汽車空調的那點事兒之汽車空調系統(tǒng)的控制
02-02
今天是教師節(jié)，首先祝全天下的老師：節(jié)日快樂！
孔子曰三人行，必有我?guī)熝桑?/span>所以，祝福不僅送給是老師們，也感謝所有在生活和工作中關心、幫助我的所有師者！
話說：楊老濕這休了十天的年假，爽的不要不要的！
要知道楊老濕娶媳婦、過年回家都沒休息這么長的時間！
所以，休假的感覺就是：
休假這么爽，爽的都忘了回來該干啥了！
話說話來，咱空調系統(tǒng)聊到哪了，回到家一周，想了又想，才覺得最后空調的一部分咱得聊完！
所以，今天我們聊空調系統(tǒng)控制中最后的內容：汽車空調系統(tǒng)的控制— 鼓風機、風向等風門控制！
上一期，我們簡單的介紹了控制系統(tǒng)的控制面板。主要有機械拉線式、電子真空式，以及全電子自動空調等。
今天，我們就展開聊一聊：溫度、風向、風速、內外循環(huán)切換等控制風門的工作細節(jié)。
首先，我們說鼓風機的風速控制。
就手動空調來講，鼓風機也就是4-5個風速級別，一定采用的是串接鼓風機電阻來調節(jié)鼓風機轉速，最常見的有級鼓風機風速控制電路如下所示：
這么簡單的電路，各位童鞋自己看吧，看不懂去學學中學物理電路。
接下來要說的就是無級風速控制的鼓風機了，也比較簡單，如下所示：
控制面板發(fā)出風速信號，鼓風機馬達模塊接受到控制信號后放大，無級驅動鼓風機從最低到最高速轉動。鼓風機馬達模塊，說好聽的叫模塊，實際就是一個三極管放大器，完全根據信號大小驅動鼓風機的轉速，此處并非通訊控制。
而目前有些車型會把鼓風機馬達的驅動部件做成一個真正意義上的模塊，通過數據通訊總線，如LIN線，傳遞鼓風機的轉速信息。
當然，也有一些后座的鼓風機馬達并非由空調控制面板或模塊直接傳遞信號的，而是通過CAN網絡就近把風速信息傳遞給鼓風機附近的模塊，由該模塊實施傳遞風速信息的。
由上我們可以看出一個簡單的鼓風機不轉，不再是簡單的保險燒了、電機損壞幾種的簡單可能，還有可能是開關、控制模塊、信號線路、通訊線路的問題，甚至其他LIN網絡的部件損壞都有可能導致鼓風機出現問題。那怎么破？看電路圖、逐一分析驗證是哪里的問題唄！
好了，鼓風機控制就聊到這里，太簡單了吧，有鼓風機的問題就單獨給我發(fā)信息吧。
下面，我們來聊風門的控制。
我們常見的風門有：溫度風門、風向風門、內外循壞風門等；
其控制方式從機械拉線到電子控制電機逐步發(fā)展。
手動拉線風門，還用聊嗎？
簡單來說幾種故障點就是卡滯、脫落、變形等，維修這類問題，各位同志們就記住一個字：拆！
拆到一幕了然，你就知道哪有毛病了！
除了機械拉線風門之外，早期汽車自動空調，由于電子技術不是很成熟，還有過部分車型采用真空風門，這類風門就是應用開關切換真空，真空執(zhí)行器獲得真空就驅動使得風門移動，這類風門常見與風向和內外循環(huán)風門控制上，而精度要求較高的冷暖溫度控制風門則不會采用此控制類型。
下面就是楊老濕早年期間（15年前，到了03年以后就都是電機的了），常修的空調風門系統(tǒng)了：
一個電磁閥-真空轉換器，三個真空執(zhí)行器、一個蒸發(fā)箱構成了風向選擇和內外循壞切換的風門控制系統(tǒng)。
這里再次提一下這個溫度風門，由于要求精度問題真空控制達不到要求，所以必須采用電機的，我們下面再介紹。
到了電子、電機技術成熟之后，這些風門都采用了電機控制，當然了電機有些是直流電機+位置傳感器，有些則采用步進電機按步數來控制。
直流電機風門：
步進電機風門：
直流電機優(yōu)點：
1、起動和調速性能好，調速范圍廣平滑，過載能力較強，受電磁干擾影響小；
