Principe van de ventilator van een auto-airconditioning
Abstract: Het airconditioningsysteem van een auto is een apparaat dat zorgt voor koeling, verwarming, luchtverversing en luchtzuivering van de lucht in het voertuig. Het zorgt voor een comfortabele rijomgeving voor passagiers, vermindert vermoeidheid bij bestuurders en verbetert de rijveiligheid. Airconditioning is uitgegroeid tot een belangrijke indicator voor de kwaliteit van een auto. Een auto-airconditioningsysteem bestaat uit een compressor, ventilator, condensor, droger, expansieklep, verdamper en ventilator, enzovoort. Dit artikel beschrijft voornamelijk het werkingsprincipe van de ventilator in een auto-airconditioningsysteem.
Door de opwarming van de aarde en de toenemende eisen van mensen aan de rijomgeving, worden steeds meer auto's uitgerust met airconditioning. Volgens statistieken was in 2000 78% van de in de Verenigde Staten en Canada verkochte auto's voorzien van airconditioning, en men schat dat dit nu minstens 90% is. Naast het creëren van een comfortabele rijomgeving, is het voor autobezitters belangrijk om het principe ervan te begrijpen, zodat noodsituaties effectiever en sneller kunnen worden aangepakt.
1. Werkingsprincipe van een autokoelsysteem
Het werkingsprincipe van een auto-airconditioningsysteem
1. Het werkingsprincipe van een airconditioningsysteem voor auto's
De cyclus van een auto-airconditioningsysteem bestaat uit vier processen: compressie, warmteafgifte, smoorklepstand en warmteabsorptie.
(1) Compressieproces: de compressor zuigt het koudemiddelgas met lage temperatuur en lage druk aan bij de uitgang van de verdamper, comprimeert het tot gas met hoge temperatuur en hoge druk en stuurt het vervolgens naar de condensor. De belangrijkste functie van dit proces is het comprimeren en onder druk zetten van het gas, zodat het gemakkelijk vloeibaar wordt. Tijdens het compressieproces verandert de toestand van het koudemiddel niet, maar de temperatuur en druk blijven stijgen, waardoor oververhit gas ontstaat.
(2) Warmteafgifteproces: een hogetemperatuur- en hogedruk-oververhit koelmiddelgas komt de condensor (radiator) binnen voor warmte-uitwisseling met de atmosfeer. Door de verlaging van de druk en de temperatuur condenseert het koelmiddelgas tot een vloeistof en komt daarbij een grote hoeveelheid warmte vrij. De functie van dit proces is warmteafvoer en condensatie. Het condensatieproces wordt gekenmerkt door een verandering in de toestand van het koelmiddel, dat wil zeggen dat het onder constante druk en temperatuur geleidelijk van gas naar vloeistof overgaat. De vloeibare koelvloeistof na condensatie is een hogedruk- en hogetemperatuurvloeistof. De vloeibare koelvloeistof is onderkoeld, en hoe groter de mate van onderkoeling, hoe groter het vermogen van de verdamping om warmte te absorberen tijdens het verdampingsproces, en hoe beter het koeleffect, dat wil zeggen de overeenkomstige toename van de koudeproductie.
(3) Verstikkingsproces: de hogedruk- en hogetemperatuurkoelvloeistof wordt door de expansieklep verstikt om de temperatuur en druk te verlagen, en de expansieinrichting elimineert de vloeistof in een nevel (kleine druppeltjes). Het doel van dit proces is het koelen van de koelvloeistof en het verlagen van de druk, van de hogedruk- en hogetemperatuurvloeistof naar de lagedruk- en lagetemperatuurvloeistof, om de warmteabsorptie te vergemakkelijken, de koelcapaciteit te regelen en de normale werking van het koelsysteem te handhaven.
4) Warmteabsorptieproces: de nevel van koelmiddelvloeistof komt na afkoeling en drukverlaging door het expansieventiel in de verdamper terecht. Omdat het kookpunt van het koelmiddel veel lager is dan de temperatuur in de verdamper, verdampt het koelmiddel in de verdamper en kookt het tot gas. Tijdens het verdampingsproces wordt veel warmte uit de omgeving geabsorbeerd, waardoor de temperatuur in de auto daalt. Vervolgens stroomt het koude en lagedruk-koelmiddelgas de verdamper uit en wacht het tot de compressor het weer aanzuigt. Dit endotherme proces wordt gekenmerkt door de faseovergang van het koelmiddel van vloeibaar naar gasvormig, waarbij de druk constant blijft. Deze faseovergang vindt dus plaats bij constante druk.
2. Het koelsysteem van een auto-airconditioning bestaat over het algemeen uit compressoren, condensatoren, vloeistofopslagdrogers, expansiekleppen, verdampers en ventilatoren. Zoals weergegeven in Figuur 1, zijn de componenten met elkaar verbonden door koperen (of aluminium) en hogedruk rubberen buizen om een gesloten systeem te vormen. Wanneer het koelsysteem werkt, circuleren de verschillende toestanden van het koelgeheugen in dit gesloten systeem, waarbij elke cyclus vier basisprocessen omvat:
(1) Compressieproces: de compressor zuigt het koelmiddelgas aan bij de uitgang van de verdamper bij lage temperatuur en druk, en comprimeert het in een hogetemperatuur- en hogedrukgasafvoercompressor.
(2) Warmteafgifteproces: het hogetemperatuur- en hogedruk-oververhitte koelmiddelgas komt de condensor binnen, en door de druk- en temperatuurverlaging condenseert het koelmiddelgas tot een vloeistof, waarbij veel warmte vrijkomt.
(3) Verstikkingsproces: Nadat de koelvloeistof met hoge temperatuur en druk door het expansieventiel is gegaan, neemt het volume toe, dalen de druk en temperatuur sterk en wordt het expansieventiel in een nevel (kleine druppeltjes) afgevoerd.
(4) Warmteabsorptieproces: de vloeibare koelvloeistof komt in de verdamper terecht, waardoor het kookpunt van de koelvloeistof veel lager is dan de temperatuur in de verdamper. De vloeibare koelvloeistof verdampt dan tot gas. Tijdens het verdampingsproces wordt een grote hoeveelheid warmte geabsorbeerd, waarna de koelvloeistofdamp met lage temperatuur en lage druk de compressor binnenkomt.
2 Werkingsprincipe van de ventilator
Meestal is de ventilator in een auto een centrifugaalventilator. Het werkingsprincipe van een centrifugaalventilator is vergelijkbaar met dat van een centrifugaalventilator, met als verschil dat de luchtcompressie meestal plaatsvindt onder invloed van centrifugale kracht door middel van meerdere werkende schoepen (of meerdere trappen). De ventilator heeft een snel roterende rotor, en de schoepen op de rotor stuwen de lucht met hoge snelheid voort. De centrifugale kracht zorgt ervoor dat de lucht langs de involute lijn in de behuizing naar de ventilatoruitlaat stroomt, en de hogesnelheidsluchtstroom heeft een bepaalde luchtdruk. Nieuwe lucht wordt via het midden van de behuizing aangevoerd.
Theoretisch gezien is de druk-debietcurve van een centrifugaalventilator een rechte lijn, maar door wrijvingsweerstand en andere verliezen in de ventilator daalt de werkelijke druk-debietcurve geleidelijk met een toenemend debiet, terwijl de bijbehorende vermogen-debietcurve van de centrifugaalventilator stijgt met een toenemend debiet. Wanneer de ventilator op een constant toerental draait, beweegt het werkpunt van de ventilator langs de druk-debietcurve. De bedrijfsomstandigheden van de ventilator tijdens bedrijf hangen niet alleen af van de eigen prestaties, maar ook van de kenmerken van het systeem. Wanneer de weerstand in het leidingnetwerk toeneemt, wordt de prestatiecurve van de leidingen steiler. Het basisprincipe van ventilatorregeling is het verkrijgen van de gewenste bedrijfsomstandigheden door de prestatiecurve van de ventilator zelf of de karakteristieke curve van het externe leidingnetwerk aan te passen. Daarom zijn er in sommige auto's intelligente systemen geïnstalleerd die ervoor zorgen dat de auto normaal blijft functioneren bij lage, gemiddelde en hoge snelheden.
Regelprincipe van de ventilator
2.1 Automatische besturing
Wanneer de "automatische" schakelaar op het bedieningspaneel van de airconditioning wordt ingedrukt, past de airconditioningcomputer automatisch de ventilatorsnelheid aan de gewenste uitgaande luchttemperatuur aan.
Wanneer de luchtstroomrichting is ingesteld op "gezicht" of "dubbele luchtstroomrichting" en de ventilator op lage snelheid draait, zal de ventilatorsnelheid binnen de gestelde grenzen variëren afhankelijk van de zonne-instraling.
(1) Bediening van de lage snelheidsregeling
Tijdens de regeling van de lage snelheid onderbreekt de airconditioningcomputer de basisspanning van de vermogenstriodes, en worden zowel de vermogenstriodes als het ultrasnelle relais losgekoppeld. De stroom vloeit van de ventilatormotor naar de ventilatorweerstand en zorgt er vervolgens voor dat de motor op lage snelheid draait.
De airconditioningcomputer bestaat uit de volgende 7 onderdelen: 1. accu, 2. contactschakelaar, 3. verwarmingsrelais, ventilatormotor, 5. ventilatorweerstand, 6. vermogenstransistor, 7. temperatuurzekering, 8. airconditioningcomputer, 9. hogesnelheidsrelais.
(2) Bediening van de middensnelheidsregeling
Tijdens de regeling van de gemiddelde snelheid schakelt de vermogenstriode een temperatuurzekering in, die de triode beschermt tegen schade door oververhitting. De airconditioningcomputer wijzigt de basisstroom van de vermogenstriode door het aansturingssignaal van de ventilator aan te passen, waardoor draadloze regeling van de ventilatorsnelheid mogelijk wordt.
3) Bediening van de hogesnelheidsregeling
Tijdens de hogesnelheidsregeling onderbreekt de airconditioningcomputer de basisspanning van de vermogenstriodes, de bijbehorende connector nr. 40 en het hogesnelheidsrelais. De stroom van de ventilatormotor loopt vervolgens via het hogesnelheidsrelais naar het relais, waardoor de motor op hoge snelheid gaat draaien.
2.2 Voorverwarmen
In de automatische regelmodus meet een temperatuursensor in het onderste deel van de verwarmingskern de temperatuur van de koelvloeistof en regelt de voorverwarming. Wanneer de koelvloeistoftemperatuur lager is dan 40 °C en de automatische schakelaar is ingeschakeld, schakelt de airconditioningcomputer de ventilator uit om te voorkomen dat er koude lucht wordt uitgeblazen. Wanneer de koelvloeistoftemperatuur daarentegen hoger is dan 40 °C, start de airconditioningcomputer de ventilator en laat deze op een laag toerental draaien. Vanaf dat moment wordt het ventilatortoerental automatisch geregeld op basis van de berekende luchtstroom en de gewenste uitgaande luchttemperatuur.
De hierboven beschreven voorverwarmingsregeling is alleen actief wanneer de luchtstroom is ingesteld op "onder" of "dubbele stroom".
2.3 Vertraagde luchtstroomregeling (alleen voor koeling)
De vertraagde luchtstroomregeling is gebaseerd op de temperatuur in de koeler, gemeten door de temperatuursensor van de verdamper.
De luchtstroomregeling voorkomt dat er per ongeluk hete lucht uit de airconditioner ontsnapt. Deze vertragingsregeling wordt slechts één keer uitgevoerd bij het starten van de motor en wanneer aan de volgende voorwaarden is voldaan: 1. de compressor werkt; 2. de ventilatorregeling staat in de "automatische" stand (automatisch inschakelen); 3. de luchtstroomregeling staat in de "gezichtsstand"; stel deze in op "gezichtsstand" met de gezichtsschakelaar of stel deze in op "gezichtsstand" in de automatische regeling; 4. de temperatuur in de airconditioner is hoger dan 30℃.
De werking van de vertraagde luchtstroomregeling is als volgt:
Zelfs wanneer aan alle vier de bovenstaande voorwaarden is voldaan en de motor is gestart, kan de ventilatormotor niet direct starten. De ventilatormotor start pas na 4 seconden, maar daarvoor moet eerst de compressor worden ingeschakeld, de motor worden gestart en het koelmiddelgas worden gebruikt om de verdamper te koelen. De ventilatormotor start na 4 seconden, draait de eerste 5 seconden op een lage snelheid en versnelt geleidelijk naar een hoge snelheid in de laatste 6 seconden. Deze werking voorkomt dat er plotseling hete lucht uit de ventilatieopening ontsnapt, wat luchtstroming kan veroorzaken.
Slotwoord
Het perfecte, computergestuurde airconditioningsysteem voor auto's kan automatisch de temperatuur, luchtvochtigheid, reinheid, kwaliteit en ventilatie van de lucht in de auto regelen. Het zorgt ervoor dat de lucht in de auto met een bepaalde snelheid en in de juiste richting stroomt, waardoor een prettige rijomgeving voor de passagiers wordt gecreëerd en een comfortabele luchtomgeving wordt gegarandeerd, ongeacht de weersomstandigheden. Het voorkomt bovendien dat de ruiten beslaan, zodat de bestuurder helder zicht behoudt en een basisgarantie biedt voor veilig rijden.
Wil je meer weten? Lees dan ook de andere artikelen op deze site!
Neem contact met ons op als u dergelijke producten nodig heeft.
Zhuo Meng Shanghai Auto Co., Ltd. is gespecialiseerd in de verkoop van MG- en Maux-auto-onderdelen. U bent van harte welkom om te bestellen.
