Volt

Описание и принцип работы автоматической системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Управление системой HVAC

Панель управления системой HVAC содержит все переключатели, которые необходимы для контроля этой системы и являются интерфейсом между данной системой и оператором. Выбранные значения передаются к блоку управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования по шине последовательных данных.

Блок дистанционного управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования

Блок управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования является устройством последовательной передачи данных, которое служит посредником между оператором и системой HVAC. Эта система поддерживает и контролирует температуру и распределение воздуха в салоне. Цепь подачи напряжения от положительной клеммы аккумуляторной батареи обеспечивает модуль управления HVAC питанием, которое используется для энергонезависимой памяти. Если в цепи питания исчезнет напряжение, то все коды неисправности и настройки HVAC будут удалены из энергонезависимой памяти. Блок управления кузовным оборудованием (ВСМ), который определяет силовой режим автомобиля, подает устройству сигнал на включение. Блок управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования задает настройки вентилятора, режима распределения и температуры воздуха.

Блок управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования поддерживает следующие функции:

Насос охлаждающей жидкости HVAC

Блок управления HVAC регулирует насос нагрева охлаждающей жидкости для салона на основе текущего расхода. Если система обогрева HVAC запрашивает расход охлаждающей жидкости, то подается команда на включение насоса охлаждающей жидкости и до желаемой скорости.

Датчик охлаждающей жидкости салона HVAC

Модуль управления HVAC контролирует входные сигналы датчика охлаждающей жидкости. Это используется для определения требований к источнику тепла для модуля управления нагревателя охлаждающей жидкости. Эти входные сигналы также используются вместе с сигналами температуры двигателя и другими входными сигналами автомобиля.

Привод режима

Привод изменения режима является 5-контактным шаговым двигателем. Блок управления HVAC подает опорное напряжение 12 В на шаговый двигатель и подает на соответствующие 4 катушки шаговых двигателей импульсный сигнал массы. Шаговый двигатель устанавливает заслонку режима в расчетное положение, чтобы достичь выбранного положения. На новом шаговом двигателе нужно выполнить калибровку нулевой точки. При калибровке шагового двигателя блок управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования может подавать питание на определенные обмотки для достижения требуемого положения заслонки.

Привод температурного контроля

Исполнительный элемент температуры воздуха является 5-контактным шаговым двигателем. Блок управления HVAC подает опорное напряжение 12 В на шаговый двигатель и подает на соответствующие 4 катушки шаговых двигателей импульсный сигнал массы. Шаговый двигатель устанавливает заслонку воздушной смеси в расчетное положение, чтобы достичь выбранной температуры. На новом шаговом двигателе нужно выполнить калибровку нулевой точки. При калибровке шагового двигателя блок управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования может подавать питание на определенные обмотки для достижения требуемого положения заслонки.

Исполнительный элемент системы рециркуляции

Привод циркуляции является 5-контактным шаговым двигателем. Блок управления HVAC подает опорное напряжение 12 В на шаговый двигатель и подает на соответствующие 4 катушки шаговых двигателей импульсный сигнал массы. Шаговый двигатель устнавливает заслонку системы рециркуляции в расчетное положение, чтобы достичь требуемого положения. На новом шаговом двигателе нужно выполнить калибровку нулевой точки. При калибровке шагового двигателя блок управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования может подавать питание на определенные обмотки для достижения требуемого положения заслонки.

Модуль управления дверями - Электровентилятор

Модуль управления двигателем вентилятора контролирует обороты двигателя вентилятора путем увеличения или уменьшения падения напряжения со стороны подключения массы к этому двигателю. Блок управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования подает на модуль двигателя вентилятора со стороны подключения массы импульсы с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), которые поступают через цепь управления оборотами двигателя вентилятора. При поступлении запроса на увеличение оборотов вентилятора, блок управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования увеличивает время, в течение которого сигнал оборотов модулирован на уровень массы. При поступлении запроса на уменьшение оборотов вентилятора, блок управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования уменьшает время, в течение которого сигнал модулирован на уровень массы.

Датчики температуры в воздуховодах

Термодатчики представляют собой 2-проводные терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Датчики работают в пределах диапазона температур от -40 до +85°C (от -40 до +185°F). Эти датчики устанавливаются в воздуховодах. Они измеряют температуру воздуха, который подается из этих каналов. Блок управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования использует эти значения для расчета положения заслонки смешивания воздуха.

Датчик температуры испарителя

Датчик температуры испарителя представляет собой 2-проводной терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Датчик работает в пределах диапазона температур от -40 до +85°C (от -40 до +185°F). Этот датчик устанавливается на испаритель и измеряет его температуру. Если температура падает до 3°C (38°F), на компрессор кондиционера модулем управления HVAC подается команда на отключение, чтобы предупредить обледенение испарителя.

Датчик температуры хладагента кондиционера

Датчик температуры охлаждающей жидкости кондиционера представляет собой 2-проводной терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Датчик работает в пределах диапазона температур от -40 до +85°C (от -40 до +185°F). Датчик устанавливается на стороне низкого давления линии хладагента и измеряет его температуру. Если температура падает до 3°C (38°F), на компрессор кондиционера модулем управления гибридным/электрическим силовым агрегатом 2 подается команда на отключение, чтобы предупредить обледенение испарителя.

Датчик температуры лобового стекла и запотевания

Датчик температуры лобового стекла и запотевания включает датчик относительной влажности, датчик температуры лобового стекла и чувствительный к влажности элемент температурного датчика.

Это узел датчиков сообщает следующую информацию:

Датчик относительной влажности измеряет относительную влажность возле лобового стекла со стороны салона. Он также измеряет температуру лобового стекла со стороны отсека пассажира. Оба эти значения используются приложением блока управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования для расчета риска запотевания лобового стекла со стороны пассажира и возможного снижения расхода топлива за счет уменьшения мощности кондиционера без запотевания. Датчик также активирует режим частичной рециркуляции для улучшения нагревательной способности в отсеке пассажира в холодную погоду без риска конденсации паров на лобовом стекле. Температурный датчик элемента измерения влажности сообщает температуру данного элемента.

Датчик внешнего освещения/солнечной нагрузки

Датчик внешнего освещения/солнечной нагрузки включает в себя датчик солнечной нагрузки и датчик температуры пассажирского отсека.

Это узел датчиков сообщает следующую информацию:

Солнечный датчик подсоединен к массе и к стабилизированной на 5 В цепи подачи напряжения через блок управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC). При увеличении интенсивности солнечного света напряжение сигнала датчика возрастает, и наоборот. Напряжение сигнала изменяется в пределах 1,4-4,5 В. Сигнал поступает в блок управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC).

Датчик температуры в пассажирском отсеке представляет собой термистор с обратнопропорциональной температурной зависимостью. Сигнальная цепь и цепь опорного напряжения включают работу датчика. При увеличении температуры воздуха сопротивление датчика уменьшается. Сигнал датчика изменяется между 0-5 В.

Яркий или интенсивный свет будет нагревать салон автомобиля. Система HVAC компенсирует такое увеличение температуры путем подачи дополнительного холодного воздуха в салон.

Компрессор кондиционера

Функция компрессора кондиционера заключается в обеспечении циркуляции хладагента в контуре хладагента кондиционера с целью охлаждения кабины и удаления влаги из воздуха в режиме антиобледенителя и поддержания температуры аккумуляторной батареи. Вместе более типичного ременного шкива компрессор кондиционера использует для работы 3-фазный переменный ток высоковольтного электрического двигателя. Он оснащается встроенным инвертором, который получает постоянный ток высокого напряжения от высоковольтной аккумуляторной батареи автомобиля и преобразует его в переменный ток для электродвигателя. Компрессор кондиционера должен быть активирован в случае выполнения какого-либо из трех приведенных ниже условий:

Блок управления трансмиссией гибрида/электромобиля 2 использует значения от датчика давления хладагента кондиционера, термистора хладагента кондиционера, датчика температуры наружного воздуха, запроса от климат-контроля кабины, датчиков температуры элементов аккумуляторной батареи, датчиков температуры охлаждающей жидкости аккумуляторной батареи и насосов охлаждающей жидкости аккумуляторной батареи для определения скорости, на которой будет работать компрессор. Данное сообщение было отправлено с блока управления трансмиссии гибрида/электромобиля 2 в блок управления компрессором кондиционера в виде сообщения с последовательными данными.

Переключатель управления вентилятором является частью системы отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC). Сигнал с выбранным значением позиции переключателя вентилятора направляется в блок управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) по шине последовательных данных.

Модуль управления двигателем представляет собой место сопряжения между блоком управления HVAC и электродвигателем вентилятора. Модуль управления двигателем вентилятора регулирует цепи питающего напряжения и цепь массы двигателя вентилятора. Блок управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) направляет сигнал PWM в модуль управления вентилятором для регуляции скорости двигателя вентилятора. Модуль управления двигателем вентилятора подает напряжение батареи на двигатель вентилятора и использует цепь массы в качестве регулирующей цепи сигнала низкого уровня для регуляции скорости двигателя вентилятора. Напряжение составляет 2-13 В и изменяется линейно с амплитудой сигнала PWM.

Блок управления HVAC регулирует распределение воздуха по пассажирскому салону при помощи привода изменения режима. Могут быть выбраны следующие режимы:

В автоматическом режиме подача воздуха контролируется автоматически на основе необходимости охлаждения/нагрева салона. Необходимый режим распределения можно выбрать при помощи кнопок распределения воздуха в системе отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC). Управление HVAC передает данные на блок управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования по шине последовательных данных. Блок управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования управляет приводом изменения режима, направляя заслонку в расчетное положение. В зависимости от положения заслонки, воздух поступает в различные трубки, ведущие к выходным отверстиям на комбинации приборов. При переводе заслонки режимов в позицию разморозки блок управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) переключает привод рециркуляции на наружный обдув, что способствует устранению запотевания окна. При выборе режима разморозки двигатель вентилятора включается. Блок управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования (НVAC) обеспечивает поступление больших объемов воздуха к передним вентиляторам разморозки. Система кондиционирования воздуха (А/С) может работать при любом режиме.

Устройство для устранения запотевания окна заднего вида не влияет на работу системы отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC).

Задачей системы обогрева и системы кондиционирования воздуха (А/С) является подача в салон автомобиля теплого или прохладного воздуха. Система кондиционирования воздуха (A/C) также устраняет запотевание с внутренней стороны окна и снижает запотевание лобового стекла. Независимо от температурных установок, на режим, при котором система отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) достигает необходимой температуры, влияют следующие факторы:

Нажатие на кнопки управления климатом (режим Comfort или ECO) позволяет модулю управления HVAC определить, запрашивать или нет включение компрессора кондиционера и нагревателя охлаждающей жидкости. Основываясь на температурных условиях автомобиля, блок управления HVAC посылает сообщение по шине последовательных данных на блок управления гибридным/электрическим силовым агрегатом 2 на запрос кондиционера. Блок управления гибридным/электрическим силовым агрегатом 2 запрашивает включение компрессора у блока управления компрессором. Блок управления HVAC посылает запрос на обогрев блоку управления нагревателя охлаждающей жидкости.

Кнопка режима климата (только вентилятор) отключает весь обогрев и охлаждение автомобиля, если она не отключена по требованиям осушения.

Кнопка рециркуляции является частью системы отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC). Выбранное положение кнопки рециркуляции направляется направляется в блок управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) по шине последовательных данных. Блок управления HVAC регулирует поступающий воздух исполнительным элементом системы рециркуляции. Переключатель рециркуляции закрывает и открывает рециркуляционную заслонку, чтобы заставлять воздух циркулировать внутри автомобиля или направляет внешний воздух в автомобиль.

Рециркуляция внутреннего воздуха отключена, если режим разморозки не включен. Если включен режим разморозки, привод рециркуляции открывает заслонку рециркуляции и наружный воздух начинает обдувать лобовое стекло, чтобы устранить запотевание.

При автоматическом режиме рециркуляции показания температуры лобового стекла и внутреннего датчика влажности используются блоком управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) в качестве входных данных для расчета вероятности запотевания лобового стекла со стороны пассажирского отсека. Для предотвращения или устранения запотевания лобового стекла со стороны пассажирского отсека включаются компрессор системы кондиционирования (A/C) и режим разморозки.

Пользователь может выбрать автоматическое управление вентилятором, рециркуляцией и подачей воздуха путем включения автоматического режима работы.

Чтобы перевести систему отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) в полностью автоматический режим, необходимо следующее:

1. Кнопка "Авто" должна быть нажата.
2. Система отображает автоматическую работу всех 3 функций свечением светодиодной кнопки "Авто".

При нажатии кнопки "Авто" система отвечает включением вентилятора, подачи воздуха и рециркуляции в автоматический режим. Если одна из этих функций регулируется, индикация кнопки "Авто" выключается, автоматическая функция отключается, и пользователь регулирует функции "Авто", вентилятор, подача воздуха и рециркуляция в ручном режиме. В этой настройке запрос вентилятора выполняет функцию быстрого нагрева салона. По достижении необходимого комфорта скорость вентилятора уменьшается для сокращения перепадов шума и температуры.

При низкой температуре окружающего воздуха, автоматическая система отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) эффективно обеспечивает нагрев. Оператор может установить слишком высокую температуру, но система не будет нагревать автомобиль быстрее. При высокой температуре окружающего воздуха автоматическая система отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) также эффективно обеспечивает кондиционирование. При слишком низких температурных установках система не будет охлаждать автомобиль быстрее.

В автоматическом режиме показания датчика температуры лобового стекла и влажности в салоне используются в качестве входных данных блоком управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) для расчета вероятности запотевания лобового стекла со стороны пассажирского отсека и возможности снизить расход топлива путем понижения мощности компрессора до такого минимального значения, которое не вызовет запотевания. Для предотвращения или устранения запотевания лобового стекла со стороны пассажирского отсека может включаться компрессор системы кондиционирования (A/C) и режим разморозки. Датчик также активирует режим частичной рециркуляции для улучшения нагревательной способности в отсеке пассажира в холодную погоду без риска конденсации паров на лобовом стекле.

Блок управления нагревателя охлаждающей жидкости - это существенный элемент гибридной системы обогрева. Блок управления гибридным/электрическим силовым агрегатом 2 управляет клапаном блока управления нагревателя охлаждающей жидкости пассажирского салона, а HVAC управляет включением блока управления нагревателя охлаждающей жидкости. Нагретая двигателем охлаждающая жидкость или блок управления нагревателя охлаждающей жидкости подстраиваются под температурные требования HVAC. Блок управления нагревателя охлаждающей жидкости будет отключен, если температура охлаждающей жидкости превышает требуемую температуру. Если температура охлаждающей жидкости достигает стабильно высокого уровня, контрольный клапан нагревателя охлаждающей жидкости перейдет в "байпасное" положение, предотвращая прохождение охлаждающей жидкости через блок управления нагревателя охлаждающей жидкости и радиатор обогревателя салона.

Тепло охлаждающей жидкости, созданное двигателем, также является элементом системы обогрева. Когда охлаждающая жидкость двигателя становится достаточно горячей, чтобы подавать требуемое тепло, клапан нагревателя охлаждающей жидкости пассажирского салона переходит в положение "соединение", которое позволяет распределять охлаждающую жидкость между двигателем, блоком управления нагревателя охлаждающей жидкости и радиатором обогревателя салона. Уровень мощности блока управления нагревателя охлаждающей жидкости сокращается и/или циклично включается и выключается при включении/выключении двигателя в режиме поддержания нагрева, обеспечивая комфорт в салоне. Когда двигатель работает в режиме поддержания нагрева, термостат контролирует нормальную температуру охлаждающей жидкости для работы двигателя. Термостат также создает ограничения для системы охлаждения, которые способствуют положительному току охлаждающей жидкости и предотвращают образование кавитации.

