Principio del ventilador del aire acondicionado del automóvil
Resumen: El sistema de aire acondicionado del automóvil es un dispositivo que refrigera, calienta, intercambia y purifica el aire del vehículo. Proporciona un ambiente de conducción confortable para los pasajeros, reduce la fatiga del conductor y mejora la seguridad al volante. El equipo de aire acondicionado se ha convertido en uno de los indicadores clave para determinar si un vehículo está completo. El sistema de aire acondicionado del automóvil está compuesto por un compresor, un ventilador, un condensador, un secador de almacenamiento de líquido, una válvula de expansión, un evaporador y un ventilador, entre otros. Este artículo presenta principalmente el principio del ventilador del aire acondicionado del automóvil.
Con el calentamiento global y la mejora de las condiciones de conducción, cada vez más vehículos incorporan sistemas de aire acondicionado. Según las estadísticas, en el año 2000, el 78% de los vehículos vendidos en Estados Unidos y Canadá contaban con aire acondicionado, y actualmente se estima, de forma conservadora, que al menos el 90% de los vehículos lo incorporan, además de ofrecer un entorno de conducción confortable. Como usuario de un vehículo, es importante comprender su principio para poder resolver emergencias con mayor eficacia y rapidez.
1. Principio de funcionamiento del sistema de refrigeración automotriz.
El principio de funcionamiento del sistema de refrigeración del aire acondicionado del automóvil.
1. Principio de funcionamiento del sistema de refrigeración del aire acondicionado del automóvil.
El ciclo del sistema de refrigeración del aire acondicionado del automóvil consta de cuatro procesos: compresión, liberación de calor, estrangulamiento y absorción de calor.
(1) Proceso de compresión: El compresor aspira el gas refrigerante a baja temperatura y baja presión a la salida del evaporador, lo comprime a gas a alta temperatura y alta presión y lo envía al condensador. La función principal de este proceso es comprimir y presurizar el gas para facilitar su licuefacción. Durante el proceso de compresión, el estado del refrigerante no cambia, y la temperatura y la presión continúan aumentando, formando gas sobrecalentado.
(2) Proceso de liberación de calor: El gas refrigerante sobrecalentado a alta temperatura y alta presión ingresa al condensador (radiador) para intercambiar calor con la atmósfera. Debido a la reducción de presión y temperatura, el gas refrigerante se condensa en un líquido y libera una gran cantidad de calor. La función de este proceso es expulsar calor y condensarse. El proceso de condensación se caracteriza por un cambio en el estado del refrigerante, es decir, bajo condiciones de presión y temperatura constantes, cambia gradualmente de gas a líquido. El líquido refrigerante después de la condensación es un líquido a alta presión y alta temperatura. El líquido refrigerante se sobreenfría, y cuanto mayor sea el grado de sobreenfriamiento, mayor será la capacidad de la evaporación para absorber calor durante el proceso de evaporación y mejor será el efecto de refrigeración, es decir, el correspondiente aumento en la producción de frío.
(3) Proceso de estrangulamiento: El refrigerante líquido a alta presión y alta temperatura se estrangula a través de la válvula de expansión para reducir la temperatura y la presión, y el dispositivo de expansión se elimina en forma de niebla (pequeñas gotas). La función de este proceso es enfriar el refrigerante y reducir la presión, desde el líquido a alta temperatura y alta presión al líquido a baja temperatura y presión, para facilitar la absorción de calor, controlar la capacidad de refrigeración y mantener el funcionamiento normal del sistema de refrigeración.
4) Proceso de absorción de calor: El refrigerante líquido, tras enfriarse y deprimirse por la válvula de expansión, entra en el evaporador. Su punto de ebullición es mucho menor que la temperatura interna del evaporador, por lo que se evapora y se transforma en gas. Durante la evaporación, se absorbe gran cantidad de calor y se reduce la temperatura interna del vehículo. El refrigerante, a baja temperatura y presión, sale del evaporador y espera a que el compresor lo vuelva a inflar. El proceso endotérmico se caracteriza por el cambio de estado del refrigerante de líquido a gaseoso, manteniendo la presión constante durante este proceso.
2. El sistema de refrigeración del aire acondicionado automotriz generalmente se compone de compresores, condensadores, secadores de almacenamiento de líquido, válvulas de expansión, evaporadores y sopladores. Como se muestra en la Figura 1, los componentes están conectados mediante tubos de cobre (o aluminio) y caucho de alta presión para formar un sistema cerrado. Cuando el sistema de refrigeración funciona, los diferentes estados de la memoria de refrigeración circulan en este sistema cerrado, y cada ciclo consta de cuatro procesos básicos:
(1) Proceso de compresión: el compresor inhala el gas refrigerante en la salida del evaporador a baja temperatura y presión, y lo comprime en un compresor de eliminación de gas de alta temperatura y alta presión.
(2) Proceso de liberación de calor: el gas refrigerante sobrecalentado de alta temperatura y alta presión ingresa al condensador y, debido a la reducción de presión y temperatura, se condensa en líquido y se libera mucho calor.
(3) Proceso de estrangulamiento: después de que el líquido refrigerante con alta temperatura y presión pasa a través del dispositivo de expansión, el volumen se vuelve más grande, la presión y la temperatura caen bruscamente y el dispositivo de expansión se elimina en una niebla (pequeñas gotas).
(4) Proceso de absorción de calor: El refrigerante líquido en forma de niebla entra en el evaporador, por lo que su punto de ebullición es mucho menor que la temperatura en el interior del evaporador, por lo que se evapora y se transforma en gas. Durante la evaporación, se absorbe una gran cantidad de calor, y el vapor refrigerante a baja temperatura y presión entra en el compresor.
2 Principio de funcionamiento del soplador
Normalmente, el soplador de un automóvil es centrífugo, y su principio de funcionamiento es similar al del ventilador centrífugo, salvo que la compresión del aire se realiza mediante la acción de la fuerza centrífuga a través de varios impulsores (o varias etapas). El soplador tiene un rotor giratorio de alta velocidad, y las aspas del rotor impulsan el aire a alta velocidad. La fuerza centrífuga hace que el aire fluya hacia la salida del ventilador a lo largo de la línea evolvente de la carcasa, y este flujo de aire a alta velocidad tiene una presión de aire determinada. El aire nuevo se repone a través del centro de la carcasa.
En teoría, la curva característica de presión-caudal del soplador centrífugo es recta, pero debido a la resistencia por fricción y otras pérdidas internas, la curva característica de presión y caudal disminuye suavemente al aumentar el caudal, mientras que la curva de potencia-caudal del ventilador centrífugo aumenta con el mismo. Cuando el ventilador funciona a velocidad constante, su punto de trabajo se mueve a lo largo de la curva característica de presión-caudal. El estado de funcionamiento del ventilador depende no solo de su propio rendimiento, sino también de las características del sistema. Al aumentar la resistencia de la red de tuberías, la curva de rendimiento se vuelve más pronunciada. El principio básico de la regulación del ventilador consiste en obtener las condiciones de funcionamiento requeridas modificando la curva de rendimiento del propio ventilador o la curva característica de la red de tuberías externa. Por ello, se instalan sistemas inteligentes en los vehículos para garantizar su correcto funcionamiento a baja, media y alta velocidad.
Principio de control del soplador
2.1 Control automático
Cuando se presiona el interruptor "automático" del tablero de control del aire acondicionado, la computadora del aire acondicionado ajusta automáticamente la velocidad del soplador de acuerdo con la temperatura del aire de salida requerida.
Cuando la dirección del flujo de aire se selecciona en "cara" o "dirección de flujo dual", y el soplador está en un estado de baja velocidad, la velocidad del soplador cambiará de acuerdo con la intensidad solar dentro del rango límite.
(1) Funcionamiento del control de baja velocidad
Durante el control de baja velocidad, la computadora del aire acondicionado desconecta la tensión base del triodo de potencia, y el triodo de potencia y el relé de ultraalta velocidad también se desconectan. La corriente fluye desde el motor del ventilador hacia la resistencia del ventilador y luego toma el hierro para que el motor funcione a baja velocidad.
La computadora del aire acondicionado tiene las siguientes 7 partes: 1 batería, 2 interruptor de encendido, 3 relé del calentador, motor del ventilador, 5 resistencia del ventilador, 6 transistor de potencia, 7 cable fusible de temperatura, 8 computadora del aire acondicionado, 9 relé de alta velocidad.
(2) Funcionamiento del control de velocidad media
Durante el control de velocidad media, el triodo de potencia incorpora un fusible de temperatura que lo protege contra daños por sobrecalentamiento. La computadora del aire acondicionado modifica la corriente base del triodo de potencia modificando la señal de control del ventilador para lograr el control inalámbrico de la velocidad del motor del ventilador.
3) Funcionamiento del control de alta velocidad
Durante el control de alta velocidad, la computadora del aire acondicionado desconecta el voltaje base del triodo de potencia, su conector de unión No. 40, y el relé de alta velocidad se enciende, y la corriente del motor del soplador fluye a través del relé de alta velocidad, y luego al conector de unión, haciendo que el motor gire a alta velocidad.
2.2 Precalentamiento
En el modo de control automático, un sensor de temperatura situado en la parte inferior del núcleo del calefactor detecta la temperatura del refrigerante y controla el precalentamiento. Cuando la temperatura del refrigerante es inferior a 40 °C y el interruptor automático está activado, la computadora del aire acondicionado cierra el ventilador para evitar la salida de aire frío. Por el contrario, cuando la temperatura del refrigerante es superior a 40 °C, la computadora del aire acondicionado activa el ventilador y lo hace girar a baja velocidad. A partir de ese momento, la velocidad del ventilador se controla automáticamente según el caudal de aire calculado y la temperatura de salida requerida.
El control de precalentamiento descrito anteriormente existe solo cuando el flujo de aire se selecciona en la dirección “inferior” o “flujo dual”.
2.3 Control de flujo de aire retardado (solo para refrigeración)
El control del flujo de aire retardado se basa en la temperatura dentro del enfriador detectada por el sensor de temperatura del evaporador.
El control de flujo de aire evita la descarga accidental de aire caliente del aire acondicionado. Este control de retardo se realiza solo una vez al arrancar el motor y se cumplen las siguientes condiciones: 1. Compresor en funcionamiento; 2. Control del ventilador en modo "automático" (encendido automático); 3. Control de flujo de aire en modo "cara"; 4. Ajuste a "cara" mediante el interruptor de cara o configúrelo en "cara" en el control automático; 5. La temperatura dentro del enfriador es superior a 30 °C.
El funcionamiento del control del flujo de aire retardado es el siguiente:
Incluso cuando se cumplen las cuatro condiciones anteriores y el motor ha arrancado, el motor del ventilador no puede arrancar inmediatamente. El motor del ventilador tiene una diferencia de 4 s, pero el compresor debe estar encendido, el motor debe arrancarse y el gas refrigerante debe utilizarse para enfriar el evaporador. El motor del ventilador trasero arranca en 4 s, funciona a baja velocidad durante los primeros 5 s y acelera gradualmente a alta velocidad durante los últimos 6 s. Esto evita la descarga repentina de aire caliente por el respiradero, que puede causar agitación.
Palabras de clausura
El sistema de aire acondicionado computarizado perfecto para automóviles ajusta automáticamente la temperatura, la humedad, la limpieza, el ambiente y la ventilación del vehículo, y permite que el aire fluya a una velocidad y dirección determinadas para proporcionar un buen ambiente de conducción a los pasajeros y garantizar un ambiente confortable en diversas condiciones climáticas. Evita la formación de escarcha en las ventanas, permitiendo al conductor una visión clara y garantizando una conducción segura.
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