El compresor de aire acondicionado automotriz es el componente principal del sistema de refrigeración y se encarga de comprimir y transportar el vapor refrigerante. Existen dos tipos de compresores: de desplazamiento fijo y de desplazamiento variable. Según sus diferentes principios de funcionamiento, los compresores de aire acondicionado se dividen en compresores de desplazamiento fijo y compresores de desplazamiento variable.
Según sus diferentes métodos de funcionamiento, los compresores se dividen generalmente en alternativos y rotativos. Los compresores alternativos más comunes son los de biela y de pistones axiales, mientras que los compresores rotativos comunes son los de paletas rotativas y los de espiral.
El compresor de aire acondicionado del automóvil es el corazón del sistema de refrigeración del aire acondicionado del automóvil y desempeña la función de comprimir y transportar el vapor refrigerante.
Clasificación
Los compresores se dividen en dos tipos: de desplazamiento no variable y de desplazamiento variable.
Los compresores de aire acondicionado generalmente se dividen en tipos alternativos y rotativos según sus métodos de trabajo internos.
Principio de funcionamiento de la clasificación, edición y difusión
Según los diferentes principios de funcionamiento, los compresores de aire acondicionado se pueden dividir en compresores de desplazamiento fijo y compresores de desplazamiento variable.
compresor de desplazamiento fijo
El desplazamiento del compresor de desplazamiento fijo aumenta proporcionalmente al aumento de la velocidad del motor. No puede ajustar automáticamente la potencia de salida según la demanda de refrigeración y tiene un impacto considerable en el consumo de combustible del motor. Su control generalmente recopila la señal de temperatura de la salida de aire del evaporador. Cuando la temperatura alcanza la temperatura establecida, el embrague electromagnético del compresor se libera y este deja de funcionar. Cuando la temperatura aumenta, el embrague electromagnético se activa y el compresor comienza a funcionar. El compresor de desplazamiento fijo también se controla mediante la presión del sistema de aire acondicionado. Si la presión en la tubería es demasiado alta, el compresor deja de funcionar.
Compresor de aire acondicionado de desplazamiento variable
El compresor de desplazamiento variable puede ajustar automáticamente la potencia de salida según la temperatura establecida. El sistema de control de aire acondicionado no recoge la señal de temperatura de la salida de aire del evaporador, sino que controla la relación de compresión del compresor según la señal de cambio de la presión en el conducto de aire acondicionado para ajustar automáticamente la temperatura de salida del aire. Durante todo el proceso de refrigeración, el compresor está siempre en funcionamiento, y el ajuste de la intensidad de refrigeración está completamente controlado por la válvula reguladora de presión instalada en su interior. Cuando la presión en el extremo de alta presión del conducto de aire acondicionado es demasiado alta, la válvula reguladora de presión acorta la carrera del pistón en el compresor para reducir la relación de compresión, lo que reducirá la intensidad de refrigeración. Cuando la presión en el extremo de alta presión cae a un cierto nivel y la presión en el extremo de baja presión aumenta a un cierto nivel, la válvula reguladora de presión aumenta la carrera del pistón para mejorar la intensidad de refrigeración.
Clasificación del estilo de trabajo
Según sus diferentes métodos de funcionamiento, los compresores se dividen generalmente en alternativos y rotativos. Los compresores alternativos más comunes son los de biela y de pistones axiales, mientras que los compresores rotativos comunes son los de paletas rotativas y los de espiral.
Compresor de biela del cigüeñal
El proceso de trabajo de este compresor se divide en cuatro etapas: compresión, escape, expansión y succión. Cuando el cigüeñal gira, la biela impulsa el pistón en un movimiento alternativo, y el volumen de trabajo, compuesto por la pared interior del cilindro, la culata y la superficie superior del pistón, cambia periódicamente, comprimiendo y transportando el refrigerante en el sistema de refrigeración. El compresor de biela con cigüeñal es un compresor de primera generación. Es ampliamente utilizado, cuenta con una tecnología de fabricación avanzada, una estructura simple, bajos requisitos de materiales y tecnología de procesamiento, y un costo relativamente bajo. Presenta una gran adaptabilidad, se adapta a un amplio rango de presión y requisitos de capacidad de refrigeración, y ofrece una excelente facilidad de mantenimiento.
Sin embargo, el compresor de biela de cigüeñal también presenta algunas deficiencias obvias, como la incapacidad de alcanzar altas velocidades, el tamaño y peso de la máquina, y la dificultad para lograr un peso ligero. El escape es discontinuo, el flujo de aire tiende a fluctuar y se producen grandes vibraciones durante el funcionamiento.
Debido a las características mencionadas de los compresores de biela-cigüeñal, pocos compresores de pequeña cilindrada han adoptado esta estructura. Actualmente, estos compresores se utilizan principalmente en sistemas de aire acondicionado de gran cilindrada para turismos y camiones.
Compresor de pistón axial
Los compresores de pistones axiales se denominan compresores de segunda generación, y los más comunes son los de placa oscilante o de placa oscilante, que son los productos principales en los compresores de aire acondicionado para automóviles. Los componentes principales de un compresor de placa oscilante son el eje principal y la placa oscilante. Los cilindros están dispuestos circunferencialmente con el eje principal del compresor como centro, y la dirección de movimiento del pistón es paralela a dicho eje. Los pistones de la mayoría de los compresores de placa oscilante son de doble cabezal, como los compresores axiales de 6 cilindros, con 3 cilindros en la parte delantera y los otros 3 en la trasera. Los pistones de doble cabezal se deslizan en tándem en los cilindros opuestos. Cuando un extremo del pistón comprime el vapor refrigerante en el cilindro delantero, el otro extremo del pistón aspira el vapor refrigerante en el cilindro trasero. Cada cilindro está equipado con válvulas de aire de alta y baja presión, y se utiliza otra tubería de alta presión para conectar las cámaras de alta presión delantera y trasera. La placa inclinada se fija al eje principal del compresor, su borde se ensambla en la ranura central del pistón, y la ranura del pistón y el borde de la placa inclinada se apoyan en rodamientos de bolas de acero. Cuando el eje principal gira, el plato oscilante también gira, y el borde del plato oscilante empuja el pistón para que se mueva axialmente. Si el plato oscilante gira una vez, los dos pistones delantero y trasero completan cada uno un ciclo de compresión, escape, expansión y succión, lo que equivale al trabajo de dos cilindros. Si se trata de un compresor axial de 6 cilindros, 3 cilindros y 3 pistones de doble cabeza se distribuyen uniformemente en la sección del bloque de cilindros. Cuando el eje principal gira una vez, es equivalente al efecto de 6 cilindros.
El compresor de placa oscilante es relativamente fácil de miniaturizar, ligero y puede operar a alta velocidad. Presenta una estructura compacta, alta eficiencia y un rendimiento confiable. Tras implementar el control de desplazamiento variable, se utiliza ampliamente en aires acondicionados de automóviles.
Compresor de paletas rotativas
Existen dos tipos de formas de cilindro para compresores de paletas rotativas: circulares y ovaladas. En un cilindro circular, el eje principal del rotor tiene una distancia excéntrica con respecto al centro del cilindro, de modo que el rotor está firmemente fijado entre los orificios de succión y escape en la superficie interior del cilindro. En un cilindro elíptico, el eje principal del rotor y el centro de la elipse coinciden. Los álabes del rotor dividen el cilindro en varios espacios. Cuando el eje principal impulsa el rotor para que gire una vez, el volumen de estos espacios cambia continuamente, y el vapor de refrigerante también cambia en volumen y temperatura en ellos. Los compresores de paletas rotativas no tienen válvula de succión porque los álabes se encargan de succionar y comprimir el refrigerante. Si hay dos álabes, hay dos procesos de escape en una rotación del eje principal. Cuantos más álabes haya, menores serán las fluctuaciones de descarga del compresor.
Como compresor de tercera generación, gracias a su reducido volumen y peso, es fácil de instalar en compartimentos estrechos del motor. Además, ofrece bajas vibraciones y ruido, y una alta eficiencia volumétrica. También se utiliza en sistemas de aire acondicionado de automóviles. Sin embargo, presenta altos requisitos de precisión de mecanizado y un alto coste de fabricación.
compresor de desplazamiento
Estos compresores se denominan compresores de cuarta generación. La estructura de los compresores scroll se divide principalmente en dos tipos: dinámicos y estáticos, y de doble revolución. Actualmente, el tipo dinámico y estático es el más común. Sus componentes principales son una turbina dinámica y una estática. Ambas tienen una estructura muy similar: una placa terminal y un diente espiral evolvente que se extiende desde la placa terminal. Ambas están dispuestas excéntricamente, con una diferencia de 180°. La turbina estática es estacionaria, mientras que la turbina móvil gira y se desplaza excéntricamente mediante el cigüeñal, bajo la restricción de un mecanismo antirrotación especial. Los compresores scroll ofrecen numerosas ventajas. Por ejemplo, son compactos y ligeros, y el eje excéntrico que impulsa la turbina puede girar a alta velocidad. Al no tener válvulas de succión ni de descarga, el compresor scroll funciona de forma fiable y facilita la implementación de tecnología de velocidad y desplazamiento variables. Varias cámaras de compresión funcionan simultáneamente, la diferencia de presión de gas entre cámaras adyacentes es pequeña, la fuga de gas es mínima y la eficiencia volumétrica es alta. Los compresores scroll se utilizan cada vez más en el sector de la refrigeración a pequeña escala gracias a sus ventajas de estructura compacta, alta eficiencia y ahorro de energía, bajas vibraciones y ruido, y fiabilidad de funcionamiento, convirtiéndose así en una de las principales líneas de desarrollo de la tecnología de compresores.
Fallos comunes
Como componente rotatorio de alta velocidad, el compresor del aire acondicionado presenta una alta probabilidad de falla. Las fallas más comunes son ruidos anormales, fugas y mal funcionamiento.
(1) Ruido anormal. Existen diversas razones por las que el compresor puede producir ruido anormal. Por ejemplo, un embrague electromagnético dañado o un desgaste excesivo en el interior del compresor pueden causar ruido anormal.
①El embrague electromagnético del compresor es un lugar común donde se producen ruidos anormales. El compresor suele funcionar de baja a alta velocidad bajo cargas elevadas, por lo que sus requisitos son muy altos. Además, su instalación suele estar cerca del suelo y expuesta a la lluvia y la tierra. Si el rodamiento del embrague electromagnético está dañado, se produce un ruido anormal.
②Además del problema del propio embrague electromagnético, la tensión de la correa de transmisión del compresor también afecta directamente su vida útil. Si la correa de transmisión está demasiado floja, el embrague electromagnético es propenso a resbalar; si está demasiado tensa, aumenta la carga sobre el embrague. Si la tensión de la correa de transmisión no es la correcta, el compresor no funcionará con cargas ligeras y se dañará con cargas pesadas. Si la correa de transmisión está en funcionamiento, la alineación de la polea del compresor y la polea del generador no es la misma, lo que reduce la vida útil de la correa de transmisión o del compresor.
③ La succión y el cierre repetidos del embrague electromagnético también provocarán ruidos anormales en el compresor. Por ejemplo, si la generación de energía del generador es insuficiente, la presión del sistema de aire acondicionado es demasiado alta o la carga del motor es excesiva, el embrague electromagnético se activará repetidamente.
④ Debe haber una cierta distancia entre el embrague electromagnético y la superficie de montaje del compresor. Si la distancia es demasiado grande, el impacto también aumentará. Si la distancia es demasiado pequeña, el embrague electromagnético interferirá con la superficie de montaje del compresor durante el funcionamiento. Esta también es una causa común de ruidos anormales.
⑤ El compresor necesita una lubricación fiable durante su funcionamiento. Si el aceite lubricante es insuficiente o no se utiliza correctamente, se producirán ruidos anormales graves en su interior, lo que puede incluso provocar su desgaste y su desguace.
(2) Fugas. Las fugas de refrigerante son el problema más común en los sistemas de aire acondicionado. La fuga del compresor suele estar en la unión del compresor con las tuberías de alta y baja presión, donde suele ser difícil de revisar debido a la ubicación de la instalación. La presión interna del sistema de aire acondicionado es muy alta, y cuando hay una fuga de refrigerante, se pierde aceite del compresor, lo que provoca que el sistema de aire acondicionado no funcione o que el compresor esté mal lubricado. Los compresores de aire acondicionado cuentan con válvulas de alivio de presión. Estas válvulas suelen usarse una sola vez. Si la presión del sistema es demasiado alta, se debe reemplazar la válvula de alivio de presión a tiempo.
(3) No funciona. Hay muchas razones por las que el compresor del aire acondicionado no funciona, generalmente debido a problemas relacionados con el circuito. Puede comprobar si el compresor está dañado suministrando energía directamente al embrague electromagnético.
Precauciones de mantenimiento del aire acondicionado
Cuestiones de seguridad que hay que tener en cuenta al manipular refrigerantes
(1) No manipule refrigerante en un espacio cerrado o cerca de una llama abierta;
(2) Se deben utilizar gafas protectoras;
(3) Evite que el refrigerante líquido entre en contacto con los ojos o salpique la piel;
(4) No apunte la parte inferior del tanque de refrigerante hacia las personas, algunos tanques de refrigerante tienen dispositivos de ventilación de emergencia en la parte inferior;
(5) No coloque el tanque de refrigerante directamente en agua caliente con una temperatura superior a 40 °C;
(6) Si el refrigerante líquido entra en contacto con los ojos o la piel, no se frote, enjuáguelo inmediatamente con abundante agua fría y acuda de inmediato al hospital para buscar un médico que reciba tratamiento profesional, y no intente solucionarlo usted mismo.
