کمپرسور تهویه مطبوع خودرو قلب سیستم تبرید تهویه مطبوع خودرو است و نقش فشرده سازی و انتقال بخار مبرد را ایفا می کند. دو نوع کمپرسور وجود دارد: جابجایی غیر متغیر و جابجایی متغیر. طبق اصول کار مختلف، کمپرسورهای تهویه مطبوع را می توان به کمپرسورهای جابجایی ثابت و کمپرسورهای جابجایی متغیر تقسیم کرد.
بر اساس روش‌های مختلف کار، کمپرسورها را می‌توان به طور کلی به انواع رفت و برگشتی و چرخشی تقسیم کرد. کمپرسورهای رفت و برگشتی رایج شامل نوع میله اتصال میل لنگ و نوع پیستون محوری و کمپرسورهای دوار رایج شامل نوع پره چرخشی و نوع اسکرول هستند.
کمپرسور کولر خودرو قلب سیستم تبرید کولر خودرو است و نقش فشرده‌سازی و انتقال بخار مبرد را ایفا می‌کند.
طبقه‌بندی
کمپرسورها به دو نوع جابجایی متغیر و جابجایی غیر متغیر تقسیم می‌شوند.
کمپرسورهای تهویه مطبوع معمولاً بر اساس نحوه کار داخلی خود به انواع رفت و برگشتی و چرخشی تقسیم می‌شوند.
اصل کار، طبقه‌بندی ویرایش پخش
طبق اصول کار مختلف، کمپرسورهای تهویه مطبوع را می‌توان به کمپرسورهای جابجایی ثابت و کمپرسورهای جابجایی متغیر تقسیم کرد.
کمپرسور جابجایی ثابت
جابجایی کمپرسور جابجایی ثابت به طور متناسب با افزایش سرعت موتور افزایش می‌یابد. این کمپرسور نمی‌تواند به طور خودکار توان خروجی را مطابق با نیاز خنک‌کننده تغییر دهد و تأثیر نسبتاً زیادی بر مصرف سوخت موتور دارد. کنترل آن عموماً سیگنال دمای خروجی هوای اواپراتور را جمع‌آوری می‌کند. هنگامی که دما به دمای تنظیم‌شده می‌رسد، کلاچ الکترومغناطیسی کمپرسور آزاد می‌شود و کمپرسور از کار می‌افتد. هنگامی که دما افزایش می‌یابد، کلاچ الکترومغناطیسی درگیر می‌شود و کمپرسور شروع به کار می‌کند. کمپرسور جابجایی ثابت همچنین توسط فشار سیستم تهویه مطبوع کنترل می‌شود. هنگامی که فشار در خط لوله خیلی زیاد باشد، کمپرسور از کار می‌افتد.
کمپرسور کولر گازی با جابجایی متغیر
کمپرسور جابجایی متغیر می‌تواند به طور خودکار توان خروجی را مطابق با دمای تنظیم شده تنظیم کند. سیستم کنترل تهویه مطبوع سیگنال دمای خروجی هوای اواپراتور را جمع‌آوری نمی‌کند، بلکه نسبت تراکم کمپرسور را مطابق با سیگنال تغییر فشار در خط لوله تهویه مطبوع کنترل می‌کند تا به طور خودکار دمای خروجی هوا را تنظیم کند. در کل فرآیند تبرید، کمپرسور همیشه در حال کار است و تنظیم شدت تبرید به طور کامل توسط شیر تنظیم فشار نصب شده در داخل کمپرسور کنترل می‌شود. هنگامی که فشار در انتهای پرفشار خط لوله تهویه مطبوع خیلی زیاد باشد، شیر تنظیم فشار، کورس پیستون را در کمپرسور کوتاه می‌کند تا نسبت تراکم را کاهش دهد که این امر شدت تبرید را کاهش می‌دهد. هنگامی که فشار در انتهای پرفشار به سطح خاصی کاهش می‌یابد و فشار در انتهای کم فشار به سطح خاصی افزایش می‌یابد، شیر تنظیم فشار، کورس پیستون را افزایش می‌دهد تا شدت تبرید را بهبود بخشد.
طبقه‌بندی سبک کار
بر اساس روش‌های مختلف کار، کمپرسورها را می‌توان به طور کلی به انواع رفت و برگشتی و چرخشی تقسیم کرد. کمپرسورهای رفت و برگشتی رایج شامل نوع میله اتصال میل لنگ و نوع پیستون محوری و کمپرسورهای دوار رایج شامل نوع پره چرخشی و نوع اسکرول هستند.
کمپرسور شاتون میل لنگ
فرآیند کار این کمپرسور را می‌توان به چهار بخش تقسیم کرد: فشرده‌سازی، تخلیه، انبساط و مکش. هنگامی که میل‌لنگ می‌چرخد، شاتون پیستون را به حرکت رفت و برگشتی وادار می‌کند و حجم کاری متشکل از دیواره داخلی سیلندر، سرسیلندر و سطح بالایی پیستون به صورت دوره‌ای تغییر می‌کند و در نتیجه مبرد را در سیستم تبرید فشرده و منتقل می‌کند. کمپرسور شاتون میل‌لنگ، کمپرسور نسل اول است. این کمپرسور به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد، دارای فناوری تولید بالغ، ساختار ساده، الزامات کم در مواد و فناوری پردازش و هزینه نسبتاً کم است. این کمپرسور قابلیت سازگاری بالایی دارد، می‌تواند با طیف وسیعی از فشار و الزامات ظرفیت تبرید سازگار شود و قابلیت نگهداری بالایی دارد.
با این حال، کمپرسور شاتون میل لنگ نیز دارای برخی کاستی‌های آشکار است، مانند عدم توانایی در دستیابی به سرعت بالا، دستگاه بزرگ و سنگین است و دستیابی به وزن سبک آسان نیست. اگزوز ناپیوسته است، جریان هوا مستعد نوسانات است و در حین کار لرزش زیادی وجود دارد.
با توجه به ویژگی‌های ذکر شده در مورد کمپرسورهای میله‌ای-میل‌لنگ، تعداد کمی از کمپرسورهای با حجم کم از این ساختار استفاده کرده‌اند. در حال حاضر، کمپرسورهای میله‌ای-میل‌لنگ بیشتر در سیستم‌های تهویه مطبوع با حجم زیاد برای خودروهای سواری و کامیون‌ها استفاده می‌شوند.
کمپرسور پیستونی محوری
کمپرسورهای پیستونی محوری را می‌توان کمپرسورهای نسل دوم نامید و کمپرسورهای رایج، کمپرسورهای صفحه گهواره‌ای یا صفحه سواش هستند که محصولات اصلی در کمپرسورهای تهویه مطبوع خودرو هستند. اجزای اصلی یک کمپرسور صفحه سواش، شفت اصلی و صفحه سواش هستند. سیلندرها به صورت محیطی چیده شده‌اند و شفت اصلی کمپرسور در مرکز قرار دارد و جهت حرکت پیستون موازی با شفت اصلی کمپرسور است. پیستون‌های اکثر کمپرسورهای صفحه سواش به صورت پیستون‌های دو سر ساخته می‌شوند، مانند کمپرسورهای محوری ۶ سیلندر، ۳ سیلندر در جلوی کمپرسور و ۳ سیلندر دیگر در عقب کمپرسور قرار دارند. پیستون‌های دو سر در سیلندرهای مخالف به صورت پشت سر هم می‌لغزند. هنگامی که یک انتهای پیستون بخار مبرد را در سیلندر جلو فشرده می‌کند، انتهای دیگر پیستون بخار مبرد را در سیلندر عقب استنشاق می‌کند. هر سیلندر مجهز به سوپاپ‌های هوای فشار بالا و پایین است و از یک لوله فشار بالای دیگر برای اتصال محفظه‌های فشار بالای جلو و عقب استفاده می‌شود. صفحه شیب‌دار به شفت اصلی کمپرسور متصل است، لبه صفحه شیب‌دار در شیار وسط پیستون مونتاژ شده است و شیار پیستون و لبه صفحه شیب‌دار توسط بلبرینگ‌های فولادی پشتیبانی می‌شوند. هنگامی که شفت اصلی می‌چرخد، صفحه شیب‌دار نیز می‌چرخد و لبه صفحه شیب‌دار، پیستون را به حرکت رفت و برگشتی محوری سوق می‌دهد. اگر صفحه شیب‌دار یک بار بچرخد، دو پیستون جلو و عقب هر کدام یک چرخه تراکم، تخلیه، انبساط و مکش را کامل می‌کنند که معادل کار دو سیلندر است. اگر کمپرسور محوری ۶ سیلندر باشد، ۳ سیلندر و ۳ پیستون دو سر به طور مساوی در مقطع بلوک سیلندر توزیع شده‌اند. هنگامی که شفت اصلی یک بار می‌چرخد، معادل اثر ۶ سیلندر است.
کمپرسور صفحه ضربه گیر به راحتی کوچک و سبک می‌شود و می‌تواند به سرعت عمل بالایی دست یابد. این کمپرسور دارای ساختار جمع و جور، راندمان بالا و عملکرد قابل اعتماد است. پس از تحقق کنترل جابجایی متغیر، به طور گسترده در سیستم‌های تهویه مطبوع خودرو استفاده می‌شود.
کمپرسور روتاری وان
دو نوع شکل سیلندر برای کمپرسورهای پره ای چرخشی وجود دارد: دایره ای و بیضی شکل. در یک سیلندر دایره ای، شفت اصلی روتور فاصله ای خارج از مرکز از مرکز سیلندر دارد، به طوری که روتور به طور محکم بین سوراخ های مکش و تخلیه روی سطح داخلی سیلندر متصل است. در یک سیلندر بیضوی، محور اصلی روتور و مرکز بیضی بر هم منطبق هستند. پره های روی روتور، سیلندر را به چندین فضا تقسیم می کنند. هنگامی که شفت اصلی روتور را برای یک بار چرخش به حرکت در می آورد، حجم این فضاها به طور مداوم تغییر می کند و بخار مبرد نیز در این فضاها از نظر حجم و دما تغییر می کند. کمپرسورهای پره ای چرخشی سوپاپ مکش ندارند زیرا پره ها کار مکش و فشرده سازی مبرد را انجام می دهند. اگر 2 پره وجود داشته باشد، 2 فرآیند تخلیه در یک چرخش شفت اصلی وجود دارد. هرچه پره ها بیشتر باشند، نوسانات تخلیه کمپرسور کمتر است.
به عنوان یک کمپرسور نسل سوم، به دلیل اینکه حجم و وزن کمپرسور روتاری ون می‌تواند کوچک شود، به راحتی در یک محفظه موتور باریک قرار می‌گیرد، همراه با مزایای سر و صدای کم و لرزش و راندمان حجمی بالا، در سیستم‌های تهویه مطبوع خودرو نیز استفاده می‌شود. با این حال، کمپرسور روتاری ون الزامات بالایی در دقت ماشینکاری و هزینه تولید بالا دارد.
کمپرسور اسکرول
چنین کمپرسورهایی را می‌توان کمپرسورهای نسل چهارم نامید. ساختار کمپرسورهای اسکرول عمدتاً به دو نوع تقسیم می‌شود: نوع دینامیکی و استاتیکی و نوع دو دور. در حال حاضر، نوع دینامیکی و استاتیکی رایج‌ترین کاربرد است. قطعات کاری آن عمدتاً از یک توربین دینامیکی و یک توربین استاتیکی تشکیل شده‌اند. ساختار توربین‌های دینامیکی و استاتیکی بسیار شبیه به هم است و هر دو از یک صفحه انتهایی و یک دندانه مارپیچی گستراننده که از صفحه انتهایی امتداد دارد تشکیل شده‌اند. این دو به صورت خارج از مرکز چیده شده‌اند و تفاوت آنها ۱۸۰ درجه است. توربین استاتیکی ثابت است و توربین متحرک به صورت خارج از مرکز می‌چرخد و توسط میل لنگ تحت محدودیت یک مکانیسم ضد چرخش خاص جابجا می‌شود، یعنی هیچ چرخشی وجود ندارد، فقط دور می‌زند. کمپرسورهای اسکرول مزایای زیادی دارند. به عنوان مثال، کمپرسور از نظر اندازه کوچک و وزن سبک است و شافت خارج از مرکز که حرکت توربین را هدایت می‌کند می‌تواند با سرعت بالا بچرخد. از آنجا که هیچ شیر مکش و شیر تخلیه وجود ندارد، کمپرسور اسکرول به طور قابل اعتمادی کار می‌کند و تحقق حرکت با سرعت متغیر و فناوری جابجایی متغیر در آن آسان است. چندین محفظه فشرده‌سازی به طور همزمان کار می‌کنند، اختلاف فشار گاز بین محفظه‌های فشرده‌سازی مجاور کم است، نشت گاز کم است و راندمان حجمی بالا است. کمپرسورهای اسکرول به دلیل مزایای ساختار جمع و جور، راندمان بالا و صرفه‌جویی در مصرف انرژی، لرزش و سر و صدای کم و قابلیت اطمینان در کار، در زمینه تبرید کوچک به طور فزاینده‌ای مورد استفاده قرار گرفته‌اند و بنابراین به یکی از مسیرهای اصلی توسعه فناوری کمپرسور تبدیل شده‌اند.
نقص‌های رایج
کمپرسور کولر گازی به عنوان یک قطعه چرخان با سرعت بالا، احتمال خرابی بالایی دارد. ایرادات رایج آن صدای غیرعادی، نشتی و از کار افتادن است.
(1) صدای غیرعادی دلایل زیادی برای صدای غیرعادی کمپرسور وجود دارد. به عنوان مثال، کلاچ الکترومغناطیسی کمپرسور آسیب دیده است، یا داخل کمپرسور به شدت فرسوده شده است و غیره، که می‌تواند باعث صدای غیرعادی شود.
① کلاچ الکترومغناطیسی کمپرسور محل رایجی برای ایجاد صدای غیرعادی است. کمپرسور اغلب تحت بار زیاد از سرعت کم به سرعت زیاد کار می‌کند، بنابراین الزامات کلاچ الکترومغناطیسی بسیار بالا است و محل نصب کلاچ الکترومغناطیسی عموماً نزدیک به زمین است و اغلب در معرض آب باران و خاک قرار دارد. هنگامی که یاتاقان در کلاچ الکترومغناطیسی آسیب ببیند، صدای غیرعادی ایجاد می‌شود.
② علاوه بر مشکل خود کلاچ الکترومغناطیسی، سفتی تسمه محرک کمپرسور نیز مستقیماً بر عمر کلاچ الکترومغناطیسی تأثیر می‌گذارد. اگر تسمه گیربکس خیلی شل باشد، کلاچ الکترومغناطیسی مستعد لغزش است. اگر تسمه گیربکس خیلی سفت باشد، بار روی کلاچ الکترومغناطیسی افزایش می‌یابد. وقتی سفتی تسمه گیربکس درست نباشد، کمپرسور در سطح سبک کار نمی‌کند و وقتی کمپرسور سنگین باشد، آسیب می‌بیند. وقتی تسمه محرک کار می‌کند، اگر پولی کمپرسور و پولی ژنراتور در یک صفحه نباشند، عمر تسمه محرک یا کمپرسور کاهش می‌یابد.
③ مکش و بسته شدن مکرر کلاچ الکترومغناطیسی نیز باعث ایجاد صدای غیرعادی در کمپرسور می‌شود. به عنوان مثال، تولید برق ژنراتور ناکافی است، فشار سیستم تهویه مطبوع خیلی زیاد است یا بار موتور خیلی زیاد است که باعث می‌شود کلاچ الکترومغناطیسی مکرراً به داخل کشیده شود.
④ باید بین کلاچ الکترومغناطیسی و سطح نصب کمپرسور فاصله مشخصی وجود داشته باشد. اگر این فاصله خیلی زیاد باشد، ضربه نیز افزایش می‌یابد. اگر این فاصله خیلی کم باشد، کلاچ الکترومغناطیسی در حین کار با سطح نصب کمپرسور تداخل پیدا می‌کند. این نیز یکی از دلایل رایج صدای غیرعادی است.
⑤ کمپرسور هنگام کار به روانکاری قابل اعتماد نیاز دارد. هنگامی که کمپرسور فاقد روغن روان کننده باشد یا روغن روان کننده به درستی استفاده نشود، سر و صدای غیرعادی جدی در داخل کمپرسور ایجاد می‌شود و حتی باعث فرسودگی و از رده خارج شدن کمپرسور می‌شود.
(2) نشتی نشت مبرد شایع‌ترین مشکل در سیستم‌های تهویه مطبوع است. قسمت نشتی‌دار کمپرسور معمولاً در محل اتصال کمپرسور و لوله‌های فشار قوی و ضعیف قرار دارد که بررسی آن به دلیل محل نصب معمولاً دشوار است. فشار داخلی سیستم تهویه مطبوع بسیار زیاد است و هنگامی که مبرد نشت می‌کند، روغن کمپرسور از بین می‌رود که باعث می‌شود سیستم تهویه مطبوع کار نکند یا کمپرسور به خوبی روغن‌کاری نشود. روی کمپرسورهای تهویه مطبوع شیرهای محافظ فشار وجود دارد. شیرهای محافظ فشار معمولاً برای استفاده یک‌باره استفاده می‌شوند. پس از اینکه فشار سیستم خیلی زیاد شد، شیر محافظ فشار باید به موقع تعویض شود.
(3) کار نکردن دلایل زیادی برای کار نکردن کمپرسور کولر گازی وجود دارد، که معمولاً به دلیل مشکلات مدار مرتبط است. می‌توانید با اتصال مستقیم برق به کلاچ الکترومغناطیسی کمپرسور، ابتدا بررسی کنید که آیا کمپرسور آسیب دیده است یا خیر.
اقدامات احتیاطی نگهداری تهویه مطبوع
نکات ایمنی که هنگام کار با مبردها باید رعایت کنید
(1) مبرد را در فضای بسته یا نزدیک شعله باز جابجا نکنید.
(2) عینک محافظ باید پوشیده شود.
(3) از ورود مایع مبرد به چشم یا پاشیدن آن روی پوست خودداری کنید.
(4) کف مخزن مبرد را به سمت افراد نگیرید، برخی از مخازن مبرد در قسمت پایین خود دارای دستگاه‌های تخلیه اضطراری هستند.
(5) مخزن مبرد را مستقیماً در آب داغ با دمای بالاتر از 40 درجه سانتیگراد قرار ندهید.
(6) اگر مایع مبرد وارد چشم‌ها شد یا با پوست تماس پیدا کرد، آن را نمالید، فوراً آن را با آب سرد فراوان بشویید و فوراً به بیمارستان مراجعه کنید تا پزشک برای درمان حرفه‌ای پیدا کنید و سعی نکنید خودتان با آن مقابله کنید.
