自動車用エアコン送風機の原理
要約：自動車エアコンシステムは、車内の空気の冷却、加熱、空気交換、空気浄化を実現する装置です。乗客に快適な運転環境を提供し、運転者の疲労強度を軽減し、運転の安全性を向上させます。エアコン設備は、自動車の完成度を測る指標の一つとなっています。自動車エアコンシステムは、コンプレッサー、エアコンブロワー、コンデンサー、蓄熱乾燥機、膨張弁、蒸発器、ブロワーなどで構成されています。本稿では、主に自動車エアコンブロワーの原理を紹介します。
地球温暖化と人々の運転環境に対する要求の向上に伴い、ますます多くの自動車にエアコンシステムが装備されています。統計によると、2000年には米国とカナダで販売された自動車の78%にエアコンが装備されており、現在では控えめに見積もっても少なくとも90%の自動車にエアコンが装備されており、人々に快適な運転環境をもたらしています。自動車ユーザーとして、読者はエアコンの原理を理解し、緊急事態をより効果的かつ迅速に解決できるようにする必要があります。
1. 自動車用冷凍システムの動作原理
自動車用エアコン冷凍システムの動作原理
1、自動車用エアコン冷凍システムの動作原理
自動車のエアコン冷凍システムのサイクルは、圧縮、放熱、絞り、吸熱の 4 つのプロセスで構成されています。
（1）圧縮工程：圧縮機は蒸発器出口の低温・低圧の冷媒ガスを吸入し、高温・高圧のガスに圧縮して凝縮器に送ります。この工程の主な機能は、ガスを圧縮・加圧して液化しやすくなるようにすることです。圧縮工程中、冷媒の状態は変化せず、温度と圧力が上昇し続け、過熱ガスを形成します。
（2）放熱過程：高温高圧の過熱冷媒ガスが凝縮器（放熱器）に入り、大気と熱交換する。圧力と温度の低下により、冷媒ガスは凝縮して液体となり、大量の熱を放出する。この過程の機能は、熱を排出して凝縮することである。凝縮過程は、冷媒の状態変化を特徴とし、一定の圧力と温度の条件下で、徐々に気体から液体へと変化する。凝縮後の冷媒液は高圧高温の液体である。冷媒液は過冷却状態にあり、過冷却度合いが大きいほど、蒸発過程での蒸発吸収熱量が増加し、冷凍効果、すなわち冷気発生量の増加に繋がる。
（3）絞り工程：高温高圧の冷媒液は膨張弁を通して絞り込まれ、温度と圧力が低下し、膨張装置内で霧状（小さな液滴）として排出されます。この工程の役割は、冷媒を冷却して圧力を下げ、高温高圧の液体を低温高圧の液体にすることで、熱吸収を促進し、冷凍能力を制御し、冷凍システムの正常な動作を維持することです。
4）吸熱過程：膨張弁によって冷却・減圧されたミスト状の冷媒液は蒸発器に入ります。冷媒の沸点は蒸発器内の温度よりもはるかに低いため、冷媒液は蒸発器内で蒸発し、沸騰してガスになります。蒸発過程では周囲の熱を大量に吸収するため、車内の温度が下がります。その後、低温・低圧の冷媒ガスが蒸発器から流出し、コンプレッサーが再び吸入するのを待ちます。吸熱過程は、冷媒が液体から気体へと変化する状態を特徴とし、このとき圧力は変化しません。つまり、この状態変化は定圧過程で行われます。
2. 自動車用エアコンの冷凍システムは、一般的にコンプレッサー、コンデンサー、液体貯蔵乾燥機、膨張弁、蒸発器、ブロワーで構成されています。図1に示すように、これらのコンポーネントは銅管（またはアルミニウム管）と高圧ゴム管で接続され、閉鎖系を形成しています。冷却システムが作動すると、この閉鎖系内で冷凍メモリのさまざまな状態が循環し、各サイクルには4つの基本プロセスがあります。
（１）圧縮工程：圧縮機は、蒸発器出口の冷媒ガスを低温・低圧で吸入し、高温・高圧のガス除去圧縮機に圧縮する。
（2）放熱過程：高温高圧の過熱冷媒ガスが凝縮器に入り、圧力と温度の低下により冷媒ガスが凝縮して液体となり、大量の熱が放出される。
（３）絞り過程：高温高圧の冷媒液が膨張装置を通過すると、体積が大きくなり、圧力と温度が急激に低下し、膨張装置から霧状（小さな液滴）となって排出される。
（4）吸熱過程：ミスト状の冷媒液が蒸発器に入ると、冷媒の沸点は蒸発器内の温度よりもはるかに低いため、冷媒液は蒸発してガス状になります。蒸発過程で大量の熱が吸収され、低温・低圧の冷媒蒸気が圧縮機に入ります。
2 送風機の動作原理
通常、車載用送風機は遠心送風機です。遠心送風機の動作原理は遠心ファンと似ていますが、空気の圧縮過程は通常、複数の作動羽根車（または複数の段階）を介して遠心力の作用下で行われるという点が異なります。送風機は高速回転するローターを備えており、ローター上のブレードが空気を高速で移動させます。遠心力によって、空気はケーシングのインボリュート形状に沿ってファンの出口へと流れ、高速気流は一定の風圧を持ちます。そして、新しい空気はケーシングの中心を通って補充されます。
理論的には、遠心送風機の圧力流量特性曲線は直線ですが、ファン内部の摩擦抵抗などの損失により、実際の圧力流量特性曲線は流量の増加とともに緩やかに低下し、遠心ファンの対応するパワーフロー曲線は流量の増加とともに上昇します。ファンが一定速度で運転している場合、ファンの動作点は圧力流量特性曲線に沿って移動します。運転中のファンの動作条件は、ファン自体の性能だけでなく、システムの特性にも依存します。配管抵抗が増加すると、配管性能曲線は急勾配になります。ファン制御の基本原理は、ファン自体の性能曲線または外部配管の特性曲線を変更することにより、必要な動作条件を実現することです。そのため、低速、中速、高速走行時に車が正常に動作するように、いくつかのインテリジェントシステムが車に搭載されています。
送風機の制御原理
2.1 自動制御
空調制御盤の「自動」スイッチを押すと、空調コンピュータは必要な出力空気温度に応じて送風機の速度を自動的に調整します。
風向を「正面」または「両方向」に選択し、送風機が低速状態にある場合、送風機の速度は制限範囲内で太陽光の強度に応じて変化します。
（１）低速制御の動作
低速制御中、エアコンコンピュータはパワー三極管のベース電圧を切断し、パワー三極管と超高速リレーも切断します。電流はブロワーモーターからブロワー抵抗に流れ、鉄心を介してモーターを低速で回転させます。
エアコン コンピュータには、次の 7 つの部品があります:1 バッテリー、2 イグニッション スイッチ、3 ヒーター リレー、ブロワー モーター、5 ブロワー 抵抗器、6 パワー トランジスタ、7 温度ヒューズ ワイヤ、8 エアコン コンピュータ、9 高速リレー。
（２）中速制御の動作
中速制御中、パワー三極管は温度ヒューズを内蔵し、過熱による損傷から三極管を保護します。エアコンコンピューターは、送風機駆動信号を変化させることでパワー三極管のベース電流を変化させ、送風機モーターの速度をワイヤレスで制御します。
3) 高速制御の動作
高速制御中、エアコンコンピューターはパワー三極管のベース電圧、そのコネクタNo.40タイアイアンを切断し、高速リレーがオンになり、ブロワーモーターからの電流が高速リレーを通ってタイアイアンに流れ、モーターが高速で回転します。
2.2 予熱
自動制御状態では、ヒーターコア下部に設置された温度センサーが冷却水の温度を検知し、予熱制御を行います。冷却水温が40℃未満で自動スイッチがオンになっている場合、エアコンコンピューターは送風機を閉じ、冷風の排出を防止します。一方、冷却水温が40℃を超えると、エアコンコンピューターは送風機を起動し、低速で回転させます。その後は、演算された風量と必要な出力風温度に応じて送風機の回転速度が自動制御されます。
上記の予熱制御は、空気の流れが「下」または「デュアルフロー」方向に選択された場合にのみ存在します。
2.3 遅延空気流量制御（冷房時のみ）
遅延気流制御は、蒸発器温度センサーによって検出された冷却器内の温度に基づいています。遅延
風量制御は、エアコンからの熱風の誤排出を防ぐことができます。この遅延制御は、エンジン始動時に以下の条件が満たされた場合にのみ実行されます：1. コンプレッサー作動；2. ブロワー制御を「自動」状態（自動スイッチオン）；3. 風量制御を「フェイス」状態；フェイススイッチで「フェイス」に調整するか、自動制御を「フェイス」に設定；4. クーラー内部温度が30℃以上
遅延空気流量制御の動作は次のとおりです。
上記の4つの条件がすべて満たされ、エンジンが始動したとしても、ブロワーモーターはすぐに始動できません。ブロワーモーターは4秒の差がありますが、コンプレッサーのスイッチを入れ、エンジンを始動し、冷媒ガスで蒸発器を冷却する必要があります。4秒後にリアブロワーモーターが始動し、最初の5秒間は低速で運転し、最後の6秒間は徐々に高速まで加速します。この動作により、通気口から熱気が急激に排出され、攪拌を引き起こすのを防ぎます。
閉会の辞
完璧な車載コンピュータ制御エアコンシステムは、車内の空気の温度、湿度、清浄度、風通し、換気を自動調整し、車内の空気を一定の速度と方向に循環させることで、乗客に快適な運転環境を提供し、様々な外気や気象条件下でも快適な空気環境を確保します。窓ガラスの曇りを防ぎ、ドライバーの視界を良好に保ち、安全運転の基本的な保証を提供します。
さらに詳しく知りたい方は、このサイトの他の記事を読んでみてください。
このような製品が必要な場合は、お電話ください。
Zhuo Meng Shanghai Auto Co., Ltd. は、MG&MAUXS の自動車部品の販売に力を入れており、ご購入を歓迎いたします。
