자동차 에어컨 컴프레서.
자동차 에어컨 압축기는 자동차 에어컨 냉동 시스템의 핵심 부품으로, 냉매 증기를 압축하고 이송하는 역할을 합니다.
압축기는 고정 용량형과 가변 용량형의 두 가지 유형으로 나뉩니다.
에어컨 압축기는 내부 작동 방식에 따라 왕복식과 회전식으로 크게 나뉩니다.
작동 원리에 따라 에어컨 압축기는 정용량 압축기와 가변용량 압축기로 나눌 수 있습니다.
정용량 압축기
정용량 압축기의 배기량은 엔진 회전수 증가에 비례하므로 냉방 수요에 따라 출력을 자동으로 변경할 수 없으며 엔진 연료 소비에 미치는 영향이 비교적 큽니다. 제어 방식은 일반적으로 증발기 출구의 온도 신호를 수집하여 설정 온도에 도달하면 압축기의 전자 클러치를 해제하고 압축기 작동을 정지시키는 것입니다. 온도가 상승하면 전자 클러치가 다시 작동하여 압축기가 가동됩니다. 또한 정용량 압축기는 에어컨 시스템의 압력에 의해서도 제어됩니다. 배관 내 압력이 너무 높으면 압축기가 작동을 멈춥니다.
가변 용량 에어컨 압축기
가변 용량 압축기는 설정 온도에 따라 출력을 자동으로 조절할 수 있습니다. 에어컨 제어 시스템은 증발기 출구의 온도 신호를 수집하지 않고, 에어컨 배관의 압력 변화 신호에 따라 압축기의 압축비를 제어하여 출구 온도를 자동으로 조절합니다. 냉방 과정 전체에서 압축기는 항상 작동하며, 냉방 강도 조절은 압축기 내부에 설치된 압력 조절 밸브에 의해 전적으로 제어됩니다. 에어컨 배관의 고압단 압력이 너무 높으면 압력 조절 밸브가 압축기 피스톤의 행정을 줄여 압축비를 낮추고 냉방 강도를 감소시킵니다. 반대로 고압단 압력이 일정 수준 이하로 떨어지고 저압단 압력이 일정 수준 이상으로 상승하면 압력 조절 밸브가 피스톤 행정을 늘려 냉방 강도를 향상시킵니다.
작동 방식에 따라 압축기는 일반적으로 왕복식과 회전식으로 나눌 수 있으며, 일반적인 왕복식 압축기에는 크랭크축 연결봉형과 축 피스톤형이 있고, 일반적인 회전식 압축기에는 회전 날개형과 스크롤형이 있습니다.
크랭크축 및 커넥팅 로드 압축기
이 압축기의 작동 과정은 압축, 배기, 팽창, 흡입의 네 단계로 나눌 수 있습니다. 크랭크축이 회전하면 피스톤이 커넥팅 로드에 의해 왕복 운동을 하며, 실린더 내벽, 실린더 헤드, 피스톤 상면으로 구성된 작동 부피가 주기적으로 변화하여 냉동 시스템에서 냉매를 압축하고 이송하는 역할을 합니다. 크랭크축 커넥팅 로드 압축기는 1세대 압축기로 널리 사용되고 있으며, 제조 기술이 성숙되어 있고 구조가 간단하며 가공 재료 및 기술에 대한 요구 사항이 낮고 비용이 비교적 저렴합니다. 적응성이 뛰어나 다양한 압력 및 냉각 용량 요구 사항에 맞출 수 있으며 유지 보수가 용이합니다.
하지만 크랭크축 커넥팅 로드 압축기는 고속 회전이 어렵고, 기계가 크고 무거워 경량화가 어렵다는 등의 명백한 단점도 있습니다. 또한 배기가스가 불규칙적이고, 공기 흐름이 변동하기 쉬우며, 작동 시 진동이 심합니다.
위와 같은 크랭크축 연결 압축기의 특성 때문에 이 구조를 사용하는 소형 배기량 압축기는 드물며, 크랭크축 연결 압축기는 주로 버스와 트럭의 대형 배기량 에어컨 시스템에 사용됩니다.
축 피스톤 압축기
축 피스톤 압축기는 2세대 압축기로, 일반적인 스윙 플레이트 또는 경사판 압축기라고 불리며 자동차 에어컨 압축기의 주류 제품입니다. 경사판 압축기의 주요 구성 요소는 주축과 경사판입니다. 각 실린더는 압축기 축의 중심 원에 배열되며 피스톤의 이동 방향은 압축기 축과 평행합니다. 대부분의 경사판 압축기는 2개의 피스톤 헤드를 가지고 있으며, 예를 들어 축 6기통 압축기의 경우 압축기 앞쪽에 3개, 뒤쪽에 나머지 3개의 실린더가 있습니다. 2개의 피스톤 헤드는 서로 마주 보는 실린더에서 슬라이딩하며, 한쪽 피스톤은 앞쪽 실린더의 냉매 증기를 압축하고 다른 쪽 피스톤은 뒤쪽 실린더의 냉매 증기를 흡입합니다. 각 실린더에는 고압 및 저압 밸브가 장착되어 있으며, 고압 튜브를 사용하여 앞쪽과 뒤쪽 고압 챔버를 연결합니다. 경사판은 압축기 스핀들에 고정되어 있으며, 경사판의 가장자리는 피스톤 중앙의 홈에 끼워져 있습니다. 피스톤 홈과 경사판 가장자리는 강구 베어링으로 지지됩니다. 스핀들이 회전하면 경사판도 회전하고, 경사판 가장자리가 피스톤을 축 방향으로 왕복 운동하게 합니다. 경사판이 한 바퀴 회전하면 앞뒤의 두 피스톤이 각각 압축, 배기, 팽창, 흡입의 사이클을 완료하게 되는데, 이는 두 개의 실린더에 해당합니다. 축류형 6기통 압축기의 경우, 3개의 실린더와 3개의 복좌 피스톤이 실린더 단면에 고르게 배치되어 있으며, 스핀들이 한 바퀴 회전하면 6개의 실린더 역할을 합니다.
경사판 압축기는 소형화 및 경량화가 비교적 용이하고 고속 운전이 가능합니다. 콤팩트한 구조, 높은 효율, 안정적인 성능 덕분에 가변 배기량 제어가 구현된 후 자동차 에어컨에 널리 사용되고 있습니다.
로터리 베인 압축기
로터리 베인 압축기의 실린더 모양은 원형과 타원형입니다. 원형 실린더의 경우, 로터의 주축은 실린더 중심과 편심을 이루므로 로터는 실린더 내면의 흡입구와 배기구에 가깝게 위치합니다. 타원형 실린더의 경우, 로터의 주축은 타원의 중심과 일치합니다. 로터의 날개는 실린더 내부를 여러 개의 공간으로 나누고, 스핀들이 로터를 회전시키면 이 공간들의 부피가 지속적으로 변화하며, 이에 따라 냉매 증기의 부피와 온도도 변화합니다. 로터리 베인 압축기는 날개가 냉매의 흡입과 압축을 모두 담당하기 때문에 흡입 밸브가 없습니다. 날개가 2개일 경우, 스핀들이 1회 회전할 때마다 2번의 배기 과정이 발생합니다. 날개 수가 많을수록 압축기 배기 압력 변동이 줄어듭니다.
3세대 압축기인 로터리 베인 압축기는 부피와 무게가 작아 좁은 엔진룸에도 설치가 용이하고, 소음과 진동이 적으며 체적 효율이 높다는 장점 덕분에 자동차 에어컨 시스템에도 사용되고 있습니다. 하지만 로터리 베인 압축기는 높은 가공 정밀도와 높은 제조 비용을 요구합니다.
스크롤 압축기
이 압축기는 4세대 압축기라고 할 수 있습니다. 스크롤 압축기의 구조는 크게 동적형과 이중 회전형으로 나뉩니다. 동적 터빈이 가장 널리 사용되며, 작동 부품은 주로 동적 터빈과 정적 터빈으로 구성됩니다. 동적 터빈과 정적 터빈의 구조는 매우 유사하며, 둘 다 엔드 플레이트와 엔드 플레이트에서 돌출된 인벌류트 와류 터빈으로 이루어져 있습니다. 두 터빈의 편심 구성 및 차이점은 180°입니다. 정적 터빈은 고정되어 있는 반면, 동적 터빈은 특수 회전 방지 장치의 구속 하에 편심 회전하는 병진 크랭크축에 의해 구동됩니다. 회전은 없고 공전만 합니다. 스크롤 압축기는 여러 가지 장점을 가지고 있습니다. 예를 들어, 압축기의 크기가 작고 무게가 가벼우며, 이동 터빈을 구동하는 편심축이 고속으로 회전할 수 있습니다. 흡입 밸브와 배기 밸브가 없기 때문에 스크롤 압축기는 신뢰성 있게 작동하며, 가변 속도 및 가변 용량 기술을 쉽게 구현할 수 있습니다. 여러 개의 압축실이 동시에 작동할 때, 인접한 압축실 사이의 가스 압력 차이가 작아 가스 누출이 적고 체적 효율이 높습니다. 스크롤 압축기는 소형 냉동 분야에서 점점 더 널리 사용되고 있는데, 이는 컴팩트한 구조, 높은 효율 및 에너지 절약, 저진동 및 저소음, 그리고 신뢰성 등의 장점 때문입니다. 따라서 스크롤 압축기는 압축기 기술 개발의 주요 방향 중 하나가 되었습니다.
자동차 에어컨 컴프레서가 작동하지 않을 때 수리 방법
자동차 냉매압축기 냉각 불량 문제는 다음과 같은 단계로 해결할 수 있습니다.
냉동 시스템을 점검하십시오: 먼저 냉동 시스템에 누출이나 막힘이 있는지 확인하십시오. 막힘은 냉매를 추가하여 누출 여부를 확인하고 필터를 청소하거나 교체하여 해결할 수 있습니다.
압축기를 점검하십시오: 냉동 시스템은 정상 작동하지만 냉동 효과가 여전히 좋지 않다면 압축기 작동 상태를 점검해야 합니다. 압축기에 결함이 발견되면 수리 또는 교체가 필요합니다.
팬 점검: 냉동 시스템과 압축기가 정상적으로 작동하지만 냉동 효과가 미미한 경우, 팬이 제대로 작동하는지 점검해야 합니다. 팬에 문제가 있으면 수리하거나 교체하십시오.
정기적인 유지 보수: 차량용 에어컨의 정상적인 작동을 유지하기 위해서는 증발기 청소, 필터 교체 등을 포함한 차량용 에어컨 시스템을 정기적으로 청소하고 유지 보수하는 것이 좋습니다.
컴프레서 벨트를 점검하십시오. 벨트가 너무 헐거우면 조정해야 합니다. 에어컨 시스템의 호스 연결부에 기름때가 있는지 확인하십시오. 누출이 발견되면 즉시 정비 부서에 가서 수리하십시오.
응축기 청소: 응축기 표면을 정기적으로 청소하면 에어컨 냉매 시스템의 냉방 효과를 크게 향상시킬 수 있습니다.
냉매량을 확인하십시오: 건조기의 입구 파이프와 출구 파이프 사이의 온도 차이를 느끼거나 매니폴드 압력 게이지를 사용하여 냉매량을 확인하십시오.
에어컨 제어 모듈을 점검하십시오. 에어컨 제어 모듈에 문제가 있으면 에어컨이 냉방되지 않을 수 있습니다. 작동 상태를 점검하여 수리 또는 교체가 필요한지 판단하십시오.
컴프레서가 심하게 손상된 경우, 컴프레서를 직접 교체해야 할 수도 있습니다. 정비 과정에서 컴프레서의 전자기 클러치가 손상된 경우, 전자기 클러치만 별도로 교체하거나 새 컴프레서로 교체할 수 있습니다. 또한, 정기적인 정비 및 점검은 차량 에어컨 냉방 불량 문제를 예방하고 해결하는 데 중요한 조치입니다.
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