Предмети:
- Вступ
- Крильчатий/лопатевий насос
- Компресор поршневий (поршневий, колінчастий)
- Введення компресора з поворотною пластиною
- Компресор з перекидною пластиною з фіксованим ходом
- Компресор пластини зі змінним ходом нахилу (з внутрішнім і зовнішнім керуванням)
- Мастило компресора
- Магнітна муфта
- Гелюйден
Вступ:
Компресор перекачує газоподібний холодоагент з кондиціонера через всю систему. Тиск і температура холодоагенту зростають, коли він виходить із компресора. Існують різні типи компресорів, які можна використовувати для кондиціонування повітря. У сучасних системах кондиціонування автомобіля використовуються поршневі компресори. «Взаємозворотний» означає, що деталі компресора здійснюють рух вперед і назад. Роботу цих компресорів можна порівняти з роботою поршневого двигуна. Поршневі компресори також бувають двох типів, а саме типу колінчастого вала та компресора з перекидною пластиною. У сучасних автомобілях використовуються компресори з перекидною пластиною, які в свою чергу поділяються на два види: компресор з перекидною пластиною з фіксованим ходом і варіант із змінним ходом. Насос системи кондиціонування повітря, як і генератор змінного струму та насос гідропідсилювача керма, у двигунах внутрішнього згоряння приводиться в рух багаторемінним ременем (див. зображення нижче). Ми знаходимо електричні компресори кондиціонерів у гібридних і повністю електричних автомобілях. Електричний двигун живиться від системи HV і приводить в дію компресор.
Компресор кондиціонера всмоктує газоподібний холодоагент із випарника, що підтримує низький тиск у випарнику та сприяє випаровуванню холодоагенту навіть за низьких температур. Компресор стискає газоподібний холодоагент, що призводить до переходу від низького до високого тиску. Це підвищення тиску та температури призводить до того, що холодоагент перетворюється з газоподібного на рідкий.
На тиск, що створюється компресором кондиціонера, впливає кілька факторів, зокрема:
- Частота обертання двигуна (для двигунів внутрішнього згоряння);
- тип і кількість холодоагенту;
- Температура холодоагенту;
- Тип і конструкція компресора кондиціонера, що визначає його потужність;
- Регулювання магнітної муфти;
- Температура навколишнього середовища.
Після стиснення холодоагент виходить із компресора при температурі приблизно 70 градусів Цельсія. Потім ця температура знижується в конденсаторі.
У наступних параграфах розглядаються різні версії компресорів кондиціонерів, які можуть або не можуть використовуватися в автомобільній промисловості.
Крило/лопатевий насос:
Цей насос рідко використовується в системі кондиціонування автомобіля. Однак його можна застосовувати в окремих холодильних установках для різних продуктів.
Робота: (сірий) диск обертається вправо за годинниковою стрілкою. Жовті плунжери притискаються до стінки під дією відцентрової сили (відцентрова сила), в результаті чого різні камери відокремлюються одна від одної. Холодоагент надходить внизу праворуч і йде до маленького синього простору. Обертання збільшує цей простір, що призводить до негативного тиску. Насос продовжує працювати, через що холодоагент надходить у червону зону. Тут простір приміщення стає все меншим і меншим, що призводить до тиску (стиску) холодоагенту. У кінці червоної камери знаходиться випускний клапан, через який холодоагент витісняється.
Компресор поршневий (поршневий, колінчастий):
Цей насос, як і крильчатий насос, рідко використовується в системі кондиціонування повітря автомобіля. Однак його також можна застосовувати в окремих охолоджуючих установках для різних продуктів. На зображенні нижче показано поршневий компресор, де 1 позначає впускний клапан, а 2 — випускний клапан. Рух поршня і колінчастого вала можна порівняти з рухом звичайного двигуна Отто або дизельного двигуна.
Робота: поршень рухається від ВМТ (Верхня мертва точка) до ОВП (Нижня мертва точка) (зверху вниз), викликаючи відкриття впускного клапана 1. Холодоагент втягується в циліндр під тиском. Потім поршень рухається від ODP до TDC і притискає впускний клапан назад до його сідла. Рух вгору також піднімає випускний клапан 2 з його гнізда. Тепер холодоагент може покинути циліндр. Випускний клапан знову закривається. Потім цикл починається знову.
Введення компресора з нахилом:
Компресори з похилою пластиною, також відомі як компресори з похилою пластиною, майже завжди використовуються в автомобільних системах кондиціонування повітря. Вони потрапляють у категорію «зворотних» через їхні рухомі частини, які рухаються вгору та вниз.
