Компрессор автомобильного кондиционера является сердцем системы охлаждения автомобильного кондиционера и выполняет функцию сжатия и транспортировки паров хладагента. Существует два типа компрессоров: с постоянным и переменным рабочим объемом. В зависимости от принципа работы компрессоры кондиционеров можно разделить на компрессоры с постоянным и переменным рабочим объемом.
В зависимости от способа работы компрессоры, как правило, делятся на поршневые и роторные. К распространенным поршневым компрессорам относятся компрессоры с коленчатым валом и шатунами, а к распространенным роторным компрессорам — компрессоры с роторно-лопастными и спиральными компрессорами.
Компрессор автомобильного кондиционера является сердцем системы охлаждения автомобильного кондиционера и выполняет функцию сжатия и транспортировки паров хладагента.
Классификация
Компрессоры делятся на два типа: с нерегулируемым рабочим объемом и с регулируемым рабочим объемом.
Компрессоры кондиционеров, как правило, делятся на поршневые и роторные в зависимости от способа их работы.
Принцип работы: классификация, редактирование, трансляция.
В зависимости от принципа работы компрессоры кондиционеров можно разделить на компрессоры с фиксированным рабочим объемом и компрессоры с переменным рабочим объемом.
Компрессор с фиксированным рабочим объемом
Рабочий объём компрессора с фиксированным рабочим объёмом увеличивается пропорционально увеличению частоты вращения двигателя. Он не может автоматически изменять выходную мощность в зависимости от потребности в охлаждении и оказывает относительно большое влияние на расход топлива двигателя. Управление им обычно осуществляется за счёт сбора температурного сигнала с выхода воздуха из испарителя. Когда температура достигает заданного значения, электромагнитная муфта компрессора размыкается, и компрессор останавливается. При повышении температуры электромагнитная муфта включается, и компрессор начинает работать. Управление компрессором с фиксированным рабочим объёмом также осуществляется за счёт давления в системе кондиционирования воздуха. При слишком высоком давлении в трубопроводе компрессор останавливается.
Компрессор кондиционера с регулируемым рабочим объемом
Компрессор с регулируемым рабочим объемом может автоматически регулировать выходную мощность в зависимости от заданной температуры. Система управления кондиционером не собирает температурный сигнал с выхода воздуха из испарителя, а регулирует степень сжатия компрессора в соответствии с сигналом изменения давления в трубопроводе кондиционера, автоматически регулируя температуру воздуха на выходе. В течение всего процесса охлаждения компрессор работает постоянно, а регулировка интенсивности охлаждения полностью контролируется регулирующим клапаном давления, установленным внутри компрессора. Когда давление на конце высокого давления трубопровода кондиционера слишком высокое, регулирующий клапан давления сокращает ход поршня в компрессоре, уменьшая степень сжатия, что снижает интенсивность охлаждения. Когда давление на конце высокого давления падает до определенного уровня, а давление на конце низкого давления повышается до определенного уровня, регулирующий клапан давления увеличивает ход поршня для повышения интенсивности охлаждения.
Классификация стиля работы
В зависимости от способа работы компрессоры, как правило, делятся на поршневые и роторные. К распространенным поршневым компрессорам относятся компрессоры с коленчатым валом и шатунами, а к распространенным роторным компрессорам — компрессоры с роторно-лопастными и спиральными компрессорами.
Компрессор шатунов коленчатого вала
Рабочий процесс этого компрессора можно разделить на четыре этапа: сжатие, выпуск, расширение и всасывание. При вращении коленчатого вала шатун приводит в движение поршень, а рабочий объем, состоящий из внутренней стенки цилиндра, головки цилиндра и верхней поверхности поршня, периодически изменяется, тем самым сжимая и транспортируя хладагент в холодильной системе. Компрессор с коленчатым валом и шатуном — это компрессор первого поколения. Он широко используется, имеет отработанную технологию производства, простую конструкцию, низкие требования к обрабатываемым материалам и технологии обработки, а также относительно низкую стоимость. Он обладает высокой адаптивностью, может адаптироваться к широкому диапазону давления и требованиям к холодопроизводительности, а также отличается высокой ремонтопригодностью.
Однако компрессор с коленчатым валом и шатунами также имеет ряд очевидных недостатков, таких как невозможность достижения высокой скорости, большие размеры и вес машины, а также сложность достижения малого веса. Выхлопные газы выходят прерывисто, поток воздуха подвержен колебаниям, и во время работы возникает сильная вибрация.
