汽車空調製冷劑加注試驗系統的製作方法
2023-05-03 13:59:27
本實用新型涉及汽車應用技術領域，具體涉及一種汽車空調製冷劑加注試驗系統，適用於在試驗室中實現HFO-1234yf製冷劑實時加注試驗。
背景技術：
隨著人們對臭氧層空洞和全球變暖等環境問題的關注日益增加，各國對汽車空調製冷劑環保方面的要求日益提高，CFC-12、HCFC-22等製冷劑由於對臭氧層損害嚴重遭到淘汰，R-134a作為第二代製冷劑得到了廣泛應用。但由於大量使用R-134a會加速全球變暖，歐盟美國等國家已經開始禁止或限制在新車型上使用R-134a，並逐步推廣HFO-1234yf製冷劑。HFO-1234yf對臭氧層影響為零，溫室效應指數也遠遠小於R-134a，在現有汽車空調系統基礎上發展相對簡單，因此應用前景被廣泛看好，由於HFO-1234yf製冷劑是一種新型的空調製冷劑，因此在將其應用至汽車空調之前，需要進行大量試驗以驗證其穩定性、安全性等，目前各汽車廠商都在積極進行HFO-1234yf製冷劑的空調開發試驗。
在開發試驗的過程中，需要向試驗汽車的空調系統管路中加注HFO-1234yf製冷劑，而目前並沒有相應的可以在試驗室內向試驗車輛空調系統實時添加HFO-1234yf的加注系統，給開發試驗帶來較大困難。
技術實現要素：
本實用新型實施例的目的在於克服現有技術中的上述缺陷，提供一種汽車空調製冷劑加注試驗系統，適用於在試驗室中實現HFO-1234yf製冷劑實時加注試驗。
本實用新型實施例提供的技術方案為：
一種汽車空調製冷劑加注試驗系統，包括：
製冷劑儲存罐，出口通過充注管路與試驗汽車的空調系統管路聯通；
充注閥門，設置於所述充注管路上，開啟時所述製冷劑儲存罐將製冷劑注入至所述空調系統管路；
溫控組件，與所述製冷劑儲存罐相接觸；
稱重組件，獲取所述製冷劑儲存罐重量；
控制器，輸出充注閥門控制信號，以開啟或關閉所述充注閥門，且當所述充注閥門開啟時，實時讀取所述稱重組件發送的所述製冷劑儲存罐重量；輸出溫度調節信號，以控制所述溫控組件調節所述製冷劑儲存罐的溫度至設定值。
可選地，上述的汽車空調製冷劑加注試驗系統中，所述充注管路包括粗充管路和細充管路；所述充注閥門，包括設置於所述粗充管路上的第一充注閥門和設置於所述細充管路上的第二充注閥門；
所述控制器輸出的充注閥門控制信號，包括控制第一充注閥門開啟或關閉的第一閥門控制信號和控制第二充注閥門開啟或關閉的第二閥門控制信號；
所述第一充注閥門開啟時，所述製冷劑儲存罐將製冷劑以第一速度快速充入至所述空調系統管路；所述第二充注閥門開啟時，所述製冷劑儲存罐將製冷劑以第二速度慢速充入至所述空調系統管路。
可選地，上述的汽車空調製冷劑加注試驗系統中，所述製冷劑儲存罐包括入口，所述入口通過補充管路與外部儲存罐的出口聯通；
還包括補充閥門，設置於所述補充管路上，開啟時所述製冷劑儲存罐從所述外部儲存罐獲得製冷劑；
所述控制器，輸出補充閥門控制信號，以開啟或關閉所述補充閥門。
可選地，上述的汽車空調製冷劑加注試驗系統中，還包括：
真空泵，通過真空管路與所述空調系統管路聯通；
真空管路閥，設置於所述真空管路上；
所述控制器，輸出真空泵控制信號，控制所述真空泵開啟或關閉；輸出真空管路閥控制信號，控制所述真空管路閥開啟或關閉。
可選地，上述的汽車空調製冷劑加注試驗系統中，所述真空管路與所述充注管路匯聚後與所述空調系統管路的入口聯通，所述匯聚處與所述空調系統管路的入口處，設置有充注主閥門；
所述控制器，輸出充注主閥門控制信號，控制所述充注主閥門開啟或關閉。
可選地，上述的汽車空調製冷劑加注試驗系統中，所述試驗系統中的各部分封裝於箱體內，所述箱體的一面上設置有控制面板；所述控制面板上設置多個控制按鍵，其中：
第一控制按鍵與所述控制器的補充閥門控制端電連接，所述第一控制按鍵被選擇時，所述控制器輸出補充閥門控制信號；
第二控制按鍵與所述控制器的第一充注閥門控制端電連接，所述第二控制按鍵被選擇時，所述控制器輸出第一閥門控制信號；
第三控制按鍵與所述控制器的第二充注閥門控制端電連接，所述第三控制按鍵被選擇時，所述控制器輸出第二閥門控制信號；
第四控制按鍵與所述控制器的真空泵控制端電連接，所述第四控制按鍵被選擇時，所述控制器輸出真空泵控制信號；
第五控制按鍵與所述控制器的真空管路閥控制端電連接，所述第五控制按鍵被選擇時，所述控制器輸出真空管路閥控制信號；
第六控制按鍵與所述控制器的充注主閥門控制端電連接，所述第六控制按鍵被選擇時，所述控制器輸出充注主閥門控制信號。
可選地，上述的汽車空調製冷劑加注試驗系統中，所述充注主閥門還設置有手動調節端，通過手動控制所述充注主閥門開啟或關閉。
可選地，上述的汽車空調製冷劑加注試驗系統中，所述控制面板上還設置有多個指示燈，其中：
第一指示燈，與所述控制器的第一充注閥門控制信號輸出端電連接，所述控制器輸出第一閥門控制信號時，所述第一指示燈點亮；
第二指示燈，與所述控制器的第二充注閥門控制信號輸出端電連接，所述控制器輸出第二閥門控制信號時，所述第二指示燈點亮；
第三指示燈，與所述控制器的真空泵控制信號輸出端電連接，所述控制器輸出真空泵控制信號時，所述第三指示燈點亮；
第四指示燈，與所述控制器的真空管路閥控制信號輸出端電連接，所述控制器輸出真空管路閥控制信號時，所述第四指示燈點亮；
第五指示燈，與所述控制器的充注主閥門控制信號輸出端電連接，所述控制器輸出充注主閥門控制信號時，所述第五指示燈點亮。
可選地，上述的汽車空調製冷劑加注試驗系統中，還包括：
探測器，檢測所述箱體內的製冷劑含量，所述製冷劑含量達到設定值時，發送檢測信號至所述控制器；
排氣風扇，置於所述箱體內，所述箱體上與所述排氣風扇相對位置成型有排風口；
所述控制器，在接收到所述檢測信號時控制所述排氣風扇開啟。
可選地，上述的汽車空調製冷劑加注試驗系統中，所述探測器包括提示模塊，所述製冷劑含量達到設定值時，所述提示模塊發出報警提示信號。
本實用新型實施例具有如下有益效果：通過控制器控制充注閥門的開啟或關閉，可以控制製冷劑儲存罐中的製冷劑注入至試驗汽車的空調系統管路中。通過溫控組件，可以令製冷劑儲存罐至試驗所需要的設定溫度，以保證試驗溫度能夠與汽車空調實際運行時的環境溫度相一致。通過稱重組件，能夠確定製冷劑儲存罐的重量，因此可以很方便的根據製冷劑儲存罐的重量變化值確定注入至空調系統管路內的製冷劑的含量。通過上述方案，能夠通過簡單的控制即可實現對汽車實際運行環境的模擬，並能夠準確得到製冷劑注入量，而且無需任何複雜的器件即可實現，可以在試驗室內即可完成HFO-1234yf製冷劑的加注試驗。由於HFO-1234yf是一種新型的空調製冷劑，目前在國內還沒有相應的可以在試驗室內實時添加HFO-1234yf的加注系統，採用本方案可以有效地填補這一空白。
附圖說明
參見附圖，本實用新型實施例的公開內容將變得更易理解。應當理解：這些附圖僅僅用於說明的目的，而並非意在對本實用新型實施例的保護範圍構成限制。圖中：
圖1是本實用新型一個實施例所述汽車空調製冷劑加注試驗系統的結構示意圖。
