Otomobil klima fanının çalışma prensibi
Özet: Otomobil klima sistemi, araç içindeki havanın soğutulması, ısıtılması, hava değişimi ve hava temizliğini gerçekleştiren bir cihazdır. Yolcular için konforlu bir sürüş ortamı sağlar, sürücülerin yorgunluk yoğunluğunu azaltır ve sürüş güvenliğini artırır. Klima donanımı, aracın eksiksiz olup olmadığını ölçen göstergelerden biri haline gelmiştir. Otomobil klima sistemi kompresör, klima fanı, kondenser, sıvı depolama kurutucu, genleşme valfi, evaporatör ve fan vb. bileşenlerden oluşmaktadır. Bu makalede esas olarak otomobil klima fanının çalışma prensibi tanıtılmaktadır.
Küresel ısınma ve insanların sürüş ortamına yönelik beklentilerinin artmasıyla birlikte, giderek daha fazla otomobil klima sistemleriyle donatılıyor. İstatistiklere göre, 2000 yılında Amerika Birleşik Devletleri ve Kanada'da satılan otomobillerin %78'i klima ile donatılmıştı ve şu anda en az %90'ının klimalı olduğu tahmin ediliyor. Klima sistemleri, insanlara konforlu bir sürüş ortamı sağlamanın yanı sıra, otomobil kullanıcısı olarak acil durumların daha etkili ve hızlı bir şekilde çözülebilmesi için çalışma prensibini anlamalıdır.
1. Otomotiv soğutma sisteminin çalışma prensibi
Otomobil klima soğutma sisteminin çalışma prensibi
1. Otomobil klima soğutma sisteminin çalışma prensibi
Otomobil klima soğutma sisteminin çalışma döngüsü dört aşamadan oluşur: sıkıştırma, ısı salınımı, kısma ve ısı emilimi.
(1) Sıkıştırma işlemi: Kompresör, evaporatör çıkışındaki düşük sıcaklık ve düşük basınçlı soğutucu gazı emer, yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı gaza sıkıştırır ve ardından kondensere gönderir. Bu işlemin temel işlevi, gazı sıkıştırıp basınçlandırarak sıvılaşmasını kolaylaştırmaktır. Sıkıştırma işlemi sırasında soğutucunun hali değişmez ve sıcaklık ve basınç sürekli artarak aşırı ısıtılmış gaz oluşturur.
(2) Isı salınım süreci: Yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı aşırı ısıtılmış soğutucu gaz, atmosferle ısı alışverişi için kondensere (radyatöre) girer. Basınç ve sıcaklığın azalması nedeniyle, soğutucu gaz sıvıya yoğunlaşır ve büyük miktarda ısı açığa çıkarır. Bu sürecin işlevi ısıyı atmak ve yoğunlaşmaktır. Yoğunlaşma süreci, soğutucunun halindeki bir değişiklikle karakterize edilir; yani, sabit basınç ve sıcaklık koşullarında, kademeli olarak gazdan sıvıya dönüşür. Yoğunlaşmadan sonraki soğutucu sıvı, yüksek basınçlı ve yüksek sıcaklıklı bir sıvıdır. Soğutucu sıvı aşırı soğutulmuştur ve aşırı soğutma derecesi ne kadar yüksek olursa, buharlaşma sürecinde ısıyı emme yeteneği o kadar büyük olur ve soğutma etkisi o kadar iyi olur, yani soğuk üretiminde buna karşılık gelen bir artış olur.
(3) Kısma işlemi: Yüksek basınç ve yüksek sıcaklıktaki soğutucu akışkan, genleşme valfi aracılığıyla kısılır ve sıcaklık ve basınç düşürülür; genleşme cihazı sis (küçük damlacıklar) halinde ortadan kaldırılır. Bu işlemin rolü, soğutucu akışkanı soğutmak ve basıncı düşürmektir; yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı sıvıdan düşük sıcaklık ve basınçlı sıvıya geçiş sağlanarak ısı emilimi kolaylaştırılır, soğutma kapasitesi kontrol edilir ve soğutma sisteminin normal çalışması sürdürülür.
4) Isı emme süreci: Genleşme valfi tarafından soğutulup basıncı düşürülen sis halindeki soğutucu sıvı, evaporatöre girer. Bu nedenle soğutucunun kaynama noktası, evaporatör içindeki sıcaklıktan çok daha düşüktür. Dolayısıyla soğutucu sıvı evaporatörde buharlaşır ve gaza dönüşür. Buharlaşma sürecinde çevredeki ısıyı büyük ölçüde emer ve araç içindeki sıcaklığı düşürür. Daha sonra düşük sıcaklık ve düşük basınçlı soğutucu gaz evaporatörden dışarı akar ve kompresörün tekrar emmesini bekler. Endotermik süreç, soğutucunun sıvıdan gaza geçişiyle karakterize edilir ve bu sırada basınç değişmez; yani bu hal değişimi sabit basınç sürecinde gerçekleşir.
2. Otomotiv klima soğutma sistemi genellikle kompresörler, kondenserler, sıvı depolama kurutucuları, genleşme vanaları, evaporatörler ve fanlardan oluşur. Şekil 1'de gösterildiği gibi, bileşenler bakır (veya alüminyum) ve yüksek basınçlı kauçuk borularla bağlanarak kapalı bir sistem oluşturur. Soğutma sistemi çalışırken, soğutma hafızasının farklı durumları bu kapalı sistemde dolaşır ve her döngüde dört temel işlem gerçekleşir:
(1) Sıkıştırma işlemi: Kompresör, evaporatörün çıkışında düşük sıcaklık ve basınçta soğutucu gazı emer ve yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı bir gaz uzaklaştırma kompresörüne sıkıştırır.
(2) Isı salınım süreci: Yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı aşırı ısıtılmış soğutucu gaz kondansatöre girer ve basınç ve sıcaklığın azalması nedeniyle soğutucu gaz sıvıya yoğunlaşır ve çok miktarda ısı açığa çıkar.
(3) Kısma işlemi: Yüksek sıcaklık ve basınca sahip soğutucu sıvı genleşme cihazından geçtikten sonra hacim büyür, basınç ve sıcaklık aniden düşer ve genleşme cihazı sis halinde (küçük damlacıklar halinde) ortadan kaldırılır.
(4) Isı emme işlemi: Sis halindeki soğutucu sıvı evaporatöre girer, bu nedenle soğutucunun kaynama noktası evaporatör içindeki sıcaklıktan çok daha düşüktür, bu nedenle soğutucu sıvı gaza dönüşür. Buharlaşma işlemi sırasında çevrede büyük miktarda ısı emilir ve daha sonra düşük sıcaklık ve düşük basınçlı soğutucu buhar kompresöre girer.
2. Üfleyicinin çalışma prensibi
Genellikle otomobillerdeki fan, santrifüj fandır ve santrifüj fanın çalışma prensibi, santrifüj fanınkine benzer; ancak havanın sıkıştırılması işlemi genellikle santrifüj kuvvetinin etkisi altında, birkaç çalışma çarkı (veya birkaç kademe) aracılığıyla gerçekleştirilir. Fan, yüksek hızda dönen bir rotora sahiptir ve rotor üzerindeki kanatlar havayı yüksek hızda hareket ettirir. Santrifüj kuvveti, havanın gövdenin içbükey şeklindeki içbükey çizgi boyunca fan çıkışına akmasını sağlar ve yüksek hızlı hava akışı belirli bir rüzgar basıncına sahiptir. Yeni hava, gövdenin merkezinden içeriye verilir.
Teorik olarak, santrifüj fanın basınç-akış karakteristik eğrisi düz bir çizgidir, ancak fan içindeki sürtünme direnci ve diğer kayıplar nedeniyle, gerçek basınç ve akış karakteristik eğrisi akış hızının artmasıyla yavaşça azalır ve santrifüj fanın karşılık gelen güç-akış eğrisi akış hızının artmasıyla yükselir. Fan sabit hızda çalışırken, fanın çalışma noktası basınç-akış karakteristik eğrisi boyunca hareket edecektir. Çalışma sırasındaki fanın çalışma koşulu sadece kendi performansına değil, aynı zamanda sistemin özelliklerine de bağlıdır. Boru şebekesi direnci arttığında, boru performans eğrisi daha dik hale gelir. Fan regülasyonunun temel prensibi, fanın kendi performans eğrisini veya dış boru şebekesinin karakteristik eğrisini değiştirerek gerekli çalışma koşullarını elde etmektir. Bu nedenle, düşük hızda, orta hızda ve yüksek hızda sürüş sırasında aracın normal çalışmasına yardımcı olmak için araca bazı akıllı sistemler monte edilmiştir.
Üfleyici kontrol prensibi
2.1 Otomatik kontrol
Klima kontrol panosundaki "otomatik" düğmesine basıldığında, klima bilgisayarı, istenen çıkış hava sıcaklığına göre fan hızını otomatik olarak ayarlar.
Hava akış yönü "yüze" veya "çift yönlü akış" olarak seçildiğinde ve üfleyici düşük hızda çalışırken, üfleyici hızı, belirlenen aralık dahilinde güneş ışınlarının şiddetine göre değişecektir.
(1) Düşük hız kontrolünün çalıştırılması
Düşük hız kontrolü sırasında, klima bilgisayarı güç triyotunun temel voltajını keser ve güç triyotu ile ultra yüksek hızlı röle de bağlantısı kesilir. Akım, fan motorundan fan direncine akar ve ardından motorun düşük hızda çalışmasını sağlamak için demir üzerinden geçer.
Klima kontrol ünitesi aşağıdaki 7 parçadan oluşmaktadır: 1 pil, 2 kontak anahtarı, 3 ısıtıcı rölesi, fan motoru, 5 fan direnci, 6 güç transistörü, 7 sıcaklık sigorta teli, 8 klima kontrol ünitesi, 9 yüksek hızlı röle.
(2) Orta hız kontrolünün çalıştırılması
Orta hız kontrolü sırasında, güç triyodu aşırı ısınma hasarından koruyan bir sıcaklık sigortası oluşturur. Klima bilgisayarı, fan tahrik sinyalini değiştirerek güç triyodunun temel akımını değiştirir ve böylece fan motorunun hızının kablosuz kontrolü sağlanır.
3) Yüksek hızlı kontrolün çalıştırılması
Yüksek hızlı kontrol sırasında, klima bilgisayarı güç triyodunun temel voltajını, 40 numaralı bağlantı demirini keser ve yüksek hızlı röle açılır; fan motorundan gelen akım yüksek hızlı röleden geçerek bağlantı demirine ulaşır ve motorun yüksek hızda dönmesini sağlar.
2.2 Ön Isıtma
Otomatik kontrol modunda, ısıtıcı peteğinin alt kısmına sabitlenmiş bir sıcaklık sensörü, soğutucunun sıcaklığını algılar ve ön ısıtma kontrolü gerçekleştirir. Soğutucu sıcaklığı 40 °C'nin altında olduğunda ve otomatik anahtar açık olduğunda, klima bilgisayarı soğuk havanın dışarı atılmasını önlemek için fanı kapatır. Aksine, soğutucu sıcaklığı 40 °C'nin üzerinde olduğunda, klima bilgisayarı fanı çalıştırır ve düşük hızda dönmesini sağlar. Bundan sonra, fan hızı hesaplanan hava akışına ve gerekli çıkış hava sıcaklığına göre otomatik olarak kontrol edilir.
Yukarıda açıklanan ön ısıtma kontrolü, yalnızca hava akışı "alttan" veya "çift yönlü" olarak seçildiğinde mevcuttur.
2.3 Gecikmeli hava akışı kontrolü (sadece soğutma için)
Gecikmeli hava akışı kontrolü, evaporatör sıcaklık sensörü tarafından algılanan soğutucu içindeki sıcaklığa dayanmaktadır.
Hava akışı kontrolü, klimadan yanlışlıkla sıcak hava çıkışını önleyebilir. Bu gecikmeli kontrol işlemi, motor çalıştırıldığında ve aşağıdaki koşullar karşılandığında yalnızca bir kez gerçekleştirilir: 1. Kompresör çalışması; 2. Üfleyici kontrolü "otomatik" konumda (otomatik açma/kapama); 3. Hava akışı kontrolü "yüz" konumunda; Yüz anahtarı aracılığıyla "Yüz" konumuna ayarlayın veya otomatik kontrolde "Yüz" konumuna getirin; 4. Soğutucunun içindeki sıcaklık 30℃'nin üzerinde.
Gecikmeli hava akışı kontrolünün çalışma prensibi aşağıdaki gibidir:
Yukarıdaki dört koşulun tamamı yerine getirildiğinde ve motor çalıştırıldığında bile, fan motoru hemen çalıştırılamaz. Fan motorunun 4 saniyelik bir gecikmesi vardır, ancak kompresörün açılması, motorun çalıştırılması ve evaporatörü soğutmak için soğutucu gazın kullanılması gerekir. 4 saniyelik gecikmeyle arka fan motoru çalışmaya başlar, ilk 5 saniye düşük hızda çalışır ve son 6 saniyede kademeli olarak yüksek hıza çıkar. Bu işlem, havalandırmadan ani sıcak hava çıkışını önleyerek çalkalanmaya neden olmasını engeller.
Kapanış konuşması
Mükemmel bir bilgisayar kontrollü araç klima sistemi, araç içindeki havanın sıcaklığını, nemini, temizliğini, karakterini ve havalandırmasını otomatik olarak ayarlayabilir ve araç içindeki havanın belirli bir hızda ve yönde akmasını sağlayarak yolcular için iyi bir sürüş ortamı sunar; ayrıca yolcuların çeşitli dış iklim ve koşullar altında konforlu bir hava ortamında olmalarını sağlar. Camların buğulanmasını önleyerek sürücünün net bir görüşe sahip olmasını sağlar ve güvenli sürüş için temel bir garanti sunar.
Daha fazla bilgi edinmek isterseniz, bu sitedeki diğer makaleleri okumaya devam edin!
Bu tür ürünlere ihtiyacınız varsa lütfen bizi arayın.
Zhuo Meng Shanghai Auto Co., Ltd., MG ve Maux marka otomobil yedek parçaları satışı konusunda uzmanlaşmıştır. Satın almaya davetlisiniz.
