Subiecte:
- introducere
- Pompă cu aripă / palete
- Compresor cu piston (reciproc, tip arbore cotit)
- Introducere compresor cu placă basculante
- Compresor cu placa basculanta cu cursa fixa
- Compresor cu placă de înclinare cu cursă variabilă (cu control intern și extern)
- Ungerea compresorului
- Cuplaj magnetic
- Sunete
Introducere:
Compresorul pompează agentul frigorific gazos din aparatul de aer condiționat prin întregul sistem. Presiunea și temperatura agentului frigorific cresc pe măsură ce iese din compresor. Există diferite tipuri de compresoare care pot fi folosite pentru aer condiționat. Sistemele moderne de aer condiționat auto folosesc compresoare reciproce. „Reciproc” înseamnă că piesele din compresor fac mișcări înainte și înapoi. Funcționarea acestor compresoare poate fi comparată cu cea a unui motor cu piston. Compresoarele reciproce sunt și ele de două tipuri și anume tipul arborelui cotit și compresorul cu plăci basculante. La mașinile moderne se folosesc compresoare cu plăci basculante, care la rândul lor se împart în două tipuri: compresorul cu plăci basculante cu cursă fixă și varianta cu cursă variabilă. Pompa de aer condiționat, la fel ca și alternatorul și pompa servodirecției, este antrenată de cureaua multiplă la motoarele cu ardere (vezi imaginea de mai jos). Gasim compresoare electrice de aer conditionat in vehicule hibride si complet electrice. Un motor electric este alimentat de sistemul HV și antrenează compresorul.
Compresorul de aer condiționat aspiră agentul frigorific gazos din evaporator, ceea ce menține presiunea din evaporator scăzută și contribuie la evaporarea agentului frigorific, chiar și la temperaturi scăzute. Compresorul comprimă agentul frigorific gazos, ceea ce duce la trecerea de la presiune joasă la presiune înaltă. Această creștere a presiunii și a temperaturii determină schimbarea agentului frigorific de la gazos la lichid.
Presiunea furnizată de compresorul de aer condiționat este afectată de mai mulți factori, printre care:
- Turația motorului (pentru motoarele cu ardere);
- tipul și cantitatea de agent frigorific;
- Temperatura agentului frigorific;
- Tipul și designul compresorului de aer condiționat, care determină capacitatea acestuia;
- Reglarea cuplajului magnetic;
- Temperatura mediului ambiant.
După comprimare, agentul frigorific părăsește compresorul la o temperatură de aproximativ 70 de grade Celsius. Această temperatură este apoi scăzută în condensator.
Următoarele paragrafe discută diferite versiuni de compresoare de aer condiționat, care pot fi sau nu utilizate în industria auto.
Pompă cu aripă/vane:
Această pompă este rar folosită în sistemul de aer condiționat al unei mașini. Cu toate acestea, poate fi aplicat în instalații de răcire specifice pentru diferite produse.
Funcționare: discul (gri) se rotește spre dreapta, în sensul acelor de ceasornic. Pistonurile galbene sunt apăsate pe perete prin forță centrifugă (forță centrifugă), ceea ce face ca diferitele camere să fie separate una de cealaltă. Agentul frigorific curge în partea dreaptă jos și își urmează drumul către spațiul albastru mic. Rotația mărește acest spațiu, ceea ce duce la presiune negativă. Pompa continuă să funcționeze, determinând curgerea agentului frigorific în zona roșie. Aici spațiul camerei devine din ce în ce mai mic, ceea ce face ca agentul frigorific să fie presurizat (comprimat). La capătul camerei roșii se află supapa de evacuare, prin care agentul frigorific este forțat să iasă.
Compresor cu piston (reciproc, tip arbore cotit):
Această pompă, ca și pompa cu aripă/palete, este rar folosită în sistemul de aer condiționat al unei mașini. Cu toate acestea, poate fi aplicat și în instalații specifice de răcire pentru diferite produse. Imaginea de mai jos prezintă un compresor cu piston, unde 1 reprezintă supapa de admisie și 2 reprezintă supapa de evacuare. Mișcarea pistonului și a arborelui cotit este comparabilă cu cea a unui motor Otto obișnuit sau diesel.
Funcționare: Pistonul se deplasează de la TDC (Top Dead Center) la ODP (Lower Dead Center) (de sus în jos), determinând deschiderea supapei de admisie 1. Agentul frigorific este aspirat în cilindru prin subpresiune. Pistonul se deplasează apoi de la ODP la PMS și apasă supapa de admisie înapoi pe scaunul său. Mișcarea în sus ridică și supapa de evacuare 2 din locașul său. Agentul frigorific poate părăsi acum cilindrul. Supapa de evacuare se închide din nou. Apoi ciclul începe din nou.
Introducere compresor cu placă basculabilă:
Compresoarele cu plăci basculante, cunoscute și sub numele de compresoare cu plăci oscilante, sunt aproape întotdeauna folosite în sistemele de aer condiționat auto. Ele se încadrează în categoria „reciproce” din cauza pieselor lor mobile care merg în sus și în jos.
În ilustrație vedem un desen în linie și o secțiune a unui compresor cu plăci basculante. Pistonul face o cursă orizontală, care este determinată de unghiul plăcii de înclinare. În această imagine placa se află la înclinare maximă, ceea ce înseamnă că pistonul poate face mișcare orizontală maximă (indicată de spațiul roșu de compresie din cilindru). În cele trei desene (de sus în jos) vedem o cursă de apăsare completă a unui piston ca urmare a rotației plăcii basculante.
În această situație, pompa furnizează putere maximă deoarece placa basculabilă a realizat o cursă maximă. Dacă se dorește un randament mai mic deoarece presiunea devine prea mare și - din cauza prea multului agent frigorific - pot apărea fenomene de îngheț ale evaporatorului, cuplarea magnetică a unui compresor cu „cursă fixă” este deconectată, astfel încât compresorul să nu mai fie. condus. La un compresor cu „cursă variabilă” placa este mai puțin „înclinată”. Unghiul la care se înclină placa este mai mic, ceea ce reduce și cursa pistonului. Compresoarele cu cursă fixă și variabilă sunt descrise mai târziu pe pagină.
Deasupra fiecărui piston sunt 2 supape atașate unui arc cu placă cupă: supapa de aspirație și supapa de refulare. Când pistonul se deplasează de la TDC la ODP, forțează agentul frigorific să iasă dincolo de supapa de descărcare și să intre în linia de înaltă presiune spre condensator.
Compresoarele cu plăci basculante pot avea între 4 și 8 pistoane/plonje și au două versiuni: si anume compresorul cu cursa fixa, si cel cu cursa variabila. Acestea sunt descrise mai jos.
Compresor cu placă de înclinare cu cursă fixă:
Acest compresor este antrenat de cureaua multiplă a motorului și funcționează sincron cu turația motorului (între 600 și 6000 de rotații pe minut). Cuplajul magnetic controlează pornirea și oprirea compresorului, ceea ce va fi explicat mai târziu.
Când compresorul este pornit, placa de înclinare rotativă mișcă pistoanele în sus și în jos. Supapele de aspirație și refulare de pe fiecare cilindru permit pistoanelor să aspire gaz și să îl deplaseze sub presiune către porțiunea de înaltă presiune a sistemului.
Un compresor cu cursă fixă mișcă un volum fix pe rotație. Prin urmare, randamentul depinde de turația compresorului sau de turația motorului. Pentru a regla ieșirea, compresorul este pornit și oprit continuu: pornit când presiunea scade și oprit când presiunea este prea mare. În special în cazul motoarelor mici, pornirea poate fi simțită ca un „șoc” din cauza puterii necesare. Pornirea bruscă provoacă stres mecanic crescut și întrerupe controlul, ducând la variații ale temperaturii aerului răcit pentru ocupanți.
Dacă turația motorului este prea mare și prin urmare presiunea de refulare crește, mai mult agent frigorific curge prin evaporator. Aceasta încetinește răcirea și poate îngheța evaporatorul. În astfel de cazuri, cuplajul magnetic se oprește datorită termostatului sau presostatului.
Compresor cu placă de înclinare cu cursă variabilă:
La acest tip de compresor, unghiul plăcii de înclinare este reglabil datorită unui dispozitiv de reglare. Prin plasarea plăcii basculante cât mai dreaptă posibil, cursa pistoanelor este limitată și puterea este minimă. Pe de altă parte, prin plasarea plăcii basculante cât mai oblic posibil, pistoanele fac o cursă mult mai mare și puterea crește considerabil. Vedem următoarele versiuni ale compresorului cu plăci basculante cu cursă variabilă:
- cu control intern si cuplaj magnetic;
- control extern cu și fără cuplaj magnetic.
Control intern și cuplare magnetică:
Figura arată cum poziția plăcii de înclinare poate afecta cursa pistonului. O turație mai mare a motorului are ca rezultat o putere mai mare a compresorului. Acest lucru determină o creștere a presiunii în întregul sistem, ceea ce declanșează dispozitivul de reglare pentru a crește presiunea în camera plăcii de înclinare.
Presiunea crescută forțează placa de înclinare să devină mai verticală, ceea ce reduce capacitatea. Dacă puterea scade, dispozitivul de reglare se închide și presiunea din camera plăcii basculante scade. Acest lucru face ca placa să fie din nou mai înclinată, permițând pistoanelor să facă o cursă mai mare. Cu cât unghiul este mai mare, cu atât cursa este mai mare și randamentul este mai mare.
Un sistem de control intern (mecanic) pentru reglarea poziției plăcii de înclinare pe un compresor de aer condiționat cu cursă variabilă utilizează de obicei presiunea de aspirație pentru a controla automat reglarea. Acest sistem folosește un mecanism controlat de presiune care răspunde la modificările presiunii de aspirație a compresorului.
Mecanismul de control constă de obicei dintr-una sau mai multe camere cu diafragmă sau burduf care sunt conectate la partea de aspirație a compresorului și la arborele de antrenare al plăcii basculante. Dacă presiunea de aspirație se modifică, aceasta provoacă o mișcare a diafragmei sau a burdufului. Această mișcare este apoi transferată mecanismului care reglează unghiul plăcii de înclinare.
- La presiuni de aspirație mai mari, cum ar fi atunci când cererea de răcire crește, mecanismul controlat de presiune va regla unghiul plăcii de înclinare. Acest lucru duce la o lungime mai mare a cursei pistoanelor și, prin urmare, la o compresie mai mare a agentului frigorific. Acest lucru are ca rezultat o presiune de refulare mai mare și o capacitate de răcire mai mare.
- La presiuni de aspirație mai mici, mecanismul va reduce unghiul plăcii de înclinare, rezultând o lungime mai scurtă a cursei pistoanelor și o compresie mai mică a agentului frigorific. Aceasta reduce presiunea de refulare și adaptează capacitatea de răcire la necesarul redus de răcire.
Într-un compresor de aer condiționat cu debit variabil, o supapă controlează conexiunea la carter (în camera discului basculant) și ambele părți de presiune înaltă și joasă ale compresorului. Presiunea pe partea de joasă presiune este influențată de presiunea de aspirație măsurată. Următoarele explică cum funcționează supapa de control atunci când debitul crește și scade.
Creșteți randamentul:
Odată cu scăderea capacității de răcire, temperatura pe partea de aspirație crește și presiunea de aspirație crește. Această presiune de aspirație face ca burduful elastic să se comprima, făcându-l mai mic. Când burduful este comprimat, supapa cu bilă A se închide și supapa B se deschide. Aceasta creează o conexiune la carter. Acest lucru permite ca presiunea din camera discului basculant să scape pe partea de joasă presiune (pe partea de aspirație), determinând discul basculant să devină mai înclinat. Acest lucru are ca rezultat o putere mai mare a compresorului și o creștere a capacității de răcire.
Reduceți randamentul:
Pe măsură ce capacitatea de răcire crește, presiunea de aspirație scade. Presiunea de aspirație scade și burduful crește în volum, determinând închiderea orificiului B și deschiderea supapei cu bilă A. Acest lucru face ca gazul de înaltă presiune să intre și să treacă prin supapa cu bilă A și prin deschiderea către carcasa discului basculant. Acest lucru asigură că discul de înclinare ajunge într-o poziție verticală. Ca urmare, puterea pompei scade și capacitatea de răcire devine mai mică.
Supapa de control reglează presiunea în camera discului basculant. Diferența de presiune rezultată în comparație cu presiunea din spațiile de compresie duce la o înclinare a discului basculant, care afectează puterea pompei. Dimensiunea cursei este controlată de presiunea din secțiunea de joasă presiune a sistemului de aer condiționat. Compresoarele cu cursă variabilă (ieșire) nu au de obicei un comutator de termostat pe evaporator. Presiunea de admisie a acestor compresoare este mentinuta la 2 bar.
Control extern, fără cuplaj magnetic:
Într-un compresor cu control extern, o supapă electromagnetică este utilizată pentru a regla presiunea în carcasa compresorului. Supapa electromagnetică este controlată de un ECU (ECU motor sau ECU de aer condiționat) prin intermediul unui semnal PWM. Cu toate acestea, presiunea de aspirație continuă să joace un rol în procesul de control. ECU de aer condiționat primește semnale precum modul dorit de aer condiționat (dezumidificare, răcire), temperatura dorită și reală și temperatura exterioară.
Pe baza acestui lucru, computerul calculează setarea optimă pentru supapa de control și, prin urmare, puterea compresorului. Dacă este necesar, presiunea de aspirație poate varia. Practic, presiunea de aspirație variază între 1,0 și 3,5 bar. Presiunea scăzută de aspirație îmbunătățește capacitatea de răcire la turația mică a compresorului. O presiune de aspirație mai mare decât media la sarcină termică scăzută are ca rezultat o muncă mai eficientă și, prin urmare, un consum mai mic de combustibil. Cuplajul magnetic greu poate fi acum omis, ceea ce economisește aproximativ 1 kg. De obicei, ambreiajul este echipat cu un amortizor de vibrații și un mecanism de alunecare.
Un debit de control mai mare către supapa de control închide trecerea de la camera de înaltă presiune la carter. Deschiderea variabilă oferă spațiu pentru evacuarea gazului de scurgere care crește presiunea prin camera de presiune de aspirație. Aceasta egalizează presiunea în carter (Pc) și presiunea de aspirație Ps, punând platoul oscilant în poziția pentru putere maximă.
Reducerea randamentului se face prin creșterea presiunii în carter. Supapa de control se deschide, creând legătura între carter și camera de înaltă presiune. Supapa de control are un burduf care este influențat de presiunea de aspirație, care modifică punctul de referință. Curentul de control către supapa de control funcționează împreună cu setarea burdufului. O deschidere variabilă mică permite un flux limitat de agent frigorific către camera de presiune de aspirație.
Ungerea compresorului:
Piesele mobile genereaza intotdeauna caldura, motiv pentru care trebuie lubrifiate. Pe lângă proprietățile de lubrifiere, uleiul oferă și etanșare și izolație fonică. Inițial, compresorul este umplut cu ulei, iar lubrifierea se realizează prin lubrifiere cu ceață. Această ceață de ulei ajunge și la piston și apoi este transportată prin întregul sistem cu agentul frigorific. În timpul condensului, se formează un amestec de agent frigorific și o ceață de ulei lichid. Această ceață de ulei este aspirată din nou de compresor.
Uleiul sintetic PAG (polialchilen glicol) este special conceput pentru agentul frigorific R134a și nu trebuie înlocuit niciodată cu alt tip de ulei. Cu toate acestea, trebuie luate în considerare diferitele vâscozități prescrise de producători. Consultați specificațiile pentru aceasta.
Uleiurile PAG comune sunt:
- PAG 46 (vâscozitatea cea mai scăzută)
- PAGINA 100
- PAG 150 (cea mai mare vâscozitate)
- Ulei PAG cu adaos de YF pentru utilizare cu agentul frigorific R1234YF, datorită sensibilității sale la umiditate din sistem.
Pe lângă uleiurile PAG, există și uleiuri minerale, PAO și POE.
- Uleiul mineral a fost folosit în vechile sisteme R12.
- Uleiul PAO (PolyAlphaOlefin) este complet sintetic și non-higroscopic. Acest lucru este în contrast cu uleiul PAG, care este foarte higroscopic.
- Uleiul POE (poliester) este utilizat în compresoarele electrice de aer condiționat ale vehiculelor HV. Dacă se folosește ulei greșit (PAG), stratul de lac izolat al firului de cupru al motorului electric va fi deteriorat.
Când instalați un compresor nou, există deja ulei (aproximativ 200 până la 300 ml) în compresor. Producătorul specifică această cantitate de ulei în documentație.
Fără a goli sistemul, nu este posibil să se determine cât de mult agent frigorific și ulei sunt prezente în sistem. În cazul unei reparații, de exemplu după înlocuirea unui condensator, se va pierde o cantitate mică de ulei. Producătorul indică de obicei distribuția în sistem. În general putem păstra această distribuție:
• compresor aproximativ 50%
• condensator aproximativ 10%
• conductă flexibilă de aspirație aproximativ 10%
• evaporator aproximativ 20%
• filtru/uscător aproximativ 10%
Când sistemul este pornit pentru prima dată, uleiul este distribuit în întregul sistem. Dacă ulterior sistemul este golit și apoi reumplut, de exemplu la înlocuirea unei alte piese sau în timpul întreținerii, uleiul poate fi adăugat la agentul frigorific prin stația de alimentare. Este esențial să vă asigurați că nu pătrunde prea mult ulei în compresor. Consecința unui prea mult ulei în sistem poate fi că compresorul suferă un ciocan lichid. În sistemele de aer condiționat cu tub capilar, chiar înaintea compresorului este montat un acumulator, care reglează constant cantitatea de ulei la cantitatea de agent frigorific (vezi pagina despre acumulator).
Cuplaj magnetic:
Roata pompei de aer condiționat este antrenată continuu de cureaua multiplă. La compresoare cu plăci basculante cu cursă fixă și unele cu cursă variabilă, ambreiajul magnetic controlează pornirea și oprirea compresorului de aer condiționat. Când compresorul este pornit, se activează un electromagnet (1) în cuplaj. Acest lucru face ca magnetul să atragă discul de ambreiaj montat pe arc (4), creând o legătură fermă între scripete și pompă. Când aerul condiționat este oprit, electromagnetul nu mai este activat și funcția sa magnetică se oprește. Arcul discului de ambreiaj îl împinge liber din pompă. Roata continuă acum să se rotească cu cureaua multiplă, în timp ce pompa (intern) stă nemișcată.
Pornirea aerului condiționat este cea mai benefică atunci când turația motorului este scăzută, cum ar fi când ambreiajul este apăsat sau când motorul este la ralanti. Acest lucru minimizează uzura cuplajului magnetic. De exemplu, dacă aerul condiționat este pornit la 4500 rpm, electromagnetul va activa ambreiajul și va exista o diferență mare de viteză între pompa staționară și scripetele rotativ. Acest lucru poate provoca alunecare, ducând la o uzură crescută.
Sunete:
Pot apărea câteva sunete caracteristice:
Sunete din palme la pornire: Un zgomot puternic la pornirea compresorului poate indica o posibilă reglare a cuplajului magnetic. În funcție de tipul de compresor, această reglare poate reduce întrefierul și poate minimiza zgomotul.
Zgomot de la pompa de aer condiționat: Un bâzâit indică o defecțiune la pompă sau posibil o lipsă de agent frigorific și ulei în sistem. Consultați un specialist în aer condiționat pentru a verifica, goli și umple sistemul cu cantitatea corectă de agent frigorific și ulei.
Zgomot de la pompa de aer condiționat: Un zgomot de zgomot poate indica, de asemenea, o defecțiune a pompei. Verificați dacă cuplajul magnetic este bine fixat de pompă pentru a preveni slăbirea șurubului central.
Zgomot de zgomot legat de turația motorului: Un bâzâit care se aude în habitaclu și care variază în funcție de turația motorului indică rezonanță sau vibrație. Acest lucru poate fi cauzat de prea puțin agent frigorific sau de conductele de aer condiționat care rezonează. Dacă nivelul agentului frigorific este OK, o țeavă care provoacă vibrații poate fi identificată prin menținerea în timp ce accelerează. Amortizoarele speciale de vibrații, cum ar fi cele disponibile pentru probleme specifice, cum ar fi MINI, pot corecta aceste tipuri de vibrații.
Pagina înrudită:
