Cruze

Descrierea şi funcţionarea sistemului automat HVAC

Temperatura aerului şi descrierea debitării aerului şi funcţionării sunt împărţite în opt zone:

Elemente de comandă HVAC

Elementele de comandă HVAC conţin toate comutatoarele necesare pentru comanda funcţiilor HVAC şi servesc ca interfaţă între operator şi modulul de control HVAC. Valorile selectate sunt trecute la modulul de control HVAC prin magistrala LIN.

Modul de control HVAC

Modulul de control HVAC este un dispozitiv GMLAN care joacă rol de interfaţă între operator şi sistemul HVAC pentru a menţine şi a controla temperatura aerului şi reglajele de distribuire a aerului dorite. Circuitul de tensiune pozitivă a bateriei furnizează curentul pe care modulul de control HVAC îl utilizează pentru a menţine vie memoria. Dacă circuitul de tensiune pozitivă a bateriei nu mai furnizează curent, toate DTC-urile şi reglajele HVAC vor fi şterse din memorie. Modulul de comandă al caroseriei (BCM) care este administratorul de mod al vehiculului, furnizează un semnal de dispozitiv cuplat. Modulul de control HVAC furnizează reglajele suflantei, ale modului de debitare a aerului şi ale temperaturii.

Modulul de control HVAC este compatibil cu următoarele funcţii:

Mod actuator

Elementul de acţionare a modului este un motor pas cu pas cu 5 fire. Modulul de control HVAC alimentează o tensiune de referinţă de 12 V la motorul de poziţionare şi tensionează cele 4 bobine ale motorului de poziţionare cu un semnal impulsionat de masă. Motorul de poziţionare mută clapeta de mod în poziţia calculată pentru a atinge poziţia selectată. Punctul zero al motorului pas cu pas va fi calibrat, dacă motorul pas cu pas este nou. Când motorul pas cu pas este calibrat, modulul de control HVAC poate antrena bobina aplicabilă pentru a ajunge exact la poziţia dorită a clapetei.

Elementul de acţionare a temperaturii aerului

Elementul de acţionare a temperaturii aerului este un motor pas cu pas cu 5 fire. Modulul de control HVAC alimentează o tensiune de referinţă de 12 V la motorul de poziţionare şi tensionează cele 4 bobine ale motorului de poziţionare cu un semnal impulsionat de masă. Motorul de poziţionare mută clapeta de aer amestecat în poziţia calculată pentru a atinge temperatura selectată. Punctul zero al motorului pas cu pas va fi calibrat, dacă motorul pas cu pas este nou. Când motorul pas cu pas este calibrat, modulul de control HVAC poate antrena bobina aplicabilă pentru a ajunge exact la poziţia dorită a clapetei.

Actuator pentru recirculare

Elementul de acţionare a recirculării este un motor pas cu pas cu 5 fire. Modulul de control HVAC alimentează o tensiune de referinţă de 12 V la motorul de poziţionare şi tensionează cele 4 bobine ale motorului de poziţionare cu un semnal impulsionat de masă. Motorul de poziţionare mută clapeta de recirculare în poziţia calculată pentru a atinge poziţia nominală. Punctul zero al motorului pas cu pas va fi calibrat, dacă motorul pas cu pas este nou. Când motorul pas cu pas este calibrat, modulul de control HVAC poate antrena bobina aplicabilă pentru a ajunge exact la poziţia dorită a clapetei.

Modul comandă motor suflantă

Modulul de comandă a motorului suflantei reglează turaţia motorului suflantei prin creşterea sau scăderea căderii de tensiune pe partea cu masa a motorului suflantei. Modulul de control HVAC furnizează un semnal de modulaţia a duratei impulsurilor (PWM) pe partea joasă către modulul de comandă a motorului suflantei prin circuitul de comandă a turaţiei motorului suflantei. Odată cu creşterea solicitată a turaţiei suflantei, modulul de control HVAC măreşte durata modulării la masă a semnalului turaţiei. Odată cu scăderea solicitată a turaţiei suflantei, modulul de control HVAC scade durata modulării la masă a semnalului.

Senzor calitate aer

Modulul de control HVAC detectează gazele de eşapament cu ajutorul unui senzor de calitate a aerului. Senzorul de calitate a aerului este un senzor în 3 fire cu un circuit a tensiunii de aprindere, un circuit de masă şi circuit de semnal. Modulul de comandă HVAC evaluează informaţia senzorului de calitate a aerului şi închide clapeta de recirculare în timp ce întrerupătorul pentru senzorul de calitate a aerului este apăsat, imediat ce concentraţia substanţelor poluante depăşeşte o valoare predefinită.

