Det er på tide å dykke inn noen fine, kalde luften. I forrige uke fikk jeg forklart hvorfor en fyr fra Massachusetts ble så besatt av å ha jobbet A/C i sin vintage biler, og også beskrevet hvorfor A/C behovene til en vintage bil er forskjellige fra de av en bil som er bygget etter overgangen fra R12 å kjølemedium R134a. Denne uken, jeg skal gi deg det teoretiske grunnlaget for hvordan A/C jobber i bilindustrien.
Tenk på det som å spise streng bønner før du har din kake.,
teorien bak A/C er faktisk veldig enkelt. Når en væske som koker og fordamper inn i en gass, det utvider seg og blir avkjølt. Du vet dette fra å riste en boks spraymaling eller deodorant, følelse av væsken sloshing inne, for så å sprøyte det og føler det kan bli kaldt. Du har også opplevd det når du har montert en propan tank på en grill grill, følte flytende propan slosh i tanken, og følte hvordan den tanken blir kaldt å ta på når grillen er slått på og propan har en vei å forlate tanken, fordamper, og utvide., Nesten alle vanlige kjøling og aircondition fungerer etter dette prinsippet. Det er bare det at du ikke tror på det som «kokende» selv om det er nøyaktig hva den flytende kuldemedium gjør, fordi du er vant til å kokende vann. Alt som skal beskyttes i en boks som har en mye lavere kokepunkt. For R12, det er -21 °F; for R134a, det handler om -15 °F.
Det ville være woefully ineffektivt å ha en kjølesystemet det uendelige utgivelser skal beskyttes kjølemedium så det kan fordampe, utvide og kule. Så, i stedet, kjøle-og A/C-systemer til å fungere i et lukket-sløyfe mote., De tar noen form for kjølemedium som er naturlig i gassform ved rom temperatur og trykk, trykksetting det før det endres fra gass til væske, og deretter la den fordampe og ekspandere inn i en gass i en beholder, og kult. Systemet tar så kaldt opprettet av utvidelsen (slags), og blåser på deg til å kjøle deg av. Gassen blir deretter presset tilbake i en væske, å fullføre syklusen.
Det er én ting vi dro ut. I termodynamikk, det er en som sier at det er ingen gratis lunsj., Hvis du er trykksetting en gass i en væske, slik at det kan utvide og kule, må du være genererer varme et annet sted, og denne varmen må bli dumpet på utsiden, eller det vil varme opp selve plassen du prøver å kjøle seg ned.
Du kan, hvis du ønsker, kan du få veldig nerdete og teknisk om alt dette (ser opp reversert Carnot-syklusen og adiabatic utvidelse), men, i form av teori, det er egentlig alt du trenger å vite., En a/C-systemet er i hovedsak som en kan av deodorant spray eller maling eller propan der sprayet stoffet er utgitt, slik at det kan utvide og kule, men er stadig fanget, komprimert, og satt tilbake i den kan for å spray og kule igjen. Det, de grønne bønner ikke er så ekkel, er de?
Med den teorien ned, kan vi identifisere de viktigste komponentene i En a/C-systemet, og hva de gjør:
- kompressoren er en pumpe som tar low-pressure gas kjølemedium og komprimerer det til et høyt trykk gass., Du har sannsynligvis allerede vet at væsken ikke komprimerbar, det er derfor en motor som blir ødelagt hvis du kjører inn vann dypt nok til at vann blir trukket inn i inntaket. Dermed kjølemedium trukket inn i kompressoren ikke kan være i flytende tilstand, det må være en lav-press-gass.
- kondensatoren er som en radiator., Det tar høytrykks-gassformige kjølemedium levert av kompressoren, og gjør det mulig å kule inn i en high-pressure liquid, dumping varme til omgivelsene utenfor luft når den gjør det. En ekstra kjølevifte på forsiden av kondensator hjelper varme til å belyse.
- ekspansjonsventil gir en variabel begrensningen til høytrykks-væske, som en dyse i enden av en hageslange., Den kjølemedium dråper i press når den passerer gjennom ekspansjonsventil, slik at det til, som navnet tilsier, utvide, og deretter avkjøles. Beløpet som expansion ventil åpnes bestemmes av kjølemedium trykket i fordamperen. På en vintage bil, kan du noen ganger høre de fordamper «sukk» som expansion ventil åpnes og lar kjølemedium spray gjennom det.
- fordamper core er stedet hvor kjøling handlingen er., Ikke i motsetning til kondensatoren fordamper core er som en radiator med metall, rør omgitt av finnene, men det fungerer i revers fra en radiator i at det ikke dump varme; det absorberer varme. Flytende kuldemedium spray fra ekspansjonsventil inn i fordamperen core, der den faller i press, koker, fordamper, og utvider dermed kjøling. Ideelt sett fordamper kjernen kjører på ca 32°C. Siden alltid varme strømmer fra et varmere legeme til et kjøligere ett, luften rundt fordamper core overgir sin varme og blir kalde., En fordamper vifte blåser kald luft inn i kupeen.
så langt Som de viktigste komponentene av A/C, som er ganske mye det., Merk at i et hjem vindu montert i A/C-enheten, alle disse komponentene finnes inne i den firkantede boksen med fordamperen kjerne ligger på forsiden av boksen slik at kald luft kan bli blåst inne i huset, og kondensator plassert på baksiden av boksen, så det kan dumpe den varme til den utenfor.
Imidlertid, i en bil, komponentene er fordelt. Den fordamper core, ekspansjonsventil, og vifte er vanligvis sammen i en boks referert til som fordamper montering som lever inne i bilen, opp under dashbordet, omgitt av midtkonsollen., Kompressoren er montert på motoren og drevet av et belte fra veivakselen trinse. Det er en magnetisk clutch på kompressor som lar trinse til gratis-hjulet når kompressoren ikke er engasjert. Kondensatoren og ekstra kjølevifte er montert i nesen av bilen, foran radiatoren, slik at luft-luft blåst over det ved bilens bevegelser til å transportere varme bort.,
jeg har tatt ut to stykker. Det er slanger og utstyr for å koble sammen de ovennevnte komponentene, og det er en mottaker-tørrere, en beholder som gir ekstra volum for flytende kuldemedium, så vel som et filter for å rense den.,
Når alt er tatt i betraktning, en bil A/C-systemet med en ekspansjonsventil ser ut som dette:
Merk at ikke alle systemer har ekspansjonsventiler. Det er en annen type system som kalles en Clutch Sykling Orifice Tube (CCOT) system., Mens en ekspansjonsventil, vanligvis plassert inne i fordamperen sammenstillingen gir et trinnløst-størrelse begrensning, og gjennom den flytende kuldemedium går, en CCOT systemet har en orifice tube med fast diameter åpning, gled inne i metall rør som går inn på fordamperen. Fordi, i motsetning til den ekspansjonsventil, størrelsen på den åpningen i en orifice tube er fast, det må være en annen mekanisme for å variere mengde kjølemedium passerer gjennom den., For denne grunn, i stedet for en mottaker-tørrere, en CCOT systemet har en akkumulator med en trykkbryter på det, montert i utløpet av fordamperen i stedet for på innløpet som på en ekspansjonsventil system. Trykkbryteren åpnes når trykket i akkumulatoren når et visst nivå. Dette slår av kompressoren. Når trykket faller, slår lukkes, slå av kompressoren tilbake på., Komponentene i en CCOT systemet ser ut som dette:
Med alle disse komponentene visualisert, har vi nå kan snakke om den «lave siden» og «høy side» av systemet. Lav-trykk side, vanligvis farget i blått på diagrammet, er hvor væsken fordamper og kjøling., Det består av den delen starter ved uttak av ekspansjonsventil eller orifice tube, gjennom fordamperen, gjennom akkumulator på en CCOT systemet, og til innløpet eller sugesiden av kompressoren. Høytrykks-siden av systemet, vanligvis farget i rødt på diagrammet, er hvor kjølemediet er kondenserende og varme opp. Det går fra stikkontakten eller utflod siden av kompressoren, gjennom kondensator, gjennom mottaker-tørrere på en ekspansjonsventil system, til innløpet av ekspansjonsventil.,
I diagrammet nedenfor, kombinerer vi den fysiske komponenter med å overføre varme mekanismer som oppstår i hver. Å gå den selv, low-pressure gas kjølemedium er trukket inn på sugesiden av kompressoren. Det er sluppet ut av kompressoren ut «høy side» som high-pressure gas kjølemedium. Det passerer gjennom kondensator, hvor den kondenserer til væske, overgi varme til utenfor den omgivende luften. Høytrykks-væske passerer gjennom mottaker-tørrere og inn i den «lave siden» gjennom ekspansjonsventil eller orifice tube., Det begrensningen i ekspansjonsventil får den til å falle i press og spray, som en dyse på en hageslange, i fordamperen kjerne. På den måten kjølemedium koker, fordamper, utvider, og blir avkjølt. Dette fører til at den fordamper som er kjernen til å være mye kaldere enn luften i kabinen. Den kalde core dermed absorberer varme fra rundt hytta luft, kjøling det. Den fordamper vifte blåser kald luft inn i kabinen (alle sier «ahhhhhhh»)., Lav-trykk kjølemedium, varmet opp av den varme den opp absorbert fra hytta, deretter trekkes inn på sugesiden av kompressoren, og syklusen begynner på nytt.
diagrammet viser varmeoverføring prosessen for en ekspansjonsventil system, men det er svært lik for en CCOT system., Den viktigste forskjellen er at i stedet for en mottaker-tørrere på innløpet siden av fordamperen, det er en akkumulator på outlet side med en trykkbryter.
Egentlig, det er mest av det., For denne uken, den viktigste take-away-meldinger fra klassen vår i bil A/C teorien er dette: Når En a/C-systemet ikke fungerer, og du har utelukket enkle ting som blåst sikringer, kan det være fordi gassform kjølemedium ikke blir komprimert (dårlig kompressor) eller ikke utvide (tett ekspansjonsventil eller orifice tube), men mesteparten av tiden, spesielt i en forsømt vintage bil, det er fordi kjølemedium har lekket ut, og det er ingenting igjen til å komprimere og utvide.
Neste uke: Kjølemedium.,
***
Rob Siegel har skrevet i kolonnen, Hack Mekaniker™ for BMW CCA Roundel magasin for 30 år. Hans nye bok, kan du Bare Må Lade: Hack Mekaniker™ Guide til Vintage Bad, er nå tilgjengelig på Amazon. Du kan bestille en personlig skrevet kopierer her.