Il compressore per l'aria condizionata automobilistica è il cuore del sistema di refrigerazione e ha il compito di comprimere e trasportare il vapore refrigerante. Esistono due tipi di compressori: a cilindrata fissa e a cilindrata variabile. In base ai diversi principi di funzionamento, i compressori per l'aria condizionata possono essere suddivisi in compressori a cilindrata fissa e compressori a cilindrata variabile.
In base al metodo di funzionamento, i compressori possono essere generalmente suddivisi in alternativi e rotativi. I compressori alternativi più comuni includono quelli a biella e a pistone assiale, mentre i compressori rotativi più comuni includono quelli a palette rotanti e a spirale.
Il compressore del climatizzatore automobilistico è il cuore del sistema di refrigerazione del climatizzatore dell'auto e ha il compito di comprimere e trasportare il vapore refrigerante.
Classificazione
I compressori si dividono in due tipi: a cilindrata fissa e a cilindrata variabile.
I compressori per l'aria condizionata si dividono generalmente in compressori alternativi e compressori rotativi a seconda del loro metodo di funzionamento interno.
Principio di funzionamento classificazione modifica trasmissione
In base ai diversi principi di funzionamento, i compressori per l'aria condizionata possono essere suddivisi in compressori a cilindrata fissa e compressori a cilindrata variabile.
Compressore a cilindrata fissa
La cilindrata del compressore a cilindrata fissa aumenta proporzionalmente all'aumento del regime del motore. Non può regolare automaticamente la potenza erogata in base alla richiesta di raffreddamento, con un conseguente impatto significativo sul consumo di carburante. Il suo controllo si basa generalmente sul segnale di temperatura dell'aria in uscita dall'evaporatore. Quando la temperatura raggiunge il valore impostato, la frizione elettromagnetica del compressore si disinnesta e il compressore si arresta. Al crescere della temperatura, la frizione elettromagnetica si innesta e il compressore riprende a funzionare. Il compressore a cilindrata fissa è controllato anche dalla pressione dell'impianto di climatizzazione. Quando la pressione nella tubazione è troppo elevata, il compressore si arresta.
Compressore per condizionatore d'aria a cilindrata variabile
Il compressore a cilindrata variabile regola automaticamente la potenza erogata in base alla temperatura impostata. Il sistema di controllo del condizionamento non rileva il segnale di temperatura dell'aria in uscita dall'evaporatore, ma controlla il rapporto di compressione del compressore in base alla variazione di pressione nella tubazione di condizionamento per regolare automaticamente la temperatura dell'aria in uscita. Durante l'intero processo di refrigerazione, il compressore è sempre in funzione e la regolazione dell'intensità di raffreddamento è completamente controllata dalla valvola di regolazione della pressione installata al suo interno. Quando la pressione all'estremità ad alta pressione della tubazione di condizionamento è troppo elevata, la valvola di regolazione della pressione riduce la corsa del pistone del compressore, diminuendo così l'intensità di raffreddamento. Quando la pressione all'estremità ad alta pressione scende al di sotto di un certo livello e la pressione all'estremità a bassa pressione risale a un certo livello, la valvola di regolazione della pressione aumenta la corsa del pistone per incrementare l'intensità di raffreddamento.
Organizzazione dello stile di lavoro
In base al metodo di funzionamento, i compressori possono essere generalmente suddivisi in alternativi e rotativi. I compressori alternativi più comuni includono quelli a biella e a pistone assiale, mentre i compressori rotativi più comuni includono quelli a palette rotanti e a spirale.
Compressore biella albero motore
Il processo di funzionamento di questo compressore può essere suddiviso in quattro fasi: compressione, scarico, espansione e aspirazione. Quando l'albero motore ruota, la biella aziona il pistone con un movimento alternativo, e il volume di lavoro, costituito dalla parete interna del cilindro, dalla testata e dalla superficie superiore del pistone, si modifica periodicamente, comprimendo e trasportando il refrigerante nel sistema di refrigerazione. Il compressore a biella e albero motore è un compressore di prima generazione. È ampiamente utilizzato, vanta una tecnologia di produzione consolidata, una struttura semplice, bassi requisiti in termini di materiali e tecnologie di lavorazione e un costo relativamente contenuto. Possiede un'elevata adattabilità, può adattarsi a un'ampia gamma di pressioni e requisiti di capacità di refrigerazione ed è facilmente manutenibile.
Tuttavia, il compressore a biella dell'albero motore presenta anche alcuni evidenti svantaggi, come l'impossibilità di raggiungere alte velocità, le dimensioni e il peso della macchina, la difficoltà di ottenere un peso ridotto, lo scarico discontinuo, il flusso d'aria soggetto a fluttuazioni e le forti vibrazioni durante il funzionamento.
A causa delle caratteristiche sopra descritte dei compressori a biella e albero motore, pochi compressori di piccola cilindrata hanno adottato questa struttura. Attualmente, i compressori a biella e albero motore sono utilizzati principalmente nei sistemi di climatizzazione di grande cilindrata per autovetture e camion.
Compressore a pistoni assiali
I compressori a pistoni assiali possono essere definiti compressori di seconda generazione, e i più comuni sono i compressori a bilanciere o a piatto oscillante, che rappresentano la tipologia principale di compressori per l'aria condizionata automobilistica. I componenti principali di un compressore a piatto oscillante sono l'albero principale e il piatto oscillante. I cilindri sono disposti circonferenzialmente con l'albero principale del compressore come centro, e la direzione di movimento del pistone è parallela all'albero principale. I pistoni della maggior parte dei compressori a piatto oscillante sono a doppia testa, come ad esempio nei compressori assiali a 6 cilindri, dove 3 cilindri si trovano nella parte anteriore del compressore e gli altri 3 nella parte posteriore. I pistoni a doppia testa scorrono in tandem nei cilindri opposti. Quando un'estremità del pistone comprime il vapore refrigerante nel cilindro anteriore, l'altra estremità aspira il vapore refrigerante nel cilindro posteriore. Ogni cilindro è dotato di valvole dell'aria ad alta e bassa pressione, e un ulteriore tubo ad alta pressione collega le camere ad alta pressione anteriore e posteriore. Il piatto oscillante è fissato all'albero principale del compressore; il bordo del piatto oscillante è alloggiato nella scanalatura al centro del pistone, e la scanalatura del pistone e il bordo del piatto oscillante sono supportati da cuscinetti a sfera in acciaio. Quando l'albero principale ruota, anche il piatto oscillante ruota, e il bordo del piatto oscillante spinge il pistone a muoversi assialmente in modo alternato. Se il piatto oscillante compie una rotazione completa, i due pistoni anteriore e posteriore completano ciascuno un ciclo di compressione, scarico, espansione e aspirazione, che equivale al lavoro di due cilindri. Se si tratta di un compressore assiale a 6 cilindri, 3 cilindri e 3 pistoni a doppia testa sono distribuiti uniformemente sulla sezione del blocco cilindri. Quando l'albero principale ruota una volta, l'effetto è equivalente a quello di 6 cilindri.
Il compressore a piatto oscillante è relativamente facile da miniaturizzare e ridurre il peso, e può raggiungere velocità di funzionamento elevate. Ha una struttura compatta, un'elevata efficienza e prestazioni affidabili. Dopo aver implementato il controllo a cilindrata variabile, è ampiamente utilizzato nei sistemi di climatizzazione per autoveicoli.
Compressore rotativo a palette
Esistono due tipi di forma del cilindro per i compressori a palette rotanti: circolare e ovale. In un cilindro circolare, l'albero principale del rotore è eccentrico rispetto al centro del cilindro, in modo che il rotore sia a stretto contatto tra i fori di aspirazione e scarico sulla superficie interna del cilindro. In un cilindro ellittico, l'asse principale del rotore e il centro dell'ellisse coincidono. Le pale del rotore dividono il cilindro in diversi spazi. Quando l'albero principale fa ruotare il rotore, il volume di questi spazi cambia continuamente, e di conseguenza anche il vapore refrigerante varia di volume e temperatura al loro interno. I compressori a palette rotanti non hanno una valvola di aspirazione perché le palette svolgono la funzione di aspirare e comprimere il refrigerante. Se ci sono 2 pale, si verificano 2 processi di scarico in una rotazione dell'albero principale. Maggiore è il numero di pale, minori saranno le fluttuazioni della portata del compressore.
Essendo un compressore di terza generazione, grazie alla possibilità di ridurre volume e peso, il compressore a palette rotanti è facilmente installabile in vani motore ristretti. Inoltre, grazie ai bassi livelli di rumorosità e vibrazioni e all'elevata efficienza volumetrica, trova applicazione anche nei sistemi di climatizzazione per autoveicoli. Tuttavia, il compressore a palette rotanti presenta elevati requisiti di precisione di lavorazione e costi di produzione elevati.
compressore a spirale
Questi compressori possono essere definiti compressori di quarta generazione. La struttura dei compressori a spirale si divide principalmente in due tipi: dinamico e statico e a doppia rivoluzione. Attualmente, il tipo dinamico e statico è quello più diffuso. Le sue parti operative sono composte principalmente da una turbina dinamica e una turbina statica. Le strutture delle turbine dinamica e statica sono molto simili: entrambe sono costituite da una piastra terminale e da una dentatura a spirale involuta che si estende dalla piastra terminale. Le due sono disposte eccentricamente con una differenza di 180°: la turbina statica è fissa, mentre la turbina mobile ruota eccentricamente e viene traslata dall'albero motore sotto il vincolo di uno speciale meccanismo antirotazione, ovvero non vi è rotazione, solo rivoluzione. I compressori a spirale presentano numerosi vantaggi. Ad esempio, sono di dimensioni ridotte e leggeri, e l'albero eccentrico che aziona il movimento della turbina può ruotare ad alta velocità. Poiché non sono presenti valvole di aspirazione e di scarico, il compressore a spirale funziona in modo affidabile ed è facile realizzare la tecnologia di variazione di velocità e cilindrata. Grazie al funzionamento simultaneo di più camere di compressione, la differenza di pressione del gas tra camere adiacenti è minima, le perdite di gas sono ridotte e l'efficienza volumetrica è elevata. I compressori scroll si sono diffusi sempre più nel settore della piccola refrigerazione grazie ai loro vantaggi in termini di struttura compatta, elevata efficienza e risparmio energetico, basse vibrazioni e bassa rumorosità, nonché affidabilità di funzionamento, diventando così una delle principali direzioni di sviluppo della tecnologia dei compressori.
Malfunzionamenti comuni
Essendo un componente rotante ad alta velocità, il compressore del condizionatore d'aria presenta un'elevata probabilità di guasto. I guasti più comuni sono rumori anomali, perdite e mancato funzionamento.
(1) Rumore anomalo Ci sono molte ragioni per il rumore anomalo del compressore. Ad esempio, la frizione elettromagnetica del compressore è danneggiata o l'interno del compressore è gravemente usurato, ecc., che possono causare rumore anomalo.
① La frizione elettromagnetica del compressore è un punto in cui si verificano spesso rumori anomali. Il compressore spesso passa da una velocità bassa a una alta sotto carico elevato, quindi i requisiti per la frizione elettromagnetica sono molto elevati. Inoltre, la posizione di installazione della frizione elettromagnetica è generalmente vicina al terreno ed è spesso esposta all'acqua piovana e al terreno. Quando il cuscinetto della frizione elettromagnetica è danneggiato, si verifica un rumore anomalo.
②Oltre al problema della frizione elettromagnetica stessa, anche la tensione della cinghia di trasmissione del compressore influisce direttamente sulla durata della frizione elettromagnetica. Se la cinghia di trasmissione è troppo allentata, la frizione elettromagnetica tende a slittare; se la cinghia di trasmissione è troppo tesa, il carico sulla frizione elettromagnetica aumenterà. Quando la tensione della cinghia di trasmissione non è corretta, il compressore non funzionerà a bassi livelli di carico e si danneggerà quando sarà sotto carico elevato. Quando la cinghia di trasmissione è in funzione, se la puleggia del compressore e la puleggia del generatore non sono sullo stesso piano, ciò ridurrà la durata della cinghia di trasmissione o del compressore.
③ Anche l'aspirazione e la chiusura ripetute della frizione elettromagnetica possono causare rumori anomali nel compressore. Ad esempio, una produzione di energia insufficiente da parte del generatore, una pressione troppo elevata del sistema di climatizzazione o un carico del motore eccessivo possono provocare l'aspirazione e la chiusura ripetuta della frizione elettromagnetica.
④Tra la frizione elettromagnetica e la superficie di montaggio del compressore deve esserci un certo spazio. Se lo spazio è troppo ampio, anche l'impatto aumenterà. Se lo spazio è troppo piccolo, la frizione elettromagnetica interferirà con la superficie di montaggio del compressore durante il funzionamento. Anche questa è una causa comune di rumori anomali.
⑤ Il compressore necessita di una lubrificazione affidabile per funzionare correttamente. Se il compressore è privo di olio lubrificante o se l'olio lubrificante non viene utilizzato in modo appropriato, si verificheranno rumori anomali e gravi al suo interno, che potrebbero persino causare l'usura e la necessità di rottamare il compressore.
(2) Perdita di refrigerante La perdita di refrigerante è il problema più comune nei sistemi di condizionamento dell'aria. La parte del compressore che perde si trova solitamente in corrispondenza della giunzione tra il compressore e i tubi ad alta e bassa pressione, dove è generalmente difficile da controllare a causa della posizione di installazione. La pressione interna del sistema di condizionamento dell'aria è molto elevata e, in caso di perdite di refrigerante, si verifica una perdita di olio del compressore, che può causare il malfunzionamento del sistema di condizionamento o una lubrificazione insufficiente del compressore. Sui compressori dei condizionatori d'aria sono presenti valvole di sicurezza per lo sfogo della pressione. Le valvole di sicurezza per lo sfogo della pressione sono generalmente monouso. Quando la pressione del sistema diventa troppo elevata, la valvola di sicurezza per lo sfogo della pressione deve essere sostituita tempestivamente.
(3) Non funziona Ci sono molti motivi per cui il compressore del condizionatore d'aria non funziona, solitamente a causa di problemi al circuito. È possibile verificare preliminarmente se il compressore è danneggiato alimentando direttamente la frizione elettromagnetica del compressore.
Precauzioni per la manutenzione dell'impianto di condizionamento dell'aria
Aspetti di sicurezza da tenere presenti quando si maneggiano i refrigeranti.
(1) Non maneggiare il refrigerante in uno spazio chiuso o vicino a una fiamma libera;
(2) Bisogna indossare occhiali protettivi;
(3) Evitare che il refrigerante liquido entri negli occhi o schizzi sulla pelle;
(4) Non puntare il fondo del serbatoio del refrigerante verso le persone, alcuni serbatoi del refrigerante hanno dispositivi di sfiato di emergenza sul fondo;
(5) Non immergere il serbatoio del refrigerante direttamente in acqua calda con una temperatura superiore a 40 °C;
(6) Se il refrigerante liquido entra negli occhi o tocca la pelle, non strofinare, sciacquare immediatamente con abbondante acqua fredda e recarsi immediatamente in ospedale per trovare un medico per un trattamento professionale e non tentare di gestirlo da soli.
