Klimaanlagenkompressor für Kraftfahrzeuge.
Der Kompressor der Autoklimaanlage ist das Herzstück des Kühlsystems der Autoklimaanlage und übernimmt die Aufgabe der Kompression und des Transports des Kältemitteldampfes.
Kompressoren werden in zwei Typen unterteilt: Kompressoren mit festem Verdrängungsvolumen und Kompressoren mit variablem Verdrängungsvolumen.
Klimaanlagenkompressoren werden je nach ihrer internen Arbeitsweise im Allgemeinen in Hubkolben- und Rotationskompressoren unterteilt.
Nach ihren unterschiedlichen Funktionsprinzipien lassen sich Klimaanlagenkompressoren in Kompressoren mit konstantem Verdrängungsvolumen und Kompressoren mit variablem Verdrängungsvolumen unterteilen.
Verdichter mit konstantem Hubvolumen
Das Fördervolumen des Verdichters mit konstantem Hubraum ist proportional zur Motordrehzahl. Er kann seine Leistung nicht automatisch an den Kältebedarf anpassen, was sich relativ stark auf den Kraftstoffverbrauch auswirkt. Die Steuerung erfolgt in der Regel über die Temperaturmessung am Verdampferausgang. Sobald die eingestellte Temperatur erreicht ist, wird die elektromagnetische Kupplung des Verdichters gelöst und der Verdichter schaltet sich ab. Steigt die Temperatur wieder an, schließt die Kupplung und der Verdichter startet. Der Verdichter mit konstantem Hubraum wird außerdem über den Druck im Klimaanlagensystem gesteuert. Bei zu hohem Druck in der Leitung schaltet sich der Verdichter ab.
Verstellbarer Verdrängungskompressor für Klimaanlagen
Verstellkompressoren passen ihre Leistung automatisch an die eingestellte Temperatur an. Das Klimaanlagen-Steuerungssystem erfasst kein Temperatursignal am Verdampferausgang, sondern regelt die Austrittstemperatur automatisch durch Steuerung des Verdichtungsverhältnisses des Kompressors anhand der Druckänderung in der Klimaanlagenleitung. Der Kompressor arbeitet während des gesamten Kühlvorgangs permanent, und die Kühlleistung wird ausschließlich über den im Kompressor integrierten Druckregler gesteuert. Ist der Druck am Hochdruckende der Klimaanlagenleitung zu hoch, verringert das Druckregelventil den Kolbenhub des Kompressors, um das Verdichtungsverhältnis und damit die Kühlleistung zu reduzieren. Sinkt der Druck am Hochdruckende unter einen bestimmten Wert und steigt der Druck am Niederdruckende unter einen bestimmten Wert, erhöht das Druckregelventil den Kolbenhub, um die Kühlleistung zu steigern.
Nach ihren unterschiedlichen Arbeitsweisen lassen sich Kompressoren im Allgemeinen in Kolben- und Rotationskompressoren unterteilen. Gängige Kolbenkompressoren sind Kurbelwellen-Pleuelstangenkompressoren und Axialkolbenkompressoren, gängige Rotationskompressoren sind Drehschieberkompressoren und Spiralkompressoren.
Kurbelwellen- und Pleuelstangenkompressor
Der Arbeitsprozess dieses Kompressors lässt sich in vier Schritte unterteilen: Kompression, Ausstoß, Expansion und Ansaugung. Bei Drehung der Kurbelwelle wird der Kolben über die Pleuelstange hin- und herbewegt. Das Arbeitsvolumen, bestehend aus Zylinderinnenwand, Zylinderkopf und Kolbenoberseite, ändert sich periodisch und bewirkt so die Kompression und den Transport des Kältemittels im Kältesystem. Der Kurbelwellen-Pleuelstangen-Kompressor ist ein Kompressor der ersten Generation. Er ist weit verbreitet, zeichnet sich durch ausgereifte Fertigungstechnologie, einfache Konstruktion, geringe Anforderungen an Werkstoffe und Verarbeitungstechnik sowie vergleichsweise niedrige Kosten aus. Er ist sehr anpassungsfähig, deckt ein breites Spektrum an Druck- und Kühlleistungsanforderungen ab und ist wartungsfreundlich.
Der Kurbelwellen-Pleuel-Kompressor weist jedoch auch einige deutliche Nachteile auf: Er erreicht keine hohen Drehzahlen, ist groß und schwer und lässt sich nur schwer leichter gestalten. Der Abgasstrom ist diskontinuierlich, der Luftstrom neigt zu Schwankungen und es treten im Betrieb starke Vibrationen auf.
Aufgrund der oben genannten Eigenschaften des Kurbelwellen-Gelenkkompressors gibt es nur wenige Kompressoren mit kleinem Hubraum, die diese Bauart verwenden. Der Kurbelwellen-Gelenkkompressor wird hauptsächlich in Klimaanlagen mit großem Hubraum von Bussen und Lastwagen eingesetzt.
Axialkolbenkompressor
Axialkolbenkompressoren, auch als Axialkolbenkompressoren der zweiten Generation bekannt, sind weit verbreitet und werden häufig in Kfz-Klimaanlagen eingesetzt. Die Hauptkomponenten eines Axialkolbenkompressors sind die Hauptwelle und die geneigte Platte. Jeder Zylinder ist im Mittelkreis der Kompressorwelle angeordnet, wobei die Kolbenbewegung parallel zur Welle verläuft. Die meisten Axialkolbenkompressoren sind mit zwei Kolben ausgestattet, beispielsweise bei 6-Zylinder-Kompressoren mit drei Zylindern vorne und drei hinten. Die Kolben gleiten in den gegenüberliegenden Zylindern: Ein Kolben verdichtet das Kältemittel im vorderen Zylinder, der andere saugt es im hinteren an. Jeder Zylinder verfügt über ein Hoch- und ein Niederdruckventil. Eine Hochdruckleitung verbindet die beiden Hochdruckkammern. Die geneigte Platte ist fest mit der Kompressorwelle verbunden und ihre Kante greift in eine Nut in der Mitte des Kolbens. Kolbennut und Plattenkante werden von Stahlkugellagern gestützt. Wenn sich die Spindel dreht, rotiert auch die geneigte Platte, deren Kante den Kolben axial hin und her bewegt. Bei einer Umdrehung der geneigten Platte durchlaufen die beiden Kolben jeweils einen Zyklus aus Kompression, Ausstoß, Expansion und Ansaugung, was der Funktion von zwei Zylindern entspricht. Bei einem axialen 6-Zylinder-Kompressor sind drei Zylinder und drei Doppelkolben gleichmäßig auf dem Zylinderquerschnitt verteilt. Eine Umdrehung der Spindel entspricht der Funktion von sechs Zylindern.
Schrägplattenkompressoren lassen sich relativ einfach miniaturisieren und leicht bauen und ermöglichen hohe Betriebsdrehzahlen. Ihre kompakte Bauweise, hohe Effizienz und zuverlässige Leistung führen nach der Realisierung einer variablen Hubraumregelung zu ihrer breiten Anwendung in der Automobilklimatisierung.
Drehschieberkompressor
Die Zylinderform von Drehschieberkompressoren ist rund oder oval. Bei einem runden Zylinder ist die Rotorachse exzentrisch zum Zylindermittelpunkt angeordnet, sodass der Rotor nahe an den Saug- und Auslassöffnungen an der Zylinderinnenfläche liegt. Bei einem ovalen Zylinder fällt die Rotorachse mit dem Mittelpunkt der Ellipse zusammen. Die Rotorschaufeln unterteilen den Zylinder in mehrere Kammern. Dreht sich der Rotor einmal pro Woche, ändert sich das Volumen dieser Kammern kontinuierlich, und auch das Volumen und die Temperatur des Kältemitteldampfes in diesen Kammern ändern sich. Drehschieberkompressoren benötigen keine Saugventile, da die Schaufeln die Ansaugung und Verdichtung des Kältemittels übernehmen. Bei zwei Schaufeln finden pro Umdrehung der Spindel zwei Auslassvorgänge statt. Je mehr Schaufeln vorhanden sind, desto geringer sind die Auslassschwankungen des Kompressors.
Als Kompressor der dritten Generation eignet sich der Drehschieberkompressor aufgrund seines geringen Volumens und Gewichts, seiner einfachen Einbaumöglichkeit im beengten Motorraum sowie seiner geringen Geräusch- und Vibrationsentwicklung und seines hohen Wirkungsgrades auch für Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen. Allerdings erfordert die Herstellung von Drehschieberkompressoren eine hohe Fertigungsgenauigkeit und ist mit hohen Kosten verbunden.
Scrollverdichter
Dieser Kompressor kann als Kompressor der vierten Generation bezeichnet werden. Scrollkompressoren lassen sich im Wesentlichen in zwei Typen unterteilen: dynamische und doppelrevolvierende Kompressoren. Die dynamische Turbine ist am weitesten verbreitet und besteht hauptsächlich aus einer dynamischen und einer statischen Turbine. Der Aufbau beider Turbinen ist sehr ähnlich; beide bestehen aus Endplatten und von diesen abstehenden Evolventenwirbelzähnen. Die Exzentrizität und der Winkel zwischen ihnen betragen 180°. Die statische Turbine ist stationär, während die dynamische Turbine durch eine exzentrisch rotierende Kurbelwelle angetrieben wird, die durch einen speziellen Verdrehsicherungsmechanismus gesichert ist. Es findet keine Rotation, sondern nur eine Rotation statt. Scrollkompressoren bieten viele Vorteile. Beispielsweise sind sie kompakt und leicht, und die Exzenterwelle, die die bewegliche Turbine antreibt, kann mit hoher Drehzahl rotieren. Da sie kein Saug- und Auslassventil besitzen, arbeiten Scrollkompressoren zuverlässig und ermöglichen die Realisierung von Drehzahl- und Fördermengenregelung. Wenn mehrere Verdichtungskammern gleichzeitig arbeiten, ist der Gasdruckunterschied zwischen benachbarten Kammern gering, die Gasleckage minimal und der volumetrische Wirkungsgrad hoch. Scrollverdichter finden aufgrund ihrer Vorteile wie kompakter Bauweise, hoher Effizienz und Energieeinsparung, geringer Vibration und Geräuschentwicklung sowie Zuverlässigkeit immer breitere Anwendung im Bereich der Kleinkälte und zählen daher zu den wichtigsten Entwicklungsrichtungen der Verdichtertechnologie.
Der Autokompressor kühlt nicht – wie kann ich ihn reparieren?
Das Problem, dass der Autokompressor nicht kühlt, kann durch folgende Schritte behoben werden:
Überprüfen Sie das Kühlsystem: Prüfen Sie zunächst das Kühlsystem auf Lecks oder Verstopfungen. Verstopfungen lassen sich beheben, indem man Kältemittel nachfüllt, um Lecks aufzuspüren, und das Filterelement reinigt oder austauscht.
Überprüfen Sie den Kompressor: Wenn die Kühlanlage ansonsten normal funktioniert, die Kühlleistung aber dennoch unzureichend ist, muss die Funktion des Kompressors überprüft werden. Ist der Kompressor defekt, muss er repariert oder ausgetauscht werden.
Überprüfen Sie den Lüfter: Wenn Kühlsystem und Kompressor ordnungsgemäß funktionieren, die Kühlleistung aber unzureichend ist, sollten Sie die Funktion des Lüfters überprüfen. Ist der Lüfter defekt, reparieren oder ersetzen Sie ihn.
Regelmäßige Wartung: Um den normalen Betrieb der Klimaanlage im Auto aufrechtzuerhalten, wird empfohlen, das Klimaanlagensystem regelmäßig zu reinigen und zu warten, einschließlich der Reinigung des Verdampfers, des Austauschs des Filters usw.
Prüfen Sie den Kompressorriemen: Ist er zu locker, muss er nachgespannt werden. Prüfen Sie, ob die Schlauchverbindungen der Klimaanlage Ölflecken aufweisen. Sollten Sie ein Leck feststellen, wenden Sie sich bitte umgehend an die Wartungsabteilung.
Reinigen Sie den Kondensator: Durch regelmäßige Reinigung der Kondensatoroberfläche kann die Kühlleistung der Klimaanlage erheblich verbessert werden.
Prüfen Sie den Kältemittelstand: Den Kältemittelstand können Sie ermitteln, indem Sie den Temperaturunterschied zwischen dem Einlassrohr und dem Auslassrohr des Trockners fühlen oder indem Sie das Manometer am Verteiler verwenden.
Überprüfen Sie das Steuergerät der Klimaanlage: Ist das Steuergerät defekt, kühlt die Klimaanlage möglicherweise nicht. Prüfen Sie den Zustand des Steuergeräts, um festzustellen, ob eine Reparatur oder ein Austausch erforderlich ist.
Ist der Kompressor stark beschädigt, muss er möglicherweise komplett ausgetauscht werden. Sollte im Zuge der Wartung die elektromagnetische Kupplung des Kompressors beschädigt sein, kann diese separat ausgetauscht oder der gesamte Kompressor ersetzt werden. Regelmäßige Wartung und Inspektion sind zudem wichtige Maßnahmen, um Probleme mit der Kühlleistung der Klimaanlage im Auto zu vermeiden und zu beheben.
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