Máy nén điều hòa không khí ô tô là trái tim của hệ thống làm lạnh điều hòa không khí ô tô và đóng vai trò nén và vận chuyển hơi chất làm lạnh. Có hai loại máy nén: máy nén thể tích cố định và máy nén thể tích thay đổi. Theo nguyên lý hoạt động khác nhau, máy nén điều hòa không khí có thể được chia thành máy nén thể tích cố định và máy nén thể tích thay đổi.
Theo phương pháp hoạt động khác nhau, máy nén khí nói chung có thể được chia thành hai loại: loại piston và loại quay. Các loại máy nén khí piston phổ biến bao gồm loại thanh truyền trục khuỷu và loại piston hướng trục, còn các loại máy nén khí quay phổ biến bao gồm loại cánh quay và loại xoắn ốc.
Máy nén điều hòa không khí ô tô là trái tim của hệ thống làm lạnh điều hòa không khí ô tô và đóng vai trò nén và vận chuyển hơi chất làm lạnh.
Phân loại
Máy nén được chia thành hai loại: loại không thay đổi thể tích và loại thay đổi thể tích.
Máy nén điều hòa không khí thường được chia thành hai loại: loại piston và loại quay, dựa theo phương pháp hoạt động bên trong của chúng.
Nguyên tắc hoạt động: Phân loại, chỉnh sửa, phát sóng
Dựa trên nguyên lý hoạt động khác nhau, máy nén điều hòa không khí có thể được chia thành máy nén thể tích cố định và máy nén thể tích thay đổi.
Máy nén thể tích cố định
Lưu lượng của máy nén thể tích cố định tăng tỷ lệ thuận với tốc độ động cơ. Nó không thể tự động thay đổi công suất đầu ra theo nhu cầu làm mát và có tác động tương đối lớn đến mức tiêu thụ nhiên liệu của động cơ. Hệ thống điều khiển thường thu thập tín hiệu nhiệt độ của cửa thoát khí của dàn bay hơi. Khi nhiệt độ đạt đến nhiệt độ cài đặt, ly hợp điện từ của máy nén sẽ nhả ra và máy nén ngừng hoạt động. Khi nhiệt độ tăng lên, ly hợp điện từ sẽ đóng lại và máy nén bắt đầu hoạt động. Máy nén thể tích cố định cũng được điều khiển bởi áp suất của hệ thống điều hòa không khí. Khi áp suất trong đường ống quá cao, máy nén sẽ ngừng hoạt động.
máy nén điều hòa không khí thể tích thay đổi
Máy nén thể tích thay đổi có thể tự động điều chỉnh công suất đầu ra theo nhiệt độ cài đặt. Hệ thống điều khiển điều hòa không khí không thu thập tín hiệu nhiệt độ của cửa thoát khí dàn bay hơi, mà điều khiển tỷ số nén của máy nén theo tín hiệu thay đổi áp suất trong đường ống điều hòa để tự động điều chỉnh nhiệt độ khí thoát ra. Trong toàn bộ quá trình làm lạnh, máy nén luôn hoạt động, và việc điều chỉnh cường độ làm lạnh hoàn toàn được điều khiển bởi van điều áp được lắp đặt bên trong máy nén. Khi áp suất ở đầu cao áp của đường ống điều hòa quá cao, van điều áp sẽ rút ngắn hành trình piston trong máy nén để giảm tỷ số nén, từ đó giảm cường độ làm lạnh. Khi áp suất ở đầu cao áp giảm xuống một mức nhất định và áp suất ở đầu thấp áp tăng lên một mức nhất định, van điều áp sẽ tăng hành trình piston để tăng cường độ làm lạnh.
Phân loại phong cách làm việc
Theo phương pháp hoạt động khác nhau, máy nén khí nói chung có thể được chia thành hai loại: loại piston và loại quay. Các loại máy nén khí piston phổ biến bao gồm loại thanh truyền trục khuỷu và loại piston hướng trục, còn các loại máy nén khí quay phổ biến bao gồm loại cánh quay và loại xoắn ốc.
Máy nén thanh truyền trục khuỷu
Quá trình hoạt động của máy nén này có thể được chia thành bốn giai đoạn: nén, xả, giãn nở và hút. Khi trục khuỷu quay, thanh truyền dẫn pít-tông chuyển động tịnh tiến, và thể tích làm việc bao gồm thành trong của xi-lanh, đầu xi-lanh và mặt trên của pít-tông thay đổi theo chu kỳ, do đó nén và vận chuyển chất làm lạnh trong hệ thống làm lạnh. Máy nén thanh truyền trục khuỷu là máy nén thế hệ đầu tiên. Nó được sử dụng rộng rãi, có công nghệ sản xuất hoàn thiện, cấu trúc đơn giản, yêu cầu thấp về vật liệu và công nghệ gia công, và chi phí tương đối thấp. Nó có khả năng thích ứng cao, có thể thích ứng với phạm vi áp suất và yêu cầu công suất làm lạnh rộng, và có khả năng bảo trì cao.
Tuy nhiên, máy nén thanh truyền trục khuỷu cũng có một số nhược điểm rõ ràng, chẳng hạn như không thể đạt được tốc độ cao, máy cồng kềnh và nặng, và khó giảm trọng lượng. Khí thải không liên tục, lưu lượng khí dễ bị dao động, và có độ rung lớn trong quá trình hoạt động.
Do những đặc điểm nêu trên của máy nén kiểu trục khuỷu-thanh truyền, rất ít máy nén thể tích nhỏ sử dụng cấu trúc này. Hiện nay, máy nén kiểu trục khuỷu-thanh truyền chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống điều hòa không khí thể tích lớn cho xe hơi và xe tải.
Máy nén piston hướng trục
Máy nén piston hướng trục có thể được gọi là máy nén thế hệ thứ hai, và các loại phổ biến là máy nén kiểu đĩa nghiêng hoặc đĩa nghiêng, là những sản phẩm chủ đạo trong máy nén điều hòa không khí ô tô. Các bộ phận chính của máy nén đĩa nghiêng là trục chính và đĩa nghiêng. Các xi lanh được bố trí theo chu vi với trục chính của máy nén làm tâm, và hướng chuyển động của piston song song với trục chính của máy nén. Piston của hầu hết các máy nén đĩa nghiêng được chế tạo là piston hai đầu, ví dụ như máy nén hướng trục 6 xi lanh, 3 xi lanh nằm ở phía trước máy nén và 3 xi lanh còn lại nằm ở phía sau máy nén. Các piston hai đầu trượt song song trong các xi lanh đối diện. Khi một đầu của piston nén hơi môi chất lạnh trong xi lanh phía trước, đầu kia của piston hút hơi môi chất lạnh trong xi lanh phía sau. Mỗi xi lanh được trang bị van khí cao áp và thấp áp, và một ống cao áp khác được sử dụng để kết nối buồng cao áp phía trước và phía sau. Tấm nghiêng được cố định với trục chính của máy nén, mép của tấm nghiêng được lắp vào rãnh ở giữa pít-tông, và rãnh pít-tông cùng mép của tấm nghiêng được đỡ bởi các ổ bi thép. Khi trục chính quay, tấm nghiêng cũng quay, và mép của tấm nghiêng đẩy pít-tông chuyển động tịnh tiến theo trục. Nếu tấm nghiêng quay một vòng, hai pít-tông trước và hai pít-tông sau mỗi pít-tông hoàn thành một chu kỳ nén, xả, giãn nở và hút, tương đương với công việc của hai xi-lanh. Nếu đó là máy nén 6 xi-lanh hướng trục, 3 xi-lanh và 3 pít-tông hai đầu được phân bố đều trên tiết diện của khối xi-lanh. Khi trục chính quay một vòng, nó tương đương với hiệu quả của 6 xi-lanh.
Máy nén đĩa nghiêng tương đối dễ thu nhỏ và giảm trọng lượng, đồng thời có thể hoạt động ở tốc độ cao. Nó có cấu trúc nhỏ gọn, hiệu suất cao và hoạt động đáng tin cậy. Sau khi thực hiện điều khiển lưu lượng biến đổi, nó được sử dụng rộng rãi trong điều hòa không khí ô tô.
Máy nén cánh quay
Có hai loại hình dạng xi lanh cho máy nén cánh quay: tròn và bầu dục. Trong xi lanh tròn, trục chính của rôto có khoảng cách lệch tâm so với tâm xi lanh, do đó rôto được gắn chặt giữa các lỗ hút và xả trên bề mặt bên trong của xi lanh. Trong xi lanh hình elip, trục chính của rôto và tâm của hình elip trùng nhau. Các cánh trên rôto chia xi lanh thành nhiều không gian. Khi trục chính dẫn động rôto quay một vòng, thể tích của các không gian này thay đổi liên tục, và hơi môi chất lạnh cũng thay đổi về thể tích và nhiệt độ trong các không gian này. Máy nén cánh quay không có van hút vì các cánh đảm nhiệm việc hút và nén môi chất lạnh. Nếu có 2 cánh, sẽ có 2 quá trình xả trong một vòng quay của trục chính. Càng nhiều cánh, sự dao động lưu lượng của máy nén càng nhỏ.
Là một loại máy nén thế hệ thứ ba, do thể tích và trọng lượng của máy nén cánh quay có thể được chế tạo nhỏ gọn, nên dễ dàng bố trí trong khoang động cơ hẹp. Thêm vào đó, nó còn có ưu điểm là độ ồn và độ rung thấp, cùng hiệu suất thể tích cao, do đó cũng được sử dụng trong hệ thống điều hòa không khí ô tô. Tuy nhiên, máy nén cánh quay có yêu cầu cao về độ chính xác gia công và chi phí sản xuất cao.
máy nén cuộn
Các máy nén như vậy có thể được gọi là máy nén thế hệ thứ 4. Cấu trúc của máy nén xoắn ốc chủ yếu được chia thành hai loại: loại động tĩnh và loại quay kép. Hiện nay, loại động tĩnh là loại được ứng dụng phổ biến nhất. Các bộ phận làm việc của nó chủ yếu bao gồm một tuabin động và một tuabin tĩnh. Cấu trúc của tuabin động và tĩnh rất giống nhau, cả hai đều bao gồm một tấm cuối và một răng xoắn ốc hình đường cong thân khai kéo dài từ tấm cuối, hai bộ phận này được bố trí lệch tâm với độ lệch 180°, tuabin tĩnh đứng yên, còn tuabin chuyển động được quay lệch tâm và tịnh tiến bởi trục khuỷu dưới sự ràng buộc của một cơ cấu chống quay đặc biệt, tức là không có chuyển động quay, chỉ có chuyển động quay tròn. Máy nén xoắn ốc có nhiều ưu điểm. Ví dụ, máy nén có kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ, và trục lệch tâm dẫn động chuyển động của tuabin có thể quay với tốc độ cao. Vì không có van hút và van xả, máy nén xoắn ốc hoạt động đáng tin cậy, và dễ dàng thực hiện chuyển động tốc độ thay đổi và công nghệ dịch chuyển thay đổi. Nhiều buồng nén hoạt động đồng thời, chênh lệch áp suất khí giữa các buồng nén liền kề nhỏ, rò rỉ khí ít và hiệu suất thể tích cao. Máy nén xoắn ốc ngày càng được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực làm lạnh nhỏ nhờ những ưu điểm như cấu trúc nhỏ gọn, hiệu suất cao và tiết kiệm năng lượng, độ rung và tiếng ồn thấp, độ tin cậy cao, do đó trở thành một trong những hướng phát triển chính của công nghệ máy nén.
Các sự cố thường gặp
Là một bộ phận quay tốc độ cao, máy nén điều hòa không khí có khả năng hỏng hóc cao. Các lỗi thường gặp là tiếng ồn bất thường, rò rỉ và không hoạt động.
(1) Tiếng ồn bất thường Có nhiều nguyên nhân gây ra tiếng ồn bất thường của máy nén. Ví dụ, ly hợp điện từ của máy nén bị hỏng, hoặc bên trong máy nén bị mòn nghiêm trọng, v.v., có thể gây ra tiếng ồn bất thường.
① Bộ ly hợp điện từ của máy nén là nơi thường xuyên phát sinh tiếng ồn bất thường. Máy nén thường hoạt động từ tốc độ thấp đến tốc độ cao dưới tải trọng lớn, do đó yêu cầu đối với bộ ly hợp điện từ rất cao, và vị trí lắp đặt của bộ ly hợp điện từ thường gần mặt đất, thường xuyên tiếp xúc với nước mưa và đất. Khi ổ bi trong bộ ly hợp điện từ bị hỏng sẽ gây ra tiếng ồn bất thường.
②Ngoài vấn đề của chính bộ ly hợp điện từ, độ căng của dây đai truyền động máy nén cũng ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ của bộ ly hợp điện từ. Nếu dây đai truyền động quá lỏng, bộ ly hợp điện từ dễ bị trượt; nếu dây đai truyền động quá căng, tải trọng lên bộ ly hợp điện từ sẽ tăng lên. Khi độ căng của dây đai truyền động không đúng, máy nén sẽ không hoạt động ở mức tải nhẹ, và máy nén sẽ bị hư hỏng khi tải nặng. Khi dây đai truyền động hoạt động, nếu ròng rọc máy nén và ròng rọc máy phát điện không nằm trên cùng một mặt phẳng, nó sẽ làm giảm tuổi thọ của dây đai truyền động hoặc máy nén.
③ Việc hút và đóng ly hợp điện từ lặp đi lặp lại cũng sẽ gây ra tiếng ồn bất thường trong máy nén. Ví dụ, công suất phát điện của máy phát điện không đủ, áp suất của hệ thống điều hòa không khí quá cao hoặc tải trọng động cơ quá lớn, sẽ khiến ly hợp điện từ liên tục hút vào.
④Cần có một khoảng cách nhất định giữa ly hợp điện từ và bề mặt lắp đặt máy nén. Nếu khoảng cách quá lớn, lực tác động cũng sẽ tăng lên. Nếu khoảng cách quá nhỏ, ly hợp điện từ sẽ gây cản trở bề mặt lắp đặt máy nén trong quá trình hoạt động. Đây cũng là một nguyên nhân phổ biến gây ra tiếng ồn bất thường.
⑤ Máy nén cần được bôi trơn đầy đủ khi hoạt động. Khi máy nén thiếu dầu bôi trơn, hoặc dầu bôi trơn không được sử dụng đúng cách, sẽ xảy ra tiếng ồn bất thường nghiêm trọng bên trong máy nén, thậm chí có thể dẫn đến hao mòn và hư hỏng máy nén.
(2) Rò rỉ Chất làm lạnh bị rò rỉ là vấn đề phổ biến nhất trong hệ thống điều hòa không khí. Vị trí rò rỉ của máy nén thường nằm ở chỗ nối giữa máy nén và các đường ống cao áp và thấp áp, nơi thường khó kiểm tra do vị trí lắp đặt. Áp suất bên trong hệ thống điều hòa không khí rất cao, và khi chất làm lạnh bị rò rỉ, dầu bôi trơn của máy nén sẽ bị mất, dẫn đến hệ thống điều hòa không khí không hoạt động hoặc máy nén bị bôi trơn kém. Trên máy nén điều hòa không khí có các van bảo vệ giảm áp. Các van bảo vệ giảm áp thường chỉ được sử dụng một lần. Sau khi áp suất hệ thống quá cao, van bảo vệ giảm áp cần được thay thế kịp thời.
(3) Không hoạt động Có nhiều nguyên nhân khiến máy nén điều hòa không hoạt động, thường là do các vấn đề về mạch liên quan. Bạn có thể kiểm tra sơ bộ xem máy nén có bị hỏng hay không bằng cách cấp điện trực tiếp cho bộ ly hợp điện từ của máy nén.
Các biện pháp phòng ngừa khi bảo dưỡng máy điều hòa không khí
Các vấn đề an toàn cần lưu ý khi xử lý chất làm lạnh.
(1) Không xử lý chất làm lạnh trong không gian kín hoặc gần ngọn lửa trần;
(2) Phải đeo kính bảo hộ;
(3) Tránh để chất làm lạnh dạng lỏng dính vào mắt hoặc bắn vào da;
(4) Không được hướng đáy bình chứa chất làm lạnh về phía người, một số bình chứa chất làm lạnh có thiết bị thông hơi khẩn cấp ở đáy;
(5) Không đặt bình chứa chất làm lạnh trực tiếp vào nước nóng có nhiệt độ cao hơn 40°C;
(6) Nếu chất làm lạnh dạng lỏng dính vào mắt hoặc chạm vào da, không được dụi mắt, hãy rửa ngay bằng nhiều nước lạnh và đến bệnh viện ngay để tìm bác sĩ điều trị chuyên nghiệp, không được tự ý xử lý.
