CN104992609A - 一种模拟汽车自动空调实验台架 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种模拟汽车自动空调实验台架，包括：蓄电池，其正极端分别与空调放大器以及带转速控制的鼓风机电动机连接；常开继电器，其线圈的输入端通过点火开关与蓄电池的正极端连接，其常开触点的动触点与所述蓄电池的正极端连接，其常开触点的静触点通过滑动变阻器与直流电机连接；空调控制器，其输入端通过所述点火开关与蓄电池的正极端连接，其输出端与空调放大器的第一控制输入端连接。本发明的实验台架能直观、醒目地显示汽车自动空调系统的工作过程及各系统之间的内在因果关系，且其结构简单、体积小、成本低；使用时安全、环保、经济；配有测量端子，便于检测与教学需要。

Description

一种模拟汽车自动空调实验台架

技术领域

本发明涉及一种模拟汽车自动空调实验台架。

背景技术

汽车空调是指对汽车车室内的空气质量进行调节的装置，其主要功能是对车室内空气的温度、湿度、流速、清洁度、气流模式及进气模式等进行调节，以提高舒适性，其基本任务是温度的调节。汽车空调制冷系统是通过由发动机驱动压缩机使储存在密闭制冷系统里的制冷介质不断循环且使其相态发生变化而产生制冷效果的，每个循环有四个过程：压缩过程、冷凝过程、膨胀过程、蒸发过程；在冷凝过程中，制冷介质在冷凝器里由气体变成液体向外界散热；在蒸发过程中，制冷介质在蒸发器里由液体变成气体吸热，降低了蒸发器周围的温度，鼓风机将经过蒸发器的空气送入车内从而达到降低车内温度的目的。汽车空调取暖系统一般采用发动机冷却水的余热作为热源；大客车或高级轿车则采用发动机冷却水余热及燃料或电相互配合作为热源，以提高取暖系统的可靠性，达到快速取暖的目的。

随着电子控制技术在汽车上的广泛应用，目前，越来越多的汽车特别是轿车的汽车空调都采用微电脑进行控制，且各微电脑控制系统之间能通过CAN-BUS总线进行数据传输、通讯，以实现汽车空调系统与其他控制系统的协调运行。而微机控制的自动空调的机械部分与普通空调基本是一致的，其主要区别是在空调的控制系统。其基本控制理论是：通过各传感器检测车内设定温度、车内温度、环境温度、蒸发器温度、太阳辐射强度、制冷系统高压端的压力、发动机水温等信号，自动控制压缩机工作时的排量(对于变排量压缩机)或电磁离合器的吸合、调节鼓风机的转速、调节气流方式等；同时，通过CAN-H线、CAN-L线与发动机控制单元等进行数据传输、通讯，以使各个系统能够协调工作，确保各个系统都处于最佳的工作状态。

而现有的汽车空调实验台架一般采用真实的零部件制作，既有制冷、取暖、配气、控制系统，还要有驱动压缩机工作的电机系统，导致整个实验台架体积庞大、制作成本昂贵、对实验时的安全、环保也有影响；且汽车空调实验台架往往都是单独形成体系，在实验时并不能反映其对其他控制系统(如发动机控制系统)的影响，也不能显示各系统之间内在因果关系，导致学生难以真正理解掌握相关知识和技能。

发明内容

本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种模拟汽车自动空调实验台架。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：一种模拟汽车自动空调实验台架，包括：

蓄电池，其正极端分别与空调放大器以及带转速控制的鼓风机电动机连接；

常开继电器，其线圈的输入端通过点火开关与蓄电池的正极端连接，其常开触点开关的动触点与所述蓄电池的正极端连接，其常开触点开关的静触点通过滑动变阻器与直流电机连接；

空调控制器，其输入端通过所述点火开关与蓄电池的正极端连接，其输出端与空调放大器的第一控制输入端连接；

发动机控制单元，其第一工作电源输入端通过点火开关与蓄电池的正极端连接，其第二工作电源输入端通过EFI主继电器的常开触点开关与蓄电池的正极端连接；其中，所述发动机控制单元的第一信号输入端与水温传感器连接，其第二信号输入端与发动机转速传感器连接，其第一信号输出端与EFI主继电器的线圈连接，其第二信号输出端与空调放大器的第二控制输入端连接；

空调放大器，其第一信号输入端与室内温度传感器，其二信号输入端与空调日照传感器，其第三信号输入端与蒸发器温度传感器，其第四信号输入端与压力传感器连接，其第一信号输出端与带转速控制的鼓风机电动机控制输入端连接，其第二信号输出端与第一PTC加热继电器的线圈输入端连接，其第三信号输出端与第二PTC加热继电器的线圈输入端连接，其第三信号输出端与第三PTC加热继电器的线圈输入端连接；其中，所述第一PTC加热继电器的常开触点开关的动触点与蓄电池的正极端连接，其常开触点开关的静触点与第一工作指示灯连接；所述第二PTC加热继电器的常开触点开关的动触点与蓄电池的正极端连接，其常开触点开关的静触点与第二工作指示灯连接；所述第三PTC加热继电器的常开触点开关的动触点与蓄电池的正极端连接，其常开触点开关的静触点与第三工作指示灯连接；

所述空调放大器的第一主控输出端与通过占空比控制的空调压缩机工作指示灯连接，其第二主控输出端分别与带智能控制器的驾驶员侧空气混合风门伺服电动机、带智能控制器的乘员侧空气混合风门伺服电动机、带智能控制器的出气风门控制伺服电动机以及带智能控制器的进气风门控制伺服电动机连接。

本发明的有益效果：本发明的实验台架为虚拟的汽车自动空调综合实验台架，它以自动空调实验台架为基础，去掉了繁杂的制冷、取暖、配气等机械系统，使整个台架操作方便，工作过程形象、直接；本发明的实验台架能直观、醒目地显示汽车自动空调系统的工作过程及各系统之间的内在因果关系，且其结构简单、体积小、成本低；使用时安全、环保、经济；配有测量端子，便于检测与教学需要。

附图说明

图1为本发明的功能原理示意图。

具体实施方式

图1所示，为本发明的一种模拟汽车自动空调实验台架，其具体结构包括：

蓄电池2，其正极端分别与空调放大器28以及带转速控制的鼓风机电动机18连接；

常开继电器5，其线圈的输入端通过点火开关4与蓄电池2的正极端连接，其常开触点开关的动触点与所述蓄电池2的正极端连接，其常开触点开关的静触点通过滑动变阻器1与直流电机3连接；

空调控制器24，其输入端通过所述点火开关4与蓄电池2的正极端连接，其输出端与空调放大器28的第一控制输入端连接；

发动机控制单元25，其第一工作电源输入端通过点火开关4与蓄电池2的正极端连接，其第二工作电源输入端通过EFI主继电器16的常开触点开关与蓄电池2的正极端连接；其中，所述发动机控制单元25的第一信号输入端与水温传感器14连接，其第二信号输入端与发动机转速传感器15连接，其第一信号输出端与EFI主继电器16的线圈连接，其第二信号输出端与空调放大器26的第二控制输入端连接；

空调放大器26，其第一信号输入端与室内温度传感器6，其二信号输入端与空调日照传感器7，其第三信号输入端与蒸发器温度传感器8，其第四信号输入端与压力传感器9连接，其第一信号输出端与带转速控制的鼓风机电动机18控制输入端连接，其第二信号输出端与第一PTC加热继电器17的线圈输入端连接，其第三信号输出端与第二PTC加热继电器19的线圈输入端连接，其第三信号输出端与第三PTC加热继电器22的线圈输入端连接；其中，所述第一PTC加热继电器17的常开触点开关的动触点与蓄电池2的正极端连接，其常开触点开关的静触点与第一工作指示灯21连接；所述第二PTC加热继电器19的常开触点开关的动触点与蓄电池2的正极端连接，其常开触点开关的静触点与第二工作指示灯20连接；所述第三PTC加热继电器22的常开触点的动触点与蓄电池2的正极端连接，其常开触点开关的静触点与第三工作指示灯23连接；

所述空调放大器26的第一主控输出端与通过占空比控制的空调压缩机工作指示灯27连接，其第二主控输出端分别与带智能控制器的驾驶员侧空气混合风门伺服电动机10、带智能控制器的乘员侧空气混合风门伺服电动机11、带智能控制器的出气风门控制伺服电动机12以及带智能控制器的进气风门控制伺服电动机13连接。

上述主要传感器的安装位置及作用如下：发动机转速传感器15设置在发动机3的曲轴上，压力传感器9安装在制冷管路的高压端，检测制冷系统高压端的压力；室内温度传感器6安装在车室内，对车内的真实温度进行检测；空调日照传感器7安装在前风挡玻璃位置，对太阳阳光强度进行检测；蒸发器温度传感器8安装在蒸发器的表面，对蒸发器表面的温度进行检测。

