Предметы:
- введение
- Крыльчатый/лопастной насос
- Компрессор поршневой (взаимный, с коленвалом)
- Знакомство с компрессором с наклонной пластиной
- Компрессор с наклонной пластиной и фиксированным ходом
- Компрессор с регулируемой наклонной пластиной (с внутренним и внешним управлением)
- Смазка компрессора
- Магниткоппелинг
- Гелюйден
Инлейдинг:
Компрессор прокачивает газообразный хладагент из кондиционера через всю систему. Давление и температура хладагента увеличиваются по мере его выхода из компрессора. Для кондиционирования воздуха можно использовать различные типы компрессоров. В современных автомобильных кондиционерах используются поршневые компрессоры. «Взаимно-поступательное» означает, что детали компрессора совершают возвратно-поступательные движения. Работу этих компрессоров можно сравнить с работой поршневого двигателя. Поршневые компрессоры также бывают двух типов: с коленчатым валом и компрессор с наклонной пластиной. В современных автомобилях используются пластинчатые компрессоры, которые, в свою очередь, делятся на два типа: пластинчатый компрессор с фиксированным ходом и вариант с переменным ходом. Насос кондиционера, так же как генератор и насос гидроусилителя рулевого управления, в двигателях внутреннего сгорания приводится в действие многоременным приводом (см. изображение ниже). Мы находим электрические компрессоры кондиционеров в гибридных и полностью электрических транспортных средствах. Электродвигатель приводится в действие системой высокого напряжения и приводит в движение компрессор.
Компрессор кондиционера всасывает газообразный хладагент из испарителя, что поддерживает низкое давление в испарителе и способствует испарению хладагента даже при низких температурах. Компрессор сжимает газообразный хладагент, что приводит к переходу от низкого давления к высокому. Это увеличение давления и температуры приводит к переходу хладагента из газообразного состояния в жидкое.
На давление, подаваемое компрессором кондиционера, влияет несколько факторов, в том числе:
- Частота вращения двигателя (для двигателей внутреннего сгорания);
- Тип и количество хладагента;
- Температура хладагента;
- Тип и конструкция компрессора кондиционера, определяющая его мощность;
- Регулировка магнитной муфты;
- Температура окружающей среды.
После сжатия хладагент покидает компрессор с температурой примерно 70 градусов Цельсия. Затем эта температура снижается в конденсаторе.
В следующих параграфах обсуждаются различные версии компрессоров кондиционеров, которые могут использоваться или не использоваться в автомобильной промышленности.
Крыльчатый/лопастной насос:
Этот насос редко используется в системе кондиционирования автомобиля. Однако его можно применять в конкретных установках охлаждения для различных продуктов.
Действие: (серый) диск вращается вправо по часовой стрелке. Желтые плунжеры прижимаются к стенке центробежной силой (центробежной силой), в результате чего различные камеры отделяются друг от друга. Хладагент поступает в правый нижний угол и направляется в маленькое синее пространство. Вращение увеличивает это пространство, что приводит к отрицательному давлению. Насос продолжает работать, заставляя хладагент течь в красную зону. Здесь пространство помещения становится все меньше и меньше, в результате чего хладагент оказывается под давлением (сжимается). В конце красной камеры находится выпускной клапан, через который вытесняется хладагент.
Поршневой компрессор (поршневой, коленчатый):
Этот насос, как и лопастной насос, редко используется в системе кондиционирования автомобиля. Однако его также можно применять в специальных установках охлаждения для различных продуктов. На изображении ниже показан поршневой компрессор, где цифра 1 обозначает впускной клапан, а цифра 2 — выпускной клапан. Движение поршня и коленчатого вала сравнимо с движением обычного двигателя Отто или дизельного двигателя.
Действие: Поршень перемещается из ВМТ (верхней мертвой точки) в НОМ (нижнюю мертвую точку) (сверху вниз), вызывая открытие впускного клапана 1. Хладагент втягивается в цилиндр под разрежением. Затем поршень перемещается из ВМТ в ВМТ и прижимает впускной клапан обратно к седлу. Движение вверх также поднимает выпускной клапан 2 с седла. Теперь хладагент может покинуть цилиндр. Выпускной клапан снова закрывается. Затем цикл начинается снова.
Описание компрессора с наклонной пластиной:
Компрессоры с наклонной пластиной, также известные как компрессоры с наклонной пластиной, почти всегда используются в автомобильных системах кондиционирования воздуха. Они попадают в категорию «взаимных» из-за движущихся частей, которые движутся вверх и вниз.
На иллюстрации мы видим линейный чертеж и разрез компрессора с наклонной пластиной. Поршень совершает горизонтальный ход, который определяется углом наклона пластины. На этом изображении пластина находится под максимальным наклоном, а это означает, что поршень может совершать максимальное горизонтальное движение (на что указывает красное пространство сжатия в цилиндре). На трех рисунках (сверху вниз) мы видим полный ход поршня в результате вращения наклонной пластины.
В этой ситуации насос обеспечивает максимальную производительность, поскольку наклонная пластина совершила максимальный ход. Если требуется более низкая производительность, поскольку давление становится слишком высоким и из-за слишком большого количества хладагента может возникнуть явление замерзания испарителя, магнитная муфта компрессора с «фиксированным ходом» отключается, и компрессор больше не работает. ведомый. У компрессора с «переменным ходом» пластина меньше «наклонена». Угол наклона пластины меньше, что также уменьшает ход поршня. Компрессоры с фиксированным и регулируемым ходом описаны ниже на этой странице.
Над каждым поршнем к тарельчатой пружине прикреплены 2 клапана: всасывающий клапан и нагнетательный клапан. Когда поршень перемещается от ВМТ к ODP, он вытесняет хладагент через выпускной клапан в линию высокого давления к конденсатору.
Компрессоры с наклонными пластинами могут иметь от 4 до 8 поршней/плунжеров и имеют две версии: а именно компрессор с фиксированным ходом и компрессор с переменным ходом. Они описаны ниже.
Компрессор с наклонной пластиной с фиксированным ходом:
Этот компрессор приводится в движение многоременным двигателем и работает синхронно с частотой вращения двигателя (от 600 до 6000 оборотов в минуту). Магнитная муфта управляет включением и выключением компрессора, что будет объяснено позже.
Когда компрессор включен, вращающаяся наклонная пластина перемещает поршни вверх и вниз. Всасывающие и выпускные клапаны на каждом цилиндре позволяют поршням всасывать газ и перемещать его под давлением в часть системы с высоким давлением.
Компрессор с фиксированным ходом перемещает фиксированный объем за один оборот. Таким образом, производительность зависит от скорости компрессора или частоты вращения двигателя. Для регулирования производительности компрессор постоянно включается и выключается: включается при падении давления и выключается при слишком высоком давлении. Особенно у небольших двигателей включение может ощущаться как «шок» из-за необходимой мощности. Резкое включение вызывает повышенное механическое напряжение и нарушает управление, что приводит к изменению температуры охлажденного воздуха для пассажиров.
Если частота вращения двигателя слишком высока и, следовательно, давление нагнетания увеличивается, через испаритель проходит больше хладагента. Это замедляет охлаждение и может заморозить испаритель. В таких случаях магнитная муфта отключается благодаря термостату или реле давления.
Компрессор с регулируемой наклонной пластиной:
В компрессорах этого типа угол наклона пластины регулируется благодаря регулировочному устройству. При размещении наклонной пластины как можно более прямо ход поршней ограничивается, а мощность минимальна. С другой стороны, если расположить наклонную пластину максимально наклонно, поршни совершают гораздо больший ход, и производительность значительно увеличивается. Мы видим следующие версии компрессора с наклонной пластиной и переменным ходом:
- с внутренним управлением и магнитной муфтой;
- внешнее управление с магнитной муфтой и без нее.
Внутреннее управление и магнитная муфта:
На рисунке показано, как положение наклонной пластины может влиять на ход поршня. Более высокая частота вращения двигателя приводит к более высокой производительности компрессора. Это вызывает повышение давления во всей системе, что приводит в действие регулировочное устройство для повышения давления в камере наклонной пластины.
Повышенное давление заставляет наклонную пластину становиться более вертикальной, что снижает производительность. Если мощность падает, регулировочное устройство закрывается и давление в камере наклонной пластины снижается. Это заставляет пластину снова наклоняться больше, позволяя поршням совершать больший ход. Чем больше угол, тем больше ход и тем выше урожайность.
Внутренняя (механическая) система управления для регулировки положения наклонной пластины компрессора кондиционера с регулируемым ходом обычно использует давление всасывания для автоматического управления регулировкой. В этой системе используется механизм регулирования давления, который реагирует на изменения давления всасывания компрессора.
Механизм управления обычно состоит из одной или нескольких мембранных или сильфонных камер, которые соединены со стороной всасывания компрессора и с приводным валом наклонной пластины. Если давление всасывания изменяется, это вызывает движение диафрагмы или сильфона. Затем это движение передается механизму, регулирующему угол наклона пластины.
- При более высоких давлениях всасывания, например, когда увеличивается потребность в охлаждении, механизм с регулируемым давлением регулирует угол наклона пластины. Это приводит к большей длине хода поршней и, следовательно, к более высокому сжатию хладагента. Это приводит к более высокому давлению нагнетания и большей охлаждающей способности.
- При более низком давлении всасывания механизм уменьшит угол наклона пластины, что приведет к сокращению длины хода поршней и снижению сжатия хладагента. Это снижает давление нагнетания и адаптирует охлаждающую способность к уменьшенной потребности в охлаждении.
В компрессоре кондиционера с регулируемым расходом клапан управляет соединением с картером (в камере наклонного диска), а также со стороны высокого и низкого давления компрессора. На давление на стороне низкого давления влияет измеренное давление всасывания. Ниже объясняется, как работает регулирующий клапан при увеличении и уменьшении расхода.
Увеличение урожайности:
С уменьшением холодопроизводительности температура на стороне всасывания повышается и давление всасывания увеличивается. Это давление всасывания заставляет эластичный сильфон сжиматься, уменьшая его размеры. При сжатии сильфона шаровой клапан A закрывается и открывается клапан B. При этом создается соединение с картером. Это позволяет давлению в камере наклонного диска уйти на сторону низкого давления (на стороне всасывания), в результате чего наклонный диск становится более наклонным. Это приводит к увеличению производительности компрессора и увеличению холодопроизводительности.
Уменьшить урожайность:
По мере увеличения охлаждающей способности давление всасывания снижается. Давление всасывания уменьшается, а объем сильфона увеличивается, в результате чего отверстие B закрывается, а шаровой клапан A открывается. В результате газ под высоким давлением поступает и проходит через шаровой клапан A и отверстие в корпусе поворотного диска. Это гарантирует, что наклонный диск займет вертикальное положение. В результате производительность насоса снижается, а охлаждающая способность становится меньше.
Регулирующий клапан регулирует давление в камере наклонного диска. Возникающая в результате разница давлений по сравнению с давлением в пространствах сжатия приводит к наклону наклонного диска, что влияет на производительность насоса. Размер хода регулируется давлением в секции низкого давления системы кондиционирования. Компрессоры с регулируемым ходом (производительностью) обычно не имеют термостатического переключателя на испарителе. Давление на входе этих компрессоров поддерживается на уровне 2 бар.
Внешнее управление, без магнитной муфты:
В компрессоре с внешним управлением для регулирования давления в корпусе компрессора используется электромагнитный клапан. Электромагнитный клапан управляется ЭБУ (ЭБУ двигателя или ЭБУ кондиционера) посредством ШИМ-сигнала. Однако давление всасывания продолжает играть роль в процессе регулирования. ЭБУ системы кондиционирования получает такие сигналы, как желаемый режим кондиционирования воздуха (осушение, охлаждение), желаемая и фактическая температура, а также наружная температура.
На основании этого компьютер рассчитывает оптимальную настройку регулирующего клапана и, следовательно, мощность компрессора. При необходимости давление всасывания также может меняться. Практически говоря, давление всасывания варьируется от 1,0 до 3,5 бар. Низкое давление всасывания улучшает охлаждающую способность при низкой скорости компрессора. Давление всасывания выше среднего при низкой тепловой нагрузке приводит к более эффективной работе и, следовательно, к снижению расхода топлива. Тяжелая магнитная муфта теперь может быть исключена, что экономит примерно 1 кг. Обычно сцепление оснащено гасителем вибраций и механизмом проскальзывания.
Больший управляющий поток к регулирующему клапану перекрывает проход из камеры высокого давления в картер. Переменное отверстие обеспечивает пространство для выпуска газа утечки, повышающего давление, через камеру давления всасывания. Это уравнивает давление в картере (Pc) и давление всасывания Ps, переводя автомат перекоса в положение максимальной мощности.
Снижение выхода осуществляется за счет повышения давления в картере. Регулирующий клапан открывается, создавая связь между картером и камерой высокого давления. Регулирующий клапан имеет сильфон, на который влияет давление всасывания, что изменяет заданное значение. Управляющий ток, подаваемый на регулирующий клапан, действует вместе с настройкой сильфона. Небольшое регулируемое отверстие обеспечивает ограниченный поток хладагента во всасывающую камеру давления.
Смазка компрессора:
Движущиеся части всегда выделяют тепло, поэтому их необходимо смазывать. Помимо смазывающих свойств, масло также обеспечивает герметизацию и звукоизоляцию. Первоначально компрессор заполняется маслом, а смазка осуществляется распылением смазки. Этот масляный туман также достигает плунжеров и затем разносится по всей системе вместе с хладагентом. При конденсации образуется смесь хладагента и жидкого масляного тумана. Этот масляный туман снова всасывается компрессором.
Синтетическое масло PAG (полиалкиленгликоль) специально разработано для хладагента R134a и никогда не должно заменяться маслом другого типа. Однако необходимо учитывать различную вязкость, предписанную производителями. Для этого ознакомьтесь со спецификациями.
Распространенные масла PAG:
- ПАГ 46 (самая низкая вязкость)
- СТР. 100
- ПАГ 150 (самая высокая вязкость)
- Масло PAG с добавкой YF для использования с хладагентом R1234YF из-за его чувствительности к влаге в системе.
Помимо масел PAG, существуют также минеральные масла, масла PAO и POE.
- В старых системах R12 использовалось минеральное масло.
- Масло ПАО (PolyAlphaOlefin) полностью синтетическое и негигроскопичное. В этом отличие от масла PAG, которое очень гигроскопично.
- Масло POE (полиэстер) используется в электрических компрессорах кондиционеров высоковольтных автомобилей. При использовании неправильного масла (ПАГ) будет поврежден изолированный лаковый слой медного провода электродвигателя.
При установке нового компрессора в компрессоре уже есть масло (примерно от 200 до 300 мл). Это количество масла производитель указывает в документации.
Без опорожнения системы невозможно определить, сколько хладагента и масла присутствует в системе. В случае ремонта, например после замены конденсатора, небольшое количество масла будет потеряно. Производитель обычно указывает распределение в системе. В целом мы можем сохранить это распределение:
• компрессор примерно 50%
• конденсатор около 10%
• гибкая всасывающая линия около 10%
• испаритель около 20%
• фильтр/осушитель около 10%
При первом включении системы масло распределяется по всей системе. Если позже система опорожняется, а затем снова заполняется, например, при замене другой детали или во время технического обслуживания, масло можно добавить в хладагент через заправочную станцию. Очень важно следить за тем, чтобы в компрессор не попадало слишком много масла. Последствием слишком большого количества масла в системе может стать гидравлический удар в компрессоре. В системах кондиционирования с капиллярной трубкой непосредственно перед компрессором устанавливается аккумулятор, который постоянно регулирует количество масла в зависимости от количества хладагента (см. страницу, посвященную аккумулятору).
Магнитная муфта:
Шкив насоса кондиционера постоянно приводится в движение многоременным приводом. В компрессорах с наклонными пластинами с фиксированным ходом и в некоторых с регулируемым ходом магнитная муфта управляет включением и выключением компрессора кондиционера. При включении компрессора срабатывает электромагнит (1) в муфте. В результате магнит притягивает подпружиненный диск сцепления (4), создавая прочное соединение между шкивом и насосом. При выключении кондиционера электромагнит больше не активируется и его магнитная функция прекращается. Пружина диска сцепления выталкивает его из насоса. Шкив теперь продолжает вращаться вместе с многоремнем, в то время как насос (внутренний) стоит на месте.
Включение кондиционера наиболее выгодно при низких оборотах двигателя, например, при выжатом сцеплении или при работе двигателя на холостом ходу. Это сводит к минимуму износ магнитной муфты. Например, если кондиционер включить на 4500 об/мин, электромагнит активирует сцепление и возникнет большая разница в скорости между неподвижным насосом и вращающимся шкивом. Это может вызвать проскальзывание, что приведет к повышенному износу.
Звуки:
Могут появиться несколько характерных звуков:
Хлопки при включении: Громкий дребезжащий звук при включении компрессора может указывать на возможную регулировку магнитной муфты. В зависимости от типа компрессора эта регулировка может уменьшить воздушный зазор и минимизировать шум.
Жужжание насоса кондиционера: Гудящий звук указывает на неисправность насоса или, возможно, на нехватку хладагента и масла в системе. Проконсультируйтесь со специалистом по кондиционированию воздуха, чтобы проверить, опорожнить и заполнить систему необходимым количеством хладагента и масла.
Стук в насосе кондиционера: Дребезжащий звук также может указывать на неисправность насоса. Убедитесь, что магнитная муфта надежно прикреплена к насосу, чтобы предотвратить ослабление центрального болта.
Жужжание, связанное с частотой вращения двигателя: Жужжащий звук, который слышен в салоне и меняется в зависимости от частоты вращения двигателя, указывает на резонанс или вибрацию. Это может быть вызвано слишком малым количеством хладагента или резонирующими трубами кондиционера. Если уровень хладагента в норме, трубку, вызывающую вибрацию, можно определить, удерживая автомобиль при ускорении. Специальные виброгасители, например, доступные для решения конкретных проблем, таких как MINI, могут исправить эти типы вибраций.
Связанная страница:
