Kältemittelverdichter Bauteilbeschreibung

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Anordnung

Der Kältemittelkompressor ist am Motorblock links angeordnet.

Aufgabe

Der Kältemittelkompressor saugt das gasförmige Kältemittel über die Niederdruckseite an, verdichtet das Kältemittel und gibt es flüssig sowie unter hohem Druck an die Hochdruckseite wieder ab.

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Funktion Arbeitsmechanismus

Die Drehbewegung der Riemenscheibe wird über die Kältemittelkompressorwelle auf die Anschlagplatte übertragen. Durch einen Anlenkmechanismus wird die Rotation der Anschlagplatte auf die schwenkbare Taumelscheibe übertragen. Die Umwandlung der Rotationsbewegung der Taumelscheibe in die oszillierende Bewegung der Kolben geschieht über 2 Gleitschuhe zwischen den Kolben und der Taumelscheibe. In gleicher Teilung sind über den Umfang 7 Kolben mit der Taumelscheibe verbunden. Die Dämpfungsbehälter (druckseitig) und die Dämpfungsbehälter (saugseitig) reduzieren die Gaspulsation im Kältemittelkompressor, indem sie für eine gleichmäßige Strömung des Kältemittels sorgen. Dadurch werden Geräusche beim Verdichtungsprozess vermieden.

Funktion Klimaanlage abschalten

Wird die Klimaanlage abgeregelt oder durch den Drehschalter Klimaanlage, Zuheizer, Restwärme abgeschaltet, so ist das Regelventil vollständig geöffnet. Über die Hochdruckseite strömt ungehindert Kältemittel in das Kurbelgehäuse, was zu einem sehr schnellen Anstieg des Kurbelgehäusedrucks führt. Dadurch verschiebt sich der Spulenkörper nach rechts gegen die Ventilplatte und riegelt den Kältemittelfluss über die Saugseite des Kältemittelkompressors vollständig ab. Der Spulenkörper ist so ausgelegt, dass bei zugeschaltetem Kältemittelkompressor und bei einem Fördervolumen von unter 5 cm³ der Kältemittelfluss durch Verschließen des Saugeinlasskanals unterbrochen wird.

Interne Schmierung des Kältemittelkompressors bei ausgeschalteter Klimaanlage

Der Kältemittelkompressor verfügt über einen internen Schmiermittelkreislauf zur Sicherstellung der Schmierölversorgung für die folgenden mechanisch bewegten Bauteile:

 Taumelscheibe

 Kolben

 Gleitschuh

 Vorderes und hinteres Radialwellenlager

Die Schmierung wird über ein minimales Fördervolumen des Kältemittelkompressors gewährleistet. Dieses Fördervolumen wird durch das Regelventil geregelt. Das minimale Fördervolumen des Kältemittelkompressors von 2 %, bei abgeschaltetem Kältemittelkompressor, bewirkt, dass das Kältemittel mit dem im Kurbelgehäuse befindlichen Kompressoröl über die Bohrungen der Kältemittelkompressorwelle transportiert wird.

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Funktion Mechanismus der Volumenregelung

Das Regelventil regelt die Leistung des Kältemittelkompressors, die zwischen 2 % (minimales Hubvolumen) und 100 % (maximales Hubvolumen) liegen kann. Je nach Kälteleistungsanforderung gelangt der entsprechende Regelstrom über das Steuer- und Bediengerät Klimatisierung (A81) an das Regelventil. Die Kälteleistungsanforderung wird im Wesentlichen durch die Sollwertvorgaben der Fahrzeuginnenraumtemperatur und den Wert des Außentemperatursensors (B37) bestimmt. Grundsätzlich wird die Position der Taumelscheibe und damit das variable Hubvolumen durch den Kurbelgehäusedruck, den Membrandruck im Regelventil und den Saugdruck bestimmt. Die Veränderung des Saugdrucks in Abhängigkeit vom Regelstrom am Regelventil bewirkt eine Veränderung des Kurbelgehäusedrucks und damit die Verstellung der Taumelscheibe entweder in Richtung variables Hubvolumen oder maximales Hubvolumen.

Funktion variable Volumenregelung im Teillastbereich über das Regelventil (z. B. bei niedriger Außentemperatur oder geringer Kälteleistungsanforderung)

Grundsätzlich ist die Kälteleistung saugdruckabhängig. Sinkt der Saugdruck unter den Membrandruck im Regelventil ab und wird gleichzeitig der Regelstrom zurückgenommen, so wird im Regelventil der Durchgang von Hochdruck nach Kurbelgehäusedruck durch den Steuerkolben freigegeben. Dadurch strömt Kältemittel von der Hochdruckseite in das Kurbelgehäuse. Dies hat eine Erhöhung des Kurbelgehäusedrucks zur Folge. Die Summe der Kräfte auf der linken Seite der Taumelscheibe, resultierend aus dem Kurbelgehäusedruck, der Rückstellkraft der Taumelscheibe (Fliehkraft) und der Federrückstellkraft, wird damit größer als die Summe der Kräfte der Kolben. Die Taumelscheibe stellt sich dadurch senkrecht, was zur Verringerung der Kolbenhübe und des Verdrängungsvolumens führt. Bei einem Fördervolumen unter 5 cm³ wird der Kältemittelkompressor automatisch abgeschaltet.

Funktion Ansteuerung des Regelventils bei maximalem Hubvolumen (z. B. bei hoher Außentemperatur oder großer Kälteleistungsanforderung)

Steigt der Saugdruck über den Membrandruck im Regelventil an und wird gleichzeitig der Regelstrom erhöht, so wird im Regelventil der Durchgang Hochdruck nach Kurbelgehäusedruck durch den Steuerkolben geschlossen. Der Kurbelgehäusedruck sinkt ab, da kein Kältemittel von der Hochdruckseite über das Regelventil in das Kurbelgehäuse strömt. Durch den Bypass kommt es langfristig zum Druckausgleich zwischen Saugdruck und Kurbelgehäusedruck, d. h. die Reaktionskraft auf der linken Seite aus dem Kurbelgehäusedruck, der Rückstellkraft der Taumelscheibe (Fliehkraft) und der Federrückstellkraft wird damit kleiner als die Summe der Kräfte der Kolben. Der Winkel der Taumelscheibe vergrößert sich aus der "0­Lage", d. h. die Schrägstellung der Taumelscheibe nimmt kontinuierlich bis zur mechanischen Begrenzung der Taumelscheibe an der Anschlagplatte zu. Die Kolbenhübe vergrößern sich linear zur Neigung der Taumelscheibe bis zum maximalen Fördervolumen.

N83.55-2016-11

Die Riemenscheibe treibt den Kältemittelkompressor an und dient gleichzeitig als Drehmomentdämpfer und Drehmomentbegrenzer. Die Nabe ist fest mit der Kältemittelkompressorwelle und über die Gummis mit der Riemenscheibe verbunden. Neigt der Kältemittelkompressor zum Blockieren, so dreht sich die Riemenscheibe weiter und die Gummis verformen sich. In diesem Fall dienen die Gummis als Riemenschutz, da die Nabe und somit die Kältemittelkompressorwelle des blockierten Kältemittelkompressors still steht.

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Das Überdruckventil schützt den Kältemittelkreislauf vor Beschädigung durch Überdruck. Es ist als federbelastetes Überdruckventil ausgeführt und öffnet bei einem Kältemitteldruck > 40 bar.