Senzorii de temperatură din trasee

Senzorii de temperatură a aerului sunt termistori în 2 fire cu coeficient de temperatură negativă. Senzorii funcţionează în limitele intervalului de temperatură de -40 până la +85°C (-40 până la +185°F). Senzorii sunt instalaţi în traseele de distribuire a aerului şi măsoară temperatura aerului care iese din trasee. Modulul de control HVAC utilizează aceste valori pentru a calcula poziţia clapetei de aer amestecat.

Senzorul de temperatură a evaporatorului

Senzorul temperatură a vaporizatorului este un termistor în 2 fire cu coeficient de temperatură negativă. Senzorul funcţionează în intervalul de temperatură de -40 până la +85°C (-40 până la +185°F). Senzorul este instalat pe evaporator şi-i măsoară temperatura. Dacă temperatura scade sub 3°C (38°F), compresorul va fi decuplat pentru a preveni îngheţarea evaporatorului.

Senzorul de presiune a agentului de răcire A/C

Senzorul de presiune al agentului frigorific al A/C este un traductor de presiune piezoelectric cu 3 fire. Circuitele de tensiune de referinţă de 5 V, de referinţă joasă şi de semnal asigură funcţionarea senzorului. Semnalul de presiune A/C poate fi între 0,2-4,8 V. Când presiunea agentului frigorific al A/C este scăzută, valoarea semnalului este aproape de 0 V. Când presiunea agentului frigorific al A/C este ridicată, valoarea semnalului este aproape de 5 V. Modulul de comandă a motorului (ECM) converteşte semnalul de tensiune la o valoare a presiunii. Când presiunea este prea mare sau prea mică, ECM nu va permite angajarea cuplajului compresorului A/C.

Compresor AC

Compresorul de A/C este antrenat de curea şi funcţionează când cuplajul magnetic este angajat. Când este apăsat comutatorul de A/C, modulul de control HVAC trimite un mesaj de solicitare A/C către ECM prin magistrala CAN. De aceea, ECM leagă la masă circuitul de control al releului cuplajului compresorului de A/C, care va comuta releul cuplajului compresorului de A/C. Cu contactele releului închise, tensiunea bateriei este alimentată către ambreiajul compresorului de aer condiţionat. Ambreiajul compresorului instalaţiei de climatizare va fi activat.

Senzorul de temperatură a parbrizului şi de umiditate interioară

Senzorul de temperatură a parbrizului şi de umiditate interioară include senzorul de umiditate relativă, senzorul de temperatură a parbrizului şi senzorul de temperatură al elementului de determinare a umidităţii.

Acest ansamblu de senzor furnizează informaţii despre:

Senzorul de umiditate relativă măsoară umiditatea relativă de pe partea dinspre compartiment a parbrizului. Detectează de asemenea temperatura suprafeţei parbrizului de pe partea habitaclului. Ambele valori sunt utilizate ca intrări de control pentru aplicaţia modulului de control HVAC de calcul al riscului de aburire de pe partea dinspre habitaclu a parbrizului şi al capacităţii de reducere a consumului de carburant prin scăderea la minim a puterii compresorului de A/C fără a cauza aburirea. Senzorul va activa de asemenea modul de recirculare parţială pentru a îmbunătăţi performanţa de încălzire a habitaclului în condiţii de temperaturi scăzute ale mediului fără riscul acumulării de condens pe parbriz. Senzorul de temperatură al elementului senzor de umiditate furnizează temperatura elementului senzor de umiditate. Este necesar numai dacă contactul termic dintre elementul de determinare a umidităţii şi suprafaţa interioară a parbrizului nu este suficient.

Senzorul de lumină ambiantă/de sarcina solară

Senzorul de lumină ambiantă/sarcină solară include senzorul de putere a soarelui şi senzorul de temperatură a habitaclului.

Acest ansamblu de senzor furnizează informaţii despre:

Senzorul solar este conectat la masă şi la o sursă de tensiune de 5 V stabilizată prin modulul de control HVAC. Odată cu creşterea puterii soarelui, creşte de asemenea tensiunea semnalului senzorului şi viceversa. Semnalul variază între 1,4-4,5 V şi este furnizat modulului de control HVAC.

Senzorul de temperatură a habitaclului este un termistor cu coeficient negativ de temperatură. Un semnal şi un circuit de referinţă joasă permite funcţionarea senzorului. Odată cu creşterea temperaturii aerului, rezistenţa senzorului scade. Semnalul senzorului variază între 0-5 V.

Lumina puternică, de mare intensitate determină creşterea temperaturii din habitaclu. Sistemul HVAC compensează creşterea temperaturii dirijând aer rece suplimentar în vehicul.

Întrerupătorul de comandă a suflantei face parte din elementele de comandă HVAC. Valoarea selectată a poziţiei comutatorului suflantei este trimisă la modulul de control HVAC prin magistrala LIN.

Modulul de comandă a suflantei motorului este o interfaţă între modulul de control HVAC şi motorul suflantei. Modulul de control al motorului suflantei reglează tensiunea de alimentare şi circuitele de masă la motorul suflantei. Modulul de control HVAC furnizează un semnal PWM către modulul de control al motorului suflantei pentru a comanda turaţia dorită a motorului suflantei. Modulul de control al motorului suflantei furnizează tensiunea bateriei către motorul suflantei şi utilizează masa motorului suflantei drept control pe partea joasă pentru a regla turaţia motorului suflantei. Valoarea tensiunii este între 2-13 V şi se modifică liniar în funcţie de înălţimea semnalului PWM.

Modulul de control HVAC controlează distribuţia aerului prin utilizarea elementului de acţionare a recirculării şi modului. Modurile care pot fi selectate sunt:

Modul dorit de distribuţie a aerului poate fi selectat cu comutatoarele de distribuţie a aerului la elementele de comandă HVAC. Elementele de comandă HVAC transmit valorile la modulul de control HVAC prin magistrala LIN. Modulul de control HVAC comandă elementul de acţionare a distribuţiei aerului astfel încât acesta să ducă clapeta la poziţia calculată. În funcţie de poziţia clapetei, aerul este distribuit prin diferite trasee ce duc spre orificiile de evacuare de pe bord. Prin rotirea clapetei de mod în poziţia de dezgheţare, modulul de control HVAC va mişca elementul de acţionare al recirculării la aer din exterior, reducând aburirea geamului. Când este selectată dezgheţarea, va fi activat motorul suflantei, indiferent de temperatura lichidului de răcire. Modulul de control HVAC permite debitarea unui volum mare de aer la orificiile de dezgheţare din faţă. A/C este disponibil în toate modurile.

Dezaburitorul geamului din spate nu afectează sistemul HVAC.

Scopul sistemului de încălzire şi A/C este furnizarea de aer încălzit şi răcit în interiorul vehiculului. Sistemul A/C va îndepărta de asemenea umiditatea din interior şi va reduce aburirea parbrizului. Indiferent de reglajul de temperatură, următoarele pot afecta viteza cu care sistemul HVAC poate atinge temperatura dorită.

Apăsarea comutatorului A/C sau a comutatorului AUTO activează modulul de control HVAC să ceară cuplarea compresorului A/C şi aprinderea LED-ului comutatorului A/C, respectiv a LED-ului comutatorului AUTO dacă este apăsat comutatorul AUTO. Modulul de control HVAC trimite un mesaj la modulul de comandă a motorului (ECM) pentru cuplarea compresorului A/C. ECM va furniza o masă pentru releul compresorului de A/C permiţându-i să-şi închidă contactele interne pentru a trimite tensiune de la baterie la bobina cuplajului compresorului de A/C. Dioda compresorului A/C va împiedica pătrunderea vârfului de tensiune rezultat în urma căderii câmpului magnetic al bobinei în sistemul electric al vehiculului când compresorul este decuplat.

Pentru activarea compresorului A/C trebuie îndeplinite următoarele condiţii:

Informaţiile senzorului sunt utilizate de ECM pentru a determina următoarele:

Debitele de aer în habitaclu prin miezul încălzitorului şi miezul evaporatorului. Elementul de acţionare a temperaturii aerului antrenează clapeta de aer amestecat pentru a induce curgerea aerului. Dacă temperatura din interior trebuie mărită, clapeta de aer amestecat este pusă în poziţia în care mai mult aer trece prin miezul încălzitorului. Dacă temperatura din interior trebuie scăzută, clapeta de aer amestecat este pusă în poziţia în care mai mult aer trece prin miezul evaporatorului.

Întrerupătorul de recirculare face parte din elementele de comandă HVAC. Valoarea selectată a poziţiei comutatorului de recirculare este trimisă la modulul de control HVAC prin magistrala LIN. Modulul de control HVAC controlează admisia aerului prin elementul de acţionare a recirculării. Comutatorul de recirculare închide clapeta de recirculare pentru a recircula aerul în interiorul vehiculului. Prin selectarea repetată a comutatorului de recirculare, clapeta de recirculare este deschisă din nou pentru a dirija aerul din exterior în vehicul.

Recircularea este disponibilă numai dacă modul de dezgheţare este inactiv. Când modul de dezgheţare este activ, elementul de acţionare a recirculării deschide clapeta de recirculare şi aerul din exterior este circulat spre parbriz pentru a reduce aburirea.

Modulul de comandă HVAC evaluează informaţia senzorului de calitate a aerului şi închide clapeta de recirculare în timp ce întrerupătorul pentru senzorul de calitate a aerului este apăsat, imediat ce concentraţia substanţelor poluante depăşeşte o valoare predefinită.

În modul automat valorile senzorului de temperatură a parbrizului şi de umiditate interioară sunt utilizate ca intrări de control pentru aplicaţia modulului de control HVAC de calcul al riscului de aburire pe faţa dinspre habitaclu a parbrizului. Compresorul A/C şi modul de dezgheţare sunt activate pentru a preveni aburirea pe faţa dinspre habitaclu a parbrizului.

În funcţionarea automată, modulul de control HVAC menţine nivelul de confort în interiorul vehiculului controlând cuplajul compresorului de A/C, motorul suflantei, elementele de acţionare a temperaturii aerului, elementul de acţionare a modului şi elementul de acţionare a recirculării.

Pentru a pune sistemul HVAC în modul automat sunt necesare următoarele:

1. Trebuie activat comutatorul auto.
2. Comutatorul de temperatură a aerului trebuie să fie în orice altă poziţie decât maxim cald sau maxim rece.

După ce se atinge temperatura dorită, motorul suflantei, elementele de acţionare de mor, recirculare şi temperatură reglează automat în vederea menţinerii temperaturii selectate. Modulul de control HVAC îndeplineşte următoarele funcţii pentru a menţine temperatura dorită:

Când în funcţionarea automată este selectată poziţia cea mai caldă, turaţia suflantei va creşte treptat până ce vehiculul ajunge la temperatura normală de exploatare. Când se atinge temperatura normală de funcţionare suflanta rămâne pe turaţie ridicată iar elementele de acţionare a temperaturii aerului rămân în poziţia de încălzire maximă.

Când se selectează poziţia cea mai rece în funcţionarea automată suflanta rămâne pe turaţie ridicată iar elementele de acţionare a temperaturii aerului rămân în poziţia de răcire maximă. Elementul de acţionare a modului rămâne în poziţia panoului iar elementul de acţionare a recirculării rămâne în poziţia de recirculare.

În condiţii de temperaturi ambientale joase, sistemul automat HVAC furnizează căldură în modul cel mai eficient. Operatorul poate selecta un reglaj extrem de temperatură dar sistemul nu va încălzi vehiculul mai repede. În condiţii de temperaturi ambientale ridicate, sistemul automat HVAC furnizează de asemenea aer condiţionat în modul cel mai eficient. Selectarea unei temperaturi extrem de joase nu va răci vehiculul mai repede.

Modulul de comandă HVAC evaluează informaţia senzorului de calitate a aerului şi închide clapeta de recirculare în timp ce întrerupătorul pentru senzorul de calitate a aerului este apăsat, imediat ce concentraţia substanţelor poluante depăşeşte o valoare predefinită.

În modul automat valorile senzorului de temperatură a parbrizului şi de umiditate interioară sunt utilizate ca intrări de control pentru aplicaţia modulului de control HVAC de calcul al riscului de aburire pe faţa dinspre habitaclu a parbrizului şi al capacităţii de reducere a consumului de carburant prin scăderea la minim a puterii compresorului de A/C fără a cauza aburirea. Compresorul A/C şi modul de dezgheţare sunt activate pentru a preveni aburirea pe faţa dinspre habitaclu a parbrizului. Senzorul va activa de asemenea modul de recirculare parţială pentru a îmbunătăţi performanţa de încălzire a habitaclului în condiţii de temperaturi scăzute ale mediului fără riscul acumulării de condens pe parbriz.

Lichidul de răcire a motorului este elementul esenţial al sistemului de încălzire. Termostatul controlează temperatura normală a lichidului de răcire a motorului. Termostatul creează de asemenea o restrângere a sistemului de răcire ceea ce promovează o curgere pozitivă a lichidului de răcire şi ajută la prevenirea cavitaţiei.

Lichidul de răcire intră în miezul încălzitorului prin furtunul de admisie al încălzitorului într-o stare presurizată. Radiatorul este amplasat în interiorul modulului HVAC. Aerul ambiental aspirat prin modulul HVAC absoarbe căldura lichidului de răcire care curge prin corpul de încălzire. Aerul încălzit este distribuit în habitaclu prin intermediul modulului HVAC pentru a asigura confortul pasagerilor. Deschiderea şi închiderea clapetei de temperatură a aerului controlează cantitatea de căldură furnizată habitaclului. Lichidul de răcire iese din miezul încălzitorului prin furtunul de retur al încălzitorului şi este recirculat în sistemul de răcire al motorului.

Agentul frigorific este elementul cheie al sistemului de condiţionare a aerului. În prezent, R-134a este singurul agent frigorific de uz automobilistic aprobat de Agenţia pentru Protecţia Mediului. R-134 este un gaz de temperatură foarte joasă care poate transfera căldura şi umiditatea nedorită din habitaclu în mediul înconjurător.

Compresorul presurizează vaporii de agent frigorific. Comprimarea agentului frigorific adaugă de asemenea căldură agentului frigorific. Agentul frigorific este refulat din compresor prin furtunul de refulare şi forţat să curgă la condensator şi apoi prin sistemul A/C pentru echilibrare. Sistemul A/C este protejat mecanic cu ajutorul unei supape de siguranţă pentru presiune înaltă. Dacă senzorul de presiune al agentului frigorific al A/C se defectează sau dacă sistemul de agent frigorific se înfundă şi presiunea agentului frigorific creşte continuu, supapa de presiune înaltă se va deschide şi eliberează agentul frigorific din sistem.

Agentul frigorific comprimat intră în condensator în stare de vapori la temperatură şi presiune ridicată. În timp ce agentul frigorific curge prin condensator, căldura agentului frigorific este transferată aerului ambiental ce trece prin compresor. Răcirea agentului frigorific cauzează condensarea şi trecerea acestuia din stare gazoasă în stare lichidă.

Condensatorul este amplasat în partea din faţă a radiatorului pentru un transfer de căldură maxim. Condensatorul este confecţionat din tubulatură de aluminiu şi aripioare de răcire din aluminiu, ceea ce asigură transferul rapid al căldurii pentru agentul frigorific. Agentul de răcire semi-răcit în stare lichidă iese din condensator şi curge către Receptor/Deshidrator (R/D).

R/D conţine un agent deshidratant care absoarbe umezeala care poate exista în sistemul agentului de răcire. De asemenea, R/D are rolul unui vas de depozitare pentru a asigura un debit constant de lichid către supapa de expansiune termică. Agentul de răcire iese din R/D şi curge prin conducta de lichid către supapa de expansiune termică.

Supapa de expansiune termică se află în partea din faţă a bordului şi este conectată la conductele de admisie şi evacuare ale vaporizatorului. Supapa termică de expansiune este punctul de separaţie între părţile de presiune înaltă şi joasă ale instalaţiei de climatizare. Pe măsură ce agentul de răcire trece prin supapa de expansiune termică, presiunea agentului de răcire se reduce. Supapa termică de expansiune contorizează de asemenea cantitatea de agent refrigerent care curge în vaporizator.

Agentul frigorific care iese din supapa termică de expansiune curge în miezul vaporizatorului la presiune scăzută, în stare lichidă. Aerul din mediul înconjurător este aspirat prin modulul HVAC şi trece prin miezul vaporizatorului. Aerul cald şi umed va cauza fierberea agentului frigorific în interiorul miezului evaporatorului. Agentul frigorific în fierbere absoarbe căldura din aerul ambiental şi trage umezeala pe evaporator. Agentul frigorific părăseşte evaporatorul prin linia de aspiraţie şi înapoi în compresorul A/C, în formă gazoasă, încheind ciclul de A/C de îndepărtare a căldurii. În compresorul de A/C, agentul frigorific este comprimat din nou şi ciclul de îndepărtare a căldurii se repetă.

Aerul condiţionat este distribuit prin modulul HVAC pentru asigurarea confortului pasagerilor. Căldura şi umezeala îndepărtată din habitaclu îşi vor schimba de asemenea starea, condensându-se şi fiind eliminate din modulul HVAC ca apă.