فاعل، موضوع:
- مقدمه
- پمپ بال / پره
- کمپرسور پیستونی (متقابل، نوع میل لنگ)
- معرفی کمپرسور صفحه کج
- کمپرسور صفحه کج با سکته مغزی ثابت
- کمپرسور صفحه شیب دار متغیر (با کنترل داخلی و خارجی)
- روغن کاری کمپرسور
- کوپلینگ مغناطیسی
- گلویدن
معرفی:
کمپرسور مبرد گازی را از تهویه مطبوع در کل سیستم پمپ می کند. فشار و دمای مبرد با خروج از کمپرسور افزایش می یابد. انواع مختلفی از کمپرسورها برای تهویه مطبوع وجود دارد. سیستم های تهویه مطبوع خودروهای مدرن از کمپرسورهای متقابل استفاده می کنند. "مقابله" به این معنی است که قطعات موجود در کمپرسور حرکات عقب و جلو را انجام می دهند. عملکرد این کمپرسورها را می توان با موتورهای پیستونی مقایسه کرد. کمپرسورهای متقابل نیز دو نوع هستند، یعنی نوع میل لنگ و کمپرسور صفحه کج. در خودروهای مدرن از کمپرسورهای صفحه کج استفاده می شود که به نوبه خود به دو نوع تقسیم می شوند: کمپرسور صفحه کج با کورس ثابت و نوع با ضربه متغیر. پمپ تهویه مطبوع، درست مانند دینام و پمپ فرمان، توسط تسمه چندگانه در موتورهای احتراقی به حرکت در می آید (تصویر زیر را ببینید). ما کمپرسورهای تهویه مطبوع الکتریکی را در خودروهای هیبریدی و تمام الکتریکی پیدا می کنیم. یک موتور الکتریکی توسط سیستم HV تغذیه می شود و کمپرسور را به حرکت در می آورد.
کمپرسور تهویه مطبوع مبرد گازی را از اواپراتور می مکد که فشار را در اواپراتور پایین نگه می دارد و به تبخیر مبرد حتی در دماهای پایین کمک می کند. کمپرسور مبرد گازی را فشرده می کند که منجر به انتقال از فشار کم به فشار بالا می شود. این افزایش فشار و دما باعث می شود که مبرد از حالت گازی به مایع تبدیل شود.
فشار تامین شده توسط کمپرسور تهویه مطبوع تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار می گیرد که عبارتند از:
- سرعت موتور (برای موتورهای احتراقی)؛
- نوع و مقدار مبرد؛
- دمای مبرد؛
- نوع و طراحی کمپرسور تهویه مطبوع که ظرفیت آن را تعیین می کند.
- تنظیم کوپلینگ مغناطیسی؛
- دمای محیط.
پس از فشرده سازی، مبرد در دمای تقریباً 70 درجه سانتیگراد از کمپرسور خارج می شود. سپس این دما در کندانسور کاهش می یابد.
در پاراگراف‌های زیر، نسخه‌های مختلف کمپرسورهای تهویه مطبوع، که ممکن است در صنعت خودرو مورد استفاده قرار نگیرند، بحث می‌کنند.
پمپ بال/پره:
این پمپ به ندرت در سیستم تهویه مطبوع خودرو استفاده می شود. با این حال، می توان آن را در تاسیسات خنک کننده خاص برای محصولات مختلف اعمال کرد.
عملکرد: دیسک (خاکستری) به سمت راست و در جهت عقربه های ساعت می چرخد. پیستون های زرد با نیروی گریز از مرکز (نیروی گریز از مرکز) به دیوار فشار داده می شوند و باعث جدا شدن اتاق های مختلف از یکدیگر می شوند. مبرد در پایین سمت راست جریان پیدا می کند و مسیر خود را به سمت فضای آبی کوچک دنبال می کند. چرخش این فضا را افزایش می دهد که منجر به فشار منفی می شود. پمپ به کار خود ادامه می دهد و باعث می شود مبرد به ناحیه قرمز جریان یابد. در اینجا فضای اتاق کوچکتر و کوچکتر می شود و باعث می شود مبرد تحت فشار (فشرده شدن) قرار گیرد. در انتهای محفظه قرمز سوپاپ اگزوز قرار دارد که مبرد از طریق آن به بیرون رانده می شود.
