prelegerea 11 ea

Electronic pentru Automobile PRELEGEREA 11

1

PPrreelleeggeerreeaa nnrr.. 1111 1111.. CCOONNTTRROOLLUULL EELLEECCTTRROONNIICC AALL NNCCLLZZIIRRIIII HHAABBIITTAACCLLUULLUUII

IInnttrroodduucceerree Orice sistem de nclzire i ventilaie este supus unui set simplu de cerine funcionale, care se regsesc n diferite standarde. Aceste cerine pot fi rezumate dup cum se prezint n continuare:

tteemmpprreerraattuurraa ddiinn iinntteerriioorruull vveehhiiccuulluulluuii ttrreebbuuiiee ss ppooaatt ffii rreeggllaatt;; cclldduurraa ttrreebbuuiiee ss ffiiee ddiissppoonniibbiill cctt mmaaii rreeppeeddee ppoossiibbiill;; cclldduurraa ttrreebbuuiiee ss ppooaatt ffii ddiissttrriibbuuiitt sspprree ddiiffeerriitteellee pprrii aallee vveehhiiccuulluulluuii;; ccaabbiinnaa ttrreebbuuiiee ss ffiiee vveennttiillaatt ccuu aaeerr pprrooaasspptt llaa uunn nniivveell mmiinniimm ddee zzggoommoott;; ttrreebbuuiiee ss ffiiee ffaacciilliittaatt ddeezzaabbuurriirreeaa ttuuttuurroorr ggeeaammuurriilloorr;; ccoonnttrroolluull ttrreebbuuiiee ss ffiiee uuoorr ddee rreeaalliizzaatt..

Cerinele de mai sus, dei nu defininesc n totalitate sistemul de nclzire i ventilaie, dau o imagine asupra condiiilor impuse acestuia. Cu ct sistemul de control este mai complex, cu att sunt mai bine ndeplinite condiiile impuse. Dar cu ct sistemul este mai complex, evident este i mai scump. O exemplificare a cerinelor impuse unui control complex poate fi dat de curba confortului termic, aa cum se prezint n figura 11.1. Datorit schimbrilor temperaturii exterioare i a vitezei de deplasare se produc modificri ale temperaturii din interiorul motorului. Aceste variaii fac necesare reajustri manuale frecvente ale nclzirii interiorului. Un sistem electronic automat pentru controlul nclzirii pstreaz constant temperatura dorit, la o valoare fixat, ntr-o gam posibil larg. Folosind o astfel de abordare n rezolvarea problemei, se obin urmtoarele avantaje:

IInntteerriioorruull vveehhiiccuulluulluuii eessttee nnttoottddeeaauunnaa llaa tteemmppeerraattuurraa ddoorriitt,, ffrr aa ddeeppiinnddee ddee ttuurraaiiaa mmoottoorruulluuii,, vviitteezzaa ddee ddeeppllaassaarree ii tteemmppeerraattuurraa eexxtteerriiooaarr;;

nnccllzziirree rraappiidd aa iinntteerriioorruulluuii dduupp oo ppoorrnniirree llaa rreeccee;; RReeaacciiee rraappiidd llaa sscchhiimmbbaarreeaa vvaalloorriiii pprreessccrriissee..

Figura 11.1

PRELEGEREA 11 Electronic pentru Automobile

2

SSttrruuccttuurraa ssiisstteemmuulluuii ddee ccoonnttrrooll Sistemul const din doi sensori de temperatur (de tipul cu coeficient negativ de temperatur NTC), o unitate electronic de control (controlerul), un selector pentru valoarea temperaturii (poteniometru) montat pe bordul automobilului i un electroventil n circuitul lichidului de rcire. Un sensor de temperatur este montat n interiorul vehiculului, lng podea, pe bord sau lng cupol, n timp ce cel de-al doilea este montat direct dup schimbtorul de cldur din sistemul de nclzire. Structura sistemului este prezentat n figura 11.2.

11 aaeerr rreeccee;; 22 vveennttiillaattoorr;; 33 sseennssoorr tteemmppeerraattuurr iinntteerriioorr;; 33aa llaa aaddmmiissiiaa ddee aaeerr ssaauu llaa ssuuffllaanntt;; 44 eelleeccttrroovveennttiill;; 55 sscchhiimmbbttoorr ddee cclldduurr;; 66 sseelleeccttoorr ddee tteemmppeerraattuurr;; 77 sseennssoorr ddee tteemmppeerraattuurr llnngg sscchhiimmbbttoorruull ddee cclldduurr;; 88 aaeerr ccaalldd;; 99 uunniittaattee ddee ccoonnttrrooll

FFuunncciioonnaarreeaa ssiisstteemmuulluuii ddee ccoonnttrrooll Sensorii de temperatur msoar temperatura din interiorul vehiculului i cea a aerului de nclzire. n vederea obinerii unui semnal pentru temperatura din interior, care este reprezentativ i reacioneaz la schimbrile de temperatur, aerul din interior trebuie s fie trecut n mod constant prin zona sensorului. Acest lucru este realizabil prin montarea sensorului n admisia de aer nclzit, n suflanta de aer, sau prin montarea unei canalizaii speciale de dimensiuni reduse. Semnalele de la cei doi sensori de temperatur sunt evaluate conform unei relaii prestabilite i comparate de ctre controler cu temperatura dorit. Temperatura dorit este fixat cu ajutorul unui poteniometru montat n bordul automobilului. Controlerul furnizeaz la ieire impulsuri ce deschid electroventilul din circuitul lichidului de rcire la intervale de timp regulate de aproximativ 4 secunde. Timpul de deschidere al electroventilului depinde de diferena ntre valoarea curent a temperaturii i valoarea dorit. Electroventilul controleaz debitul lichidului de rcire din circuitul acestuia i astfel cantitatea de cldur transferat n circuitul aerului de nclzire de schimbtorul de cldur. Pasagerii nu pot sesiza variaiile de temperatur datorit succesiunii rapide a impulsurilor de acionare a electroventilului. UUnniittaatteeaa ddee ccoonnttrrooll Unitatea de control cuprinde urmtoarele blocuri funcionale:

SSuurrss ddee aalliimmeennttaarree ((ssttaabbiilliizzaatt));; CCiirrccuuiitt ddee eevvaalluuaarree ii aammpplliiffiiccaattoorr;; GGeenneerraattoorr ddee tteennssiiuunnee nn ddiinnii ddee ffiieerrssttrruu ii ccoommppaarraattoorr;;

Figura 11.2


3

DDrriivveerr ii eettaajj ddee iieeiirree;; PPootteenniioommeettrruu ddee pprreessccrriieerree aa tteemmppeerraattuurriiii ddoorriittee ((ccuu nnttrreerruuppttoorr))..

Structura unitii de control este prezentat n figura 11.3.

Figura 11.3 Cele dou semnale furnizate unitii de control de cei doi sensori de temperatur sunt aplicate unui circuit de evaluare i, dup ce semnalul rezultat este amplificat, acesta este aplicat comparatorului. n comparator tensiunea variabil este comparat cu semnalul de referin furnizat de generatorul de tensiune n dini de fierstru. Impulsurile obinute prin aceast comparare au nivel suficient pentru a comanda etajul driver. Etajul de ieire comut cureni de ordinul 1A, cerui de acionarea electroventilului din circuitul lichidului de rcire. n acest fel, electroventilul este comandat cu impulsuri ce au un factor de umplere precizat de controler. Acest factor de umplere asigur controlul corect al transferului de cldur de la schimbtorul de cldur. Comutatoarele acionate de poteniometrul de prescriere permit prescrierea valorilor temperaturilor de nclzire pn la o valoare maxim (nclzire continu limita din dreapta) sau asigur deconectarea (limita din stnga). Efectul sistemului asupra timpului de nclzire dup o pornire la rece (n sensul reducerii) este precizat de diagrama din figura 11.4.

Figura 11.4


4

Funcionarea n bucl nchis a sistemului de nclzire rezult din figura 11.5.

Figura 11.5 11 ssiisstteemmuull ccoonnttrroollaatt:: tteemmppeerraattuurraa iinntteerriiooaarr 22 vvaarriiaabbiill ccoonnttrroollaatt:: tteemmppeerraattuurraa ddiinn iinntteerriioorruull vveehhiiccuulluulluuii 33 ccoonnttrroolleerr:: uunniittaatteeaa ddee ccoonnttrrooll 44 vvaarriiaabbiill ccoonnttrroollaatt:: ddeebbiittuull lliicchhiidduulluuii ddee rrcciirree 55 eelleemmeenntt ffiinnaall ddee ccoonnttrrooll:: eelleeccttoovveennttiilluull ii sscchhiimmbbttoorruull ddee cclldduurr 66 vvaarriiaabbiill aauuxxiilliiaarr ccoonnttrroollaatt:: tteemmppeerraattuurraa aaeerruulluuii dduupp sscchhiimmbbttoorruull ddee cclldduurr ((ttaa)) n figura 11.6 se prezint modul de construcie a electroventilului de control a debitului lichidului de rcire folosit n procesul de nclzire a habitaclului.

11 aarrmmttuurr;; 22 ccoonn ddee eettaannaarree;; 33 aalleezzaajj;; 44 ccoonn pprriinncciippaall ddee eettaannaarree;; 55 aarrcc;; 66 bboobbiinn..

Figura 11.6


5

1122.. SSIISSTTEEMMEE DDEE CCOONNDDIIIIOONNAARREE II NNCCLLZZIIRREE AA AAEERRUULLUUII CCUU CCOONNTTRROOLL EELLEECCTTRROONNIICC

IInnttrroodduucceerree Un vehicul echipat cu sistem de aer condiionat permite ca temperatura din habitaclu s fie controlat la o valoare ideal sau cea mai confortabil determinat de condiiile de mediu. Sistemul, n ansamblul su, folosete componentele standard de nclzire i ventilaie, ns este suplimentat cu o component important, evaporatorul, care rcete i deumidific aerul. Aerul condiionat poate fi controlat manual, dar n majoritatea cazurilor se folosete o anumit form de control electronic. n ansamblu, sistemul poate fi privit ca un refrigerator sau schimbtor de cldur. Cldura este ndeprtat din interiorul vehiculului i dispersat n aerul exterior. PPrriinncciippiiuull rreeffrriiggeerrrriiii Pentru a nelege principiul refrigerrii sunt utili urmtorii termeni i definiii:

cclldduurraa eessttee oo ffoorrmm ddee eenneerrggiiee;; tteemmppeerraattuurraa eessttee oo mmssuurr aa cclldduurriiii uunnuuii oobbiieecctt;; cclldduurraa ssee ttrraannssffeerr ddee llaa ssiinnee nnuummaaii ddee llaa oo tteemmppeerraattuurr mmaaii rriiddiiccaatt ccttrree uunnaa

mmaaii sscczzuutt;; ccaannttiittaatteeaa ddee cclldduurr ssee mmssooaarr nn ""ccaalloorriiii"" ((mmaaii ddeess nn kkccaall));; ccaannttiittaatteeaa ddee cclldduurr ddee 11 kkccaall sscchhiimmbb tteemmppeerraattuurraa uunnuuii vvoolluumm ddee 11 lliittrruu ddee aapp

nn ssttaarree lliicchhiidd ccuu 11 CC;; eevvaappoorraarreeaa eessttee sscchhiimmbbaarreeaa ddee ssttaarree ddee llaa lliicchhiidd llaa ggaazz;; ccoonnddeennssaarreeaa eessttee sscchhiimmbbaarreeaa ddee ssttaarree ddee llaa ggaazz llaa lliicchhiidd;; cclldduurraa llaatteenntt eessttee tteerrmmeennuull ccee ddeessccrriiee ccaannttiittaatteeaa ddee eenneerrggiiee nneecceessaarr ppeennttrruu aa

vvaappoorriizzaa uunn lliicchhiidd ffrr sscchhiimmbbaarreeaa tteemmppeerraattuurriiii,, ssaauu ccaannttiittaatteeaa ddee cclldduurr cceeddaatt ddee uunn ggaazz ccaarree ccoonnddeennsseeaazz sspprree ssttaarreeaa lliicchhiidd llaa tteemmppeerraattuurr ccoonnssttaanntt..

Cldura latent absorbit sau cedat la schimbarea de faz este cheia de rezolvare a problemei aerului condiionat. Un exemplu simplu l constituie senzaia de rece ce se obine cnd se pune spirt medicinal pe piele. Aceasta se datoreaz faptului c spirtul se evapor i i schimb starea (din lichid n gaz) folosind pentru aceasta cldura corpului uman. Refrigerantul (agentul de refrigerare) n sistemele de dat recent este cunoscut sub codul R134A. Aceast substan i schimb starea din lichid n gaz la -26,3C. R134 se bazeaz pe compui HFC (hidro-fluor-carbon) i nu pe compui CFC (cloro-fluoro-carbon), ca refrigeranii mai vechi, datorit problemelor provocate stratului de ozon de cei din urm. De notat faptul c refrigeranii mai noi nu sunt compatibili cu sistemele mai vechi ce foloseau compui CFC. Principalele componente ale sistemului, prezentate i n figura 12.1, sunt evaporatorul, condensatorul, i pompa sau compresorul. Evaporatorul este situat n spaiul interior, condensatorul n exterior - n mod uzual n curentul aerului de rcire, iar compresorul este antrenat de motor. Atunci cnd compresorul funcioneaz, faptul provoac o scdere a presiunii pe partea sa de intrare, ceea ce permite refrigerantului din evaporator s se evapore i s absoarb cldur din interiorul vehiculului.


6

Figura 12.1 AA -- vvaappoorrii ddee pprreessiiuunnee rriiddiiccaatt ddee llaa ccoommpprreessoorr BB -- lliicchhiidd ssuubb pprreessiiuunnee rriiddiiccaatt ddee llaa ccoonnddeennssaattoorr CC -- vvaappoorrii ssuubb pprreessiiuunnee sscczzuutt ddee llaa ttuubbuull ddee eexxppaannssiiuunnee;; DD -- vvaappoorrii llaa pprreessiiuunnee sscczzuutt ddee llaa eevvaappoorraattoorr ii aaccuummuullaattoorr 11 -- ccoommpprreessoorr 22 -- ccoonnddeennssaattoorr 33 -- ttuubb ddee eexxppaannssiiuunnee 44 -- eevvaappoorraattoorr 55 -- aaccuummuullaattoorr Partea de presiune ridicat sau ieirea din pomp este conectat la condensator. Presiunea ridicat provoac condensarea refrigerantului (n interiorul condensatorului), ceea ce elimin n exterior cldura pe msur ce i schimb starea. UUnn eexxeemmpplluu ddee ssiisstteemm ddee aaeerr ccoonnddiiiioonnaatt n continuare se prezint un sistem de aer condiionat cu control electronic evoluat. Sunt analizate principalele blocuri funcionale i problemele lor specifice. SSiisstteemmuull ddee cciiccllaarree aa aammbbrreeiiaajjuulluuii eelleeccttrroommaaggnneettiicc Sistemul de ciclare a ambreiajului electromagnetic este proiectat pentru a cupla i decupla compresorul din sistemul de refrigerare, pentru a menine rcirea dorit i a evita nghearea evaporatorului. CCoonnttrroolluull cciicclluulluuii ddee rreeffrriiggeerraarree.. Funcionarea ONi OFF a compresorului este realizat cu un comutator de presiune care msoar n circuitul de joas presiune, cu funcie de indicator al temperaturii de evaporare. Comutatorul de ciclare a presiunii este un dispozitiv de protecie la nghe a sistemului i msoar presiunea agentului de refrigerare pe partea de asprirare din sistem. Comutatorul este montat cu un cuplaj standard de joas presiune cu valv Schrader. Valva Schrader permite demontarea unui element din sistem fr a descrca refrigerantul. Piesa demontabil este asamblat cu ajurtorul unei mbinri filetate, iar atunci cnd aceasta este ndeprtat din sistem, valva se nchide pe msur ce piesa este deurubat. Pentru temperaturi exterioare ale aerului de peste 10 C, presiunea din sistemul de aer condiionat ncrcat (cu freon) va nchide contactul comutatorului de presiune. Cnd s-a selectat un mod de lucru cu aer condiionat (cu recirculare, normal, bi-nivel, dezgheare), se alimenteaz cu energie electric bobina ambreiajului compresorului. De ndat ce compresorul i reduce presiunea de evaporare de la aproximativ 175 kPa (1,75 bari), comutatorul de presiune se deschide i ntrerupe alimentarea ambreiajului compresorului.