Охлаждающая жидкость нагревателя в сжатом состоянии поступает в радиатор обогревателя по впускному шлангу обогревателя. Радиатор обогревателя расположен внутри блока системы отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC). Поступающий через блок системы отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВКВ) наружный воздух снижает температуру охлаждающей жидкости, протекающей через радиатор обогревателя. Разогретый воздух поступает в пассажирский отсек через блок системы отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) для создания комфортных условий для пассажира. Регуляция поступления тепла в пассажирский отсек регулируется при помощи открывания/закрывания температурных заслонок. Охлаждающая жидкость выходит из радиатора обогревателя через обратный шланг и циркулирует обратно в систему под управлением клапана охлаждающей жидкости обогревателя пассажирского салона.

Хладагент является ключевым элементом системы кондиционирования воздуха. R-134a является в настоящее время единственным хладагентом, одобренным Агентством по охране окружающей среды для автомобильного использования. R-134a является очень холодным газом, который уносит тепло и влагу из пассажирского отсека наружу.

Компрессор нагнетает давление, сжимающее газообразный хладагент. При сжатии хладагента также повышается его температура. Хладагент выходит из компрессора через выпускной шланг и под давлением поступает в конденсатор, а затем движется через балансир системы кондиционирования (A/C).

Хладагент поступает в конденсатор с высокой температурой, в сильно сжатом газообразном состоянии. Когда хладагент проходит через конденсатор, его тепло передается проходящему через конденсатор наружному воздуху. При охлаждении хладагент конденсируется, т.е. переходит из газообразного состояния в жидкое.

Конденсатор расположен спереди от радиатора для обеспечения максимальной теплоотдачи. Конденсатор состоит из алюминиевой трубки и алюминиевых охлаждающих ребер, которые обеспечивают быструю передачу тепла хладагентом. Частично охлажденный жидкий хладагент выходит из конденсатора и поступает в ресивер-осушитель.

В ресивере-осушителе содержится влагопоглотитель, который поглощает влагу, образующуюся в системе хладагента. Ресивер-осушитель также служит в качестве емкости для хранения, которая обеспечивает поступление стабильного потока жидкости в расширительный клапан (TXV). Хладагент выходит из ресивера-осушителя и проходит по линии на расширительный клапан.

Расширительный клапан установлен в передней части приборной доски и закрепляется на впускных и выпускных трубах испарителя. Терморасширительный клапан является точкой разделения сторон высокого и низкого давления в системе кондиционирования. Когда хладагент проходит через терморасширительный клапан, давление на хладагент понижается. Терморасширительный клапан также отмеряет количество жидкого хладагента, который может поступить в испаритель.

Хладагент выходит из терморасширительного клапана и поступает в сердечник испарителя в несжатом жидком состоянии. Блок управления HVAC продувает воздух через радиатор испарителя. Теплый влажный воздух провоцирует закипание жидкого хладагента внутри радиатора испарителя. Кипящий хладагент поглощает тепло из наружного воздуха и несет влагу в испаритель. Хладагент покидает испаритель по линии всасывания, поступает обратно в компрессор системы кондиционирования в газообразном состоянии, совершая цикл понижения температуры в системе кондиционирования (A/C). В компрессоре системы кондиционирования (A/C) хладагент снова подвергается сжатию, и цикл понижения температуры повторяется снова.

Охлажденный воздух поступает через блок управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) в пассажирский отсек, создавая комфортные условия для пассажира. Тепло и влага, устраненные из пассажирского отсека, также изменяют агрегатное состояние (конденсируются) и выводятся из системы отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) в форме воды через отводящий патрубок внутри/снаружи автомобиля.

Система кондиционирования (A/C) механически защищена клапаном сброса высокого давления. Если датчик давления хладагента системы кондиционирования (A/C) выйдет из строя или если давление хладагента будет продолжать нарастать в ограниченной системе хладагента, то клапан давления резко откроется и выпустит хладагент из системы.