Компрессор с переменным рабочим объемом: как это работает

В отличие от старого

  1. компрессора с постоянным рабочим объемом (FDC)
  2. компрессор с переменным рабочим объемом (VDC)

автоматически изменяет производительность насоса в соответствии с требованиями кондиционирования воздуха. Когда температура в салоне автомобиля высокая, он увеличивает холодопроизводительность до достижения желаемой температуры. Как только желаемая температура достигнута, она автоматически снижает свою способность поддерживать желаемую температуру.

При использовании VDC нет рывков двигателя, вызванных включением и выключением муфты компрессора (как в FDC). На самом деле, некоторые VDC вообще не имеют сцепления. Это приводит к очень плавной работе и улучшению расхода топлива.

компрессор с переменным рабочим объемом VDC

 

ECVDC компрессор автомобиля

Два типа компрессора с переменным рабочим объемом (рис. 1а и рис. 1б)

Существует два широко используемых типа VDC: компрессор с переменным рабочим объемом с внутренним управлением (ICVDC) и VDC с внешним управлением (ECVDC). На рис. 1а показан ICVDC, а на рис. 1б – ECVDC. Они имеют в основном одинаковую внутреннюю структуру. Они отличаются только способом управления клапаном смещения. В ICVDC регулирующий клапан приводится в действие давлением хладагента во всасывающей камере компрессора с помощью сильфона (металлическая упругая оболочка) или диафрагмы. В ECVDC приведение в действие управляющего клапана осуществляется с помощью электронного блока управления двигателя или внешнего электронного модуля с помощью электромагнитного привода. Обратите внимание на жгут проводов электромагнитного привода (рис. 1б). Соленоид находится внутри клапана.

Компрессоры с переменным рабочим объемом с внешним управлением (ECVDC) намного лучше контролируют смещение поршня и, следовательно, температуру по сравнению с ICVDC. Это делает сцепление совершенно ненужным в ECVDC, как показано на рис. 1b.

Внутренняя структура компрессора с переменным рабочим объемом (VDC) (рис. 2)

На рис. 2 показаны внутренние компоненты VDC.

Внутренняя структура компрессора с переменным рабочим объемом (VDC)

Компрессор с переменным рабочим объемом с внутренним управлением (ICVDC): не заправлен и не работает (рис. 3)

Когда компрессор не заправлен хладагентом, наклонная пластина удерживается в положении минимального угла пружиной на валу (рис. 3). Сильфон клапана управления смещением (DCV) находится в расширенном состоянии, закрывая порт на нижней стороне, одновременно открывая порт на верхней стороне.

наклонная пластина удерживается в положении минимального угла пружиной на валу

ICVDC заправлен, но не работает (рис. 4)

Когда система заряжена, а компрессор не работает, давление во всех камерах компрессора одинаково. Это давление заставляет сильфон DCV сжиматься, открывая порт на нижней стороне, закрывая порт высокого давления. Смотри рис. 4.

сильфон DCV

ICVDC заряжается и работает – достигает максимального смещения (рис. 5)

Слегка наклонное положение наклонной пластины создает небольшое смещение в камере сжатия компрессора (рис. 4). Когда компрессор работает, наклонная пластина, которая вращается вместе с валом, немного качается. Это колебательное действие заставляет поршни двигаться вперед и назад с коротким ходом.

При каждом такте всасывания поршней небольшой объем хладагента всасывается в камеру сжатия через геркон всасывания (электромеханическое коммутационное устройство), который затем откачивается в выпускную камеру через геркон выпуска на каждом такте сжатия поршней. Это увеличивает давление в нагнетательной камере компрессора, одновременно снижая давление во всасывающей камере. Поскольку на этой стадии порт низкого давления регулирующего клапана (DCV) открыт, такое же пониженное давление присутствует в контрольной камере.

ICVDC компрессор автомобиля заряжается и работает - достигает максимального смещения

Давление хладагента в контрольной камере и пружине вокруг вала создают объединенную силу (F2) в задней части каждого поршня. Поскольку откачка продолжается, наступает время (и это не будет продолжительным), когда сила в задней части каждого поршня (F2) меньше, чем сила, действующая на головку каждого поршня (F1) хладагентом при сжатии камера.

К тому времени, когда F1 больше, чем F2, поршни, противоположные оси, выталкиваются в результате результирующей силы (F1 минус F2). Это увеличивает угол наклона пластины и, конечно, смещение поршня. Фактически, больше хладагента всасывается из всасывающей камеры и откачивается в нагнетательную камеру. Это дополнительно увеличивает давление в нагнетательной камере и снижает давление во всасывающей камере. И поскольку порт низкого давления управляющего клапана все еще открыт на этом этапе, давление в управляющей камере также снижается. Это увеличивает результирующее усилие на головке поршня (F1 минус F2), что в действительности увеличивает угол наклонной пластины и смещение поршня.

Это увеличение мощности (смещение) продолжается до тех пор, пока наклонная пластина не окажется в положении максимального угла. В этом случае компрессор достигает максимальной производительности.

ICVDC настраивается на минимальное смещение (рис. 6)

Поскольку компрессор продолжает работать с максимальной производительностью (рабочим объемом), температура в кабине будет продолжать снижаться, пока не будет достигнута желаемая температура. На этом этапе давление на стороне низкого давления (давление во всасывающей камере) достаточно низкое, чтобы вызвать расширение валов постоянного тока, закрывая порт на стороне низкого давления и открывая порт на стороне высокого уровня DCV (рис. 6). Это направляет хладагент высокого давления в контрольную камеру. На этом этапе сила в задней части поршней (F2) больше, чем сила в головке поршней (F1). Это уменьшает смещение поршня.

работа сильфона компрессора

Эффективность топлива

В реальной работе, когда система кондиционирования воздуха стабилизируется и достигается желаемая температура, смещение поршня не является ни максимальным, ни минимальным. Этого достаточно для поддержания стабильной температуры в кабине. Смещение будет увеличиваться только тогда, когда есть потребность в нем, например, когда дверь открыта, но вернется в стабильное состояние после стабилизации температуры.

Чем больше рабочий объем, тем сложнее повернуть вал компрессора, и тем больше требуется мощность двигателя. Соответственно, чем меньше смещение, тем меньше мощность двигателя. Меньшие требования к мощности двигателя означают меньший расход топлива. А поскольку рабочий объем компрессора не максимален при нормальных условиях, требуется меньшая мощность двигателя. Следовательно, более низкий расход топлива.

Распространенная проблема с компрессорами с переменным рабочим объемом с внутренним управлением (ICVDC)

Проблема, с которой мы столкнулись при работе с ICVDC, – это потеря охлаждения при повышении оборотов двигателя. На холостом ходу охлаждение в самый раз. Используя коллекторный датчик, вы заметите, что, когда двигатель набирает обороты, давление на стороне низкого давления начинает расти, а давление на стороне высокого давления начинает снижаться. Это, как если бы сцепление отключилось, но это не так.

Весьма вероятно, что компрессор все еще имеет достаточную производительность. Может случиться так, что компрессор преждевременно уменьшает свое смещение (производительность), что приводит к потере охлаждения при повышении оборотов двигателя. Может быть несколько причин, почему это так, но одна вещь наверняка – клапан управления смещением преждевременно закрывает порт на нижней стороне, одновременно открывая порт на верхней стороне, когда двигатель набирает обороты.

Автор записи: Денио Денчик

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *