Sprężarka klimatyzacji samochodowej jest sercem układu chłodzenia klimatyzacji samochodowej i odpowiada za sprężanie i transport pary czynnika chłodniczego. Istnieją dwa rodzaje sprężarek: o stałej i zmiennej wydajności. Ze względu na zasadę działania, sprężarki klimatyzacji można podzielić na sprężarki o stałej wydajności i sprężarki o zmiennej wydajności.
Ze względu na metodę pracy sprężarki można podzielić na tłokowe i rotacyjne. Do typowych sprężarek tłokowych zaliczają się sprężarki z korbowodem i tłokiem osiowym, a do typowych sprężarek rotacyjnych – łopatkowe i spiralne.
Sprężarka klimatyzacji samochodowej stanowi serce układu chłodniczego klimatyzacji samochodowej. Jej zadaniem jest sprężanie i transport pary czynnika chłodniczego.
Klasyfikacja
Sprężarki dzielą się na dwa typy: o stałej wydajności i o zmiennej wydajności.
Sprężarki klimatyzacyjne, ze względu na sposób pracy, dzielimy na tłokowe i rotacyjne.
Klasyfikacja zasad działania, edycja transmisji
Ze względu na zasadę działania sprężarki klimatyzacyjne można podzielić na sprężarki o stałej wydajności i sprężarki o zmiennej wydajności.
Sprężarka o stałej pojemności skokowej
Pojemność skokowa sprężarki o stałej wydajności wzrasta proporcjonalnie do wzrostu prędkości obrotowej silnika. Nie może ona automatycznie zmieniać mocy wyjściowej w zależności od zapotrzebowania na chłodzenie i ma stosunkowo duży wpływ na zużycie paliwa przez silnik. Jej sterowanie zazwyczaj opiera się na zbieraniu sygnału temperatury z wylotu powietrza z parownika. Gdy temperatura osiągnie zadaną wartość, sprzęgło elektromagnetyczne sprężarki zostaje zwolnione, a sprężarka przestaje pracować. Gdy temperatura wzrośnie, sprzęgło elektromagnetyczne zostaje załączone, a sprężarka zaczyna pracować. Sprężarka o stałej wydajności jest również sterowana ciśnieniem w układzie klimatyzacji. Gdy ciśnienie w rurociągu jest zbyt wysokie, sprężarka przestaje pracować.
Sprężarka klimatyzacyjna o zmiennej pojemności skokowej
Sprężarka o zmiennej pojemności skokowej może automatycznie dostosowywać moc wyjściową do ustawionej temperatury. Układ sterowania klimatyzacją nie zbiera sygnału temperatury z wylotu powietrza z parownika, lecz steruje stopniem sprężania sprężarki na podstawie sygnału zmiany ciśnienia w układzie klimatyzacji, aby automatycznie regulować temperaturę powietrza na wylocie. W całym procesie chłodzenia sprężarka pracuje nieustannie, a regulacja intensywności chłodzenia jest w pełni kontrolowana przez zawór regulacji ciśnienia zainstalowany wewnątrz sprężarki. Gdy ciśnienie po stronie wysokiego ciśnienia układu klimatyzacji jest zbyt wysokie, zawór regulacji ciśnienia skraca skok tłoka sprężarki, aby zmniejszyć stopień sprężania, co z kolei prowadzi do zmniejszenia intensywności chłodzenia. Gdy ciśnienie po stronie wysokiego ciśnienia spadnie do określonego poziomu, a ciśnienie po stronie niskiego ciśnienia wzrośnie do określonego poziomu, zawór regulacji ciśnienia zwiększa skok tłoka, aby poprawić intensywność chłodzenia.
Klasyfikacja stylu pracy
Ze względu na metodę pracy sprężarki można podzielić na tłokowe i rotacyjne. Do typowych sprężarek tłokowych zaliczają się sprężarki z korbowodem i tłokiem osiowym, a do typowych sprężarek rotacyjnych – łopatkowe i spiralne.
Kompresor korbowodu wału korbowego
Proces pracy tej sprężarki można podzielić na cztery etapy: sprężanie, wydech, rozprężanie i ssanie. Podczas obrotu wału korbowego korbowód wprawia tłok w ruch posuwisto-zwrotny, a objętość robocza, składająca się z wewnętrznej ścianki cylindra, głowicy cylindra i górnej powierzchni tłoka, zmienia się okresowo, sprężając i transportując czynnik chłodniczy w układzie chłodzenia. Sprężarka z korbowodem wału korbowego to sprężarka pierwszej generacji. Jest szeroko stosowana, charakteryzuje się dojrzałą technologią produkcji, prostą konstrukcją, niskimi wymaganiami dotyczącymi materiałów i technologii przetwarzania oraz stosunkowo niskim kosztem. Charakteryzuje się dużą adaptowalnością, może być stosowana w szerokim zakresie ciśnień i wymagań dotyczących wydajności chłodniczej oraz jest łatwa w utrzymaniu.
Sprężarka z korbowodem wału korbowego ma jednak również pewne oczywiste wady, takie jak brak możliwości osiągnięcia wysokiej prędkości obrotowej, duży rozmiar i ciężar urządzenia oraz trudności z uzyskaniem niskiej masy. Wydech jest nieciągły, przepływ powietrza jest podatny na wahania, a podczas pracy występują silne wibracje.
Ze względu na powyższe cechy sprężarek z wałem korbowym i korbowodem, niewiele sprężarek o małej pojemności skokowej stosuje tę konstrukcję. Obecnie sprężarki z wałem korbowym i korbowodem są stosowane głównie w układach klimatyzacji o dużej pojemności skokowej w samochodach osobowych i ciężarowych.
Sprężarka tłokowa osiowa
Sprężarki tłokowe osiowe można nazwać sprężarkami drugiej generacji, a najpopularniejszymi są sprężarki z płytą wahadłową lub płytą skośną, które są głównymi produktami w sprężarkach klimatyzacji samochodowej. Głównymi elementami sprężarki z płytą skośną są wał główny i płyta skośna. Cylindry są rozmieszczone obwodowo, z wałem głównym sprężarki jako środkiem, a kierunek ruchu tłoka jest równoległy do wału głównego sprężarki. Tłoki większości sprężarek z płytą skośną są wykonane jako tłoki dwugłowicowe, takie jak sprężarki osiowe 6-cylindrowe, 3 cylindry znajdują się z przodu sprężarki, a pozostałe 3 cylindry z tyłu sprężarki. Tłoki dwugłowicowe przesuwają się tandemowo w przeciwległych cylindrach. Gdy jeden koniec tłoka spręża parę czynnika chłodniczego w przednim cylindrze, drugi koniec tłoka zasysa parę czynnika chłodniczego w tylnym cylindrze. Każdy cylinder jest wyposażony w zawory wysokiego i niskiego ciśnienia, a kolejny przewód wysokiego ciśnienia łączy przednią i tylną komorę wysokiego ciśnienia. Pochylona płyta jest zamocowana na wale głównym sprężarki, krawędź pochylonej płyty jest osadzona w rowku pośrodku tłoka, a rowek tłoka i krawędź pochylonej płyty są podparte stalowymi łożyskami kulkowymi. Gdy wał główny obraca się, tarcza skośna również się obraca, a krawędź tarczy skośnej popycha tłok, aby wykonał ruch posuwisto-zwrotny. Jeden obrót tarczy skośnej powoduje, że dwa przednie i dwa tylne tłoki wykonują cykl sprężania, wydechu, rozprężania i ssania, co odpowiada pracy dwóch cylindrów. W przypadku sprężarki osiowej 6-cylindrowej, 3 cylindry i 3 dwugłowicowe tłoki są równomiernie rozmieszczone w bloku cylindrów. Jeden obrót wału głównego odpowiada pracy 6 cylindrów.
Sprężarka płytowa jest stosunkowo łatwa do miniaturyzacji i lekka, co pozwala na pracę z dużą prędkością. Charakteryzuje się kompaktową konstrukcją, wysoką wydajnością i niezawodnością. Dzięki zastosowaniu regulacji wydajności, jest szeroko stosowana w samochodowych układach klimatyzacji.
Sprężarka łopatkowa
Istnieją dwa rodzaje kształtów cylindrów sprężarek łopatkowych: okrągły i owalny. W cylindrze okrągłym główny wał wirnika ma mimośrodową odległość od środka cylindra, dzięki czemu wirnik jest ściśle przymocowany między otworami ssącymi i wylotowymi na wewnętrznej powierzchni cylindra. W cylindrze eliptycznym główna oś wirnika i środek elipsy pokrywają się. Łopatki na wirniku dzielą cylinder na kilka przestrzeni. Gdy główny wał wprawia wirnik w ruch obrotowy, objętość tych przestrzeni zmienia się w sposób ciągły, a także zmienia się objętość i temperatura pary czynnika chłodniczego w tych przestrzeniach. Sprężarki łopatkowe nie posiadają zaworu ssącego, ponieważ łopatki wykonują zadanie zasysania i sprężania czynnika chłodniczego. Jeśli są 2 łopatki, w jednym obrocie wału głównego zachodzą 2 procesy wydechowe. Im więcej łopatek, tym mniejsze wahania tłoczenia sprężarki.
Jako sprężarka trzeciej generacji, ze względu na możliwość uzyskania małej objętości i masy, sprężarka łopatkowa jest łatwa w montażu w wąskiej komorze silnika. W połączeniu z zaletami niskiego poziomu hałasu i wibracji oraz wysokiej sprawności objętościowej, jest również stosowana w samochodowych układach klimatyzacji. Znalazła jednak zastosowanie. Sprężarka łopatkowa charakteryzuje się jednak wysokimi wymaganiami dotyczącymi dokładności obróbki i wysokimi kosztami produkcji.
sprężarka spiralna
Takie sprężarki można nazwać sprężarkami czwartej generacji. Konstrukcja sprężarek spiralnych dzieli się głównie na dwa typy: dynamiczny i statyczny oraz dwuobrotowy. Obecnie najpopularniejszym zastosowaniem jest typ dynamiczny i statyczny. Jego części robocze składają się głównie z turbiny dynamicznej i turbiny statycznej. Konstrukcje turbin dynamicznych i statycznych są bardzo podobne i obie składają się z płyty końcowej i spiralnego zęba ewolwentowego rozciągającego się od płyty końcowej. Obie są ułożone mimośrodowo, a różnica wynosi 180°. Turbina statyczna jest nieruchoma, a turbina ruchoma jest mimośrodowo obracana i przesuwana przez wał korbowy pod naciskiem specjalnego mechanizmu antyrotacyjnego, to znaczy, że nie ma obrotu, tylko obrót. Sprężarki spiralne mają wiele zalet. Na przykład sprężarka jest niewielka i lekka, a wał mimośrodowy, który napędza ruch turbiny, może obracać się z dużą prędkością. Brak zaworu ssącego i tłocznego zapewnia niezawodną pracę sprężarki spiralnej, a także łatwą realizację technologii zmiennej prędkości obrotowej i zmiennej wydajności. Wiele komór sprężania pracuje jednocześnie, różnica ciśnień gazu między sąsiednimi komorami jest niewielka, wyciek gazu jest niewielki, a sprawność objętościowa wysoka. Sprężarki spiralne są coraz szerzej stosowane w małych urządzeniach chłodniczych ze względu na ich zalety, takie jak kompaktowa konstrukcja, wysoka wydajność i energooszczędność, niski poziom wibracji i hałasu oraz niezawodność, stając się jednym z głównych kierunków rozwoju technologii sprężarek.
Typowe awarie
Jako element roboczy o dużej prędkości obrotowej, sprężarka klimatyzacji jest wysoce podatna na awarie. Typowe usterki to nietypowy hałas, nieszczelność i niesprawność.
(1) Nietypowy hałas Istnieje wiele przyczyn nietypowego hałasu sprężarki. Na przykład, uszkodzenie sprzęgła elektromagnetycznego sprężarki lub poważne zużycie wnętrza sprężarki itp. może powodować nietypowy hałas.
① Sprzęgło elektromagnetyczne sprężarki to częsty element generujący nietypowe dźwięki. Sprężarka często przechodzi z niskiej do wysokiej prędkości obrotowej pod dużym obciążeniem, dlatego wymagania dotyczące sprzęgła elektromagnetycznego są bardzo wysokie. Sprzęgło elektromagnetyczne montuje się zazwyczaj blisko podłoża, co często wiąże się z narażeniem na działanie wody deszczowej i gleby. Uszkodzenie łożyska sprzęgła elektromagnetycznego powoduje powstawanie nietypowych dźwięków.
②Oprócz samego sprzęgła elektromagnetycznego, napięcie paska napędowego sprężarki również bezpośrednio wpływa na jego żywotność. Zbyt luźny pasek napędowy może powodować poślizg sprzęgła elektromagnetycznego; zbyt napięty pasek napędowy zwiększa obciążenie sprzęgła elektromagnetycznego. Nieprawidłowe napięcie paska napędowego może prowadzić do nieprawidłowej pracy sprężarki przy niskim obciążeniu, a przy dużym obciążeniu może doprowadzić do jej uszkodzenia. Jeśli podczas pracy paska napędowego koło pasowe sprężarki i generatora nie znajdują się w tej samej płaszczyźnie, skraca to żywotność paska napędowego lub sprężarki.
③ Powtarzające się zasysanie i zamykanie sprzęgła elektromagnetycznego również powoduje nienormalny hałas w sprężarce. Na przykład, gdy generator wytwarza niewystarczającą moc, ciśnienie w układzie klimatyzacji jest zbyt wysokie lub obciążenie silnika jest zbyt duże, może to powodować powtarzające się załączanie sprzęgła elektromagnetycznego.
④Pomiędzy sprzęgłem elektromagnetycznym a powierzchnią montażową sprężarki powinna być zachowana pewna szczelina. Zbyt duża szczelina zwiększy siłę uderzenia. Zbyt mała szczelina spowoduje, że sprzęgło elektromagnetyczne będzie kolidować z powierzchnią montażową sprężarki podczas pracy. Jest to również częsta przyczyna nietypowych hałasów.
⑤ Sprężarka wymaga niezawodnego smarowania podczas pracy. Brak oleju smarującego w sprężarce lub jego nieprawidłowe użycie może powodować powstawanie poważnych, nietypowych hałasów wewnątrz sprężarki, a nawet jej zużycie i uszkodzenie.
(2) Wyciek Wyciek czynnika chłodniczego jest najczęstszym problemem w układach klimatyzacji. Nieszczelna część sprężarki znajduje się zazwyczaj na połączeniu sprężarki z przewodami wysokiego i niskiego ciśnienia, gdzie zazwyczaj trudno jest to sprawdzić ze względu na miejsce instalacji. Ciśnienie wewnętrzne układu klimatyzacji jest bardzo wysokie, a gdy czynnik chłodniczy wycieknie, olej sprężarki zostanie utracony, co spowoduje, że układ klimatyzacji nie będzie działał lub sprężarka będzie słabo smarowana. Sprężarki klimatyzatorów są wyposażone w zawory bezpieczeństwa. Zawory bezpieczeństwa są zazwyczaj jednorazowego użytku. Gdy ciśnienie w układzie stanie się zbyt wysokie, zawór bezpieczeństwa należy wymienić na czas.
(3) Nie działa. Istnieje wiele przyczyn, dla których sprężarka klimatyzacji nie działa, zazwyczaj z powodu problemów z obwodem. Można wstępnie sprawdzić, czy sprężarka jest uszkodzona, podłączając bezpośrednio zasilanie do sprzęgła elektromagnetycznego sprężarki.
Środki ostrożności dotyczące konserwacji klimatyzacji
Kwestie bezpieczeństwa, o których należy pamiętać podczas obchodzenia się z czynnikami chłodniczymi
(1) Nie należy obsługiwać czynnika chłodniczego w zamkniętej przestrzeni lub w pobliżu otwartego ognia;
(2) Należy nosić okulary ochronne;
(3) Unikać dostania się ciekłego czynnika chłodniczego do oczu lub rozpryskiwania się go na skórę;
(4) Nie należy kierować dolnej części zbiornika z czynnikiem chłodniczym w stronę ludzi, niektóre zbiorniki z czynnikiem chłodniczym mają na dole urządzenia odpowietrzające awaryjne;
(5) Nie umieszczać zbiornika z czynnikiem chłodniczym bezpośrednio w gorącej wodzie o temperaturze wyższej niż 40°C;
(6) Jeśli płynny czynnik chłodniczy dostanie się do oczu lub dotknie skóry, nie pocieraj, lecz natychmiast przepłucz dużą ilością zimnej wody i natychmiast udaj się do szpitala, aby uzyskać pomoc lekarską. Nie próbuj leczyć się samodzielnie.