2、直流電機具有良好的啟動特性和調速特性；
3、直流電機的轉矩比較大，過載能力強；
4、維修比較便宜；
5、直流電機的直流相對于交流比較節(jié)能環(huán)保。
直流電機缺點：
1、直流電機制造比較貴，有碳刷 ；
2、與異步電動機比較，直流電動機結構復雜，使用維護不方便，而且要用直流電源；
3、復雜的結構限制了直流電動機體積和重量的進一步減小，尤其是電刷和換向器的滑動接觸造成了機械磨損和火花，使直流電動機的故障多、可靠性低、壽命短、保養(yǎng)維護工作量大。
4、換向火花既造成了換向器的電腐蝕，還是一個無線電干擾源，會對周圍的電器設備帶來有害的影響。電機的容量越大、轉速越高，問題就越嚴重。所以，普通直流電動機的電刷和換向器限制了直流電動機向高速度、大容量的發(fā)展。
步進電機、直流電機和無刷直流電機的主要區(qū)別在于他們的驅動方式。
步進電機是以步階方式分段移動，直流電機和無刷直流電機通常采用連續(xù)移動的控制方式。
步進電機采用直接控制方式，它的主要命令和控制變量都是步階置。
直流電機則是以電機電壓為控制變量，以位置或速度為命令變量。
直流電機需要反饋控制系統(tǒng)，他會以間接方式控制電機位置。步進電機系統(tǒng)多半以“開環(huán)方式”進行操作。
步進電機可實現精確定位控制，配廣泛應用于位移精確定位系統(tǒng)中；但控制相對直流電機復雜；直流電機控制相對簡單，但是定位精度不高，可用于對速度要求高，而對位移定位不高的系統(tǒng)。
好了，風門的電機控制就聊到這里，下面我們再聊聊空調的其他控制部分：車窗除霜及后窗加熱。
前風擋除霜功能
首先，前風擋為什么會產生霧氣？
這里有兩種情況：
比如，在空氣濕度較大的夏秋早晨，因為車窗溫度低于露點溫度，就會在車窗表面形成結露，這也就是我們經常看到的前風擋的水珠。
如果駕駛室溫度過低，風擋外部起霧；如果駕駛室內不開壓縮機，乘員較多則室內風擋起霧。
此外，在車窗兩側出現一定的溫差，溫度低的表面水分的飽和蒸汽壓低于周圍環(huán)境的蒸汽壓時，水汽就向玻璃表面聚集，并以微小的水珠形式滲析出來而形成霧汽。如果露點溫度高于零攝氏度，則形成結霧現象；如果露點溫度低于零攝氏度則變成結霜。
那么，前風擋除霧或除霜則同樣有兩種方式：
其一是制冷法除霧。空調具有制冷功能，制冷后，空氣中的水分經過蒸發(fā)箱后就會凝結；總而降低空氣的濕度去除霧汽。所以，在自動空調系統(tǒng)中，當駕駛員按下或調到風擋除霧狀態(tài)時，A/C系統(tǒng)會自動控制壓縮機吸合，使流經蒸發(fā)器的空氣凝結而降低濕度。同時，自動空調也會自動切換為外循環(huán)，降低駕駛室內的濕度。
因為無論冬夏季，由于車內駕乘人員人呼出的氣體溫度較高和濕度較大、尤其是乘員較多時，濕度更大，而擋風玻璃的溫度又總是接近較低的駕駛室外環(huán)境溫度，前擋風玻璃很快就會結霧。這時就利用空調除濕功能，打開空調向前擋風玻璃吹冷風風，稍許即可除去擋風玻璃上的霧汽。如果濕氣過大，可稍微打開一點車窗配合，效果會更快些。
印象最深的是一位老司機，給領導開了一輩子車，單位剛添置了一輛高檔車，配置自動空調。來店里投訴：每次按前檔除霧后，就會自動切換為外循壞，壓縮機就會打開，要求徹底維修。了解事情后，沒人能說得動老頭，最后楊老濕出馬，曉之以理、動之以情，還拿對比車擺事實、講道理，老頭這才極不情愿的把車開走了，邊走還邊叨咕：除個霜開的開空調壓縮機，這得多費油啊！弄得楊老濕無可奈何啊！
其二，就是暖風法擋風玻璃除霧。
尤其在冬季時，可以利用暖風往玻璃上吹熱風，快速把擋風玻璃溫度提高，就可及時防止前風擋玻璃的霧汽過重。但擋風玻璃受駕駛室外環(huán)境溫度較低的影響溫度升得慢，并且駕駛室內車內駕乘人員人呼出空氣的濕度并不會降低，因此需要較長時間才能去除擋風玻璃有風吹到的局部的霧氣。
其次，我們簡單聊聊后風擋加熱。
其原理等同于暖風加熱法；同時后風擋加熱不僅是后風擋，有些車輛還配置后視鏡加熱。當打開后檔加熱后兩個車外后視鏡同時會啟動加熱，是玻璃加熱啟動后蒸發(fā)掉風擋及后視鏡上的水份。
在一般的車型上，其控制電路也非常簡單，都是有空調面板或模塊發(fā)出控制信號控制后風擋除霧繼電器吸合，再控制給加熱絲供電加熱。
至于后窗加熱，利用就是加熱后側玻璃蒸發(fā)掉雨雪，其控制就更為簡單了。
汽車空調控制系統(tǒng)的傳感器
上面我們所聊的其實都是執(zhí)行器部分，其實現代的空調系統(tǒng)多為電子模塊控制，因此各種傳感器也是比不可少，下面我們就來聊聊汽車空調控制系統(tǒng)中常見傳感器。
1.溫度傳感器
一般為負溫度系數型隨溫度可變電阻;
常見的有：車內溫度傳感器、車外溫度傳感器、蒸發(fā)器溫度傳感器、左側/右側乘員溫度傳感器、暖風水箱冷卻液溫度傳感器，有些高級轎車為四驅空調，甚至后部乘員左右兩側都有溫度傳感器。
簡單來說，空調系統(tǒng)越復雜、功能越多、控制精度要求越高，其溫度傳感器越多！
2.光照傳感器
一般的光照傳感器集成了三個檢測功能：光線強度傳感器、雨量傳感器、霧氣傳感器。用于空調制冷強度以及自動大燈的控制，自動雨刷速度對雨量的檢測，自動除霧功能的啟用。
光線/雨量強度傳感器，實際上是一個光電二極管，通過不同的陽光強度產生不同的電壓信號，從而告之空調模塊當前的陽光狀態(tài)，修正制冷負荷。
3.風門位置傳感器
一般與電機作為一體，檢測電機的位置即可反映出風門的位置，與直流電機配合是滑動電阻型位置傳感器，如之前我們所介紹的，再次不再復述。而步進電機采用的數步數的方法計算位置，因此步進電機是沒有位置傳感器的.
電機+位置傳感器性風門電機，滑動電阻器在黑色齒輪后側。
4.壓力傳感器
常見有制冷劑壓力傳感器，是利用壓敏電阻在壓力下有不同的阻值，阻值不同在電壓下的壓降也不同的原理。
5.空氣質量傳感器
注意，這里的空氣質量并非發(fā)動機上的近期空氣流量傳感器，而聊得是汽車空調系統(tǒng)中檢測室外空氣質量好壞的傳感器。
一般汽車空調中叫AQS或AUC傳感器，主要通過檢測室外空氣中的一氧化碳、氮氧化物以及二氧化硫等有害氣體，尤其在尾氣比較濃郁時，很快能做出反應，將室外循環(huán)切換為內循壞。
好了，汽車空調的控制系統(tǒng)就介紹到這里。我們從最基本的壓縮機控制到空調的散熱控制，再到溫度、風向、除霧等控制以及控制的基礎傳感器信息都統(tǒng)統(tǒng)的聊了一遍。
同時，整個汽車空調系統(tǒng)也就到此為止了！
雖然空調系統(tǒng)的時間戰(zhàn)線從5月的到今天的第九篇，平均每月2篇，但是楊老濕的頸椎病還是加重了不少！
雖然內容不像教科書般有條理，但是卻是我十幾年修空調最深的感受！
雖然夏天已經過去，今年是用處不大了；但是保不齊到明年你還中不了500w彩票，不耐之下還得修車、修空調就用得著了！
這次，楊老濕終于徹徹底底的聊完了、也聊夠了空調系統(tǒng)! 希望各位小伙伴能學為幾用！但是：日后你若惹出禍來，切不要把楊老濕說出來就行了...
好了，咱們下期內容再見... ...
楊老濕
2018-9
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