故障端子附加电压电阻达到故障模拟作用方便模拟线路的故障即时反应系统工作状态的变化充分学习原理知识和故障分析排除等表6-1 故障设置一览表代号作用故障现象AMN混合伺服电动机控制线路混合气伺服马达 不工作进行故障检测显示41或33查故障码表AIF进气模式伺服电动机控制线路进气伺服马达不工作进行故障检测显示42代号HR鼓风机继电器控制线路风口无风吹出鼓风机不工作FR鼓风机高速继电器控制线路鼓风机高速转动时不工作BLWAC功率晶体管控制线路鼓风机工作不正常MGC电磁离合器继电器控制线路空调压缩机不工作空调系统不能制冷MGC检测端子电压为OVFACE通风模式伺服电动机控制线路通风模式控制面部风向BL通风模式伺服电动机控制线路双温风向FD通风模式伺服电动机控制线路通风模式控制除霜和足部风向PSW双压开关信号线路空调压缩机不工作不能制冷检测端子为蓄电池电压进行故障检测显示14代码TR车内温度传感器信号线路混合气伺服马达工作不正常不能进行调温进行故障检测显示11代码TAM车外温度传感器信号线路进行故障检测空调电控单元面板显示12为车外温度传感器故障检测端子为32OVTE蒸发器温度传感器信号线路空调压缩机不工作不能制冷检测端子约为328V进行故障检测显示13代码TS阳光传感器信号线路进行故障检测显示21代码检测端子TS电压约为408VTP混合伺服电动机位置传感器信号线进行故障检测显示41查故障码表TPI进气模式伺服电动机位置传感器信号线路进行故障检测显示42代码检测端子电压约为111VGND电控单元搭铁线电控单元不工作IG管路阻塞阀低压侧压力下降为负压力注不要超过5秒B电控单元电源线电控单元不工作62面板操作自动空调电控系统故障检测1故障诊断点火开关位于位置时同时按下控制器上AUTO和内外循环开关并接通点火开关空调系统开关按键上的所有指示灯连续闪烁4次并伴有蜂鸣声此时微电脑进入自我诊断模式2故障码读取在进入自诊状态系统如有故障和故障码存储将直接在液晶屏温度显示区显示故障码数值请参照故障码表存在多个故障码时将按代码顺序不断循环显示另外可以通过鼓风机速度开关改变故障码显示的顺序和间隔时间3驱动器检测进入自诊模式后按下内循环开关温度显示器上按顺序从20开始显示检测代码每隔1秒钟各风档电机及继电器按顺序自动作业参照表6-2同时可用手感核对气流方向还可以通过鼓风开关改变每个项目的自诊顺序和间隔时间表62 顺序自动作业表代码鼓 风 机 继 电 器高 速 继 电 器鼓 风 机 电 机气 流 出 口最 冷 风 档进 气 风 档电 磁 离 合 器空 气 混 合 风 档20关关关面 部100开新鲜冷侧0开21开 低 22 中 50开新鲜循环开 23 0开内 循 环 24 面部脚部 新 鲜 冷热50开25 26 脚部 27 热侧100开 28 脚部除 霜 29 开 高除霜 注意 表示与上表格中的内容相同 当显示代码变化时蜂鸣器就发出声音 按下OFF开关可取消检查模式4故障码清除故障修复后空调系统电控