کمپرسور تهویه مطبوع خودرو برای خودروهای انرژی نو: مرکز آسایش با قدرت نوآوری

مروری بر سیستم تهویه مطبوع برای خودروهای انرژی نو

سیستم تهویه مطبوع خودروهای انرژی نو نقش حیاتی در خودرو ایفا می‌کند، زیرا به طور مستقیم بر راحتی رانندگان و مسافران تأثیر می‌گذارد. سیستم تهویه مطبوع خودروهای انرژی نو عمدتاً از سیستم تبرید، سیستم گرمایش، سیستم تأمین هوا، سیستم کنترل و سیستم تصفیه هوا تشکیل شده است.

سیستم تبرید معمولاً از کمپرسور برقی، کندانسور، سنسور فشار، شیر انبساط الکترونیکی، اواپراتور و غیره تشکیل شده است. در میان آنها، کمپرسور برقی جزء اصلی سیستم تبرید است. کمپرسور برقی، مبرد گازی با دمای پایین و فشار پایین را مکش می‌کند، آن را به گاز با دمای بالا و فشار بالا فشرده می‌کند و سپس آن را از کمپرسور خارج می‌کند. کندانسور، گاز مبرد فوق گرم با دمای بالا و فشار بالا را خنک می‌کند، آن را به مایع متراکم می‌کند و مقدار زیادی گرما آزاد می‌کند. شیر انبساط الکترونیکی و اواپراتور وظیفه تنظیم جریان و فشار مبرد را بر عهده دارند، به طوری که مبرد در جعبه تبخیر منبسط شده و گرما را جذب می‌کند و در نتیجه هوای دمیده شده توسط دمنده را خنک می‌کند.

انواع مختلفی از سیستم‌های گرمایشی وجود دارد. یک نوع، گرمایش از طریق بخاری PTC است. بخاری PTC معمولاً زیر کف، بین درایور و ... نصب می‌شود.'صندلی و صندلی سرنشین جلو، و شامل المنت‌های بخاری PTC گرمایش الکتریکی، فن‌های خنک‌کننده، مسیرهای جریان مایع خنک‌کننده، بردهای کنترل و سایر اجزا است. نوع دیگر، سیستم تهویه مطبوع پمپ حرارتی است که بر اساس خودروهای سوخت سنتی بهبود یافته است. کمپرسور مستقیماً توسط یک موتور بدون جاروبک DC با آهنربای دائمی هدایت می‌شود. همچنین یک بخاری درجا برای گرمایش وجود دارد. سوخت از طریق یک پمپ روغن اندازه‌گیری به نمد فلزی جلوی محفظه احتراق پمپ می‌شود. پس از گرم شدن جرقه‌زن، قطرات ریز روغن پاشیده شده تبخیر می‌شوند. هوا با بنزین مخلوط شده و مشتعل می‌شود. انرژی گرمایی به مایع خنک‌کننده موتور منتقل می‌شود و سپس مایع خنک‌کننده توسط پمپ آب گردش الکتریکی به رادیاتور در جعبه تبخیر منتقل می‌شود تا هوای داخل خودرو را گرم کند.

اصول کار سیستم تهویه مطبوع خودروهای انرژی نو تا حدودی شبیه به خودروهای سوخت سنتی است، اما تفاوت‌هایی نیز وجود دارد. به عنوان مثال، از نظر تبرید، هر دو از طریق کمپرسور و مبرد محقق می‌شوند. اما از نظر گرمایش، خودروهای سوخت سنتی عمدتاً به اثر حرارتی مایع خنک‌کننده موتور متکی هستند، در حالی که خودروهای انرژی نو نیاز به تولید گرما از طریق المنت‌های گرمایشی الکتریکی یا فناوری پمپ حرارتی دارند.

به طور خلاصه، ترکیب و اصل کار سیستم تهویه مطبوع خودروهای انرژی نو نسبتاً پیچیده است، اما برای بهبود راحتی رانندگان و مسافران و عملکرد کلی خودرو از اهمیت بالایی برخوردار است.

کمپرسور مینکا (042400-0233)

انواع کمپرسورها

(1) طبقه بندی بر اساس روش رانندگی

موتور سنتی: این نوع معمولاً در خودروهای سوخت سنتی استفاده می‌شود و برخی از خودروهای هیبریدی الکتریکی در میان خودروهای انرژی جدید نیز ممکن است آن را به کار گیرند. مشخصه آن این است که کمپرسور توسط تسمه محرک موتور به حرکت در می‌آید. مزایا: فناوری پیشرفته، فرآیند تولید نسبتاً ساده، هزینه کم. معایب: وقتی موتور از کار می‌افتد، کمپرسور تهویه مطبوع نیز از کار می‌افتد که بر استفاده از تهویه مطبوع خودرو تأثیر می‌گذارد. علاوه بر این، راندمان کاری آن تا حد زیادی تحت تأثیر سرعت موتور قرار می‌گیرد.

نوع هیبریدی با نیروی محرکه موتور و موتور الکتریکی: برای خودروسازانی که نیاز به بهبود راندمان موتورهای احتراق داخلی موجود و دستیابی به کوچک‌سازی دارند، کمپرسورهایی با نیروی محرکه تسمه‌ای موتور سنتی ارائه می‌شوند. برای خودروهایی که موتور به عنوان نیروی اصلی و موتور الکتریکی به عنوان نیروی کمکی (HEV ملایم) هستند، کمپرسورهای هیبریدی که از هر دو نیروی محرکه تسمه‌ای و موتور الکتریکی پشتیبانی می‌کنند، ارائه می‌شوند. مزایا: روش رانندگی مناسب را می‌توان با توجه به شرایط کاری مختلف برای بهبود راندمان انرژی انتخاب کرد. معایب: ساختار نسبتاً پیچیده، هزینه بالا.

موتور الکتریکی با فرکانس متغیر خالص: برای خودروهایی که موتور الکتریکی نیروی اصلی آنها را تشکیل می‌دهد (HEV قوی، EV)، کمپرسورهای الکتریکی ارائه می‌شوند. مشخصه این نوع موتور این است که کمپرسور مستقیماً توسط موتور الکتریکی به حرکت در می‌آید و راندمان کاری بالا و سرعت پاسخ سریعی دارد. کمپرسور می‌تواند به طور خودکار سرعت چرخش را مطابق با نیاز دمای داخلی خودرو تنظیم کند تا به کنترل دقیق دما دست یابد. در عین حال، از آنجایی که هیچ قطعه انتقال قدرت موتور وجود ندارد، اتلاف انرژی کاهش می‌یابد و این امر باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی و سازگاری بیشتر با محیط زیست می‌شود.

(2) طبقه‌بندی بر اساس اصل کار: کمپرسورهای جابجایی ثابت، حجم تخلیه خود را متناسب با افزایش سرعت موتور افزایش می‌دهند. اصل کار، کنترل شروع و توقف کمپرسور با جمع‌آوری سیگنال‌های دما از خروجی اواپراتور یا فشار سیستم تهویه مطبوع است. هنگامی که دما به مقدار تعیین‌شده می‌رسد یا فشار در خط لوله خیلی زیاد است، کمپرسور از کار می‌افتد. هنگامی که دما افزایش می‌یابد یا فشار افت می‌کند، کمپرسور دوباره شروع به کار می‌کند. مزایای آن ساختار ساده، فناوری تولید بالغ و قیمت نسبتاً پایین است. با این حال، نمی‌تواند به طور خودکار توان خروجی را مطابق با نیاز خنک‌کننده تغییر دهد، تأثیر قابل توجهی بر مصرف سوخت موتور دارد و در حین کار مرتباً روشن و خاموش می‌شود که بر راحتی و طول عمر کمپرسور تأثیر می‌گذارد.

کمپرسورهای جابجایی متغیر: کمپرسورهای جابجایی متغیر می‌توانند به طور خودکار توان خروجی را مطابق با دمای تنظیم شده تنظیم کنند. سیستم کنترل تهویه مطبوع سیگنال‌های دما را از خروجی اواپراتور جمع‌آوری نمی‌کند، بلکه در عوض نسبت فشرده‌سازی کمپرسور را بر اساس سیگنال تغییر فشار در خط لوله تهویه مطبوع کنترل می‌کند تا به طور خودکار دمای خروجی را تنظیم کند. در طول کل فرآیند خنک‌سازی، کمپرسور همیشه در حال کار است. مزایای آن این است که می‌تواند به طور خودکار شدت خنک‌سازی را مطابق با نیازهای واقعی تنظیم کند، راندمان استفاده از انرژی را بهبود بخشد و مصرف انرژی را کاهش دهد. با این حال، ساختار آن پیچیده است، هزینه آن بالا است و الزامات سیستم کنترل نیز بالاتر است.

(3) طبقه‌بندی بر اساس حالت کار: کمپرسورهای رفت و برگشتی: فرآیند کار به چهار مرحله تقسیم می‌شود: تراکم، تخلیه، انبساط و مکش. هنگامی که میل‌لنگ می‌چرخد، پیستون را به حرکت به جلو و عقب از طریق شاتون سوق می‌دهد و باعث می‌شود حجم کاری تشکیل شده توسط دیواره داخلی سیلندر، سرسیلندر و بالای پیستون دچار تغییرات دوره‌ای شود و در نتیجه نقشی در فشرده‌سازی و انتقال مبرد در سیستم تبرید ایفا کند. مزایای آن عبارتند از فناوری تولید بالغ، ساختار ساده، الزامات کم برای مواد و تکنیک‌های پردازش، هزینه کمتر، سازگاری قوی و قابلیت تعمیر قوی. معایب آن عبارتند از: عدم دستیابی به سرعت چرخش بالا، بزرگ و سنگین بودن دستگاه، دشوار بودن سبک‌سازی، ناپیوسته بودن اگزوز، مستعد بودن جریان هوا به نوسان و لرزش قابل توجه در حین کار. در حال حاضر، بیشتر در سیستم‌های تهویه مطبوع با حجم زیاد اتوبوس‌ها و کامیون‌ها استفاده می‌شود. نوع پیستون محوری: انواع رایج شامل کمپرسورهای نوع صفحه راکر یا نوع صفحه شیب‌دار هستند که محصولات اصلی در کمپرسورهای تهویه مطبوع خودرو هستند. سیلندرها حول محور مرکزی کمپرسور چیده شده‌اند و جهت حرکت پیستون موازی با شفت اصلی کمپرسور است. صفحه شیب‌دار به شفت اصلی کمپرسور متصل شده است و لبه صفحه شیب‌دار، پیستون را برای انجام حرکت رفت و برگشتی محوری هل می‌دهد. مزایای آن این است که به راحتی می‌توان به کوچک‌سازی و سبک‌سازی دست یافت، می‌توان به سرعت چرخش بالایی دست یافت، ساختار جمع و جور، راندمان بالا و عملکرد قابل اعتمادی دارد. پس از دستیابی به کنترل جابجایی متغیر، به طور گسترده در تهویه مطبوع خودرو استفاده می‌شود.

کمپرسور روتاری:نوع پره دوار: سیلندر دارای اشکال دایره‌ای و بیضوی است. شفت اصلی روتور دارای خروج از مرکز یا انطباق خاصی با سیلندر است. پره‌ها سیلندر را به چندین فضا تقسیم می‌کنند. هنگامی که شفت اصلی روتور را برای چرخش می‌راند، حجم این فضاها به طور مداوم تغییر می‌کند تا مکش، تراکم و تخلیه مبرد انجام شود. مزایا: اندازه کوچک و وزن سبک، چیدمان آسان در محفظه موتور باریک، سر و صدای کم و لرزش، راندمان حجمی بالا. معایب: الزامات بالا برای دقت پردازش، هزینه بالای تولید.

نوع اسکرول:به عنوان کمپرسور نسل چهارم، ویژگی‌های ساختاری آن شامل یک جفت اسکرول ثابت مارپیچی و اسکرول چرخشی، موتور بدون جاروبک و غیره است. اصل کار به سه فرآیند تقسیم می‌شود: مکش، فشرده‌سازی و تخلیه. در فرآیند مکش، مبرد گازی از ورودی هوا به داخل محفظه فشرده‌سازی مکیده می‌شود که با چرخش اسکرول چرخشی منبسط می‌شود. در فرآیند فشرده‌سازی، حجم محفظه فشرده‌سازی به تدریج کاهش می‌یابد و مبرد گازی فشرده شده و به مرکز اسکرول ثابت تخلیه می‌شود. در فرآیند تخلیه، هنگامی که مبرد گازی تا فشار بالا فشرده می‌شود، با فشار دادن شیر تخلیه از دریچه تخلیه مرکزی اسکرول ثابت تخلیه می‌شود. مزایا: راندمان بالا، سر و صدای کم، قابلیت اطمینان، صرفه‌جویی در مصرف انرژی و غیره. معایب: فناوری نسبتاً پیچیده، هزینه بالا.