Ввиду вышеуказанных особенностей коленчато-шатунных компрессоров, лишь немногие малообъемные компрессоры используют эту конструкцию. В настоящее время коленчато-шатунные компрессоры в основном применяются в крупнообъемных системах кондиционирования воздуха для легковых и грузовых автомобилей.
Аксиально-поршневой компрессор
Аксиально-поршневые компрессоры можно назвать компрессорами второго поколения, и наиболее распространенными являются компрессоры с качающейся или наклонной шайбой, которые являются основными продуктами в автомобильных кондиционерах. Основными компонентами компрессора с наклонной шайбой являются главный вал и наклонная шайба. Цилиндры расположены по окружности, центром является главный вал компрессора, а направление движения поршня параллельно главному валу компрессора. Поршни большинства компрессоров с наклонной шайбой выполнены в виде двухпоршневых, например, в 6-цилиндровых аксиально-поршневых компрессорах 3 цилиндра расположены в передней части компрессора, а остальные 3 — в задней. Двухпоршневые поршни скользят тандемом в противоположных цилиндрах. Когда один конец поршня сжимает пары хладагента в переднем цилиндре, другой конец поршня всасывает пары хладагента в заднем цилиндре. Каждый цилиндр оснащен клапанами высокого и низкого давления, а для соединения передней и задней камер высокого давления используется труба высокого давления. Наклонная пластина закреплена на главном валу компрессора, край наклонной пластины установлен в канавке в середине поршня, а канавка поршня и край наклонной пластины поддерживаются стальными шарикоподшипниками. При вращении главного вала наклонная шайба также вращается, и край наклонной шайбы толкает поршень, заставляя его совершать осевое движение. При одном обороте наклонной шайбы передний и задний два поршня совершают цикл сжатия, выпуска, расширения и всасывания, что эквивалентно работе двух цилиндров. Если это осевой 6-цилиндровый компрессор, то 3 цилиндра и 3 двухголовочных поршня равномерно распределены по сечению блока цилиндров. При одном обороте главного вала это эквивалентно эффекту 6 цилиндров.
Компрессор с наклонной шайбой относительно легко миниатюризировать и уменьшить его вес, а также обеспечить высокоскоростную работу. Он обладает компактной конструкцией, высокой эффективностью и надежной работой. После реализации регулирования рабочего объема он широко используется в автомобильных кондиционерах.
Роторно-лопастной компрессор
Для роторно-лопастных компрессоров существует два типа форм цилиндров: круглая и овальная. В круглом цилиндре главный вал ротора имеет эксцентрическое расстояние от центра цилиндра, так что ротор плотно прилегает между всасывающим и выпускным отверстиями на внутренней поверхности цилиндра. В эллиптическом цилиндре главная ось ротора и центр эллипса совпадают. Лопатки ротора делят цилиндр на несколько пространств. Когда главный вал приводит ротор во вращение, объем этих пространств непрерывно изменяется, и пар хладагента также изменяется по объему и температуре в этих пространствах. Роторно-лопастные компрессоры не имеют всасывающего клапана, поскольку лопатки выполняют функцию всасывания и сжатия хладагента. Если лопаток 2, то за один оборот главного вала происходит 2 процесса выпуска. Чем больше лопаток, тем меньше колебания напора компрессора.
Роторно-лопастной компрессор, как компрессор третьего поколения, благодаря возможности уменьшения объема и веса, легко размещается в узком моторном отсеке, а также обладает преимуществами низкого уровня шума и вибрации и высокой объемной эффективности, поэтому он также используется в автомобильных системах кондиционирования воздуха. Однако роторно-лопастной компрессор предъявляет высокие требования к точности обработки и имеет высокую себестоимость производства.
спиральный компрессор
Такие компрессоры можно отнести к компрессорам 4-го поколения. Конструкция спиральных компрессоров в основном делится на два типа: динамический и статический, а также двухвальный. В настоящее время наиболее распространенным является динамический и статический тип. Его рабочие части в основном состоят из динамической и статической турбин. Конструкции динамической и статической турбин очень похожи: обе состоят из торцевой пластины и эвольвентного спирального зуба, отходящего от торцевой пластины, которые расположены эксцентрично, с разницей в 180°. Статическая турбина неподвижна, а подвижная турбина эксцентрично вращается и перемещается коленчатым валом под действием специального противовращательного механизма, то есть вращения нет, только вращение. Спиральные компрессоры обладают многими преимуществами. Например, компрессор имеет небольшие размеры и малый вес, а эксцентриковый вал, приводящий в движение турбину, может вращаться с высокой скоростью. Благодаря отсутствию всасывающего и нагнетательного клапанов, спиральный компрессор работает надежно, и легко реализуется технология переменной скорости и переменного рабочего объема. Одновременное функционирование нескольких камер сжатия обеспечивает небольшую разницу давлений газа между соседними камерами, малую утечку газа и высокую объемную эффективность. Спиральные компрессоры все шире используются в малогабаритном холодильном оборудовании благодаря своим преимуществам: компактной конструкции, высокой эффективности и энергосбережению, низкой вибрации и шумоизоляции, а также надежности работы, и поэтому стали одним из основных направлений развития компрессорной техники.
Распространенные неисправности
Компрессор кондиционера, являясь вращающейся с высокой скоростью рабочей частью, имеет высокую вероятность поломки. Наиболее распространенные неисправности включают в себя посторонние шумы, утечки и неработоспособность.
(1) Ненормальный шум. Причин ненормального шума компрессора много. Например, повреждение электромагнитной муфты компрессора или сильный износ внутренних частей компрессора и т. д., что может вызывать ненормальный шум.
① Электромагнитная муфта компрессора — распространенное место возникновения посторонних шумов. Компрессор часто работает на высоких оборотах при большой нагрузке, поэтому к электромагнитной муфте предъявляются очень высокие требования. Место установки электромагнитной муфты обычно находится близко к земле и часто подвергается воздействию дождевой воды и грунта. При повреждении подшипника в электромагнитной муфте возникает посторонний шум.
②Помимо проблемы самого электромагнитного сцепления, натяжение приводного ремня компрессора также напрямую влияет на срок его службы. Если приводной ремень слишком ослаблен, электромагнитное сцепление склонно к проскальзыванию; если ремень слишком натянут, нагрузка на электромагнитное сцепление увеличивается. При неправильном натяжении приводного ремня компрессор не будет работать даже при небольшой нагрузке, а при большой нагрузке он может выйти из строя. Если при работе приводного ремня шкивы компрессора и генератора находятся не в одной плоскости, это сократит срок службы приводного ремня или компрессора.
③ Повторное всасывание и замыкание электромагнитной муфты также может вызывать посторонние шумы в компрессоре. Например, недостаточная мощность генератора, слишком высокое давление в системе кондиционирования воздуха или слишком большая нагрузка на двигатель могут привести к многократному срабатыванию электромагнитной муфты.
④ Между электромагнитной муфтой и поверхностью крепления компрессора должен быть определенный зазор. Если зазор слишком велик, это также усилит воздействие. Если зазор слишком мал, электромагнитная муфта будет мешать поверхности крепления компрессора во время работы. Это также является распространенной причиной ненормального шума.
⑤ Компрессору необходима надежная смазка во время работы. При недостатке смазочного масла или его неправильном использовании внутри компрессора возникают серьезные посторонние шумы, которые могут даже привести к износу и выходу компрессора из строя.
(2) Утечка хладагента. Утечка хладагента — наиболее распространенная проблема в системах кондиционирования воздуха. Утечка обычно происходит в месте соединения компрессора с трубами высокого и низкого давления, где проверку обычно сложно провести из-за места установки. Внутреннее давление в системе кондиционирования воздуха очень высокое, и при утечке хладагента происходит потеря компрессорного масла, что приводит к неисправности системы кондиционирования или недостаточной смазке компрессора. На компрессорах кондиционеров имеются предохранительные клапаны. Предохранительные клапаны обычно используются однократно. После того, как давление в системе становится слишком высоким, предохранительный клапан следует своевременно заменить.
(3) Неисправность. Существует множество причин, по которым компрессор кондиционера может не работать, обычно это связано с проблемами в цепи. Предварительно проверить, не поврежден ли компрессор, можно напрямую подать питание на электромагнитную муфту компрессора.
Меры предосторожности при техническом обслуживании кондиционеров
Меры безопасности, которые необходимо соблюдать при обращении с хладагентами.
(1) Не работайте с хладагентом в закрытом помещении или вблизи открытого огня;
(2) Необходимо носить защитные очки;
(3) Избегайте попадания жидкого хладагента в глаза или на кожу;
(4) Не направляйте дно баллона с хладагентом на людей, некоторые баллоны с хладагентом имеют аварийные вентиляционные устройства внизу;
(5) Не ставьте баллон с хладагентом непосредственно в горячую воду с температурой выше 40°C;
(6) Если жидкий хладагент попал в глаза или на кожу, не трите, немедленно промойте большим количеством холодной воды и немедленно обратитесь в больницу к врачу для профессионального лечения, и не пытайтесь справиться с этим самостоятельно.