کمپرسور پیستونی (متقابل، نوع میل لنگ):
این پمپ مانند پمپ بال/پره به ندرت در سیستم تهویه مطبوع خودرو استفاده می شود. با این حال، می توان آن را در تاسیسات خنک کننده خاص برای محصولات مختلف نیز اعمال کرد. تصویر زیر یک کمپرسور رفت و برگشتی را نشان می دهد که عدد 1 نشان دهنده شیر ورودی و عدد 2 نشان دهنده شیر اگزوز است. حرکت پیستون و میل لنگ با موتور معمولی اتو یا دیزل قابل مقایسه است.
عملکرد: پیستون از TDC (مرکز مرده بالا) به ODP (مرکز مرده پایین) (از بالا به پایین) حرکت می کند و باعث باز شدن دریچه ورودی 1 می شود. مبرد با فشار کم به داخل سیلندر کشیده می شود. سپس پیستون از ODP به TDC حرکت می کند و دریچه ورودی را بر روی صندلی خود فشار می دهد. حرکت رو به بالا همچنین سوپاپ اگزوز 2 را از روی صندلی خود بلند می کند. مبرد اکنون می تواند سیلندر را ترک کند. دریچه اگزوز دوباره بسته می شود. سپس چرخه دوباره شروع می شود.
معرفی کمپرسور صفحه کج:
کمپرسورهای تیلت پلیت که با نام کمپرسورهای صفحه swash نیز شناخته می شوند، تقریباً همیشه در سیستم های تهویه مطبوع خودرو استفاده می شوند. آنها به دلیل قطعات متحرکشان که بالا و پایین می روند، در دسته "مقابله" قرار می گیرند.
در تصویر ما یک خط کشی و بخش از یک کمپرسور صفحه کج را می بینیم. پیستون یک حرکت افقی ایجاد می کند که با زاویه صفحه کج تعیین می شود. در این تصویر صفحه در حداکثر شیب قرار دارد، به این معنی که پیستون می تواند حداکثر حرکت افقی را انجام دهد (که با فضای فشرده سازی قرمز در سیلندر مشخص می شود). در سه نقشه (از بالا به پایین) در نتیجه چرخش صفحه کج، یک ضربه فشار کامل پیستون را مشاهده می کنیم.
در این شرایط پمپ حداکثر خروجی را ارائه می دهد زیرا صفحه کج حداکثر ضربه را انجام داده است. اگر به دلیل بالا رفتن فشار و - به دلیل مبرد زیاد - پدیده یخ زدگی اواپراتور، بازده کمتری مورد نظر باشد، اتصال مغناطیسی کمپرسور با "سکته ثابت" قطع می شود، به طوری که کمپرسور دیگر کار نمی کند. رانده. با یک کمپرسور با "سکته متغیر" صفحه کمتر "شیب" می شود. زاویه کج شدن صفحه کوچکتر است که باعث کاهش حرکت پیستون نیز می شود. کمپرسورهای سکته ثابت و متغیر در ادامه صفحه توضیح داده شده است.
بالای هر پیستون 2 سوپاپ متصل به فنر صفحه فنجانی وجود دارد: شیر مکش و شیر تخلیه. هنگامی که پیستون از TDC به ODP حرکت می کند، مبرد را از شیر تخلیه خارج کرده و وارد خط فشار بالا به سمت کندانسور می کند.
کمپرسورهای صفحه شیب دار می توانند بین 4 تا 8 پیستون / پیستون داشته باشند و دو نسخه دارند: یعنی کمپرسور با سکته مغزی ثابت و کمپرسور با کورس متغیر. این موارد در زیر توضیح داده شده است.
کمپرسور صفحه شیب دار ثابت:
این کمپرسور توسط تسمه چندگانه موتور به حرکت در می آید و به طور همزمان با دور موتور (بین 600 تا 6000 دور در دقیقه) کار می کند. کوپلینگ مغناطیسی روشن و خاموش شدن کمپرسور را کنترل می کند که در ادامه بیشتر توضیح داده خواهد شد.
هنگامی که کمپرسور روشن می شود، صفحه شیب چرخان پیستون ها را به سمت بالا و پایین حرکت می دهد. دریچه‌های مکش و تخلیه روی هر سیلندر به پیستون‌ها اجازه می‌دهند تا گاز را مکیده و آن را تحت فشار به قسمت پرفشار سیستم منتقل کنند.
یک کمپرسور سکته ثابت حجم ثابتی را در هر دور حرکت می دهد. بنابراین بازده به سرعت کمپرسور یا سرعت موتور بستگی دارد. برای تنظیم خروجی، کمپرسور به طور مداوم روشن و خاموش می شود: هنگامی که فشار کاهش می یابد روشن می شود و زمانی که فشار بیش از حد بالا است خاموش می شود. به خصوص با موتورهای کوچک، روشن شدن را می توان به عنوان یک "شوک" به دلیل قدرت مورد نیاز احساس کرد. روشن شدن ناگهانی باعث افزایش استرس مکانیکی و اختلال در کنترل می شود و در نتیجه دمای هوای خنک برای سرنشینان تغییر می کند.
اگر دور موتور خیلی زیاد باشد و در نتیجه فشار تخلیه افزایش یابد، مبرد بیشتری در اواپراتور جریان می یابد. این کار خنک شدن را کند می کند و می تواند اواپراتور را منجمد کند. در چنین مواردی، کوپلینگ مغناطیسی به لطف ترموستات یا سوئیچ فشار خاموش می شود.
کمپرسور صفحه شیب دار متغیر:
با این نوع کمپرسور، زاویه صفحه شیب به لطف یک دستگاه تنظیم قابل تنظیم است. با قرار دادن صفحه کج تا حد امکان مستقیم، حرکت پیستون ها محدود شده و خروجی حداقل می شود. از سوی دیگر، با قرار دادن صفحه کج تا حد امکان، پیستون ها حرکت بسیار بیشتری ایجاد می کنند و خروجی به طور قابل توجهی افزایش می یابد. ما نسخه های زیر از کمپرسور صفحه کج را با حرکت متغیر می بینیم:
- با کنترل داخلی و کوپلینگ مغناطیسی؛
- کنترل خارجی با و بدون کوپلینگ مغناطیسی.
کنترل داخلی و کوپلینگ مغناطیسی:
شکل نشان می دهد که چگونه موقعیت صفحه شیب می تواند بر حرکت پیستون تأثیر بگذارد. دور موتور بالاتر باعث خروجی کمپرسور بالاتر می شود. این باعث افزایش فشار در سراسر سیستم می شود که باعث می شود دستگاه تنظیم فشار را در محفظه صفحه شیب افزایش دهد.
افزایش فشار صفحه شیب را وادار می کند تا عمودی تر شود که ظرفیت را کاهش می دهد. اگر خروجی کاهش یابد، دستگاه تنظیم بسته می شود و فشار در محفظه صفحه شیب کاهش می یابد. این باعث می شود صفحه دوباره شیب بیشتری داشته باشد و به پیستون ها اجازه می دهد تا حرکت بیشتری داشته باشند. هر چه زاویه بیشتر باشد، ضربه بیشتر و بازده بیشتر است.
یک سیستم کنترل داخلی (مکانیکی) برای تنظیم موقعیت صفحه شیب روی یک کمپرسور تهویه مطبوع سکته متغیر معمولاً از فشار مکش برای کنترل خودکار تنظیم استفاده می کند. این سیستم از مکانیزم کنترل فشار استفاده می کند که به تغییرات فشار مکش کمپرسور پاسخ می دهد.
مکانیسم کنترل معمولاً از یک یا چند محفظه دیافراگمی یا دمی تشکیل شده است که به سمت مکش کمپرسور و به محور محرک صفحه کج متصل می شوند. اگر فشار مکش تغییر کند، باعث حرکت در دیافراگم یا دم می شود. این حرکت سپس به مکانیزمی منتقل می شود که زاویه صفحه شیب را تنظیم می کند.
- در فشارهای مکش بالاتر، مانند زمانی که تقاضای خنک کننده افزایش می یابد، مکانیسم کنترل شده با فشار، زاویه صفحه شیب را تنظیم می کند. این منجر به طول کورس بیشتر پیستون ها و در نتیجه تراکم بیشتر مبرد می شود. این باعث افزایش فشار تخلیه و ظرفیت خنک کننده بیشتر می شود.
- در فشارهای مکش کمتر، مکانیزم زاویه صفحه شیب را کاهش می‌دهد و در نتیجه طول حرکت پیستون‌ها کوتاه‌تر و فشرده‌سازی کمتر مبرد خواهد بود. این امر فشار تخلیه را کاهش می دهد و ظرفیت خنک کننده را با نیاز خنک کننده کاهش یافته تطبیق می دهد.
در یک کمپرسور تهویه مطبوع جریان متغیر، یک شیر اتصال به میل لنگ (در محفظه دیسک کج) و هر دو طرف فشار بالا و پایین کمپرسور را کنترل می کند. فشار در سمت فشار پایین تحت تأثیر فشار مکش اندازه گیری شده است. در ادامه نحوه عملکرد شیر کنترل هنگام افزایش و کاهش جریان توضیح داده شده است.
افزایش بازده:
با کاهش ظرفیت خنک کننده، دما در سمت مکش افزایش می یابد و فشار مکش افزایش می یابد. این فشار مکش باعث فشرده شدن دم کش الاستیک و کوچکتر شدن آن می شود. هنگامی که دم فشرده می شود، شیر توپی A بسته می شود و شیر B باز می شود. این باعث ایجاد اتصال به میل لنگ می شود. این اجازه می دهد تا فشار در محفظه دیسک کج به سمت کم فشار (در سمت مکش) فرار کند و باعث شیب بیشتر دیسک کج شود. این منجر به خروجی کمپرسور بیشتر و افزایش ظرفیت خنک کننده می شود.
کاهش بازده:
با افزایش ظرفیت خنک کننده، فشار مکش کاهش می یابد. فشار مکش کاهش می‌یابد و حجم دم افزایش می‌یابد که باعث بسته شدن روزنه B و باز شدن دریچه توپی A می‌شود. این باعث می شود که گاز پرفشار به داخل جریان یابد و از طریق شیر توپی A و دهانه به محفظه دیسک کج شود. این تضمین می کند که دیسک شیب به وضعیت عمودی می رسد. در نتیجه خروجی پمپ کاهش می یابد و ظرفیت خنک کننده کمتر می شود.
شیر کنترل فشار را در محفظه دیسک کج تنظیم می کند. اختلاف فشار حاصل در مقایسه با فشار در فضاهای تراکم منجر به کج شدن دیسک کج می شود که بر خروجی پمپ تأثیر می گذارد. اندازه ضربه توسط فشار در بخش کم فشار سیستم تهویه مطبوع کنترل می شود. کمپرسورهای کورس متغیر (خروجی) معمولاً کلید ترموستات روی اواپراتور ندارند. فشار ورودی این کمپرسورها روی 2 بار نگه داشته می شود.
کنترل خارجی، بدون کوپلینگ مغناطیسی:
در کمپرسور با کنترل خارجی، از یک شیر الکترومغناطیسی برای تنظیم فشار در محفظه کمپرسور استفاده می شود. شیر الکترومغناطیسی توسط یک ECU (ECU موتور یا ECU تهویه مطبوع) با استفاده از سیگنال PWM کنترل می شود. با این حال، فشار مکش همچنان در فرآیند کنترل نقش دارد. ECU تهویه مطبوع سیگنال هایی مانند حالت تهویه مطبوع مورد نظر (نم زدایی، خنک کننده)، دمای مطلوب و واقعی و دمای بیرون را دریافت می کند.
بر این اساس، کامپیوتر تنظیمات بهینه برای شیر کنترل و در نتیجه خروجی کمپرسور را محاسبه می کند. در صورت لزوم، فشار مکش نیز می تواند متفاوت باشد. در عمل، فشار مکش بین 1,0 تا 3,5 بار متغیر است. فشار مکش کم ظرفیت خنک کننده را در سرعت کم کمپرسور بهبود می بخشد. فشار مکش بالاتر از حد متوسط در بار گرمای کم باعث کارایی کارآمدتر و در نتیجه مصرف سوخت کمتر می شود. اکنون می توان اتصال مغناطیسی سنگین را حذف کرد که تقریباً 1 کیلوگرم صرفه جویی می کند. معمولاً کلاچ مجهز به لرزشگیر و مکانیزم لغزش است.
یک جریان کنترل بزرگتر به شیر کنترل، مسیر عبور از محفظه فشار بالا به میل لنگ را می بندد. باز شدن متغیر فضایی را برای تخلیه گاز نشتی افزایش دهنده فشار از طریق محفظه فشار مکش فراهم می کند. این فشار میل لنگ (Pc) و فشار مکش Ps را یکسان می کند و صفحه سواش را در موقعیتی برای حداکثر خروجی قرار می دهد.
کاهش تسلیم با افزایش فشار در میل لنگ انجام می شود. دریچه کنترل باز می شود و اتصال بین میل لنگ و محفظه فشار بالا ایجاد می شود. شیر کنترل دارای یک دم است که تحت تأثیر فشار مکش است که نقطه تنظیم را تغییر می دهد. جریان کنترل به شیر کنترل همراه با تنظیم دم کار می کند. یک دهانه متغیر کوچک امکان جریان محدود مبرد را به محفظه فشار مکش می دهد.
روغن کاری کمپرسور:
قطعات متحرک همیشه گرما تولید می کنند، به همین دلیل باید روغن کاری شوند. این روغن علاوه بر خاصیت روان کنندگی، آب بندی و عایق صدا نیز دارد. در ابتدا کمپرسور با روغن پر می شود و روانکاری از طریق روانکاری مه حاصل می شود. این غبار روغنی به پیستون ها نیز می رسد و سپس با مبرد در کل سیستم حمل می شود. در طول چگالش، مخلوطی از مبرد و یک غبار روغن مایع تشکیل می شود. این مه روغن دوباره توسط کمپرسور مکیده می شود.
روغن مصنوعی PAG (پلی آلکیلن گلیکول) به طور ویژه برای مبرد R134a طراحی شده است و هرگز نباید با نوع دیگری از روغن جایگزین شود. با این حال، ویسکوزیته های مختلف تجویز شده توسط سازندگان باید در نظر گرفته شود. برای این کار با مشخصات مشورت کنید.
روغن های رایج PAG عبارتند از:
- PAG 46 (کمترین ویسکوزیته)
- صفحه 100
- PAG 150 (بالاترین ویسکوزیته)
- روغن PAG با افزودن YF برای استفاده با مبرد R1234YF به دلیل حساسیت آن به رطوبت در سیستم.
علاوه بر روغن های PAG، روغن های معدنی، PAO و POE نیز وجود دارد.
- روغن معدنی در سیستم های قدیمی R12 استفاده می شد.
- روغن PAO (PolyAlphaOlefin) کاملاً مصنوعی و غیر هیگروسکوپی است. این بر خلاف روغن PAG است که رطوبت بالایی دارد.
- روغن POE (پلی استر) در کمپرسورهای تهویه مطبوع الکتریکی وسایل نقلیه HV استفاده می شود. در صورت استفاده از روغن اشتباه (PAG) لایه لاک عایق سیم مسی موتور برق آسیب می بیند.
هنگام نصب کمپرسور جدید، از قبل روغن (تقریباً 200 تا 300 میلی لیتر) در کمپرسور وجود دارد. سازنده این مقدار روغن را در مستندات مشخص می کند.
بدون تخلیه سیستم، نمی توان تعیین کرد که چه مقدار مبرد و روغن در سیستم وجود دارد. در صورت تعمیر، مثلاً پس از تعویض کندانسور، مقدار کمی روغن از بین می رود. سازنده معمولاً توزیع در سیستم را نشان می دهد. به طور کلی می توانیم این توزیع را حفظ کنیم:
• کمپرسور تقریباً 50%
• کندانسور تقریباً 10٪
• خط مکش انعطاف پذیر تقریباً 10٪
• اواپراتور تقریباً 20٪
• فیلتر/خشک کن تقریباً 10٪
هنگامی که سیستم برای اولین بار روشن می شود، روغن در سراسر سیستم توزیع می شود. اگر سیستم بعداً تخلیه و سپس دوباره پر شود، به عنوان مثال هنگام تعویض قطعه دیگر یا در حین تعمیر و نگهداری، می توان روغن را از طریق ایستگاه پر کردن به مبرد اضافه کرد. اطمینان از عدم ورود روغن بیش از حد به کمپرسور ضروری است. پیامد روغن زیاد در سیستم می تواند این باشد که کمپرسور چکش مایع را تجربه می کند. در سیستم های تهویه مطبوع با لوله مویین، یک آکومولاتور درست قبل از کمپرسور نصب می شود که دائماً مقدار روغن را با مقدار مبرد تنظیم می کند (به صفحه مربوط به آکومولاتور مراجعه کنید).
جفت مغناطیسی:
قرقره پمپ تهویه مطبوع به طور مداوم توسط تسمه چندگانه رانده می شود. با کمپرسورهای صفحه کج با سکته ثابت و برخی با کورس متغیر، کلاچ مغناطیسی روشن و خاموش شدن کمپرسور تهویه مطبوع را کنترل می کند. هنگامی که کمپرسور روشن می شود، یک آهنربای الکتریکی (1) در کوپلینگ فعال می شود. این باعث می شود که آهنربا دیسک کلاچ (4) را به سمت فنر جذب کند و یک اتصال محکم بین قرقره و پمپ ایجاد کند. هنگامی که تهویه مطبوع خاموش می شود، آهنربای الکتریکی دیگر فعال نمی شود و عملکرد مغناطیسی آن متوقف می شود. فنر دیسک کلاچ آن را از پمپ شل می کند. قرقره اکنون با تسمه چندگانه به چرخش خود ادامه می دهد، در حالی که پمپ (داخلی) ثابت است.
روشن کردن سیستم تهویه مطبوع زمانی که دور موتور کم است، مانند زمانی که کلاچ فشار داده شده است یا زمانی که موتور در حالت آرام آرام است، بسیار سودمند است. این امر سایش کوپلینگ مغناطیسی را به حداقل می رساند. به عنوان مثال، اگر تهویه مطبوع در 4500 دور در دقیقه روشن شود، آهنربای الکتریکی کلاچ را فعال می کند و تفاوت زیادی در سرعت بین پمپ ثابت و قرقره چرخان ایجاد می شود. این می تواند باعث لغزش شود و منجر به افزایش سایش شود.
صدا:
ممکن است چند صدای مشخص ظاهر شود:
صدای کف زدن هنگام روشن شدن: صدای پچ پچ بلند هنگام روشن کردن کمپرسور ممکن است نشان دهنده تنظیم احتمالی کوپلینگ مغناطیسی باشد. با توجه به نوع کمپرسور، این تنظیم می تواند شکاف هوا را کاهش داده و نویز را به حداقل برساند.
صدای زمزمه از پمپ تهویه مطبوع: صدای زمزمه نشان دهنده نقص در پمپ یا احتمالاً کمبود مبرد و روغن در سیستم است. برای بررسی، تخلیه و پر کردن مجدد سیستم با مقدار مناسب مبرد و روغن، با یک متخصص تهویه مطبوع مشورت کنید.
صدای پچ پچ از پمپ تهویه مطبوع: صدای پچ پچ نیز می تواند نشان دهنده نقص پمپ باشد. بررسی کنید که کوپلینگ مغناطیسی محکم به پمپ وصل شده باشد تا از شل شدن پیچ مرکزی جلوگیری شود.
صدای وزوز مرتبط با سرعت موتور: صدای وزوز که در محفظه سرنشین شنیده می شود و با سرعت موتور متفاوت است نشان دهنده رزونانس یا لرزش است. این می تواند ناشی از مقدار بسیار کم مبرد یا لوله های تهویه مطبوع باشد که طنین انداز می شوند. اگر سطح مبرد خوب باشد، با نگه داشتن در حین شتاب دادن، می توان یک لوله ایجاد کننده ارتعاش را شناسایی کرد. لرزشگیرهای ویژه، مانند آنهایی که برای مشکلات خاص مانند MINI در دسترس هستند، می توانند این نوع لرزش ها را اصلاح کنند.
صفحه مرتبط:
