Принцип работы вентилятора автомобильного кондиционера
Аннотация: Автомобильная система кондиционирования воздуха — это устройство, обеспечивающее охлаждение, обогрев, воздухообмен и очистку воздуха в салоне автомобиля. Она создает комфортные условия для пассажиров, снижает утомляемость водителя и повышает безопасность вождения. Система кондиционирования воздуха стала одним из показателей исправности автомобиля. Автомобильная система кондиционирования воздуха состоит из компрессора, вентилятора, конденсатора, осушителя с жидкостным резервуаром, расширительного клапана, испарителя и вентилятора и т. д. В данной статье в основном рассматривается принцип работы автомобильного вентилятора системы кондиционирования воздуха.
В условиях глобального потепления и повышения требований к условиям вождения все больше автомобилей оснащаются системами кондиционирования воздуха. Согласно статистике, в 2000 году 78% автомобилей, проданных в США и Канаде, были оборудованы кондиционерами, а сейчас, по консервативным оценкам, не менее 90% автомобилей имеют кондиционеры, что, помимо обеспечения комфортных условий вождения, делает вождение более комфортным. Как автовладелец, читатель должен понимать принцип их работы, чтобы более эффективно и быстро реагировать на чрезвычайные ситуации.
1. Принцип работы автомобильной холодильной системы
Принцип работы системы охлаждения автомобильного кондиционера
1. Принцип работы системы охлаждения автомобильного кондиционера.
Цикл работы системы охлаждения автомобильного кондиционера состоит из четырех процессов: сжатия, выделения тепла, дросселирования и поглощения тепла.
(1) Процесс сжатия: компрессор всасывает хладагент низкой температуры и низкого давления на выходе из испарителя, сжимает его до газа высокой температуры и высокого давления, а затем направляет в конденсатор. Основная функция этого процесса — сжатие и повышение давления газа, чтобы он легко сжижался. В процессе сжатия состояние хладагента не изменяется, а температура и давление продолжают повышаться, образуя перегретый газ.
(2) Процесс теплоотдачи: высокотемпературный и высоконапорный перегретый хладагент поступает в конденсатор (радиатор) для теплообмена с атмосферой. Вследствие снижения давления и температуры хладагент конденсируется в жидкость и выделяет большое количество тепла. Функция этого процесса заключается в отводе тепла и конденсации. Процесс конденсации характеризуется изменением состояния хладагента, то есть при условии постоянного давления и температуры он постепенно переходит из газообразного состояния в жидкое. После конденсации хладагент представляет собой высокотемпературную жидкость под высоким давлением. Хладагент переохлажден, и чем выше степень переохлаждения, тем больше способность испарения поглощать тепло в процессе испарения и тем лучше эффект охлаждения, то есть, соответственно, увеличивается холодопроизводительность.
(3) Процесс дросселирования: хладагент под высоким давлением и высокой температурой дросселируется через расширительный клапан для снижения температуры и давления, а расширительное устройство выпускается в виде мелкодисперсного тумана (капель). Цель процесса – охлаждение хладагента и снижение давления, переход от жидкости с высокой температурой и высоким давлением к жидкости с низкой температурой и давлением, чтобы облегчить поглощение тепла, контролировать холодопроизводительность и поддерживать нормальную работу холодильной системы.
4) Процесс поглощения тепла: после охлаждения и разгерметизации расширительным клапаном жидкий хладагент в виде тумана поступает в испаритель, поэтому температура кипения хладагента значительно ниже температуры внутри испарителя, в результате чего жидкий хладагент испаряется в испарителе и переходит в газообразное состояние. В процессе испарения поглощается большое количество тепла, что снижает температуру внутри автомобиля. Затем низкотемпературный и низкодавленный газообразный хладагент выходит из испарителя и ожидает повторного всасывания компрессором. Эндотермический процесс характеризуется изменением состояния хладагента из жидкого в газообразное при неизменном давлении, то есть изменение этого состояния происходит в процессе поддержания постоянного давления.
2. Автомобильная система кондиционирования воздуха, как правило, состоит из компрессоров, конденсаторов, осушителей с жидкостным резервуаром, расширительных клапанов, испарителей и вентиляторов. Как показано на рисунке 1, компоненты соединены медными (или алюминиевыми) и резиновыми трубками высокого давления, образуя замкнутую систему. Когда система охлаждения работает, различные состояния холодильной памяти циркулируют в этой замкнутой системе, и каждый цикл включает четыре основных процесса:
(1) Процесс сжатия: компрессор всасывает хладагент на выходе из испарителя при низкой температуре и давлении и сжимает его в высокотемпературный и высоконапорный компрессор для удаления газа.
(2) Процесс выделения тепла: перегретый хладагент высокой температуры и давления поступает в конденсатор, где он конденсируется в жидкость из-за снижения давления и температуры, при этом выделяется большое количество тепла.
(3) Процесс дросселирования: После того, как хладагент с высокой температурой и давлением проходит через расширительное устройство, его объем увеличивается, давление и температура резко падают, и расширительное устройство рассеивает его в виде тумана (мелких капель).
(4) Процесс поглощения тепла: жидкий хладагент в виде тумана поступает в испаритель, поэтому температура кипения хладагента значительно ниже температуры внутри испарителя, и жидкий хладагент испаряется, превращаясь в газ. В процессе испарения поглощается большое количество тепла, после чего низкотемпературный и низкодавленный пар хладагента поступает в компрессор.
2. Принцип работы воздуходувки
Обычно в автомобиле используется центробежный вентилятор, принцип работы которого аналогичен принципу работы центробежного вентилятора, за исключением того, что процесс сжатия воздуха обычно осуществляется под действием центробежной силы через несколько рабочих колес (или несколько ступеней). Вентилятор имеет высокоскоростной вращающийся ротор, лопасти которого приводят воздух в движение с высокой скоростью. Центробежная сила заставляет воздух поступать к выходному отверстию вентилятора вдоль эвольвентной линии корпуса, и высокоскоростной поток воздуха обладает определенным воздушным давлением. Новый воздух поступает через центр корпуса.
Теоретически, кривая зависимости давления от расхода центробежного вентилятора представляет собой прямую линию, но из-за сопротивления трения и других потерь внутри вентилятора фактическая кривая зависимости давления от расхода плавно снижается с увеличением расхода, а соответствующая кривая зависимости мощности от расхода центробежного вентилятора возрастает с увеличением расхода. При работе вентилятора с постоянной скоростью рабочая точка вентилятора будет перемещаться вдоль кривой зависимости давления от расхода. Рабочие условия вентилятора во время работы зависят не только от его собственных характеристик, но и от характеристик системы. При увеличении сопротивления трубопроводной сети кривая рабочих характеристик трубопровода становится круче. Основной принцип регулирования вентилятора заключается в получении требуемых рабочих условий путем изменения кривой рабочих характеристик самого вентилятора или кривой характеристик внешней трубопроводной сети. Поэтому в автомобилях устанавливаются интеллектуальные системы, помогающие автомобилю нормально работать при движении на низких, средних и высоких скоростях.
Принцип управления вентилятором
2.1 Автоматическое управление
При нажатии кнопки «автоматический режим» на панели управления кондиционером компьютер автоматически регулирует скорость вентилятора в соответствии с требуемой температурой выходящего воздуха.
При выборе направления воздушного потока «лицом» или «двойным направлением потока» и работе вентилятора на низкой скорости, скорость вращения вентилятора будет изменяться в зависимости от интенсивности солнечного излучения в пределах заданного диапазона.
(1) Работа управления низкой скоростью
При управлении на низкой скорости компьютер системы кондиционирования отключает базовое напряжение силового триода, а также отключает силовой триод и реле сверхвысокой скорости. Ток течет от двигателя вентилятора к резистору вентилятора, а затем через паяльник приводит двигатель в движение на низкой скорости.
Блок управления кондиционером состоит из следующих 7 частей: 1 батарея, 2 выключатель зажигания, 3 реле отопителя, электродвигатель вентилятора, 5 резистор вентилятора, 6 силовой транзистор, 7 предохранитель, 8 блок управления кондиционером, 9 реле высокой скорости.
(2) Работа управления средней скоростью
При управлении средней скоростью силовой триод включает температурный предохранитель, который защищает триод от перегрева. Компьютер системы кондиционирования воздуха изменяет базовый ток силового триода, изменяя управляющий сигнал вентилятора, для достижения цели беспроводного управления скоростью вращения двигателя вентилятора.
3) Работа высокоскоростного управления
В режиме высокоскоростного управления компьютер системы кондиционирования отключает базовое напряжение силового триода, его клемму № 40, и включается реле высокоскоростного режима, в результате чего ток от двигателя вентилятора протекает через реле высокоскоростного режима, а затем к клемме, заставляя двигатель вращаться с высокой скоростью.
2.2 Предварительный нагрев
В режиме автоматического управления датчик температуры, расположенный в нижней части радиатора отопителя, определяет температуру охлаждающей жидкости и осуществляет предварительный подогрев. Когда температура охлаждающей жидкости ниже 40 °C и включен автоматический выключатель, компьютер системы кондиционирования воздуха выключает вентилятор, чтобы предотвратить подачу холодного воздуха. Напротив, когда температура охлаждающей жидкости превышает 40 °C, компьютер системы кондиционирования воздуха запускает вентилятор и заставляет его вращаться с низкой скоростью. С этого момента скорость вращения вентилятора автоматически регулируется в соответствии с рассчитанным расходом воздуха и требуемой температурой выходящего воздуха.
Описанная выше функция предварительного подогрева работает только при выборе направления воздушного потока «снизу» или «двойной поток».
2.3 Регулировка воздушного потока с задержкой (только для охлаждения)
Регулировка задержки воздушного потока основана на температуре внутри охладителя, определяемой датчиком температуры испарителя.
Регулировка воздушного потока предотвращает случайный выброс горячего воздуха из кондиционера. Эта операция задержки регулировки выполняется только один раз при запуске двигателя и при соблюдении следующих условий: 1) работа компрессора; 2) переключение управления вентилятором в режим «автоматический» (автоматическое включение); 3) переключение управления воздушным потоком в режим «нагрев»; установка режима «нагрев» с помощью переключателя нагрев или установка режима «нагрев» в автоматическом режиме; 4) температура внутри охладителя выше 30℃.
Принцип работы системы регулирования задержки воздушного потока следующий:
Даже если все четыре вышеперечисленных условия выполнены и двигатель запущен, вентилятор не может быть запущен немедленно. Вентилятор работает с интервалом в 4 секунды, но при этом необходимо включить компрессор, запустить двигатель и использовать хладагент для охлаждения испарителя. Запуск вентилятора на 4 секунды включается, первые 5 секунд он работает на низкой скорости, а последние 6 секунд постепенно разгоняется до высокой. Такая работа предотвращает резкий выброс горячего воздуха из вентиляционного отверстия, который может вызвать перемешивание воздуха.
Заключительные замечания
Идеальная система кондиционирования воздуха в автомобиле с компьютерным управлением автоматически регулирует температуру, влажность, чистоту, качество воздуха и вентиляцию в салоне, обеспечивая циркуляцию воздуха с определенной скоростью и направлением для комфортной обстановки пассажиров и комфортных условий во время поездки. Она предотвращает запотевание стекол, обеспечивая водителю четкую видимость и являясь базовой гарантией безопасного вождения.
Если хотите узнать больше, продолжайте читать другие статьи на этом сайте!
Пожалуйста, позвоните нам, если вам нужны такие товары.
Компания Zhuo Meng Shanghai Auto Co., Ltd. занимается продажей автозапчастей MG и MAUXS. Приглашаем к сотрудничеству!
