Viðfangsefni:
- Inngangur
- Væng / vængjadæla
- Stimpla þjöppu (gagnkvæm, sveifarás gerð)
- Kynning á hallaplötuþjöppu
- Hallandi plötuþjöppu með föstum slag
- Breytileg hallaplötuþjöppu (með innri og ytri stjórn)
- Smurning á þjöppu
- Segultengi
- Hljómar
Kynning:
Þjöppan dælir loftkenndu kælimiðlinum úr loftræstikerfinu í gegnum allt kerfið. Þrýstingur og hitastig kælimiðilsins hækkar þegar það fer úr þjöppunni. Það eru mismunandi gerðir af þjöppum sem hægt er að nota fyrir loftræstingu. Nútíma loftræstikerfi bíla nota gagnkvæmar þjöppur. „Gagkvæm“ þýðir að hlutar þjöppunnar hreyfist fram og til baka. Rekstur þessara þjöppu má líkja við virkni stimpilvélar. Gagnkvæmar þjöppur eru einnig tvenns konar, nefnilega sveifarásargerð og hallaplötuþjöppu. Í nútímabílum eru notaðar hallaplötuþjöppur sem aftur skiptast í tvær gerðir: hallaplötuþjöppu með föstum slag og afbrigði með breytilegu slagi. Loftkælingardælan, rétt eins og alternatorinn og vökvastýrisdælan, er knúin áfram af fjölbeltinu í brunahreyflum (sjá mynd hér að neðan). Við finnum rafknúnar loftræstiþjöppur í tvinnbílum og rafknúnum ökutækjum. Rafmótor er knúinn af HV kerfinu og knýr þjöppuna.
Loftræstiþjöppan sogar loftkenndan kælimiðilinn úr uppgufunartækinu sem heldur þrýstingnum í uppgufunartækinu lágum og stuðlar að uppgufun kælimiðilsins, jafnvel við lágt hitastig. Þjöppan þjappar saman loftkenndu kælimiðlinum, sem leiðir til umbreytingar frá lágum í háan þrýsting. Þessi hækkun á þrýstingi og hitastigi veldur því að kælimiðillinn breytist úr loftkenndu í fljótandi.
Þrýstingur loftræstiþjöppunnar er fyrir áhrifum af nokkrum þáttum, þar á meðal:
- Vélarhraði (fyrir brunahreyfla);
- Tegund og magn kælimiðils;
- Hitastig kælimiðilsins;
- Gerð og hönnun loftræstiþjöppunnar, sem ákvarðar getu hennar;
- Aðlögun segultengingarinnar;
- Umhverfishiti.
Eftir þjöppun fer kælimiðillinn úr þjöppunni við hitastig sem er um það bil 70 gráður á Celsíus. Þetta hitastig er síðan lækkað í eimsvalanum.
Eftirfarandi málsgreinar fjalla um ýmsar útgáfur af loftræstiþjöppum, sem mega eða mega ekki vera notaðar í bílaiðnaðinum.
Væng/væng dæla:
Þessi dæla er sjaldan notuð í loftræstikerfi bíls. Hins vegar er hægt að nota það í sérstökum kælibúnaði fyrir mismunandi vörur.
Notkun: (grái) diskurinn snýst til hægri, réttsælis. Gulu stimplarnir eru þrýstir að veggnum með miðflóttaafli (miðflóttaafli), sem veldur því að mismunandi hólf eru aðskilin frá hvort öðru. Kælimiðillinn streymir inn neðst til hægri og fylgir leið sinni að litla bláa rýminu. Snúningurinn eykur þetta rými, sem leiðir til neikvæðs þrýstings. Dælan heldur áfram að keyra og veldur því að kælimiðillinn flæðir inn í rauða svæðið. Hér verður herbergisrýmið sífellt minna, sem veldur því að kælimiðillinn þrýstir (þjappað saman). Í enda rauða hólfsins er útblástursventillinn, sem kælimiðillinn þrýstist út í gegnum.
Stimpill þjöppu (gagnkvæm, sveifarás gerð):
Þessi dæla er sjaldan notuð í loftræstikerfi bíls, eins og vængja-/spíraldælan. Hins vegar er einnig hægt að nota það í sérstökum kælibúnaði fyrir mismunandi vörur. Myndin hér að neðan sýnir fram og aftur þjöppu, þar sem 1 táknar inntaksventil og 2 táknar útblástursventil. Hreyfing stimpla og sveifaráss er sambærileg og venjulegrar Otto- eða dísilvél.
Notkun: Stimpillinn færist frá TDC (Top Dead Center) til ODP (Lower Dead Center) (frá toppi og niður), sem veldur því að inntaksventill 1 opnast. Kælimiðillinn er dreginn inn í strokkinn með undirþrýstingi. Stimpillinn færist síðan frá ODP til TDC og þrýstir inntaksventilnum aftur á móti sæti sínu. Hreyfingin upp á við lyftir einnig útblástursventil 2 úr sæti sínu. Kælimiðillinn getur nú farið úr strokknum. Útblástursventillinn lokar aftur. Þá byrjar hringrásin aftur.
Kynning á hallaplötuþjöppu:
Hallaplötuþjöppur, einnig þekktar sem svifplötuþjöppur, eru næstum alltaf notaðar í loftræstikerfi bifreiða. Þeir falla í "gagnkvæma" flokkinn vegna hreyfanlegra hluta þeirra sem fara upp og niður.
Á myndinni sjáum við línuteikningu og hluta af hallaplötuþjöppu. Stimpillinn gerir lárétt högg sem ræðst af horninu á hallaplötunni. Á þessari mynd er platan í hámarkshalla, sem þýðir að stimpillinn getur gert hámarks lárétta hreyfingu (gefin til kynna með rauða þjöppunarrýminu í strokknum). Á teikningunum þremur (frá toppi til botns) sjáum við heilt þrýstislag stimpils sem afleiðing af snúningi hallaplötunnar.
Í þessum aðstæðum skilar dælan hámarksafköst vegna þess að hallaplatan hefur náð hámarks slag. Ef óskað er eftir lægri afköstum vegna þess að þrýstingur verður of hár og - vegna of mikils kælimiðils - geta komið fram frostfyrirbæri í uppgufunartækinu, er segultenging þjöppu með "föstu slagi" aftengd, þannig að þjöppan er ekki lengur ekið. Með þjöppu með „breytilegu slagi“ er plötunni minna „hallað“. Hornið sem platan hallast við er minna, sem einnig dregur úr slag stimpilsins. Föstum og breytilegum höggþjöppum er lýst síðar á síðunni.
Fyrir ofan hvern stimpil eru 2 lokar sem festir eru við bollaplötufjöðrun: sogventillinn og útblástursventillinn. Þegar stimpillinn færist frá TDC til ODP þvingar hann kælimiðilinn út fyrir útblásturslokann og inn í háþrýstilínuna í átt að eimsvalanum.
Hallandi plötuþjöppur geta haft á milli 4 og 8 stimpla/stimpla og hafa tvær útgáfur: þ.e. þjöppu með föstum slag, og sú með breytilegu slagi. Þessum er lýst hér að neðan.
Föst högg hallaplötu þjöppu:
Þessi þjöppu er knúin áfram af fjölbelti vélarinnar og gengur samstillt við snúningshraða vélarinnar (á milli 600 og 6000 snúninga á mínútu). Segultengingin stjórnar því að kveikja og slökkva á þjöppunni, sem verður útskýrt nánar síðar.
Þegar kveikt er á þjöppunni færir snúningshalliplatan stimplana upp og niður. Sog- og losunarlokar á hverjum strokki gera stimplunum kleift að soga inn gas og færa það undir þrýstingi í háþrýstihluta kerfisins.
Föst höggþjöppu hreyfir fast rúmmál á hvern snúning. Afraksturinn fer því eftir hraða þjöppunnar, eða snúningshraða vélarinnar. Til að stjórna úttakinu er stöðugt kveikt og slökkt á þjöppunni: kveikt á þegar þrýstingurinn lækkar og slokknar þegar þrýstingurinn er of hár. Sérstaklega með litlum vélum getur verið að kveikja sé á sér sem „lost“ vegna tilskilins afls. Skyndileg kveikja veldur auknu vélrænu álagi og truflar stjórn, sem leiðir til breytinga á kældu lofthita fyrir farþega.
Ef snúningshraði vélarinnar er of hár og þar af leiðandi eykst losunarþrýstingur, flæðir meira kælimiðill í gegnum uppgufunartækið. Þetta hægir á kælingu og getur fryst uppgufunartækið. Í slíkum tilfellum slokknar á segultengingunni þökk sé hitastillinum eða þrýstistillinum.
Breytileg högg hallaplötu þjöppu:
Með þessari tegund af þjöppu er horn hallaplötunnar stillanlegt þökk sé stillibúnaði. Með því að setja hallaplötuna eins beina og hægt er takmarkast slagur stimplanna og afköst í lágmarki. Á hinn bóginn, með því að setja hallaplötuna eins skáhallt og hægt er, gera stimplarnir mun meiri slag og afköst eykst umtalsvert. Við sjáum eftirfarandi útgáfur af hallaplötuþjöppu með breytilegu slagi:
- með innra eftirliti og segultengingu;
- ytri stjórn með og án segultengingar.
Innra eftirlit og segultenging:
Myndin sýnir hvernig staða hallaplötunnar getur haft áhrif á slag stimpilsins. Hærri snúningshraði leiðir til meiri afköst þjöppunnar. Þetta veldur hækkun á þrýstingi um allt kerfið, sem kveikir á stillingarbúnaðinum til að auka þrýstinginn í hallaplötuhólfinu.
Aukinn þrýstingur þvingar hallaplötuna til að verða uppréttari, sem dregur úr afkastagetu. Ef úttakið lækkar lokar stillingarbúnaðurinn og þrýstingurinn í hallaplötuhólfinu minnkar. Þetta veldur því að platan hallast aftur, sem gerir stimplunum kleift að slá meira högg. Því meira sem hornið er, því meira högg og því meiri afrakstur.
Innra (vélrænt) stýrikerfi til að stilla stöðu hallaplötunnar á loftræstiþjöppu með breytilegu slagi notar venjulega sogþrýstinginn til að stjórna stillingunni sjálfkrafa. Þetta kerfi notar þrýstingsstýrðan vélbúnað sem bregst við breytingum á sogþrýstingi þjöppunnar.
Stjórnbúnaðurinn samanstendur venjulega af einu eða fleiri þind- eða belghólfum sem eru tengdir við soghlið þjöppunnar og við drifskaft hallaplötunnar. Ef sogþrýstingur breytist veldur það hreyfingu í þind eða belg. Þessi hreyfing er síðan flutt yfir á vélbúnaðinn sem stillir horn hallaplötunnar.
- Við hærri sogþrýsting, eins og þegar kæliþörf eykst, mun þrýstingsstýrði vélbúnaðurinn stilla hallaplötuhornið. Þetta leiðir til meiri slaglengdar á stimplunum og því meiri þjöppun kælimiðilsins. Þetta leiðir til hærri útblástursþrýstings og meiri kæligetu.
- Við lægri sogþrýsting mun vélbúnaðurinn draga úr hallaplötuhorninu, sem leiðir til styttri slaglengd stimplanna og minni þjöppun kælimiðilsins. Þetta dregur úr losunarþrýstingi og aðlagar kæligetu að minni kæliþörf.
Í loftræstiþjöppu með breytilegu flæði stjórnar loki tengingunni við sveifarhúsið (í hallaskífuhólfinu) og bæði há- og lágþrýstingshliðum þjöppunnar. Þrýstingurinn á lágþrýstingshliðinni er undir áhrifum frá mældum sogþrýstingi. Eftirfarandi útskýrir hvernig stjórnventillinn virkar þegar rennsli er aukið og minnkað.
Auka ávöxtun:
Með minnkandi kæligetu hækkar hitinn á soghliðinni og sogþrýstingurinn eykst. Þessi sogþrýstingur veldur því að teygjanlegur belgurinn þjappast saman og gerir hann minni. Þegar belgurinn er þjappaður saman lokast kúluventill A og loki B. Við það myndast tenging við sveifarhúsið. Þetta gerir þrýstingnum í hallaskífuhólfinu kleift að komast út á lágþrýstingshliðina (á soghliðinni), sem veldur því að hallaskífan hallast meira. Þetta hefur í för með sér meiri afköst þjöppu og aukningu á kæligetu.
Draga úr ávöxtun:
Eftir því sem kæligetan eykst minnkar sogþrýstingurinn. Sogþrýstingurinn minnkar og belgurinn eykst að rúmmáli, sem veldur því að op B lokast og kúluventil A opnast. Þetta veldur því að háþrýstigas streymir inn og fer í gegnum kúluventil A og opið á hallandi diskahúsið. Þetta tryggir að hallaskífan kemst í upprétta stöðu. Fyrir vikið minnkar afköst dælunnar og kæligetan minnkar.
Stýriventillinn stillir þrýstinginn í hallaskífuhólfinu. Þrýstimunurinn sem myndast miðað við þrýstinginn í þjöppunarrýmunum leiðir til halla á hallaskífunni sem hefur áhrif á afköst dælunnar. Slagstærð er stjórnað af þrýstingi í lágþrýstihluta loftræstikerfisins. Þjöppur með breytilegu slagi (afköst) eru venjulega ekki með hitastillarrofa á uppgufunartækinu. Inntaksþrýstingi þessara þjöppu er haldið við 2 bör.
Ytri stjórn, án segultengingar:
Í þjöppu með ytri stýringu er rafsegulventill notaður til að stjórna þrýstingi í þjöppuhúsinu. Rafsegullokanum er stjórnað af ECU (vélar ECU eða loftræstingar ECU) með PWM merki. Hins vegar heldur sogþrýstingurinn áfram að gegna hlutverki í stjórnunarferlinu. Loftræstibúnaðurinn fær merki eins og æskilegan loftræstingarstillingu (afvættun, kæling), æskilegt og raunverulegt hitastig og útihitastig.
Út frá þessu reiknar tölvan út ákjósanlega stillingu fyrir stjórnventilinn og þar með úttak þjöppunnar. Ef nauðsyn krefur getur sogþrýstingurinn einnig verið breytilegur. Í rauninni er sogþrýstingurinn breytilegur á milli 1,0 og 3,5 bör. Lágur sogþrýstingur bætir kæligetu á lágum þjöppuhraða. Hærri sogþrýstingur en meðaltal við lágt hitaálag skilar skilvirkari vinnu og því minni eldsneytisnotkun. Nú er hægt að sleppa þungu segultengingunni sem sparar um það bil 1 kg. Venjulega er kúplingin búin titringsdempara og rennibúnaði.
Stærra stýriflæði til stjórnventilsins lokar fyrir leiðina frá háþrýstihólfinu að sveifarhúsinu. Breytilegt opið veitir pláss til að losa þrýstingsaukandi lekagasi um sogþrýstihólfið. Þetta jafnar sveifarhússþrýstinginn (Pc) og sogþrýstinginn Ps, og setur sveifaplötuna í stöðu fyrir hámarksafköst.
Að draga úr ávöxtuninni er gert með því að auka þrýstinginn í sveifarhúsinu. Stýriventillinn opnast og skapar tengingu milli sveifarhússins og háþrýstihólfsins. Stýriventillinn er með belg sem er undir áhrifum frá sogþrýstingi sem breytir stillimarkinu. Stýrisstraumurinn til stjórnventilsins vinnur saman við belgstillinguna. Lítið breytilegt op gerir takmarkað flæði kælimiðils í sogþrýstihólfið.
Smurning þjöppu:
Hlutir á hreyfingu mynda alltaf hita og þess vegna verður að smyrja þá. Til viðbótar við smureiginleikana veitir olían einnig þéttingu og hljóðeinangrun. Upphaflega er þjöppan fyllt með olíu og smurning er náð með mistasmurningu. Þessi olíuþoka nær einnig til stimplanna og er síðan borin í gegnum allt kerfið með kælimiðlinum. Við þéttingu myndast blanda af kælimiðli og fljótandi olíuúða. Þessi olíuþoka sogast aftur inn af þjöppunni.
Syntetíska olían PAG (Polyalkylene glycol) er sérstaklega hönnuð fyrir kælimiðilinn R134a og ætti aldrei að skipta út fyrir aðra tegund olíu. Hins vegar verður að taka tillit til mismunandi seigju sem framleiðendur mæla fyrir um. Skoðaðu forskriftir fyrir þetta.
Algengar PAG olíur eru:
- PAG 46 (lægsta seigja)
- SÍÐA 100
- PAG 150 (hæsta seigja)
- PAG olía með viðbótinni YF til notkunar með kælimiðlinum R1234YF, vegna næmis fyrir raka í kerfinu.
Til viðbótar við PAG olíur eru einnig steinefni, PAO og POE olíur.
- Jarðolía var notuð í gömlu R12 kerfin.
- PAO olía (PolyAlphaOlefin) er að fullu tilbúið og óvökvasætt. Þetta er öfugt við PAG olíu, sem er mjög rakafræðilega.
- POE olía (pólýester) er notuð í rafmagns loftræstiþjöppur HV farartækja. Ef röng olía (PAG) er notuð skemmist einangrað lakklag koparvírs rafmótorsins.
Þegar ný þjöppu er sett upp er þegar olía (u.þ.b. 200 til 300 ml) í þjöppunni. Framleiðandinn tilgreinir þetta olíumagn í skjölunum.
Án þess að tæma kerfið er ekki hægt að ákvarða hversu mikið kælimiðill og olía er í kerfinu. Komi til viðgerðar, td eftir að skipta um eimsvala, tapast lítið magn af olíu. Framleiðandinn gefur venjulega til kynna dreifinguna í kerfinu. Almennt getum við haldið þessari dreifingu:
• þjöppu um 50%
• eimsvala um 10%
• sveigjanleg soglína um 10%
• uppgufunartæki ca 20%
• sía/þurrkari ca 10%
Þegar kveikt er á kerfinu í fyrsta skipti dreifist olían um kerfið. Ef kerfið er seinna tæmt og síðan fyllt aftur, til dæmis þegar skipt er um annan hluta eða við viðhald, er hægt að bæta olíunni í kælimiðilinn í gegnum áfyllingarstöðina. Nauðsynlegt er að tryggja að of mikil olía komist ekki inn í þjöppuna. Afleiðingin af of mikilli olíu í kerfinu getur verið að þjappan verður fyrir vökvahamri. Í loftræstikerfum með háræðaslöngu er settur rafgeymir rétt fyrir þjöppuna sem stillir stöðugt olíumagnið að magni kælimiðils (sjá síðu um rafgeyminn).
Segultengi:
Talían á loftræstidælunni er stöðugt knúin áfram af fjölbeltinu. Með hallaplötuþjöppum með föstum slag og sumum með breytilegu slagi stjórnar segulkúplingin því að kveikja og slökkva á loftræstiþjöppunni. Þegar kveikt er á þjöppunni er rafsegull (1) í tenginu virkur. Þetta veldur því að segullinn dregur að sér gormfestu kúplingsskífuna (4) og myndar þétt tengingu milli trissunnar og dælunnar. Þegar slökkt er á loftkælingunni er rafsegullinn ekki lengur virkur og segulvirkni hans hættir. Kúplingsdiskfjöðurinn ýtir henni lausan frá dælunni. Trissan heldur nú áfram að snúast með fjölbeltinu á meðan dælan (innra) stendur kyrr.
Það er hagkvæmast að kveikja á loftkælingunni þegar snúningshraði hreyfilsins er lítill, svo sem þegar kúplingunni er þrýst á eða þegar vélin er í lausagangi. Þetta lágmarkar slit á segultengingunni. Til dæmis, ef kveikt er á loftkælingunni við 4500 snúninga á mínútu mun rafsegillinn virkja kúplingu og það verður mikill munur á hraða á kyrrstöðu dælunni og snúningshjólinu. Þetta getur valdið hálku sem leiðir til aukins slits.
Hljóð:
Nokkur einkennandi hljóð geta komið fram:
Klapphljóð þegar kveikt er á: Hátt spjallhljóð þegar kveikt er á þjöppunni getur bent til mögulegrar stillingar á segultengingunni. Samkvæmt gerð þjöppunnar getur þessi aðlögun dregið úr loftbilinu og lágmarkað hávaða.
Hummandi hljóð frá loftræstingardælunni: Hljómur gefur til kynna galla í dælunni eða hugsanlega skort á kælimiðli og olíu í kerfinu. Hafðu samband við loftræstisérfræðing til að athuga, tæma og fylla á kerfið með réttu magni af kælimiðli og olíu.
Hljóð frá loftræstingardælunni: Talandi hljóð getur einnig bent til galla í dælunni. Athugaðu að segultengingin sé tryggilega fest við dæluna til að koma í veg fyrir að miðboltinn losni.
Suðandi hávaði tengdur vélarhraða: Suðhljóð sem heyrist í farþegarýminu og er breytilegt eftir snúningshraða vélarinnar gefur til kynna ómun eða titring. Þetta getur stafað af of litlum kælimiðli eða af loftræstingarrörum sem óma. Ef kælimiðillinn er í lagi er hægt að bera kennsl á titring sem veldur pípu með því að halda á meðan á hröðun stendur. Sérstakir titringsdemparar, eins og þeir sem eru í boði fyrir sérstök vandamál eins og MINI, geta leiðrétt þessa tegund af titringi.
Tengd síða:
