자동차 에어컨 블로워 원리
초록: 자동차 에어컨 시스템은 차량 내 공기의 냉방, 난방, 공기 교환 및 정화를 실현하는 장치입니다. 승객에게 쾌적한 주행 환경을 제공하고, 운전자의 피로도를 줄이며, 주행 안전성을 향상시킵니다. 에어컨 장비는 자동차의 완성도를 측정하는 지표 중 하나가 되었습니다. 자동차 에어컨 시스템은 압축기, 에어컨 송풍기, 응축기, 액상 드라이어, 팽창 밸브, 증발기, 송풍기 등으로 구성됩니다. 본 논문에서는 자동차 에어컨 송풍기의 원리를 주로 소개합니다.
지구 온난화와 운전 환경에 대한 사람들의 요구가 증가함에 따라 에어컨 시스템을 장착하는 자동차가 점점 더 많아지고 있습니다. 통계에 따르면 2000년 미국과 캐나다에서 판매된 자동차의 78%에 에어컨이 장착되어 있었으며, 현재는 보수적으로 추산해도 최소 90%의 자동차에 에어컨이 장착되어 사람들에게 쾌적한 운전 환경을 제공합니다. 자동차 사용자라면 에어컨의 원리를 이해하여 비상 상황을 더욱 효과적이고 신속하게 해결할 수 있어야 합니다.
1. 자동차 냉장 시스템의 작동 원리
자동차 에어컨 냉각 시스템의 작동 원리
1, 자동차 에어컨 냉동 시스템의 작동 원리
자동차 에어컨 냉각 시스템의 사이클은 압축, 열 방출, 조절 및 열 흡수의 4가지 과정으로 구성됩니다.
(1) 압축 과정: 압축기는 증발기 출구에서 저온 저압의 냉매 가스를 흡입하여 고온 고압의 가스로 압축한 후 응축기로 보냅니다. 이 과정의 주요 기능은 가스를 압축하고 가압하여 액화하기 쉽게 만드는 것입니다. 압축 과정에서 냉매의 상태는 변하지 않고 온도와 압력이 계속 상승하여 과열된 가스를 형성합니다.
(2) 열 방출 과정: 고온 고압의 과열된 냉매 가스는 대기와 열 교환을 위해 응축기(라디에이터)로 들어갑니다. 압력과 온도가 낮아짐에 따라 냉매 가스는 액체로 응축되어 많은 열을 방출합니다. 이 과정의 기능은 열을 방출하고 응축하는 것입니다. 응축 과정은 냉매의 상태 변화, 즉 일정한 압력과 온도의 조건 하에서 점차적으로 기체에서 액체로 변하는 것이 특징입니다. 응축 후의 냉매 액체는 고압 고온의 액체입니다. 냉매 액체는 과냉각되며 과냉각 정도가 클수록 증발 과정에서 증발이 열을 흡수하는 능력이 커지고 냉동 효과가 더 좋아집니다. 즉, 냉매 생산량이 증가합니다.
(3) 스로틀링 공정: 고온 고압 냉매 액체는 팽창 밸브를 통해 스로틀링되어 온도와 압력을 낮추고, 팽창 장치는 안개(작은 물방울) 형태로 제거됩니다. 이 공정의 역할은 냉매를 냉각하고 압력을 낮추어 고온 고압 액체에서 저온 고압 액체로 전환함으로써 열 흡수를 촉진하고 냉동 용량을 제어하며 냉동 시스템의 정상적인 작동을 유지하는 것입니다.
4) 열 흡수 과정: 팽창 밸브에 의해 냉각 및 감압된 미스트 냉매 액체는 증발기로 들어갑니다. 따라서 냉매의 비등점은 증발기 내부 온도보다 훨씬 낮아집니다. 따라서 냉매 액체는 증발기에서 증발하여 기체로 비등합니다. 증발 과정에서 주변의 많은 열을 흡수하여 차량 내부 온도를 낮춥니다. 그런 다음 저온 저압의 냉매 가스가 증발기에서 나와 압축기가 다시 흡입할 때까지 기다립니다. 흡열 과정은 냉매가 액체에서 기체로 상태가 변하는 것을 특징으로 하며, 이때 압력은 변하지 않습니다. 즉, 이러한 상태 변화는 정압 과정에서 이루어집니다.
2. 자동차 에어컨 냉동 시스템은 일반적으로 압축기, 응축기, 액체 저장 건조기, 팽창 밸브, 증발기, 송풍기로 구성됩니다. 그림 1에서 볼 수 있듯이, 각 구성 요소는 구리(또는 알루미늄) 튜브와 고압 고무 튜브로 연결되어 폐쇄 시스템을 형성합니다. 저온 시스템이 작동하면 냉동 메모리의 다양한 상태가 이 폐쇄 시스템 내에서 순환하며, 각 사이클은 네 가지 기본 과정을 거칩니다.
(1) 압축공정 : 압축기는 증발기 출구에서 낮은 온도, 낮은 압력의 냉매가스를 흡입하여 고온, 고압의 가스제거 압축기로 압축한다.
(2) 열방출과정 : 고온고압의 과열냉매가스가 응축기로 들어가고, 냉매가스는 압력과 온도가 낮아져 액체로 응축되면서 다량의 열이 방출된다.
(3) 조절 공정: 고온 고압의 냉매 액체가 팽창 장치를 통과한 후 체적이 커지고 압력과 온도가 급격히 떨어지며 팽창 장치에서 안개(작은 물방울)로 제거됩니다.
(4) 열 흡수 과정: 미스트 형태의 냉매 액체가 증발기로 유입되므로 냉매의 비등점이 증발기 내부 온도보다 훨씬 낮아 냉매 액체가 기체로 증발합니다. 증발 과정에서 주변에서 많은 열이 흡수된 후 저온 저압의 냉매 증기가 압축기로 유입됩니다.
2 송풍기의 작동 원리
일반적으로 자동차의 송풍기는 원심 송풍기이며, 원심 송풍기의 작동 원리는 원심 팬과 유사하지만, 공기 압축 과정은 일반적으로 여러 개의 작동 임펠러(또는 여러 단계)를 통해 원심력에 의해 이루어집니다. 송풍기에는 고속 회전하는 로터가 있으며, 로터의 블레이드는 공기를 고속으로 회전시킵니다. 원심력에 의해 공기는 케이싱의 인벌류트 형상을 따라 인벌류트 라인을 따라 팬 배출구로 흐르게 되며, 고속 공기 흐름에는 일정한 풍압이 형성됩니다. 새로운 공기는 하우징 중앙을 통해 보충됩니다.
이론적으로 원심 송풍기의 압력-유량 특성 곡선은 직선이지만, 팬 내부의 마찰 저항 및 기타 손실로 인해 실제 압력-유량 특성 곡선은 유량 증가에 따라 완만하게 감소하고, 원심 송풍기의 해당 동력-유량 곡선은 유량 증가에 따라 상승합니다. 팬이 일정한 속도로 작동할 때, 팬의 작동점은 압력-유량 특성 곡선을 따라 이동합니다. 작동 중 팬의 작동 조건은 팬 자체의 성능뿐만 아니라 시스템 특성에도 영향을 받습니다. 배관망 저항이 증가하면 배관 성능 곡선은 더욱 가파르게 됩니다. 팬 제어의 기본 원리는 팬 자체의 성능 곡선 또는 외부 배관망의 특성 곡선을 변경하여 필요한 작동 조건을 얻는 것입니다. 따라서 일부 지능형 시스템은 차량에 장착되어 저속, 중속, 고속 주행 시 차량의 정상적인 작동을 지원합니다.
송풍기 제어 원리
2.1 자동 제어
에어컨 제어반의 "자동" 스위치를 누르면 에어컨 컴퓨터가 필요한 출력 공기 온도에 따라 자동으로 송풍기 속도를 조절합니다.
공기 흐름 방향을 "정면" 또는 "이중 흐름 방향"으로 선택하고 송풍기가 저속 상태에 있을 경우, 송풍기 속도는 한계 범위 내의 태양 강도에 따라 변경됩니다.
(1) 저속제어의 동작
저속 제어 시, 에어컨 컴퓨터는 전력 삼극관의 베이스 전압을 차단하고, 전력 삼극관과 초고속 릴레이도 차단합니다. 전류는 블로워 모터에서 블로워 저항으로 흐르고, 이후 철심을 통해 모터를 저속으로 회전시킵니다.
에어컨 컴퓨터는 7개 부품으로 구성되어 있습니다. 1. 배터리, 2. 점화 스위치, 3. 히터 릴레이, 블로워 모터, 5. 블로워 저항기, 6. 전력 트랜지스터, 7. 온도 퓨즈 와이어, 8. 에어컨 컴퓨터, 9. 고속 릴레이.
(2) 중속제어의 동작
중속 제어 시, 전력 삼극관은 온도 퓨즈를 조립하여 삼극관을 과열 손상으로부터 보호합니다. 공조 컴퓨터는 송풍기 구동 신호를 변경하여 전력 삼극관의 베이스 전류를 조절함으로써 송풍기 모터 속도를 무선으로 제어합니다.
3) 고속제어 동작
고속 제어 시, 에어컨 컴퓨터는 전력 트라이오드의 베이스 전압과 그 커넥터 No. 40 타이 아이언을 분리하고 고속 릴레이를 켜서 블로워 모터의 전류가 고속 릴레이를 거쳐 타이 아이언으로 흐르면서 모터가 고속으로 회전하게 합니다.
2.2 예열
자동 제어 상태에서는 히터 코어 하단에 고정된 온도 센서가 냉각수 온도를 감지하여 예열 제어를 수행합니다. 냉각수 온도가 40°C 미만이고 자동 스위치가 켜지면 에어컨 컴퓨터가 송풍기를 꺼 차가운 공기가 배출되지 않도록 합니다. 반대로 냉각수 온도가 40°C 이상이면 에어컨 컴퓨터가 송풍기를 작동시켜 저속으로 회전시킵니다. 이후부터는 계산된 풍량과 필요한 출력 공기 온도에 따라 송풍기 속도가 자동으로 제어됩니다.
위에 설명된 예열 제어는 공기 흐름이 "하단" 또는 "이중 흐름" 방향으로 선택된 경우에만 존재합니다.
2.3 지연된 공기 흐름 제어(냉각에만 해당)
지연된 공기 흐름 제어는 증발기 온도 센서가 감지한 냉각기 내부 온도를 기반으로 합니다. 지연
공기 흐름 제어는 에어컨에서 뜨거운 공기가 우발적으로 배출되는 것을 방지할 수 있습니다. 이 지연 제어 작동은 엔진 시동 시 다음 조건이 충족될 때 한 번만 수행됩니다. 1. 압축기 작동; 2. 송풍기 제어를 "자동" 상태로 전환(자동 스위치 켜짐); 3. 공기 흐름 제어를 "정면" 상태로 전환; 정면 스위치를 통해 "정면"으로 조정하거나 자동 제어에서 "정면"으로 설정; 4. 쿨러 내부 온도가 30℃ 이상일 때
지연된 공기 흐름 제어의 작동은 다음과 같습니다.
위의 네 가지 조건이 모두 충족되고 엔진 시동이 걸렸더라도 블로워 모터는 즉시 시동될 수 없습니다. 블로워 모터는 4초의 시간 차이를 가지지만, 압축기를 켜고 엔진을 시동해야 하며, 냉매 가스를 사용하여 증발기를 냉각해야 합니다. 4초 후륜 블로워 모터는 시동 후 처음 5초 동안은 저속으로 작동하고, 마지막 6초 동안은 점차 고속으로 가속됩니다. 이러한 작동은 배출구에서 뜨거운 공기가 갑자기 배출되어 진동을 유발하는 것을 방지합니다.
마무리 발언
완벽한 자동차 컴퓨터 제어 에어컨 시스템은 차량 내부 공기의 온도, 습도, 청정도, 풍향, 풍속, 환기를 자동으로 조절하고, 차량 내부 공기의 흐름 속도를 일정하게 유지하여 탑승자에게 쾌적한 주행 환경을 제공합니다. 또한, 다양한 외부 기후 및 조건에서도 탑승자가 쾌적한 실내 환경을 유지할 수 있도록 보장합니다. 또한, 유리창에 서리가 끼는 것을 방지하여 운전자의 시야를 확보하고 안전 운전을 위한 기본적인 보장을 제공합니다.
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