На ілюстрації ми бачимо лінійний малюнок і розріз компресора з перекидною пластиною. Поршень здійснює горизонтальний хід, який визначається кутом нахилу пластини. На цьому зображенні пластина знаходиться під максимальним нахилом, що означає, що поршень може здійснювати максимальний горизонтальний рух (позначено червоним простором стиснення в циліндрі). На трьох малюнках (зверху вниз) ми бачимо повний натискний хід поршня в результаті обертання перекидної пластини.
У цій ситуації насос забезпечує максимальну продуктивність, оскільки перекидна пластина зробила максимальний хід. Якщо бажано знизити продуктивність через те, що тиск стає надто високим, і через занадто велику кількість холодоагенту може виникнути явище замерзання випарника, магнітна муфта компресора з «фіксованим ходом» від’єднується, щоб компресор більше не працював. керований. У компресора зі «змінним ходом» пластина менше «нахиляється». Кут нахилу пластини менший, що також зменшує хід поршня. Компресори з фіксованим і змінним ходом описані далі на сторінці.
Над кожним поршнем розташовано 2 клапани, прикріплені до пластинчастої пружини: всмоктувальний і нагнітальний. Коли поршень рухається від ВМТ до ODP, він виштовхує холодоагент через випускний клапан у лінію високого тиску до конденсатора.
Компресори з перекидною пластиною можуть мати від 4 до 8 поршнів/плунжерів і мають дві версії: а саме компресор із фіксованим ходом та компресор зі змінним ходом. Вони описані нижче.
Компресор з нахилом пластини з фіксованим ходом:
Цей компресор приводиться в дію багатоременним двигуном і працює синхронно з частотою обертання двигуна (від 600 до 6000 обертів на хвилину). Магнітна муфта керує вмиканням і вимиканням компресора, про що буде розказано далі.
Коли компресор увімкнено, обертова пластина нахилу переміщує поршні вгору та вниз. Всмоктувальний і випускний клапани на кожному циліндрі дозволяють поршням всмоктувати газ і переміщувати його під тиском до частини системи високого тиску.
Компресор із фіксованим ходом переміщує фіксований об’єм за один оберт. Таким чином, продуктивність залежить від частоти обертання компресора або двигуна. Для регулювання потужності компресор безперервно вмикається і вимикається: вмикається, коли тиск падає, і вимикається, коли тиск занадто високий. Особливо для маленьких двигунів увімкнення може сприйматися як «шок» через необхідну потужність. Раптове ввімкнення викликає підвищене механічне навантаження та порушує керування, що призводить до коливань температури охолодженого повітря для мешканців.
Якщо оберти двигуна занадто високі, а тому тиск нагнітання зростає, через випарник протікає більше холодоагенту. Це сповільнює охолодження і може заморозити випарник. У таких випадках магнітна муфта вимикається за допомогою термостата або реле тиску.
Компресор пластини зі змінним ходом нахилу:
У цьому типі компресора кут нахилу пластини регулюється завдяки регулювальному пристрою. Розміщуючи поворотну пластину якомога пряміше, хід поршнів обмежується, а продуктивність мінімальна. З іншого боку, розміщуючи поворотну пластину якомога похило, поршні роблять набагато більший хід і продуктивність значно збільшується. Ми бачимо наступні версії компресора з перекидною пластиною зі змінним ходом:
- з внутрішнім керуванням і магнітною муфтою;
- зовнішнє керування з магнітною муфтою та без неї.
Внутрішній контроль і магнітна муфта:
На малюнку показано, як положення пластини нахилу може впливати на хід поршня. Вища швидкість двигуна призводить до більшої продуктивності компресора. Це спричиняє підвищення тиску в усій системі, що спрацьовує регулювальним пристроєм для підвищення тиску в камері нахиляної пластини.
Підвищений тиск змушує пластину нахилу стати більш вертикальною, що зменшує місткість. Якщо потужність падає, пристрій регулювання закривається, і тиск у камері поворотної пластини знижується. Це призводить до того, що пластина знову стає більш нахиленою, дозволяючи поршням здійснювати більший хід. Чим більший кут, тим більший хід і більша врожайність.
Внутрішня (механічна) система керування для регулювання положення пластини нахилу на компресорі кондиціонера зі змінним ходом зазвичай використовує тиск всмоктування для автоматичного керування регулюванням. У цій системі використовується механізм регулювання тиску, який реагує на зміни тиску всмоктування компресора.
Механізм керування зазвичай складається з однієї або кількох мембранних або сильфонних камер, які з’єднані зі стороною всмоктування компресора та приводним валом перекидної пластини. Якщо тиск всмоктування змінюється, це викликає рух діафрагми або сильфона. Потім цей рух передається механізму, який регулює кут нахилу пластини.
- При вищому тиску всмоктування, наприклад, коли потреба в охолодженні зростає, механізм керування тиском регулюватиме кут нахилу пластини. Це призводить до більшої довжини ходу поршнів і, отже, до більш високого стиснення холодоагенту. Це призводить до більш високого тиску нагнітання та більшої холодопродуктивності.
- При нижчому тиску всмоктування механізм зменшить кут нахилу пластини, що призведе до меншої довжини ходу поршнів і меншого стиснення холодоагенту. Це знижує тиск нагнітання та адаптує потужність охолодження до зменшеної потреби в охолодженні.
У компресорі кондиціонера зі змінним потоком клапан контролює з’єднання з картером (у камері диска, що нахиляється), а також сторони високого та низького тиску компресора. На тиск на стороні низького тиску впливає виміряний тиск всмоктування. Далі пояснюється, як працює регулюючий клапан, коли потік збільшується та зменшується.
Збільшити врожайність:
При зниженні потужності охолодження температура на стороні всмоктування підвищується, а тиск всмоктування зростає. Цей тиск всмоктування змушує еластичний сильфон стискатися, роблячи його меншим. Коли сильфон стискається, кульовий клапан A закривається, а клапан B відкривається. Це створює з’єднання з картером. Це дозволяє тиску в камері перекидного диска виходити на бік низького тиску (на стороні всмоктування), в результаті чого перекидний диск стає більш нахиленим. Це призводить до більшої продуктивності компресора та збільшення холодопродуктивності.
Зменшити врожайність:
Зі збільшенням потужності охолодження тиск всмоктування зменшується. Тиск всмоктування зменшується, а сильфон збільшується в об’ємі, в результаті чого отвір B закривається, а кульовий кран A відкривається. Це спричиняє надходження газу під високим тиском, який через кульовий кран А та отвір надходить до корпусу диска, що нахиляється. Це гарантує, що диск нахилу прийде у вертикальне положення. В результаті потужність насоса зменшується, а холодопродуктивність стає меншою.
Регулюючий клапан регулює тиск у камері перекидного диска. Результуюча різниця тиску в порівнянні з тиском у просторі стиснення призводить до нахилу перекидного диска, що впливає на продуктивність насоса. Величина ходу контролюється тиском у секції низького тиску системи кондиціонування повітря. Компресори зі змінним ходом (потужністю) зазвичай не мають перемикача термостата на випарнику. Вхідний тиск цих компресорів підтримується на рівні 2 бар.
Зовнішнє керування, без магнітної муфти:
У компресорі із зовнішнім керуванням для регулювання тиску в корпусі компресора використовується електромагнітний клапан. Електромагнітним клапаном керує ECU (ECU двигуна або кондиціонера) за допомогою сигналу PWM. Однак тиск всмоктування продовжує відігравати важливу роль у процесі керування. ЕБУ системи кондиціонування повітря отримує такі сигнали, як бажаний режим кондиціонування повітря (осушення, охолодження), бажану та фактичну температуру, а також зовнішню температуру.
На основі цього комп’ютер розраховує оптимальне налаштування регулюючого клапана, а отже, і потужність компресора. При необхідності тиск всмоктування також може змінюватися. На практиці тиск всмоктування коливається від 1,0 до 3,5 бар. Низький тиск всмоктування покращує охолоджувальну здатність при низькій швидкості компресора. Тиск всмоктування, вищий за середній, при низькому тепловому навантаженні забезпечує більш ефективну роботу і, отже, меншу витрату палива. Тепер можна відмовитися від важкої магнітної муфти, що економить приблизно 1 кг. Зазвичай зчеплення оснащене гасником коливань і механізмом ковзання.
Більший керуючий потік до регулювального клапана закриває прохід від камери високого тиску до картера. Змінний отвір забезпечує простір для скидання витоку газу, що підвищує тиск, через камеру тиску всмоктування. Це вирівнює тиск в картері (Pc) і тиск всмоктування Ps, переводячи перекидну пластину в положення для максимальної потужності.
Зменшення текучості відбувається за рахунок підвищення тиску в картері. Відкривається регулюючий клапан, створюючи зв'язок між картером і камерою високого тиску. Регулюючий клапан має сильфон, на який впливає тиск всмоктування, що змінює задане значення. Керуючий струм до регулювального клапана працює разом із налаштуванням сильфона. Невеликий змінний отвір дозволяє обмежити потік холодоагенту до камери тиску всмоктування.
Мастило компресора:
Рухомі частини завжди виділяють тепло, тому їх необхідно змащувати. Крім змащувальних властивостей, масло також забезпечує герметичність і звукоізоляцію. Спочатку компресор заповнюється маслом, а змащування здійснюється за допомогою мастила туманом. Цей масляний туман також досягає плунжерів, а потім разом із холодоагентом переноситься через всю систему. Під час конденсації утворюється суміш холодоагенту та рідкого масляного туману. Цей масляний туман знову всмоктується компресором.
Синтетичне масло PAG (поліалкіленгліколь) спеціально розроблено для холодоагенту R134a, і його ніколи не можна замінювати іншим типом масла. Однак слід враховувати різну в’язкість, яку призначають виробники. Зверніться до специфікацій для цього.
Поширені PAG масла:
- PAG 46 (найнижча в'язкість)
- СТОР. 100
- PAG 150 (найвища в'язкість)
- Масло PAG з добавкою YF для використання з холодоагентом R1234YF, через його чутливість до вологи в системі.
Крім масел PAG існують також мінеральні, PAO і POE масла.
- У старих системах R12 використовувалося мінеральне масло.
- PAO масло (PolyAlphaOlefin) є повністю синтетичним і негігроскопічним. Це на відміну від PAG-олії, яка є високогігроскопічною.
- Масло POE (поліестер) використовується в електричних компресорах кондиціонерів високовольтних автомобілів. Якщо використовується невідповідне масло (PAG), ізольований шар лаку мідного дроту електродвигуна буде пошкоджено.
При установці нового компресора в компресорі вже є масло (приблизно 200-300 мл). Цю кількість масла виробник вказує в документації.
Без спорожнення системи неможливо визначити, скільки холодоагенту та масла в системі. У разі ремонту, наприклад після заміни конденсатора, буде втрачено невелику кількість масла. Виробник зазвичай вказує розподіл в системі. Загалом ми можемо зберегти цей розподіл:
• компресор приблизно 50%
• конденсатор приблизно 10%
• гнучка лінія всмоктування приблизно 10%
• випарник приблизно 20%
• фільтр/осушувач приблизно 10%
Коли система вмикається вперше, масло розподіляється по системі. Якщо згодом систему злити, а потім знову наповнити, наприклад, під час заміни іншої частини або під час технічного обслуговування, масло можна додати до холодоагенту через заправну станцію. Важливо переконатися, що в компресор не потрапляє занадто багато масла. Наслідком занадто великої кількості масла в системі може стати те, що компресор зазнає ударної рідини. У системах кондиціонування з капілярною трубкою безпосередньо перед компресором встановлений акумулятор, який постійно підлаштовує кількість масла під кількість холодоагенту (див. сторінку про акумулятор).
Магнітна муфта:
Шків насоса кондиціонера безперервно приводиться в рух мультипасом. У компресорах з поворотною пластиною з фіксованим ходом і в деяких зі змінним ходом магнітна муфта керує вмиканням і вимиканням компресора кондиціонера. При включенні компресора спрацьовує електромагніт (1) у муфті. Це змушує магніт притягувати встановлений на пружині диск зчеплення (4), створюючи міцне з’єднання між шківом і насосом. Коли кондиціонер вимикається, електромагніт більше не активується, і його магнітна функція припиняється. Пружина диска зчеплення відштовхує його від насоса. Тепер шків продовжує обертатися разом із мультиременем, тоді як насос (всередині) зупиняється.
Вмикання кондиціонера є найбільш корисним, коли двигун обертається на низькій швидкості, наприклад, коли натиснуто зчеплення або коли двигун працює на холостому ходу. Це мінімізує знос магнітної муфти. Наприклад, якщо кондиціонер включити на 4500 об/хв, то електромагніт активує зчеплення і виникне велика різниця в обертах між нерухомим насосом і обертовим шківом. Це може призвести до ковзання, що призведе до збільшення зносу.
Звуки:
Можуть виникати кілька характерних звуків:
Звук плескання при включенні: Гучний стукіт при включенні компресора може свідчити про можливе регулювання магнітної муфти. Залежно від типу компресора це регулювання може зменшити повітряний зазор і мінімізувати шум.
Гудіння насоса кондиціонера: Дзижчання вказує на несправність насоса або, можливо, на нестачу холодоагенту та масла в системі. Зверніться до фахівця з кондиціонування повітря, щоб перевірити, спорожнити та заповнити систему правильною кількістю холодоагенту та масла.
Гук від насоса кондиціонера: Скрекіт також може свідчити про несправність насоса. Перевірте, чи магнітна муфта надійно прикріплена до насоса, щоб запобігти ослабленню центрального болта.
Дзижчання, пов'язане з частотою обертання двигуна: Дзижчання, яке чутно в салоні та змінюється залежно від обертів двигуна, вказує на резонанс або вібрацію. Це може бути викликано занадто малою кількістю холодоагенту або резонансними трубками кондиціонера. Якщо рівень холодоагенту нормальний, трубку, що викликає вібрацію, можна визначити, утримуючи її під час прискорення. Спеціальні амортизатори вібрації, такі як ті, що доступні для конкретних проблем, таких як MINI, можуть усунути ці типи вібрацій.
Пов'язана сторінка:
