معرفی تهویه مطبوع خودرو ( بخش اول)

به منظور افزايش راحتی سرنشين خودرو، از سیستم تهویه مطبوع در خودرو استفاده مي­شود. سيستم تهويه مطبوع دارای چهار وظيفه اصلی زير مي­باشد:

  1. كنترل دمای هوای محفظه سرنشين
  2. كنترل مقدار رطوبت هوای محفظه سرنشين
  3. به گردش درآوردن مناسب هوای محفظه سرنشين
  4. فيلتر كردن و باكتری ­زدايی هوای محفظه سرنشين

شكل زیر تجهيزات يك نوع سيستم تهويه مطبوع را نشان مي­دهد.

تجهيزات سيستم تهویه مطبوع

تجهيزات سيستم تهویه مطبوع

1- فن كولر و بخاری                   2- اوپراتور سيستم كولر                                3- سنسور سطح اواپراتور
4- رادياتور بخاری                        5- سنسور دمای هوای ورودی به محفظه سرنشين
6- كليد و سلكتور انتخاب و تنظيم دماي هواي محفظهسرنشين
7- سنسور هوای محفظه سرنشين
8- واحد كنترل يا ECU سيستم تهويه مطبوع
9- مجرای خروج آب تقطيرشده سطح اواپراتور به بيرون از محفظه سرنشين            10- كمپرسور كولر
11- شيربرقی كنترل مقدار آب گرم به رادياتور بخاری
a: هوای تازه از بيرون، b : جريان هوای اعمالی به شيشه جلو به جهت جلوگيری از يخ زدن و انجام مه زدايی شيشه جلو در هوای سرد ، c: جريان هوای تهويه ، d: به گردش درآوردن هوای محفظه سرنشين ، e : جريان هوای كنارگذر ، f : جريان هوای به سمت قسمت پای راننده و سرنشين

تجهيزات سیستم تهویه مطبوع

 

با توجه به شكل فوق ملاحظه می گردد كه می توان درجه حرارتی را انتخاب نمود و واحد كنترل سيستم تهويه مطبوع (8) با راه اندازی كولر يا بخاری، دمای هوای محفظه سرنشين را در حد مطلوب و دلخواه سرنشين تنظيم می كند، ضمن آنكه با كنترل دريچه های مختلف می توان جريان مناسب هوا را در درون خودرو به وجود آورد، به طور مثال با قرارگيری دريچه d در موقعيت مورد نظر، هواي محيط به داخل محفظه سرنشين وارد می شود، در حاليكه با تغيير وضعيت دريچه d هوای داخل محفظه سرنشين در حال گردش بوده و عمل گردش هوای محفظه سرنشين انجام می شود.
معمولاً در مجرای هوای ورودی به محفظه سرنشين از فيلترهای كاغذی، زغالی و … به جهت حذف غبار و بوهاي نامطبوع استفاده می شود ضمن آنكه با استفاده از فيلترهای يونی، عمل باكتری زدايی هوای ورودی به محفظهسرنشين انجام می شود.
سيستم تهويه مطبوع، در برگيرنده واحدهای گرمايش (بخاری) و سرمايش (كولر) می باشد. واحد گرمايش يا بخاری خودرو، با عبور جريان مايع خنك كننده موتور به داخل يك رادياتور باعث گرم شدن اين رادياتور شده و با فعال شدن فن بخاری، هوای بيرون يا هواي داخل اتاق از بين پره های رادياتور بخاری عبور كرده و هوای داخل محفظه سرنشين را گرم می كند، در برخی خودروها عمل قطع و وصل جريان مايع خنك كننده موتور به درون رادياتور بخاری با شير انجام می شود و در بعضی از خودروها همواره مايع خنك كننده موتور از رادياتور بخاری عبور می كند، با قراردادن يا برداشتن دريچه ای در مقابل رادياتور بخاری، می توان عبور هوا به سمت رادياتور بخاری را كنترل كرده، بنابراين در هوای سرد با كنار رفتن اين دريچه هوای عبوری از فن به محفظه سرنشين از بين پره های رادياتور بخاری عبور كرده و هوای محفظه سرنشين را گرم می كند، در حاليكه در هوای گرم با قراردادن اين دريچه در مقابل رادياتور بخاری، جريان هوای عبوری از فن به محفظه سرنشين به پره های رادياتور بخاری عبور نكرده و دمای رادياتور بخاری تأثيری در دمای هوای محفظه سرنشين نخواهد داشت.
از آنجايی كه واحد سرمايش يا كولر دارای پيچيدگی بيشتری می باشد، در اين قسمت به بحث عميق تری نسبت به اين سيستم پرداخته میشود:
چنانچه گازی فشرده شود، ملكول های گاز به يكديگر برخورد كرده و به هم نزديكتر میشوند، از اينرو دمای گاز افزايش پيدا میكند، در حاليكه اگر گاز فشرده و به خصوص زمانی كه به صورت مايع درمی آيد، چنانچه فشار بر روی گاز مايع شده، كاهش يابد، ملكول های مايع شده گاز به تدريج شروع به بخار شدن می كنند، در اين حالت با كاهش فشار بر روی گاز و تبخير شدن گاز، دماي محيط اطراف خود را جذب می كنند، در اين صورت محيط اطراف گاز به تدريج سرد شده و دمای گاز كه از حالت مايع به حالت گاز تبديل می شود، افزايش می يابد.
برای ايجاد شرايطی كه بتوان گاز را به صورت فشرده و مايع شده درآورد و سپس در زمان دلخواه، فشار بر روی گاز مايع شده را برداشت و از خصوصيت خنك كنندگی گاز فشرده شده و مايع شده استفاده نمود، به تجهيزات سيستم كولر مطابق شكل زیر مورد نياز می باشد.

عملكرد اجزاء سيستم كولر

عملكرد اجزاء سيستم كولر

1- كمپرسور                              2- كلاچ الكترومغناطيس كمپرسور كولر                           3- كندانسور
4- فن كندانسور، در بعضی خودروها جدای از فن خنك ­كننده موتور است و در برخی خودروها فن خنك ­كننده موتور وظيفه خنك ­كردن  كندانسور را نيز برعهده دارد
5- كليد فشار قوی                       6- مخزن ذخيره يا خشك­ كن                                       7- كليد فشار ضعيف
8- كليد دو حالتي فعال يا غيرفعال كردن كلاچ الكترومغناطيس كمپرسور كولر
9- سنسور دماي سطح اواپراتور
10- سيني جمع ­آوری آب تقطير شده از روي سطح اواپراتور و انتقال آن به بيرون از محفظه سرنشين
11- اواپراتور                      12- فن اواپراتور كولر يا فن بخاری
13- كليد فن كولر يا فن بخاری                                                                                      14- شير انبساطی

این مطلب را حتما بخوانید  پیکر بندی کولر 206

با توجه به شكل فوق به بررسی عملكرد اجزاء سيستم كولر پرداخته میشود:

كمپرسور كولر(سیستم تهویه مطبوع خودرو)

كمپرسور كولر خودرو از نوع پيستونی دو طرفه يا يكطرفه می باشد. شكل زیر اساس كار كمپرسورهای پيستونی صفحه مايل را نشان می دهد.

اساس كار كمپرسورهاي پيستوني صفحه مايل

اساس كار كمپرسورهاي پيستوني صفحه مايل

1- پيستون دو طرفه يا دوبل                    2- ساچمه                  3- صفحه مايل                           4- محور

با توجه به شكل فوق حالت (A) ملاحظه میگردد كه با دوران محور، لبه های صفحه مايل علاوه بر دوران، حركت محوری نيز انجام می دهند، حال چنانچه لبه های صفحه مايل را مطابق حالت (B) شكل فوق به پيستون‌هايی وصل شود، با دوران محور و صفحه مايل، پيستون ها حركت محوری انجام می دهند، با ايجاد حركت محوری در پيستون ها می توان اقدام به انجام مكش و تراكم گاز سيكل تبريد نمود.
شكل زیر يك نوع كمپرسور پيستونی صفحه مايل با پيستون دوطرفه، مورد استفاده در سيستم كولر  یا سیستم تهویه مطبوع خودرو را نشان می دهد.

نوع كمپرسور پيستوني صفحه مايل با پيستون دوطرفه

نوع كمپرسور پيستوني صفحه مايل با پيستون دوطرفه

1- مجرای ورودی                                 2- مجرای خروجی                     3 و 8 – سوپاپ­های برگی ورودی
4- پيستون دو طرفه                              5- صفحة مايل متصل به شفت كمپرسور
12 و 6 – سوپاپ­های برگی خروجی         7- شفت كمپرسور
13 و 9 – صفحه حامل سوپاپ­های برگی ورودی و خروجی                          10- سيم ­پيچ كلاچ الكترومغناطيسی

كمپرسور پيستونی صفحه مايل با پيستون دو طرفه

با توجه به شكل بالا پولی كمپرسور كولر در حالت عادی بر روی بدنه كمپرسور كولر ياتاقان بندی شده و بوسيله تسمه دوران خود را از ميل لنگ گرفته و هرز می چرخد، بنابراين در حالت عادی پولی كمپرسور كولر و صفحه متصل به شفت كمپرسور از هم جدا می باشند (قسمت بالای پولی كمپرسور و صفحه متصل به شفت كمپرسور شكل بالا اين موضوع را نشان می دهد).
هنگامی كه جريان برق وارد سيم پيچ كلاچ مغناطيسی كمپرسور كولر شود، سيم پيچ مغناطيس شده و صفحه متصل به شفت كمپرسور كولر را با نيروی زيادی به پولی كمپرسور كولر می چسباند (قسمت پائين پولی كمپرسور و صفحه متصل به شفت كمپرسور شكل بالا اين موضوع را نشان می دهد). دراين وضعيت، دوران ميل لنگ از طريق تسمه به پولی كمپرسور كولر و از طريق صفحه متصل به شفت كمپرسور كولر كه در اين حالت به پولی چسبيده است، به شفت كمپرسور كولر منتقل شده و شفت كمپرسور كولر شروع به دوران می كند.
با دوران شفت كمپرسور كولر، صفحة مايل به شفت نيز دوران كرده، بنابراين لبه های صفحه مايل علاوه بر حركت دورانی، حركت محوری نيز انجام ميدهند، از آنجايی كه لبه های صفحه مايل با پيستونهای كمپرسور كولر درگير می باشد، پيستونهای كمپرسور كولر شروع به انجام حركت رفت و برگشتی می كنند.
به طور مثال مطابق شكل بالا، سمت چپ پيستون بالايی و سمت راست پيستون پائينی ايجاد مكش كرده و با باز شدن سوپاپ های برگی مجرای ورودی، گاز را از اواپراتور مكش ميكند. درحاليكه سمت راست پيستون بالايی و سمت چپ پيستون پائينی در حال تراكم گاز می باشند، بنابراين سوپاپ های برگی خروجی باز شده و اجازه ارسال گاز متراكم به كندانسور را می دهند. معمولاً اين كمپرسورها دارای 6 تا 10 پيستون يكطرفه يا دو طرفه می باشند، كه بستگی به حجم محفظه سرنشين و قدرت خنك كاری مورد نياز برای خودرو مورد نظر، انتخاب می شوند.

این مطلب را حتما بخوانید  عملکرد آلترناتور

توجه 1: به جهت جلوگيری از آسيب ديدن قطعات متحرك كمپرسور كولر، تسمه و اعمال گشتاور پيچشی ناگهانی به ميل لنگ بهتر است كلاچ مغناطيس كمپرسوركولر در دور آرام فعال شود و از فعال كردن سيستم كولر در دورهای بالا خودداری شود.
توجه 2: به جهت جلوگيری از آسيب ديدن قطعات سيستم كولر (زنگ زدگی، فرسايش و …) بهتر است كه در تمامی فصل ها، هرماه حداقل به مدت نيم ساعت سيستم كولر فعال شود.

كندانسور

بعد از آنكه گاز سيكل تبريد توسط كمپرسور متراكم شد، علاوه بر فشار، دمای آن نيز زياد می شود، برای كاهش دمای گاز متراكم شده و تبديل آن به مايع از كندانسور استفاده می شود.
مطابق شکل اول كندانسور در واقع يك لوله مارپيچ از جنس مس يا آلومينيم است كه گاز فشرده شده توسط كمپرسور كولر را دريافت می كند، برای افزايش قدرت مايع كنندگی كندانسور، بوسيله فن هوای محيط را از اطراف لوله های كندانسور عبور می دهند، اين فن يا همان فن خنك كننده رادياتور موتور است و يا يك فن به صورت مجزا براي اين منظور در جلوی كندانسور نصب می گردد. با توجه به شكل اول گاز با فشار بالا، از بالا وارد كندانسور می شود، اين گاز با عبور از لوله های مارپيچ كندانسور، دمای خود را به لوله های كندانسور می دهد (از اطراف لوله های كندانسور هوای محيط عبور كرده و لوله ها خنك می شوند) بنابراين گاز فشرده شده به تدريج كه به لوله های پائينی كندانسور می رسد، دمای خود را از دست داده و تبديل به مايع می شود.

مخزن ذخيره يا خشك كن

شكل زیر مخزن ذخيره يا خشك كن سيستم كولر را نشان می دهد

مخزن ذخيره يا خشك كن

مخزن ذخيره يا خشك كن

1- مجراي خروجی به شير انبساطی                          2- درپوش شيشه­ای به جهت بررسی عملكرد سيستم كولر
3- درپوش اطمينان ذوب شدنی                               4- مجرای ورودی از كندانسور
5- بدنه مخزن ذخيره
6- لوله انتقال گاز مايع شده از قسمت پائين مخزن ذخيره به مجرای خروجی
7- كريستال­های خشك ­كن و رطوبت ­گير                   8- فيلتر                    9- قطرات  آب

گاز متراكم شده توسط كمپرسور با عبور از كندانسور مايع شده و در مخزن ذخيره قرار می گيرد. مخزن ذخيره دو وظيفه عمده زير را برعهده دارد:

  1.  به عنوان يك انباره يا آكومولاتور عمل كرده و از كاهش يا افزايش ناگهانی حجم گاز مايع شده در سيكل تبريد جلوگيریی میكند، بنابراين سيكل تبريد به صورت پيوسته و با ملايمت به كار خود ادامه می دهد.
  2. چنانچه در گاز مايع شده قطرات آب و ناخالصی وجود داشته باشد، اين قطرات در شير انبساطی به سرعت يخ زده و باعث مسدود شدن شير انبساطی و عدم عملكرد صحيح سيستم كولر می شوند، از اينرو در درون مخزن ذخيره، كريستالهايی قرار می دهند كه خاصيت جذب رطوبت را برعهده دارند، بنابراين گاز مايع شده خروجی از كندانسور با ورود به مخزن ذخيره از كريستال های خشك كن عبور می كند، قطرات آب و رطوبت بوسيله اين كريستال ها جذب شده و گاز متراكم مايع شده در ته مخزن ذخيره، جمع آوری می شود.

وجود فيلتر در ابتدای لوله انتقال، باعث جلوگيری از ورود ناخالصی ها به شير انبساطی و اخلال در كاركرد صحيح سيستم كولر می شود. چنانچه به هر دليلی دمای گاز سيكل تبريد افزايش يافته و به حدود Cº105 برسد، درپوش اطمينان ذوب شدنی (3)، ذوب شده باعث خارج شدن گاز سيكل تبريه به هوای محيط می شود و باعث جلوگيری از ايجاد خطرات جانی و مالی و آسيب ديدن سيستم كولر می شود.
با وجود درپوش شيشه ای (2) می توان از عملكرد صحيح سيستم كولر  یا سیستم تهویه مطبوع با توجه به شرايط زير اطمينان حاصل نمود:

  • دور موتور تقريباً RPM 1500
  •  سيستم كولر فعال و فن بخاری يا كولر در بالاترين سرعت قرار گيرد.
  • وضعيت گردش هوای داخل محفظه سرنشين انتخاب شود.
  • دمای هوای محيط كمتر از Cº35 و رطوبت كمتر از 70% باشد.

با توجه به شرايط فوق می توان با نگاه كردن به درپوش شيشه ای، نتايجی به شرح زير از عملكرد سيستم كولر دريافت نمود:

  1. چنانچه حباب كمی ديده شود ولی با افزايش دور، حباب ها محو شوند، شرايط سيستم كولرخوب است و گاز كولر كافی است.
  2. اگر حباب حتی با افزايش دور موتور وجود داشته باشد، نشان دهندی كم بودن گاز كولر است.
  3. چنانچه چيزی شبيه مه ديده شود، نشان دهنده تمام شدن گاز كولر می باشد.
  4. اگر هيچ حبابی ديده نشود و شيشه مات باشد، نشان دهنده زياد بودن گاز كولر است.

گروه فنی مهندسی ایمگ

فهرست