其中，滑动变阻器1布置在油门踏板的下方，与油门踏板联动，当踩下油门踏板时，其阻值减小，发动机转速升高，反之，其阻值增大，发动机转速下降。

工作时，驾驶员可通过空调控制器24将相关控制信息发送给空调放大器26；同时，相关反馈信息也由空调放大器26通过Lin线传输给空调控制器24，并可由带数字显示的控制面板显示。实际操作时，可将控制面板与空调控制器24一体式设置。

点火开关4闭合时，发动机控制单元25、空调控制器24、空调放大器26都接收到点火开关4的信号，常开继电器5的开关触点吸合，直流电机3按照油门踏板的位置以一定的转速转动，并通过发动机转速传感器15给发动机控制单元25提供转速信号，由发动机控制单元25控制EFI主继电器16吸合；此时，蓄电池2直接通过EFI主继电器16给发动机控制单元25提供工作电源。水温传感器14则可按照其调整的阻值给发动机控制单元25提供水温信号；以上各种传感信号都由发动机控制单元25可通过CAN总线传输给空调放大器26。而空调放大器26根据上述各传感器信号及各控制键信号，通过分析、计算，确定最佳的压缩机排量、调温门位置、鼓风机转速、气流方式、进气模式以及加热器是否工作等，并通过相应的执行元件进行控制。

其中，室内温度传感器6、空调日照传感器7、蒸发器温度传感器8、压力传感器9、水温传感器14都可用具有合适电阻值范围的可变电阻代替，不同电阻值可模拟相应的信号。空调放大器26通过分别控制第一PTC加热继电器17、第二PTC加热继电器19、第三PTC加热继电器22的吸合，控制相应的第一工作指示灯21、第二工作指示灯20、第三工作指示灯23模拟加热器的工作过程，当灯亮时表示加热器工作。

另外，空调放大器26输出的占空比可控制空调压缩机工作指示灯27模拟空调压缩机的工作过程，空调压缩机工作指示灯27以不同的频率表示由不同的占空比控制，进而使控制压缩机的电磁阀处于不同的开度，以此来控制压缩机的排量；即该压缩机为变排量压缩机。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种模拟汽车自动空调实验台架，其特征在于，包括：

蓄电池(2)，其正极端分别与空调放大器(28)以及带转速控制的鼓风机电动机(18)连接；

常开继电器(5)，其线圈的输入端通过点火开关(4)与蓄电池(2)的正极端连接，其常开触点的动触点与所述蓄电池(2)的正极端连接，其常开触点的静触点通过滑动变阻器(1)与直流电机(3)连接；

空调控制器(24)，其输入端通过所述点火开关(4)与蓄电池(2)的正极端连接，其输出端与空调放大器(28)的第一控制输入端连接；

发动机控制单元(25)，其第一工作电源输入端通过点火开关(4)与蓄电池(2)的正极端连接，其第二工作电源输入端通过EFI主继电器(16)的常开触点开关与蓄电池(2)的正极端连接；其中，所述发动机控制单元(25)的第一信号输入端与水温传感器(14)连接，其第二信号输入端与发动机转速传感器(15)连接，其第一信号输出端与EFI主继电器(16)的线圈连接，其第二信号输出端与空调放大器(26)的第二控制输入端连接；

空调放大器(26)，其第一信号输入端与室内温度传感器(6)，其二信号输入端与空调日照传感器(7)，其第三信号输入端与蒸发器温度传感器(8)，其第四信号输入端与压力传感器(9)连接，其第一信号输出端与带转速控制的鼓风机电动机(18)控制输入端连接，其第二信号输出端与第一PTC加热继电器(17)的线圈输入端连接，其第三信号输出端与第二PTC加热继电器(19)的线圈输入端连接，其第三信号输出端与第三PTC加热继电器(22)的线圈输入端连接；其中，所述第一PTC加热继电器(17)的常开触点开关的动触点与蓄电池(2)的正极端连接，其常开触点开关的静触点与第一工作指示灯(21)连接；所述第二PTC加热继电器(19)的常开触点开关的动触点与蓄电池(2)的正极端连接，其常开触点开关的静触点与第二工作指示灯(20)连接；所述第三PTC加热继电器(22)的常开触点开关的动触点与蓄电池(2)的正极端连接，其常开触点开关的静触点与第三工作指示灯(23)连接；

所述空调放大器(26)的第一主控输出端与通过占空比控制的空调压缩机工作指示灯(27)连接，其第二主控输出端分别与带智能控制器的驾驶员侧空气混合风门伺服电动机(10)、带智能控制器的乘员侧空气混合风门伺服电动机(11)、带智能控制器的出气风门控制伺服电动机(12)以及带智能控制器的进气风门控制伺服电动机(13)连接。