Предмети:
- въведение
- Крило/лопаткова помпа
- Бутален компресор (реципрочен, тип колянов вал)
- Въвеждане на компресор с накланяща се плоча
- Компресор с накланяща се плоча с фиксиран ход
- Компресор с накланяща се плоча с променлив ход (с вътрешно и външно управление)
- Смазване на компресора
- Магнитен съединител
- Гелуиден
Предговор:
Компресорът изпомпва газообразния хладилен агент от климатика през цялата система. Налягането и температурата на хладилния агент се увеличават, докато напуска компресора. Има различни видове компресори, които могат да се използват за климатизация. Съвременните автомобилни климатични системи използват реципрочни компресори. „Реципрочно“ означава, че частите в компресора правят движения напред и назад. Работата на тези компресори може да се сравни с тази на бутален двигател. Реципрочните компресори също биват два вида, а именно компресор с колянов вал и компресор с накланяща се плоча. В съвременните автомобили се използват компресори с накланяща се плоча, които от своя страна се делят на два вида: компресор с накланяща се плоча с фиксиран ход и вариант с променлив ход. Помпата на климатика, точно като алтернатора и помпата на кормилното управление, се задвижва от мулти-ремъка в двигателите с вътрешно горене (вижте изображението по-долу). Намираме електрически компресори за климатици в хибридни и изцяло електрически превозни средства. Електрически мотор се захранва от HV системата и задвижва компресора.
Компресорът на климатика засмуква газообразния хладилен агент от изпарителя, което поддържа ниско налягане в изпарителя и допринася за изпаряването на хладилния агент, дори при ниски температури. Компресорът компресира газообразния хладилен агент, което води до преход от ниско към високо налягане. Това повишаване на налягането и температурата води до промяна на хладилния агент от газообразно в течно състояние.
Налягането, доставяно от компресора на климатика, се влияе от няколко фактора, включително:
- Скоростта на двигателя (за двигатели с вътрешно горене);
- Вид и количество хладилен агент;
- Температурата на хладилния агент;
- Типа и конструкцията на компресора на климатика, която определя неговата мощност;
- Регулиране на магнитния съединител;
- Температурата на околната среда.
След компресиране хладилният агент напуска компресора при температура приблизително 70 градуса по Целзий. След това тази температура се понижава в кондензатора.
Следващите параграфи обсъждат различни версии на компресори за климатици, които могат или не могат да се използват в автомобилната индустрия.
Крило/лопаткова помпа:
Тази помпа рядко се използва в климатичната система на автомобила. Въпреки това, той може да се прилага в специфични охладителни инсталации за различни продукти.
Действие: (сивият) диск се върти надясно по посока на часовниковата стрелка. Жълтите бутала се притискат към стената чрез центробежна сила (центробежна сила), което води до отделяне на различните камери една от друга. Хладилният агент се влива долу вдясно и следва пътя си към малкото синьо пространство. Въртенето увеличава това пространство, което води до отрицателно налягане. Помпата продължава да работи, което води до изтичане на хладилния агент в червената зона. Тук пространството в стаята става все по-малко и по-малко, причинявайки хладилния агент да бъде под налягане (компресиран). В края на червената камера е изпускателният клапан, през който хладилният агент се изтласква.
Бутален компресор (реципрочен, тип колянов вал):
Тази помпа, подобно на помпата с крило/лопатка, рядко се използва в климатичната система на автомобила. Въпреки това, той може да се прилага и в специфични охладителни инсталации за различни продукти. Изображението по-долу показва бутален компресор, където 1 представлява входящия клапан, а 2 представлява изпускателния клапан. Движението на буталото и коляновия вал е сравнимо с това на обикновен Ото или дизелов двигател.
Работа: Буталото се движи от TDC (горна мъртва точка) към ODP (долна мъртва точка) (отгоре надолу), което води до отваряне на всмукателен клапан 1. Хладилният агент се изтегля в цилиндъра чрез подналягане. След това буталото се премества от ODP към TDC и притиска всмукателния клапан обратно към неговото гнездо. Движението нагоре също повдига изпускателния клапан 2 от неговото гнездо. Сега хладилният агент може да напусне цилиндъра. Изпускателният клапан се затваря отново. След това цикълът започва отново.
Въведение в компресора с накланяща се плоча:
Компресорите с накланяща се плоча, известни също като компресори с люлееща се плоча, почти винаги се използват в автомобилните климатични системи. Те попадат в категорията „реципрочни“ поради техните движещи се части, които се движат нагоре и надолу.
На илюстрацията виждаме чертеж и разрез на компресор с накланяща се плоча. Буталото прави хоризонтален ход, който се определя от ъгъла на накланящата се плоча. В това изображение плочата е под максимален наклон, което означава, че буталото може да направи максимално хоризонтално движение (обозначено от червеното компресионно пространство в цилиндъра). На трите чертежа (отгоре надолу) виждаме пълен ход на натискане на бутало в резултат на въртенето на накланящата се плоча.
В тази ситуация помпата осигурява максимална мощност, тъй като накланящата се плоча е направила максимален ход. Ако се желае по-нисък добив, тъй като налягането става твърде високо и - поради твърде много хладилен агент - може да възникне феномен на замръзване на изпарителя, магнитният съединител на компресор с "фиксиран ход" се разединява, така че компресорът вече да не работи задвижван. При компресор с „променлив ход“ плочата е по-малко „наклонена“. Ъгълът, под който се накланя плочата е по-малък, което намалява и хода на буталото. Компресорите с фиксиран и променлив ход са описани по-нататък на страницата.
Над всяко бутало има 2 клапана, прикрепени към пружина с чашка: смукателният клапан и изпускателният клапан. Когато буталото се движи от TDC към ODP, то изтласква хладилния агент през изпускателния клапан и в линията за високо налягане към кондензатора.
Компресорите с накланяща се плоча могат да имат между 4 и 8 бутала/бутала и имат две версии: а именно компресора с фиксиран ход и този с променлив ход. Те са описани по-долу.
Компресор с накланяща се плоча с фиксиран ход:
Този компресор се задвижва от мулти-ремъка на двигателя и работи синхронно с оборотите на двигателя (между 600 и 6000 оборота в минута). Магнитният съединител управлява включването и изключването на компресора, което ще бъде обяснено по-нататък.
Когато компресорът е включен, въртящата се плоча за накланяне движи буталата нагоре и надолу. Всмукателни и изпускателни клапани на всеки цилиндър позволяват на буталата да засмукват газ и да го преместват под налягане към частта с високо налягане на системата.
Компресор с фиксиран ход премества фиксиран обем на оборот. Следователно добивът зависи от скоростта на компресора или скоростта на двигателя. За да регулира мощността, компресорът непрекъснато се включва и изключва: включва се, когато налягането падне и се изключва, когато налягането е твърде високо. Особено при малки двигатели, включването може да се почувства като „шок“ поради необходимата мощност. Рязкото включване причинява повишено механично напрежение и нарушава управлението, което води до промени в температурата на охладения въздух за обитателите.
Ако оборотите на двигателя са твърде високи и следователно налягането на изпускане се увеличава, повече хладилен агент протича през изпарителя. Това забавя охлаждането и може да замръзне изпарителя. В такива случаи магнитният съединител се изключва благодарение на термостата или превключвателя за налягане.
Компресор с плоча с променлив ход:
При този тип компресор ъгълът на накланящата се плоча се регулира благодарение на устройство за настройка. Чрез поставяне на накланящата се плоча възможно най-изправено, ходът на буталата е ограничен и производителността е минимална. От друга страна, чрез поставяне на накланящата се плоча възможно най-наклонено, буталата правят много по-голям ход и производителността се увеличава значително. Виждаме следните версии на компресора с накланяща се плоча с променлив ход:
- с вътрешно управление и магнитен съединител;
- външно управление с и без магнитен куплунг.
Вътрешен контрол и магнитно свързване:
Фигурата показва как позицията на накланящата се плоча може да повлияе на хода на буталото. По-високите обороти на двигателя водят до по-висока мощност на компресора. Това причинява повишаване на налягането в цялата система, което задейства устройството за регулиране, за да увеличи налягането в камерата на накланящата се плоча.
Увеличеният натиск принуждава накланящата се плоча да стане по-изправена, което намалява капацитета. Ако мощността спадне, устройството за настройка се затваря и налягането в камерата на накланящата се плоча намалява. Това кара плочата отново да бъде по-наклонена, което позволява на буталата да направят по-голям ход. Колкото по-голям е ъгълът, толкова по-голям е ходът и добивът.
Вътрешна (механична) система за управление за регулиране на позицията на плочата за накланяне на компресор за климатик с променлив ход обикновено използва смукателното налягане, за да контролира автоматично регулирането. Тази система използва механизъм с контролирано налягане, който реагира на промените в смукателното налягане на компресора.
Механизмът за управление обикновено се състои от една или повече камери с диафрагма или силфон, които са свързани към смукателната страна на компресора и към задвижващия вал на накланящата се плоча. Ако смукателното налягане се промени, това причинява движение на диафрагмата или маншона. След това това движение се прехвърля към механизма, който регулира ъгъла на накланящата се плоча.
- При по-високи налягания на засмукване, като например когато изискването за охлаждане се увеличи, механизмът с контролирано налягане ще регулира ъгъла на наклонената плоча. Това води до по-голяма дължина на хода на буталата и следователно до по-висока компресия на хладилния агент. Това води до по-високо изпускателно налягане и по-голям капацитет на охлаждане.
- При по-ниски налягания на засмукване механизмът ще намали ъгъла на наклонената плоча, което води до по-къса дължина на хода на буталата и по-ниска компресия на хладилния агент. Това намалява изходното налягане и адаптира охлаждащия капацитет към намалените изисквания за охлаждане.
В компресор за климатик с променлив дебит клапан контролира връзката с картера (в камерата на накланящия се диск) и двете страни с високо и ниско налягане на компресора. Налягането от страната на ниското налягане се влияе от измереното смукателно налягане. По-долу е обяснено как работи контролният вентил, когато потокът се увеличава и намалява.
Увеличаване на добива:
С намаляване на охлаждащата мощност, температурата от страната на засмукване се повишава и налягането на засмукване се увеличава. Това смукателно налягане кара еластичния маншон да се компресира, което го прави по-малък. Когато маншонът се компресира, сферичният кран A се затваря и се отваря клапан B. Това създава връзка с картера. Това позволява на налягането в камерата на накланящия се диск да излезе към страната с ниско налягане (от страната на засмукване), което кара накланящия се диск да стане по-наклонен. Това води до по-голяма мощност на компресора и увеличаване на охлаждащия капацитет.
Намаляване на добива:
С увеличаването на охлаждащия капацитет смукателното налягане намалява. Налягането на засмукване намалява и силфонът увеличава обема си, което кара отвор B да се затвори и сферичен кран A да се отвори. Това кара газ под високо налягане да потече и да премине през сферичен кран A и отвора към корпуса на накланящия се диск. Това гарантира, че дискът за накланяне идва в изправено положение. В резултат на това мощността на помпата намалява и капацитетът на охлаждане става по-малък.
Контролният клапан регулира налягането в камерата на накланящия се диск. Получената разлика в налягането в сравнение с налягането в компресионните пространства води до накланяне на накланящия се диск, което се отразява на мощността на помпата. Размерът на хода се контролира от налягането в секцията с ниско налягане на климатичната система. Компресорите с променлив ход (мощност) обикновено нямат термостатен ключ на изпарителя. Входното налягане на тези компресори се поддържа на 2 бара.
Външно управление, без магнитно свързване:
При компресор с външно управление се използва електромагнитен клапан за регулиране на налягането в корпуса на компресора. Електромагнитният клапан се управлява от ECU (ECU на двигателя или ECU на климатика) посредством PWM сигнал. Всмукателното налягане обаче продължава да играе роля в процеса на управление. ECU на климатика получава сигнали като желания режим на климатизация (обезвлажняване, охлаждане), желаната и действителна температура и външната температура.
Въз основа на това компютърът изчислява оптималната настройка за управляващия вентил и следователно мощността на компресора. Ако е необходимо, налягането на засмукване също може да варира. На практика смукателното налягане варира между 1,0 и 3,5 бара. Ниското всмукателно налягане подобрява охлаждащия капацитет при ниска скорост на компресора. По-високото от средното смукателно налягане при ниско топлинно натоварване води до по-ефективна работа и следователно по-нисък разход на гориво. Тежкият магнитен съединител вече може да бъде пропуснат, което спестява приблизително 1 кг. Обикновено съединителят е оборудван с гасител на вибрациите и механизъм за приплъзване.
По-голям контролен поток към контролния клапан затваря прохода от камерата за високо налягане към картера. Променливият отвор осигурява пространство за изпускане на увеличаващия налягането изтичащ газ през камерата за смукателно налягане. Това изравнява налягането в картера (Pc) и смукателното налягане Ps, поставяйки люлеещата се шайба в позиция за максимална мощност.
Намаляването на добива се извършва чрез увеличаване на налягането в картера. Регулиращият клапан се отваря, създавайки връзка между картера и камерата за високо налягане. Контролният вентил има силфон, който се влияе от смукателното налягане, което променя зададената точка. Управляващият ток към управляващия вентил работи заедно с настройката на силфона. Малък променлив отвор позволява ограничен поток от хладилен агент към смукателната камера под налягане.
Смазване на компресора:
Движещите се части винаги генерират топлина, поради което трябва да се смазват. В допълнение към смазочните свойства, маслото също така осигурява уплътнение и звукоизолация. Първоначално компресорът се пълни с масло и смазването се постига чрез смазване с мъгла. Тази маслена мъгла също достига до буталата и след това се пренася през цялата система с хладилния агент. По време на кондензацията се образува смес от хладилен агент и течна маслена мъгла. Тази маслена мъгла се засмуква отново от компресора.
Синтетичното масло PAG (полиалкилен гликол) е специално проектирано за хладилен агент R134a и никога не трябва да се заменя с друг вид масло. Все пак трябва да се вземат предвид различните вискозитети, предписани от производителите. Консултирайте се със спецификациите за това.
Обичайните PAG масла са:
- PAG 46 (най-нисък вискозитет)
- СТРАНИЦА 100
- PAG 150 (най-висок вискозитет)
- PAG масло с добавка YF за използване с хладилен агент R1234YF, поради неговата чувствителност към влага в системата.
Освен PAG масла има и минерални, PAO и POE масла.
- В старите системи R12 се използваше минерално масло.
- PAO масло (PolyAlphaOlefin) е напълно синтетично и нехигроскопично. Това е за разлика от PAG маслото, което е силно хигроскопично.
- POE масло (полиестер) се използва в електрически компресори за климатици на превозни средства с високо напрежение. Ако се използва грешно масло (PAG), изолираният лаков слой на медния проводник на електродвигателя ще се повреди.
При инсталиране на нов компресор вече има масло (приблизително 200 до 300 ml) в компресора. Производителят посочва това количество масло в документацията.
Без изпразване на системата не е възможно да се определи колко хладилен агент и масло има в системата. В случай на ремонт, например след смяна на кондензатор, ще се загуби малко количество масло. Производителят обикновено посочва разпределението в системата. Като цяло можем да запазим това разпределение:
• компресор приблизително 50%
• кондензатор приблизително 10%
• гъвкава смукателна линия приблизително 10%
• изпарител приблизително 20%
• филтър/сушилня приблизително 10%
Когато системата се включи за първи път, маслото се разпределя в цялата система. Ако по-късно системата се източи и след това се напълни отново, например при смяна на друга част или по време на поддръжка, маслото може да се добави към хладилния агент през станцията за зареждане. От съществено значение е да се гарантира, че в компресора няма да попадне твърде много масло. Последствието от твърде много масло в системата може да бъде, че компресорът изпитва течен чук. При климатичните системи с капилярна тръба непосредствено преди компресора се монтира акумулатор, който постоянно настройва количеството масло спрямо количеството на хладилния агент (виж страницата за акумулатора).
Магнитен съединител:
Ролката на помпата на климатика се задвижва непрекъснато от мулти-ремъка. При компресори с накланяща се плоча с фиксиран ход и някои с променлив ход, магнитният съединител контролира включването и изключването на компресора на климатика. Когато компресорът е включен, се активира електромагнит (1) в съединителя. Това кара магнита да привлича пружинно монтирания диск на съединителя (4), създавайки здрава връзка между ролката и помпата. Когато климатикът е изключен, електромагнитът вече не се активира и неговата магнитна функция спира. Пружината на диска на съединителя го изтласква от помпата. Сега шайбата продължава да се върти с многофункционалния ремък, докато помпата (вътрешно) стои неподвижна.
Включването на климатика е най-полезно, когато оборотите на двигателя са ниски, например когато съединителят е натиснат или когато двигателят работи на празен ход. Това минимизира износването на магнитния съединител. Например, ако климатикът е включен на 4500 оборота, електромагнитът ще задейства съединителя и ще има голяма разлика в оборотите между неподвижната помпа и въртящата се шайба. Това може да причини приплъзване, водещо до повишено износване.
Звуци:
Могат да се появят няколко характерни звука:
Пляскащ звук при включване: Силен тракащ звук при включване на компресора може да означава възможна настройка на магнитния съединител. В зависимост от вида на компресора, тази настройка може да намали въздушната междина и да сведе до минимум шума.
Бръмчещ звук от помпата на климатика: Бръмчащ звук показва дефект в помпата или вероятно недостиг на хладилен агент и масло в системата. Консултирайте се със специалист по климатизация, за да проверите, изпразните и напълните отново системата с правилното количество хладилен агент и масло.
Тракащ звук от помпата на климатика: Тракащ звук също може да показва дефект на помпата. Проверете дали магнитният съединител е здраво закрепен към помпата, за да предотвратите разхлабване на централния болт.
Бръмчене, свързано с оборотите на двигателя: Бръмчещ звук, който се чува в купето и варира в зависимост от оборотите на двигателя, показва резонанс или вибрация. Това може да се дължи на твърде малко хладилен агент или на тръбите на климатика, които резонират. Ако нивото на хладилния агент е наред, тръбата, причиняваща вибрации, може да бъде идентифицирана чрез задържане при ускоряване. Специални гасители на вибрации, като тези, налични за специфични проблеми като MINI, могат да коригират тези типове вибрации.
Свързана страница:
