ضاغط تكييف هواء السيارات هو جوهر نظام التبريد، ويلعب دور ضغط ونقل بخار مادة التبريد. هناك نوعان من الضواغط: ضواغط ذات إزاحة ثابتة وضواغط ذات إزاحة متغيرة. وفقًا لمبادئ عملها المختلفة، يمكن تقسيم ضواغط تكييف الهواء إلى ضواغط ذات إزاحة ثابتة وضواغط ذات إزاحة متغيرة.
وفقًا لطرق العمل المختلفة، تُصنف الضواغط عمومًا إلى ضواغط ترددية ودوارة. تشمل ضواغط الترددية الشائعة ضواغط عمود المرفق ذات قضيب التوصيل والمكبس المحوري، بينما تشمل ضواغط الدوران ضواغط الريشة الدوارة واللولبية.
يعد ضاغط تكييف الهواء للسيارات بمثابة قلب نظام تبريد تكييف الهواء للسيارات ويلعب دور ضغط ونقل بخار المبرد.
تصنيف
تنقسم الضواغط إلى نوعين: ضواغط ذات إزاحة غير متغيرة وضاغطات ذات إزاحة متغيرة.
تنقسم ضواغط تكييف الهواء بشكل عام إلى نوعين ترددي ودوار وفقًا لطرق عملها الداخلية.
مبدأ عمل تصنيف تحرير البث
وفقًا لمبادئ العمل المختلفة، يمكن تقسيم ضواغط تكييف الهواء إلى ضواغط إزاحة ثابتة وضواغط إزاحة متغيرة.
ضاغط الإزاحة الثابتة
تزداد إزاحة ضاغط الإزاحة الثابتة تناسبيًا مع زيادة سرعة المحرك. لا يمكنه تغيير خرج الطاقة تلقائيًا وفقًا لاحتياجات التبريد، وله تأثير كبير نسبيًا على استهلاك وقود المحرك. يجمع نظام التحكم فيه عادةً إشارة درجة حرارة مخرج هواء المبخر. عندما تصل درجة الحرارة إلى درجة الحرارة المحددة، يتم تحرير القابض الكهرومغناطيسي للضاغط ويتوقف عن العمل. عند ارتفاع درجة الحرارة، يتم تعشيق القابض الكهرومغناطيسي ويبدأ الضاغط بالعمل. يتم التحكم في ضاغط الإزاحة الثابتة أيضًا بواسطة ضغط نظام تكييف الهواء. عندما يكون الضغط في خط الأنابيب مرتفعًا جدًا، يتوقف الضاغط عن العمل.
ضاغط مكيف الهواء ذو الإزاحة المتغيرة
يمكن لضاغط الإزاحة المتغيرة ضبط خرج الطاقة تلقائيًا وفقًا لدرجة الحرارة المحددة. لا يجمع نظام التحكم في تكييف الهواء إشارة درجة حرارة مخرج الهواء للمبخر، ولكنه يتحكم في نسبة ضغط الضاغط وفقًا لإشارة تغيير الضغط في خط أنابيب تكييف الهواء لضبط درجة حرارة مخرج الهواء تلقائيًا. في عملية التبريد بأكملها، يعمل الضاغط دائمًا، ويتم التحكم في ضبط شدة التبريد بالكامل بواسطة صمام تنظيم الضغط المثبت داخل الضاغط. عندما يكون الضغط في الطرف عالي الضغط لخط أنابيب تكييف الهواء مرتفعًا جدًا، يقصر صمام تنظيم الضغط شوط المكبس في الضاغط لتقليل نسبة الضغط، مما يقلل من شدة التبريد. عندما ينخفض الضغط في الطرف عالي الضغط إلى مستوى معين ويرتفع الضغط في الطرف منخفض الضغط إلى مستوى معين، يزيد صمام تنظيم الضغط شوط المكبس لتحسين شدة التبريد.
تصنيف أسلوب العمل
وفقًا لطرق العمل المختلفة، تُصنف الضواغط عمومًا إلى ضواغط ترددية ودوارة. تشمل ضواغط الترددية الشائعة ضواغط عمود المرفق ذات قضيب التوصيل والمكبس المحوري، بينما تشمل ضواغط الدوران ضواغط الريشة الدوارة واللولبية.
ضاغط قضيب توصيل العمود المرفقي
يمكن تقسيم آلية عمل هذا الضاغط إلى أربع عمليات: الضغط، والعادم، والتمدد، والشفط. عند دوران العمود المرفقي، يدفع قضيب التوصيل المكبس إلى حركة ترددية، ويتغير حجم العمل، المكون من الجدار الداخلي للأسطوانة ورأسها والسطح العلوي للمكبس، بشكل دوري، مما يؤدي إلى ضغط ونقل مادة التبريد في نظام التبريد. يُعد ضاغط قضيب التوصيل بعمود المرفق من الجيل الأول، وهو واسع الاستخدام، ويتميز بتكنولوجيا تصنيع متطورة، وبنية بسيطة، ومتطلبات منخفضة لمواد وتقنيات المعالجة، وتكلفة منخفضة نسبيًا. يتميز بقدرة عالية على التكيف، ويمكنه التكيف مع نطاق ضغط واسع ومتطلبات سعة التبريد، ويتميز بسهولة الصيانة.
ومع ذلك، يعاني ضاغط قضيب توصيل العمود المرفقي من بعض العيوب الواضحة، مثل عدم قدرته على تحقيق سرعات عالية، وضخامة حجم الآلة وثقتها، وصعوبة تحقيق وزن خفيف. كما أن العادم متقطع، وتدفق الهواء عرضة للتقلبات، ويحدث اهتزاز كبير أثناء التشغيل.
نظراً للخصائص المذكورة أعلاه لضواغط عمود المرفق وقضيب التوصيل، فإن عدداً قليلاً من الضواغط صغيرة الإزاحة قد اعتمدت هذا الهيكل. حالياً، تُستخدم ضواغط عمود المرفق وقضيب التوصيل بشكل رئيسي في أنظمة تكييف الهواء كبيرة الإزاحة لسيارات الركاب والشاحنات.
ضاغط المكبس المحوري
يمكن تسمية ضواغط المكبس المحوري بضواغط الجيل الثاني، والأكثر شيوعًا هي ضواغط اللوحة المتأرجحة أو اللوحة المتأرجحة، وهي المنتجات الرئيسية في ضواغط تكييف هواء السيارات. المكونات الرئيسية لضاغط اللوحة المتأرجحة هي العمود الرئيسي واللوحة المتأرجحة. يتم ترتيب الأسطوانات بشكل محيطي مع العمود الرئيسي للضاغط كمركز، ويكون اتجاه حركة المكبس موازيًا للعمود الرئيسي للضاغط. تصنع مكابس معظم ضواغط اللوحة المتأرجحة كمكابس مزدوجة الرأس، مثل الضواغط المحورية ذات الست أسطوانات، حيث توجد 3 أسطوانات في مقدمة الضاغط، والأسطوانات الثلاث الأخرى في الجزء الخلفي من الضاغط. تنزلق المكابس مزدوجة الرأس جنبًا إلى جنب في الأسطوانات المقابلة. عندما يضغط أحد طرفي المكبس بخار مادة التبريد في الأسطوانة الأمامية، يستنشق الطرف الآخر بخار مادة التبريد في الأسطوانة الخلفية. كل أسطوانة مزودة بصمامات هواء عالية ومنخفضة الضغط، ويُستخدم أنبوب ضغط عالي آخر لتوصيل حجرات الضغط العالي الأمامية والخلفية. تُثبّت اللوحة المائلة بالعمود الرئيسي للضاغط، وتُجمّع حافة اللوحة المائلة في الأخدود الموجود في منتصف المكبس، ويُدعّم أخدود المكبس وحافة اللوحة المائلة بمحامل كروية فولاذية. عندما يدور العمود الرئيسي، تدور اللوحة المتأرجحة أيضًا، وتدفع حافة اللوحة المتأرجحة المكبس للتردد محوريًا. إذا دارت اللوحة المتأرجحة مرة واحدة، يُكمل كل من المكبسين الأمامي والخلفي دورة من الضغط والعادم والتمدد والشفط، وهو ما يعادل عمل أسطوانتين. إذا كان ضاغطًا محوريًا بست أسطوانات، يتم توزيع 3 أسطوانات و3 مكابس ثنائية الرأس بالتساوي على قسم كتلة الأسطوانة. عندما يدور العمود الرئيسي مرة واحدة، يكون ذلك مكافئًا لتأثير 6 أسطوانات.
يتميز ضاغط الهواء ذو اللوحة المتأرجحة بسهولة تصغيره ووزنه الخفيف، ويمكنه العمل بسرعة عالية. يتميز بهيكل مدمج وكفاءة عالية وأداء موثوق. بعد تحقيق التحكم في الإزاحة المتغيرة، يُستخدم على نطاق واسع في مكيفات هواء السيارات.
ضاغط دوار ذو ريشة
هناك نوعان من أشكال الأسطوانات لضواغط الريش الدوارة: دائرية وبيضاوية. في الأسطوانة الدائرية، يكون للعمود الرئيسي للدوار مسافة شاذة عن مركز الأسطوانة، بحيث يكون الدوار متصلاً بشكل وثيق بين فتحات الشفط والعادم على السطح الداخلي للأسطوانة. في الأسطوانة الإهليلجية، يتطابق المحور الرئيسي للدوار ومركز القطع الناقص. تقسم الشفرات الموجودة على الدوار الأسطوانة إلى عدة مساحات. عندما يدفع العمود الرئيسي الدوار للدوران مرة واحدة، يتغير حجم هذه المساحات باستمرار، ويتغير أيضًا حجم بخار المبرد ودرجة حرارته في هذه المساحات. لا تحتوي ضواغط الريش الدوارة على صمام شفط لأن الريش تقوم بوظيفة شفط المبرد وضغطه. إذا كان هناك شفرتان، فهناك عمليتا عادم في دورة واحدة للعمود الرئيسي. كلما زاد عدد الشفرات، قلّت تقلبات تفريغ الضاغط.
كضاغط من الجيل الثالث، يتميز ضاغط الريشة الدوارة بصغر حجمه ووزنه، مما يسهل تركيبه في حجرة المحرك الضيقة. بالإضافة إلى مزاياه في انخفاض الضوضاء والاهتزاز، وكفاءته الحجمية العالية، يُستخدم أيضًا في أنظمة تكييف هواء السيارات. مع ذلك، يتطلب ضاغط الريشة الدوارة دقة تشغيل عالية وتكلفة تصنيع عالية.
ضاغط التمرير
يمكن الإشارة إلى هذه الضواغط باسم ضواغط الجيل الرابع. ينقسم هيكل ضواغط اللولب بشكل رئيسي إلى نوعين: النوع الديناميكي والثابت والنوع مزدوج الدورة. في الوقت الحاضر، النوع الديناميكي والثابت هو التطبيق الأكثر شيوعًا. تتكون أجزاؤه العاملة بشكل رئيسي من توربين ديناميكي وتوربين ثابت. تتشابه هياكل التوربينات الديناميكية والثابتة إلى حد كبير، وكلاهما يتكون من صفيحة طرفية وسن حلزوني ملتوي يمتد من الصفيحة الطرفية، ويتم ترتيبهما بشكل لامركزي والفرق هو 180 درجة، والتوربين الساكن ثابت، والتوربين المتحرك يدور بشكل لامركزي وينقله العمود المرفقي تحت قيد آلية خاصة مضادة للدوران، أي أنه لا يوجد دوران، فقط دورة. تتميز ضواغط اللولب بالعديد من المزايا. على سبيل المثال، يكون الضاغط صغير الحجم وخفيف الوزن، ويمكن للعمود اللامركزي الذي يحرك حركة التوربين أن يدور بسرعة عالية. بفضل عدم وجود صمام شفط وصمام تفريغ، يعمل ضاغط التمرير بكفاءة عالية، ويسهل تطبيق تقنية الحركة المتغيرة السرعة والإزاحة. تعمل غرف الضغط المتعددة في نفس الوقت، ويكون فرق ضغط الغاز بين غرف الضغط المتجاورة صغيرًا، كما أن تسرب الغاز ضئيل، والكفاءة الحجمية عالية. ازداد استخدام ضواغط التمرير في مجال التبريد الصغير بفضل مزاياها المتمثلة في الهيكل المدمج، والكفاءة العالية، وتوفير الطاقة، وانخفاض الاهتزاز والضوضاء، وموثوقية التشغيل، مما يجعلها أحد الاتجاهات الرئيسية لتطوير تكنولوجيا الضواغط.
الأعطال الشائعة
نظرًا لكونه قطعةً عاملةً دوارةً عالية السرعة، فإن ضاغط مكيف الهواء معرضٌ لخطر التعطل. ومن بين الأعطال الشائعة: الضوضاء غير الطبيعية، والتسرب، وتوقفه عن العمل.
(1) الضوضاء غير الطبيعية: هناك العديد من الأسباب التي تؤدي إلى ضوضاء غير طبيعية في الضاغط. على سبيل المثال، تلف القابض الكهرومغناطيسي للضاغط، أو تآكل الجزء الداخلي بشدة، وما إلى ذلك، مما قد يؤدي إلى ضوضاء غير طبيعية.
① يُعدّ القابض الكهرومغناطيسي للضاغط مكانًا شائعًا لضوضاء غير طبيعية. غالبًا ما يعمل الضاغط بسرعة منخفضة إلى عالية تحت أحمال عالية، لذا فإن متطلبات القابض الكهرومغناطيسي عالية جدًا، وعادةً ما يكون موضع تركيب القابض الكهرومغناطيسي قريبًا من الأرض، مما يجعله غالبًا عرضة لمياه الأمطار والتربة. عند تلف المحمل في القابض الكهرومغناطيسي، يحدث صوت غير طبيعي.
②بالإضافة إلى مشكلة القابض الكهرومغناطيسي نفسه، فإن إحكام سير محرك الضاغط يؤثر بشكل مباشر على عمر القابض الكهرومغناطيسي. إذا كان سير ناقل الحركة مرتخيًا جدًا، يكون القابض الكهرومغناطيسي عرضة للانزلاق؛ وإذا كان سير ناقل الحركة مشدودًا جدًا، فسيزداد الحمل عليه. عندما يكون إحكام سير ناقل الحركة غير صحيح، لن يعمل الضاغط عند مستوى الضوء، وسيتلف عند ثقله. عند تشغيل سير ناقل الحركة، إذا لم تكن بكرة الضاغط وبكرة المولد في نفس المستوى، فسيؤدي ذلك إلى تقليل عمر سير ناقل الحركة أو الضاغط.
③ يؤدي تكرار سحب القابض الكهرومغناطيسي وإغلاقه إلى ضوضاء غير طبيعية في الضاغط. على سبيل المثال، ضعف توليد الطاقة من المولد، أو ارتفاع ضغط نظام تكييف الهواء، أو زيادة حمل المحرك، مما يؤدي إلى سحب القابض الكهرومغناطيسي بشكل متكرر.
④يجب أن تكون هناك فجوة محددة بين القابض الكهرومغناطيسي وسطح تثبيت الضاغط. إذا كانت الفجوة كبيرة جدًا، فسيزداد التأثير. أما إذا كانت الفجوة صغيرة جدًا، فسيتداخل القابض الكهرومغناطيسي مع سطح تثبيت الضاغط أثناء التشغيل. وهذا أيضًا سبب شائع للضوضاء غير الطبيعية.
⑤ يحتاج الضاغط إلى تزييت موثوق أثناء التشغيل. في حال نقص زيت التشحيم، أو عدم استخدامه بشكل صحيح، سيصدر ضوضاء غير طبيعية خطيرة داخل الضاغط، وقد يؤدي إلى تآكله وتلفه.
(2) التسرب: يُعد تسرب سائل التبريد من أكثر المشاكل شيوعًا في أنظمة تكييف الهواء. عادةً ما يكون الجزء المتسرب من الضاغط عند تقاطعه مع أنابيب الضغط العالي والمنخفض، مما يصعب فحصه بسبب موقع التركيب. يكون الضغط الداخلي لنظام تكييف الهواء مرتفعًا جدًا، وعند تسرب سائل التبريد، يُفقد زيت الضاغط، مما يؤدي إلى توقف نظام تكييف الهواء عن العمل أو ضعف تزييته. تحتوي ضواغط مكيف الهواء على صمامات حماية لتخفيف الضغط، تُستخدم عادةً لمرة واحدة. بعد ارتفاع ضغط النظام، يجب استبدال صمام حماية تخفيف الضغط في الوقت المناسب.
(٣) عطل. هناك أسباب عديدة لعدم عمل ضاغط مكيف الهواء، عادةً بسبب مشاكل في الدائرة الكهربائية. يمكنك التحقق أوليًا من تلف الضاغط عن طريق توصيل الطاقة مباشرةً إلى القابض الكهرومغناطيسي للضاغط.
احتياطات صيانة تكييف الهواء
قضايا السلامة التي يجب الانتباه إليها عند التعامل مع المبردات
(1) لا تتعامل مع مادة التبريد في مكان مغلق أو بالقرب من لهب مكشوف؛
(2) يجب ارتداء النظارات الواقية؛
(3) تجنب دخول سائل التبريد إلى العينين أو تناثره على الجلد؛
(4) لا توجه الجزء السفلي من خزان التبريد إلى الأشخاص، حيث تحتوي بعض خزانات التبريد على أجهزة تهوية طوارئ في الجزء السفلي؛
(5) لا تضع خزان المبرد مباشرة في الماء الساخن بدرجة حرارة أعلى من 40 درجة مئوية؛
(6) إذا دخل السائل المبرد في العينين أو لامس الجلد، فلا تفركه، بل اشطفه على الفور بكمية كبيرة من الماء البارد، واذهب على الفور إلى المستشفى للعثور على طبيب للحصول على علاج متخصص، ولا تحاول التعامل معه بنفسك.