7

Din cauza acestei ciclri, anumite mici creteri i descreteri ale turaiei/puterii motorului pot fi observate n anumite condiii. Aceste manifestri sunt normale, deoarece sistemul este proiectat s funcioneze n mod ciclic pentru a menine rcirea dorit, evitndu-se astfel nghearea evaporatorului. n figura 12.1 se prezint schema bloc a sistemului de aer condiionat, pe partea de refrigerare. AAggeennttuull ddee rreeffrriiggeerraarree ((rreeffrriiggeerraannttuull)) Ca i lichidul de rcire din sistemul de rcire a motorului, agentul de refrigerare este substana din sistemul de aer condiionat care absoarbe, transport i elimin cldura. Dei n alte sisteme de refrigerare se folosesc i alte substane ca refrigerant, multe din sistemele de condiionare a aerului de pe automobile folosesc un tip numit Refrigerant 12 (R-12). R-12 face parte din clasa de compui CFC. Acesta are anumite caliti specifice, absolut necesare n aplicaia considerat:

nnuu eessttee eexxpplloozziibbiill nnuu eessttee iinnffllaammaabbiill nnuu eessttee ccoorroozziivv nnuu eessttee oottrrvviittoorr ((eexxcceeppttnndd ssiittuuaaiiaa nn ccaarree iinnttrr nn ccoonnttaacctt ccuu ffllaaccrr ddeesscchhiiss

ssaauu ccuu ssuupprraaffeeee mmeettaalliiccee ffiieerrbbiinnii)) eessttee ssoolluubbiill nn uulleeii

n sistemele de condiionare a aerului de pe automobile, refrigerantul R-12 este meninut sub o presiune de aproximativ 196 kPa (1,95 bari). La aceast presiune refrigerantul R-12 fierbe (trece n stare de vapori) la o temperatur de aproximativ 1 C, ideal pentru sisteme de condiionare a aerului. La presiunea normal de la nivelul mrii, R-12 fierbe la 29,9 C, ceea ce este suficient de rece pentru a provoca degerturi severe pe suprafee neprotejate ale pielii. Refrigerantul R-12 transport o anumit cantitate de ulei de ungere, de tipul ulei normal pentru refrigerare de vscozitate 525. Cum refrigerantul are afinitate pentru ulei, cele dou componente se amestec cu uurin i complet. Uleiul trebuie adugat n timpul ncrcrii sistemului de aer condiionat. Chiar i vaporii de agent de refrigerare transport mici particule de ulei. ntruct vaporii i lichidul se mic prin sistem, se asigur lubrefierea pieselor compresorului. CCoommpprreessoorruull Compresorul este de tip antrenat cu curea de la arborele cotit prin intermediul fuliei ambreiajului compresorului. Fulia compresorului se nvrte fr a antrena axul compresorului, pn cnd se alimenteaz bobina ambreiajului compresorului. Cnd se aplic tensiunea de alimentare a bobinei ambreiajului, platoul ambreiajului i ansamblul butucului sunt antrenate din partea din spate spre fulie. Fora magentic blocheaz platoul ambreiajului i fulia mpreun, ca o singur unitate, pentru a antrena axul compresorului. Cnd axul compresorului este antrenat, acesta comprim vaporii de joas presiune din evaporator, transformndu-i n vapori de nalt presiune i nalt temperatur. Uleiul antrenat de refrigerator este folosit pentru ungerea compresorului. CCoonnddeennssaattoorruull Ansamblul condensator este plasat n faa radiatorului (de rcire a motorului) i transport agentul de refrigerare printr-o serpentin prevzut cu aripioare de rcire, pentru a asigura transferul rapid al cldurii. Aerul trece prin condensator, rcete vaporii de nalt presiune ai refrigerantului, provocnd condensarea ntr-un lichid sub presiune ridicat. TTuubbuull ((oorriiffiicciiuull)) ddee eexxppaannssiiuunnee Tubul plastic de expansiune, prevzut cu ecrane din sit, este plasat la intrarea conductei evaporatorului, pe conducta de conectare a lichidului. El asigur o restricinorate a circulaiei


8

agentului de refrigerare de nalt presiune din conducta de lichid, doznd debitul de refrigerant spre evaporator, ca lichid de joas presiune. Tubul de expansiune i orificiul sunt protejate mpotriva contaminrilor cu ajutorul unor ecrane filtrante, att pe partea de intrare, ct i pe partea de ieire. Atunci cnd motorul se oprete cu sistemul de aer condiionat n funciune, agentul de refrigerare din sistem va curge din partea de presiune ridicat a tubului (orificiului) de expansiune, pn cnd presiunile se egalizeaz. Acest fapt poate fi detectat printr-un sunet slab al lichidului n curgere (ssit, clipocit) pe o durat de timp de 30 la 60 secunde i corespunde unei stri normale a sistemului. EEvvaappoorraattoorruull Evaporatorul este un dispozitiv care rcete i deumidific aerul nainte ca acesta s intre n vehicul. Lichidul de refrigerare de nalt presiune curge prin tubul (orificiul) de expansiune spre zona de presiune sczut a evaporatorului. Caldura aerului ce trece prin miezul evaporatorului este transferat suprafeei mai rece a miezului i ca urmare aerul se rcete. Cnd are loc procesul de transfer al cldurii spre suprafaa miezului evaporatorului, orice umiditate din aer (umezeal) condenseaz pe suprafaa exterioar a miezului evaporatorului i este ndeprtat prin drenare, sub form de ap. AAccuummuullaattoorruull Conectat pe conducta de ieire a evaporatorului, ansamblul etan al acumulatorului funcioneaz ca un container de stocare a agentului de refrigerare, primind vapori, puin lichid refrigerant i ulei de la evaporator. n partea inferioar a acumulatorului se gsete ansamblul de decontaminare, care acioneaz ca un agent de uscare pentru umezeala care ar putea ptrunde n sistem. n apropierea prii inferioare a conductei de ieire din acumulator este de asemenea prevzut un orificiu de scurgere a uleiului ce asigur o cale de revenire a uleiului spre compresor. n partea superioar a acumulatorului este amplasat un cuplaj de serviciu cu valv Schrader de joas presiune. Acumulatorul nu poate fi reparat i trebuie nlocuit numai dac apar scurgeri ca rezultat al unei perforaii, a unui scaun de etanare pe O-ring deteriorat, filete deteriorate sau dac sistemul a rmas deschis ctre exterior pentru o perioad lung de timp. CCoommuuttaattoorruull ddee cciiccllaarree aa pprreessiiuunniiii Ciclul de refrigerare (funcionarea ON i OFF a compresorului) este controlat de un comutator care msoar presiunea pe partea de joas presiune, ca un indicator al temperaturii evaporatorului. Comutatorul de ciclare a presiunii este dispozitivul de protecie la nghe din sistem i msoar presiunea agentului de refrigerare pe partea de aspirare a sistemului. Acest comutator este montat pe o valv de tip Schrader standard pe tubul evaporator. Comutatorul asigur de asemenea deconectarea compresorului pe timp rece. Din caracteristicile de funcionare ale sistemului de ciclare pe partea de joas presiune rezult o protecie suplimentar a compresorului. Dac are loc o descrcare masiv sau dac orificiul tubului de expansiune se astup, joasa presiune poate fi insuficient pentru a nchide contactele comutatorului de joas presiune. Ca urmare compresorul nu va mai fi antrenat, ntruct ambreiajul electromagnetic nu mai poate fi alimentat. La temperaturi ridicate ale aerului, n eventualitatea unei ncrcri sczute cu refigerant, se poate observa o rcire insuficient, nsoit de o frecven mare de ciclare a ambreiajului compresorului. Dac este necesar nlocuirea comutatorului de ciclare a presiunii, este important de notat faptul c aceasta se poate face fr a descrca agentul de refrigerare. n racordul comutatorului de presiune este plasat o valv de tip Schrader. n timpul nlocuirii comutatorului de presiune, trebuie montat un O-ring nou, uns cu ulei, iar comutatorul trebuie montat la cuplul de strngere specificat de constructor.


9

CCoommuuttaattoorruull ddee ddeeccoonneeccttaarree llaa nnaalltt pprreessiiuunnee aa ccoommpprreessoorruulluuii Comutatorul de deconectare la presiune nalt, de pe partea de nalt presiune, plasat pe conducta de lichid a sistemului de aer condiionat este un dispozitiv de protecie prevzut pentru a preveni presiuni de vrf excesive i a reduce ansa ca agentul de refrigerare s fie scpat prin valva de descrcare de siguran. Acest comutator, de tipul normal nchis, va deschide circuitul la o presiune pe partea de nalt presiune de aproximatix 2965 kPa (30 1,5 bari) i va nchide circuitul la aproximativ 1379 kPa (14 3,4 bari). IInntteerrccoonneeccttaarreeaa ssiisstteemmuulluuii ddee rrcciirree ccuu ssiisstteemmeellee eelleeccttrriiccee ddee ccoommaanndd Schema modului de interconectare a diferitelor elemente ale sistemului de aer condiionat este prezentat n figura 12.2.

Figura 12.2 AA -- vvaappoorrii ddee pprreessiiuunnee rriiddiiccaatt ddee llaa ccoommpprreessoorr BB -- lliicchhiidd ssuubb pprreessiiuunnee rriiddiiccaatt ddee llaa ccoonnddeennssaattoorr CC -- vvaappoorrii ssuubb pprreessiiuunnee sscczzuutt ddee llaa ttuubbuull ddee eexxppaannssiiuunnee DD -- vvaappoorrii ssuubb pprreessiiuunnee sscczzuutt ddee llaa eevvaappoorraattoorr;; 11 -- ccoommpprreessoorr 22 -- ccoonnddeennssaattoorr


10

33 -- ttuubb ddee eexxppaannssiiuunnee 44 -- eevvaappoorraattoorr 55 -- aaccuummuullaattoorr 66 -- ffuulliiee 77 -- ccuurreeaa ddee ttrraannssmmiissiiee aannttrreennaatt ddee mmoottoorr 88 -- aammbbrreeiiaajj eelleeccttrroommaaggnneettiicc 99 -- ccoommuuttaattoorr ddee ddeeccuuppllaarree ccoommpprreessoorr llaa pprreessiiuunnee nnaalltt 1100 -- ccoommuuttaattoorr ccoommaanndd vveennttiillaattoorr ddee rrcciirree ccoonnddeennssaattoorr 1111 -- ccoommuuttaattoorr cciiccllaarree pprreessiiuunnee;; 1122 --vveennttiillaattoorr rrcciirree ccoonnddeennssaattoorr 1133 -- rreelleeuu aammbbrreeiiaajj 1144 -- rreelleeuu vveennttiillaattoorr rrcciirree ccoonnddeennssaattoorr CCoonnttrroolluull ccoommpprreessoorruulluuii.. Compresorul pentru sistemul de condiionare a aerului este antrenat cu curea de ctre motor, prin intermediul ambreiajului compresorului. Ambreiajul permite compresorului s fie dezangajat atunci cnd nu se solicit funcionarea sistemului de aer condiionat sau atunci cnd ncrctura de refrigerant a fost ndeprtat din sistem, precum i n regimul de sarcin plin a motorului. Dac compresorul funcioneaz sau nu depinde att de modul de funcionare specific selectat din panoul de control al nclzirii aerului condiionat ct i de valorile fixate ale temperaturii. Panoul de control al nclzirii aerului condiionat transmite semnale ctre programatorul nclzirii i aerului condiionat cu ajutorul unei magistrale seriale atunci cnd se selecteaz un anumit mod nclzire sau aer condiionat. Fiecare mod are un semnal unic care este decodat de programator. Cnd se selecteaz un mod aer condiionat sau dezgheare, tensiunea bateriei se aplic la o intrare a modulului electronic de control (ECM) de la programatorul pentru nclzire i aer condiionat. Modulul electronic de control asigur conectarea bobinei releului ambreiajului (13) la mas i astfel alimentarea releului. Dup stabilirea alimentrii, tensiunea este aplicat bobinei ambreiajului compresorului pentru aerul condiionat prin contactele releului ambreiajului, comutatorului de decuplare la nalt presiune i a comutatorului de ciclare a presiunii. Cu aceast tensiune aplicat, ambreiajul este angajat la motor. Tensiunea care este aplicat bobinei ambreiajului compresorului este de asemenea aplicat intrrii A/C ON din modulul de control electronic. Aici semnalul este folosit pentru a regla turaia de mers n gol atunci cnd se angajeaz ambreiajul compresorului i de asemenea dezangajeaz ambreiajul compresorului n timpul funcionrii la sarcin plin. Paralel cu bobina ambreiajului este conectat o diod care descarc energia din cmpul electromagnetic al bobinei n momentul deconectrii. Scderea cmpului magnetic produce prin autoinducie tensiuni nedorite, iar dioda reprezint o cale nepericuloas pentru aceast tensiune. Comutatorul de ciclare a presiunii decupleaz compresorul atunci cnd temperatura evaporatorului este suficient de sczut pentru a provoca ngheul. El se deschide atunci cnd presiunea agentului de refrigerare este mai mic de 170 kPa (1,7 bari). Aceasta ntrerupe circuitul ambreiajului compresorului. Comutatorul se nchide de asemenea atunci cnd temperatura i presiunea din evaporator cresc (3,24 bari), suficient pentru a reactiva procesul de rcire. Comutatorul de deconectare a compresorului la nalt presiune se deschide dac presiunea este n jur de 2965 kPa (29 bari). n acest mod se dezangajeaz ambreiajul compresorului i se previne supranclzirea motorului. Ventilatorul condensatorului este conectat i deconectat de modulul electronic de control, pe baza semnalului de intrare de la comutatorul de comand a ventilatorului de rcire condensator.


11

Cnd comutatorul de comand a ventilatorului se deschide (la aproximativ 13,1 bari), acesta ndeprteaz potenialul de mas de la intrarea sa n modulul electronic de control. Atunci modulul electronic de control asigur circuit de mas pentru bobina releului ventilatorului de rcire a condensatorului, nchiznd contactele releului i conectnd alimentarea pentru motorul ventilatorului. SSiisstteemmuull ddee ddiissttrriibbuuiiee aa aaeerruulluuii.. Modulul de nclzire i aer condiionat ncorporeaz ntr-un singur ansamblu multe din componentele sistemului de aer condiionat. Modul de funcionare a sistemului de distribuie a aerului rezult din figura 12.3.

Figura 12.3 11 -- iieeiirree ddeezzgghheeaarree 22 -- mmiieezz nnccllzziirree 33 -- mmiieezz eevvaappoorraattoorr aaeerr ccoonnddiiiioonnaatt;; 44 -- iinnttrraarree aaeerr ddiinn eexxtteerriioorr 55 -- ggaalleerriiee 66 -- vvaallvv ddee rreecciirrccuullaarree aaeerr ddiinn eexxtteerriioorr 77 -- iinnttrraarree aaeerr ddiinn vveehhiiccuull 88 -- mmoottoorr ssuuffllaanntt 99 -- vvaallvv ddee ccoonnttrrooll tteemmppeerraattuurr 1100 -- ddeezzaabbuurriirree oogglliinnzzii eexxtteerriiooaarree 1111 -- iieeiirrii nnccllzziittoorr 1122 -- vvaallvv mmoodd ssppaattee 1133 -- vvaallvv mmoodd ffaa 1144 -- iieeiirrii ddee aaeerr ccoonnddiiiioonnaatt nn ppaarrtteeaa ssuuppeerriiooaarr 1155 -- vvaallvv ddeezzgghheeaarree aaeerr ccoonnddiiiioonnaatt 1166 -- iieeiirrii aaeerr ccoonnddiiiioonnaatt ppooddeeaa Aerul folosit de sistemul de condiionare a aerului este aspirat n modul printr-o deschiztur la baza tergtoarelor de parbriz i ndrumat spre ventilatorul suflantei. Suflanta direcioneaz aerul prin miezul evaporatorului, unde e filtrat, uscat i rcit la aproximativ 2C.


12

Apoi este renclzit i amestecat, dup cum este necesar, fiind trecut prin sau pe lng miezul radiatorului de nclzire. Acest aer este apoi orientat cu ajutorul valvelor de aer spre ieirile de aer condiionat, spre ieirile de nclzire de la nivelul podelei sau spre ieirile de dezgheare, funcie de modul de lucru selectat. Aceasta asigur o curgere pozitiv a aerului, chiar atunci cnd geamurile sunt nchise. Componentele cuprinse n sistemul de furnizare a aerului sunt descrise mai jos. AAddmmiissiiaa ddee aaeerr.. Admisia se aer este controlat de o valv de intrare a aerului i de un dispozitiv de acionare cu vacuum (de exemplu la automobilele realizate de General Motors) ce controleaz poziia valvei. Valva de intrare a aerului are dou poziii. Prima, fr vacuum aplicat dispozitivului de acionare, n care valva este n poziia de jos, blocnd recircularea aerului i permind numai aerului din exterior s ptrund n suflant. Cnd se aplic vacuum la dispozitivul de acionare, valva este deplasat n poziia sa superioar unde blocheaz cea mai mare parte a aerului din exterior i permite ca aproximativ 80% din aerul total absorbit n suflant s fie recirculat din compartimentul pasagerilor. SSuuffllaannttaa.. Suflanta este rcit cu aer prin recircularea de aer de la ieirea suflantei spre carcasa motorului printr-un tub de cauciuc. MMiieezzuull eevvaappoorraattoorruulluuii.. Miezul evaporatorului, care este realizat din aluminiu i are prin proiectare form de S, este adevrata pies de rcire din sistem. Suflanta foreaz aerul prin miezul de evaporare unde este rcit i deumidificat. Lichidul refrigerant din miezul evaporatorului absoarbe cldura din curentul de aer i se evapor. Condensul ce se formeaz n miezul rece al evaporatorului este drenat din modul printr-un orificiu din partea inferioar a carcasei evaporatorului. MMiieezzuull ddee nnccllzziirree.. Aerul de la evaporator este forat prin sau pe lng miezul de nclzire i este renclzit, funcie de necesiti. Valva de amestec controleaz mrimea renclzirii ce are loc. n poziia de nclzire maxim, ea foreaz ca tot aerul de la evaporator s treac prin miezul de nclzire fierbinte. Ca urmare, aerul care intr n compartimentul pasagerilor este cald. n poziia opus extrem, valva foreaz tot aerul s treac pe lng miezul de nclzire, astfel c nu are loc nici o renclzire i curentul de aer care intr n compartimentul pasagerilor este rece. n poziie intermediar, o anumit cantitate de aer trece prin miezul de nclzire i o alt cantitate trece pe lng, astfel nct curentul de aer rezultat este amestecat la temperatura dorit. DDiissttrriibbuuiiaa aaeerruulluuii.. Curentul de aer este apoi direcionat n interiorul ansamblului de distribuire a aerului unde este orientat fie spre ansamblul de ieire din nclzitor, fie prin distribuitorul de aer spre ieirile de aer condiionat sau de dezgheare a parbrizului. Aerul care circul prin partea superioar a distribuitorului de aer este direcionat fie spre ieirile de aer condiionat (14, 16) sau spre ieirea de dezgheare a parbrizului (1), funcie de poziia valvei de dezgheare aer condiionat. n poziia de repaos, valva blocheaz aerul spre ieirile de aer condiionat i l direcioneaz spre parbriz. Cnd se aplic vacuum la dispozitivul de acionare, aerul este orientat spre ieirile de aer condiionat. FFuunncciioonnaarreeaa cciirrccuuiitteelloorr.. Valvele de aer din sistemul de condiionare a aerului sunt controlate de bobine din programatorul de nclzire i aer condiionat i de dispozitive de acionare cu vacuum, plasate lng valvele de aer.


13

Bobinele sunt comandate ON i OFF, funcie de modul de lucru selectat din panoul de control nclzire aer condiionat. Cnd este selectat un anumit mod de lucru semnalul este transmis la programator i alimenteaz bobina (bobinele), ceea ce permite vacuumului s ajung la dispozitivele de acionare, deplasnd valvele de aer. Mai jos se prezint funciile acestora. VVaallvvaa ddee aammeesstteecc aa aaeerruulluuii ((tteemmppeerraattuurr)).. Valva de amestec a aerului (temperatur) este cuplat mecanic cu dispozitivul de acionare a valvei de amestec a aerului. Aceast valv este controlat electric (i nu cu vacuum). Valva este n poziia RECE, atunci cnd se selecteaz o temperatur sczut de la panoul de control nclzire. VVaallvvaa ddee rreecciirrccuullaarree.. Valva de recirculare este dechis n majoritatea modurilor de lucru, ceea ce permite aerului din exterior s ptrund n galerie. Este nchis numai n modul RECIRCULARE i la o temperatur fixat de 15 C. Cnd valva este nchis, aerul din interiorul automobilului este recirculat pentru a obine rcire maxim. Vacuumul este aplicat dispozitivului de acionare printr-un obturator poros care are o anumit rezisten la curgerea aerului i care previne ciclarea valvei n condiii de grani pentru exterior i cereri de recirculare a aerului. VVaallvveellee ddee mmoodd ffaa ii ssppaattee.. Valvele de mod fa i spate determin dac aerul curge spre ieirile de nclzire, spre ieirile de aer condiionat dezgheare sau spre amndou. Poziiile acestor valve sunt determinate de modul de lucru selectat (conform Tabelului 1). n modul AUTO, programatorul de nclzire i aer condiionat determin poziia valvelor de mod funcie de condiiile existente de nclzire i de rcire. VVaallvvaa aaeerr ccoonnddiiiioonnaatt ddeezzgghheeaarree.. Valva aer condiionat dezgheare determin dac aerul merge spre ieirile de dezgheare sau spre ieirile de aer condiionat. Valva va fi pe poziia (B) pentru a permite aerului s curg spre ieirile de aer condiionat atunci cnd sunt selectate modurile: RECIRCULARE, VENTILAIE, BI-NIVEL sau AER CONDIIONAT (A/C) de la panoul de control al nclzirii i aerului condiionat. Valva aer condiionat dezgheare va fi n poziia (A) pentru a permite aerului s treac prin ieirile de dezgheare atunci cnd sunt selectate modurile NCLZIRE, DEZGHEARE sau DEZABURIRE FA. n modul AUTO valva va fi ntr-o poziie corespunztoare cerinelor existente de nclzire i rcire. MMiieezzuull eevvaappoorraattoorruulluuii ddee aaeerr ccoonnddiiiioonnaatt.. Tot aerul prin galerie se deplaseaz prin miezul evaporatorului de aer condiionat. Atunci cnd compresorul este cuplat, miezul rcete i ndeprteaz umiditatea din aer. CCoonnttrroolluull ssuuffllaanntteeii.. Turaia motorului suflantei este determinat de tensiunea aplicat motorului de curent continuu. La turaii sczute ale suflantei, tensiunea aplicat este aproximativ 4 voli. Pe msur ce tensiunea crete, turaia suflantei crete pn se atinge turaia maxim la 12 voli. Turaia la care lucreaz suflanta este determinat de comenzile preluate de la panoul de control al nclzirii i aerului condiionat prin intrrile de semnal temperatur i depinde de modul de funcionare a sistemului de aer condiionat. Panoul de control al nclzirii i aerului condiionat accept cereri de intrare de la conductorul auto prin intermediul unor butoane cu apsare plasate pe panou. Atunci cnd turaia suflantei este determinat fie n mod automat, pentru modul de lucru AUTO al ventilatorului, fie n mod manual, de ctre conductorul auto, panoul de control transmite aceste informaii pe magistral serial la programatorul nclzire aer condiionat pentru a fi prelucrate. Dup prelucrare, programatorul furnizeaz o tensiune variabil la modulul de putere al suflantei.


14

Ieirea pentru turaia suflantei de la programator este o tensiune cu variaie continu, proporional cu turaia suflantei. La turaia minim ieirea este de aproximativ 2,5 voli, iar la turaia maxim a suflantei valoarea este de aproximativ 7 voli. Semnalul de ieire pentru turaie este aplicat modulului de control al suflantei. Un amplificator i un circuit driver din acest modul furnizeaz motorului suflantei tensiuni ntre 4 i 12 voli, n concordan cu semnalul de intrare. Tensiunea de la motorul suflantei este adus pe o bucl de reacie n programatorul nclzire i aer condiionat. Acest semnal este folosit pentru o mai bun stabilitate a turaiei, precum i pentru a indica un eventual defect n circuitul motorului suflantei. CCoonnttrroolluull tteemmppeerraattuurriiii (figura 12.2). La programatorul nclzirii i aerului condiionat sunt conectate trei rezistene variabile cu temperatura (sensori) pentru a furniza informaii despre temperatura din interiorul i exteriorul mainii. Aceste dispozitive sunt termistori a cror rezisten descrete pe msur ce temperatura crete. Termistorii sunt conectai n montaj divizor de tensiune cu rezistene fixe din programator pentru a furniza tensiuni de intrare n concordan cu valorile rezistenelor sensorilor. Masa de referin pentru sensori este furnizat de programatorul nclzirii i aerului condiionat. Circuitele din programator folosesc semnale de intrare de la sensorul temperaturii din automobil i de la sensorul nclzirii solare, mpreun cu valoarea fixat a temperaturii selectat de conductorul auto pentru a stabili dac aerul trebuie rcit sau nclzit pentru a aduce interiorul automobilului la temperatura selectat. Semnalul de intrare de la sensorul temperaturii exterioare este folosit pentru a determina nivelul de nclzire sau de rcire cerut pentru a aduce temperatura din interiorul vehiculului la valoarea selectat ct mai repede posibil. Motorul valvei de amestec a aerului controleaz poziia valvei de amestec a aerului. Motorul poate fi acionat n ambele sensuri prin intermediul polaritii tensiunii aplicate. Poteniometrul sensor de poziie (n reacie) ndic orice poziie a valvei din domeniul excursiei sale. Cum valva se deplaseaz ntre complet deschis i complet nchis, tensiunea de reacie la intrarea programatorului nclzirii i aerului condiionat va varia ntre zero i 5 voli. O funcie foarte util ce se realizeaz n cadrul controlului electronic este atunci cnd se pune contactul i motorul este rece. Indiferent dac se face sau nu o programare a sistemului, unitatea electronic de control comand nchiderea valvelor de distribuie a aerului spre parbriz, oglinzi exterioare i deschiderea valvei spre podea. Timp de aproximativ 15 secunde suflanta funcioneaz la turaia maxim, aerul ndeprtnd n acest mod umiditatea din traseu. La reluarea funcionrii normale, conform funciilor selectate de conductorul auto, aerul va fi uscat, ceea ce va ndeprta pericolul aburirii suprafeelor din sticl spre care va fi dirijat.

prelegerea 11 ea

Documents