圖2是本實用新型另一實施例所述汽車空調製冷劑加注試驗系統的結構示意圖。
圖3是本實用新型又一實施例所述汽車空調製冷劑加注試驗系統的結構示意圖。
圖4是本實用新型一個實施例所述汽車空調製冷劑加注試驗系統的控制面板示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖來進一步說明本實用新型實施例的具體實施方式。
容易理解，根據本實用新型實施例的技術方案，在不變更本實用新型實施例實質精神下，本領域的一般技術人員可相互替換的多種結構方式以及實現方式。因此，以下具體實施方式以及附圖僅是對本實用新型實施例的技術方案的示例性說明，而不應當視為本實用新型實施例的全部或視為對實用新型實施例技術方案的限定或限制。
在本說明書中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、後、正面、背面、頂部、底部等方位用語是相對於各附圖中所示的構造進行定義的，它們是相對的概念，因此有可能會根據其所處不同位置、不同使用狀態而進行相應地變化。所以，也不應當將這些或者其他的方位用語解釋為限制性用語。
另外，以下提供的具體實施例中，所述製冷劑為HFO-1234yf製冷劑。
實施例1
如圖1所示，本實施例提供一種汽車空調製冷劑加注試驗系統100，包括：
製冷劑儲存罐1，出口通過充注管路與試驗汽車的空調系統管路聯通；充注閥門2，設置於所述充注管路上，開啟時所述製冷劑儲存罐1將製冷劑注入至所述空調系統管路；溫控組件3，與所述製冷劑儲存罐1相接觸，圖中的所述溫控組件3直接設置於所述製冷劑儲存罐1的外圍，便於對製冷劑儲存罐1進行整體、均勻地溫度控制；稱重組件4，獲取所述製冷劑儲存罐1重量，圖中的所述稱重組件4直接設置於所述製冷劑儲存罐1下方，可以採用臺秤等測重部件，對製冷劑儲存罐1的重量進行監測，以便於獲取注入空調系統管路內的製冷劑的重量；控制器5，輸出充注閥門控制信號，以開啟或關閉所述充注閥門2，且當所述充注閥門2開啟時，實時讀取所述稱重組件4發送的所述製冷劑儲存罐1重量；輸出溫度調節信號，以控制所述溫控組件3調節所述製冷劑儲存罐1的溫度至設定值。圖中以「雙箭頭」符號表示控制器與其他部件之間具有數據傳輸關係。其中，所述設定值可以根據實際的試驗環境來選擇，一般情況下，汽車需要在夏天的時候開啟空調，在路面上行駛時環境溫度為30度以上，所述設定值可選擇33度、35度、38度等等。
在上述方案的基礎上，可以進行如下改進，如圖2所示，所述充注管路包括粗充管路和細充管路；所述充注閥門，包括設置於所述粗充管路上的第一充注閥門21和設置於所述細充管路上的第二充注閥門22；所述控制器5輸出的充注閥門控制信號，包括控制第一充注閥門21開啟或關閉的第一閥門控制信號和控制第二充注閥門22開啟或關閉的第二閥門控制信號；所述第一充注閥門21開啟時，所述製冷劑儲存罐1將製冷劑以第一速度快速充入至所述空調系統管路；所述第二充注閥門22開啟時，所述製冷劑儲存罐1將製冷劑以第二速度慢速充入至所述空調系統管路。當需要注入的製冷劑量較多時，先採用粗充方式注入90％的量至空調系統管路中，之後再採用細充方式充注剩餘的10％，能夠有效節約充注時間，同時又能夠精確控制充注的製冷劑含量。
為了便於儲存罐中的製冷劑能夠保持充足，便於補充，如圖2，在上述方案的基礎上，所述製冷劑儲存罐1包括入口，所述入口通過補充管路與外部儲存罐的出口聯通；還包括補充閥門6，設置於所述補充管路上，補充閥門6開啟時所述製冷劑儲存罐1從所述外部儲存罐獲得製冷劑；所述控制器5，輸出補充閥門控制信號，以開啟或關閉所述補充閥門6。需要說明的是，當從外部儲存罐獲取製冷劑時，需要先將製冷劑儲存罐1的溫度調節至與外部儲存罐的溫度相一致，這樣製冷劑在兩個容器內的溫度相同，可保持相同的密度。在補充製冷劑的過程中，稱重組件4可實時測量製冷劑儲存罐的重量，根據重量變化可以得到補充製冷劑的含量。另外，在補充製冷劑進入製冷劑儲存罐1時和將製冷劑儲存罐1內的製冷劑注入到空調系統管路中時，都需要稱重組件4實時測量製冷劑儲存罐的重量，以得到製冷劑變化。為了保證精確度，可在稱重組件4每次工作之前，先執行清零操作。
在上述方案中，充注製冷劑之前，可採用外部抽真空組件實現空調系統管路的抽真空操作。為了便於提高試驗的效率，本系統也可以提供抽真空操作。如圖2所示，本方案提供的試驗系統還可以包括真空泵7，通過真空管路與所述空調系統管路聯通；真空管路閥8，設置於所述真空管路上；所述控制器5，輸出真空泵控制信號，控制所述真空泵7開啟或關閉；輸出真空管路閥控制信號，控制所述真空管路閥8開啟或關閉。如圖2，所述真空管路與所述充注管路匯聚後與所述空調系統管路的入口聯通，所述匯聚處與所述空調系統管路的入口處，設置有充注主閥門9；所述控制器，輸出充注主閥門控制信號，控制所述充注主閥門9開啟或關閉。
以上所述的方案中，所述控制器可選擇簡單的微控制器即可，無需複雜的算法，只要能夠根據用戶的輸入輸出簡單的控制信號即可，而所述控制信號可以根據所選擇的溫控組件、充注閥門、稱重組件、真空泵等規格型號進行選擇，例如對於溫控組件來說，可以設定當接收到高電平信號時，需要加熱，則控制器輸出高電平至溫控組件即可控制內部儲存罐1升溫。所述控制器與溫控組件、稱重組件、充注閥門間的信號傳輸，可採用有線或無線方式，當採用無線方式時，需配置無線通信模塊。以上，控制器、無線通信模塊均可採用已有功能模塊實現。相應地，所涉及的所有閥門，都可以選擇電控的電磁閥，能夠根據電信號的控制實現開啟或者關閉。而製冷劑試驗過程中，可隨時監控試驗汽車內的溫度變化，並記錄充注製冷劑量與溫度變化的對應關係，以判斷製冷劑的製冷效果。
通過上述方案，能夠通過簡單的控制即可實現對汽車實際運行環境的模擬，並能夠準確得到製冷劑注入量，而且無需任何複雜的器件即可實現，可以在試驗室內即可完成HFO-1234yf製冷劑的加注試驗。由於HFO-1234yf是一種新型的空調製冷劑，目前在國內還沒有相應的可以在試驗室內實時添加HFO-1234yf的加注系統，採用本方案可以有效地填補這一空白。
實施例2
在實施例1的基礎上，本實施例提供如下方案，如圖3和圖4所示，所述試驗系統中的各部分封裝於箱體200內，所述箱體200的一面上設置有控制面板；所述控制面板上設置多個控制按鍵，其中：
第一控制按鍵61與所述控制器5的補充閥門控制端電連接，所述第一控制按鍵61被選擇時，所述控制器5輸出補充閥門控制信號；第二控制按鍵211與所述控制器5的第一充注閥門控制端電連接，所述第二控制按鍵211被選擇時，所述控制器5輸出第一閥門控制信號；第三控制按鍵221與所述控制器5的第二充注閥門控制端電連接，所述第三控制按鍵221被選擇時，所述控制器5輸出第二閥門控制信號；第四控制按鍵71與所述控制器5的真空泵控制端電連接，所述第四控制按鍵71被選擇時，所述控制器5輸出真空泵控制信號；第五控制按鍵81與所述控制器5的真空管路閥控制端電連接，所述第五控制按鍵81被選擇時，所述控制器5輸出真空管路閥控制信號；第六控制按鍵91與所述控制器5的充注主閥門控制端電連接，所述第六控制按鍵91被選擇時，所述控制器5輸出充注主閥門控制信號。
所述控制面板上還設置有多個指示燈，其中：第一指示燈210，與所述控制器5的第一充注閥門控制信號輸出端電連接，所述控制器5輸出第一閥門控制信號時，所述第一指示燈210點亮；第二指示燈220，與所述控制器5的第二充注閥門控制信號輸出端電連接，所述控制器5輸出第二閥門控制信號時，所述第二指示燈220點亮；第三指示燈70，與所述控制器5的真空泵控制信號輸出端電連接，所述控制器5輸出真空泵控制信號時，所述第三指示燈70點亮；第四指示燈80，與所述控制器5的真空管路閥控制信號輸出端電連接，所述控制器5輸出真空管路閥控制信號時，所述第四指示燈80點亮；第五指示燈90，與所述控制器5的充注主閥門控制信號輸出端電連接，所述控制器5輸出充注主閥門控制信號時，所述第五指示燈90點亮。
由於HFO-1234yf具有可燃性，因此對HFO-1234yf是否洩漏進行監控，如圖所示，本實施例中的試驗系統還包括探測器10，檢測所述箱體內的製冷劑含量，所述製冷劑含量達到設定值時，發送檢測信號至所述控制器5；排氣風扇12，置於所述箱體200內，所述箱體200上與所述排氣風扇相對位置成型有排風口11，所述排風口11與試驗時的排風口相通；所述控制器5，在接收到所述檢測信號時控制所述排氣風扇12開啟。所述探測器10包括提示模塊，所述製冷劑含量達到設定值時，所述提示模塊發出報警提示信號。採用上述方案，試驗系統內出現HFO-1234yf洩露並累積到一定濃度時，探測器會立即報警，此時排氣風扇開啟，將設備內部洩露的HFO-1234yf排至外界大氣中，避免火災隱患。
採用本實施例提供的上述試驗系統進行製冷劑充注試驗時，具體可包括如下步驟三個步驟：
步驟1、試驗系統內HFO-1234yf製冷劑的補充：
電源開關接通，啟動試驗系統，調節製冷劑儲存罐1的溫度為22℃(即常溫，目的是與外部儲存罐保持一致)。連接外部儲存罐，打開補充閥門6，將稱重組件4讀數清零，輸入需要補充的製冷劑量並開始補充。補充完成後關閉補充閥門6，斷開製冷劑儲存罐1與外部儲存罐連接。
步驟2、試驗車輛空調系統內製冷劑抽真空：
試驗系統與試驗車輛空調系統管路接通，抽真空時間設為30min，打開充注主閥門9、真空管路閥門8，開啟真空泵7，抽真空30min後保壓，一段時間後壓力無明顯回升，證明試驗車輛空調系統無洩漏。
步驟3、向試驗車輛空調系統加注製冷劑：
調節製冷劑儲存罐1溫度為33℃，稱重組件4清零，真空管路閥門8關閉，第一充注閥門21、第二充注閥門22、充注主閥門9打開，輸入製冷劑加注量並開始加注。充注量達到90％後，第一充注閥門21對應的指示燈滅，第一充注閥門21關閉；充注量達到100％後，第二充注閥門22對應的指示燈滅，第二充注閥門22關閉。
採用本實施例提供的上述方案，能夠在試驗時中方便地實現製冷劑充注試驗，而且可以避免HFO-1234yf製冷劑洩漏造成的火災等危險。
最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本實用新型實施例的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本實用新型實施例進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和範圍。