اوریفیس و کاربرد آن در سیستم کولر خودرو

اوریفیس در خودرو چه کاری انجام میدهد؟ انواع اوریفیس های موجود در سیستم کولر کدام است؟ چه تفاوت هایی با هم دارد؟ در ادامه سلسله مقالات مربوطه به سیستم تهویه مطبوع خودرو، در این بخش به موضوع اوریفیس و نقش آن پرداخته شده است. سطح مقاله متوسط است و برای علاقه‌مندانی که اطلاعات اولیه در مورد سیستم تهویه مطبوع خودرو دارند مناسب است. کسانی که تمایل با آشنایی بیشتر دارند می‌تواند ابتدا مقاله‌های عملکرد شیر انبساط کولر خودرو و ساختار شیر انبساطی در مدار کولر خودرو را مطالعه کنید.

اوریفیس چیست و چه نقشی در سیستم کولر خودرو دارد؟

همانطور که در مقاله‌های قبلی بیان شد ساختار انبساطی توسط شیر انبساطی یا اوریفیس انجام می‌شود. مدل شیر انبساطی نسبت به نوع اوریفیس در خودرو ها بیشتر مشاهده می‌شود؛ اما در بسیاری از خودرو های آمریکایی مانند شرکت‌های فورد یا جنرال‌موتور یا برخی شرکت‌های آسیایی مانند مزدا یا هیوندا یا شرکت‌های المانی مانند فولکس و آ او دی از اوریفیس استفاده شده است. شکل 1 محل قرارگرفتن اوریفیس را نشان می‌دهد.

1- آکومولاتور 2-اواپراتور 3-اورفیس 4-کمپرسور 5- کندانسور 6- رادیاتور موتور
7- فن رادیاتور 8- گاز فشار بالا 9- مایع فشار بالا 10- مایع فشار پایین 11- گاز فشار پایین
شکل 1- شماتیک جانمایی اجرا کولر در سیستم با اوریفیس

همانطور که در شکل 1 نیز قابل مشاهده هست سیستم‌های اوریفیسی یک تفاوت بزرگ دیگر نیز با سیستم‌های شیر انبساطی دارند و آن تغییر عضو رطوبت گیر و تغییر محل ان است. در این سیستم‌ها بجای درایر از آکومولاتور استفاده شده است. و محل قرار گرفتن آکومولاتور بین اواپراتور و کمپرسور است.

 بررسی انواع اوریفیس در مدار کولر (مدل‌های ثابت و متغیر)

به روش‌های مختلف می‌توان اوریفیس را دسته‌بندی کرد. شکل 2 این روش‌ها را نشان می‌دهد.

شکل 2- انواع دسته‌بندی اوریفیس‌های مورد استفاده در مدار کولر

آشنایی با اوریفیس لوله‌ای ثابت (Fixed Orifice Tube)

شکل 3 نمونه ای از این مدل را نشان می‌دهد.

شکل 3- نمونه اوریفیس از نوع ثابت

اجزا اصلی و عملکرد اوریفیس لوله‌ای ثابت

شکل 4 اجزا اصلی نوعی واحد اوریفیس ثابت را نشان می‌دهد.

A: جهت جریان مایع مبرد
1- صافی توری شکل 2- بدنه اوریفیس 3-جهت جریان سیال 4- خروجی
5- orifice tube 6- اورینگ 7- ورودی سیال به اوریفیس
شکل 4- اجزا داخلی نوعی FOT

همانطور که مشاهده می‌شود مایع فشرده شده پس از خروج از کمپرسور وارد اوریفیس می‌شود ابتدا از بخش صافی (شماره 1) عبور می‌کند. در صورتی که به همراه مایع مبرد، روغن کمپرسور وجود داشته باشد یا هر نوع پلیسه ای (حاصل از سایش در کمپرسور یا زنگ زدگی در کندانسور) در صافی تصفیه خواهد شد. در واحد اصلی که همان Orifice tube یا محفظه اورفیس (شماره 5) است فرایند انبساطی انجام می‌شود سپس ذرات مایع (اسپری مایع مبرد) در جهت جریان (شماره 3) از سمت خروجی (شماره 4) به سمت اواپراتور هدایت خواهد شد.
در واقع اوریفیس از نوع فیکس یک دستگاه کنترل است که سیال (در اینجا مبرد کولر) پرفشار را به مایع کم فشار تبدیل می‌کند. از آنجایی که این عضو هیچ قسمت متحرکی ندارد، ورود سیال به اواپراتور به صورت مایع ثابت اتفاق خواهد افتاد، میزان تغییر فاز کاملاً به سرعت حرکت گاز مربوط خواهد بود. به عبارت ساده‌تر هر چه تغییرات دور موتور بیشتر باشد، تغییرات دور کمپرسور نیز بیشتر خواهد بود این حالت فرایند اواپراتیگ را دستخوش تغییر کند به این صورت که بخشی از سیال هنوز به صورت مایع از اواپراتور خارج شود ورود مایع به داخل کمپرسور مایع حاصل از اواپراتور می‌تواند سبب آسیب دیدن کمپرسور شود.
(توجه کنید ورودی کمپرسور باید عاری از مایع باشد؛ چون مایع نمی‌تواند فشرده شود و اگر جمع مایع ورودی به کمپرسور بیش از حد باشد کمپرسور در حین فرایند کمپرسینگ صدمه خواهد دید) به همین دلیل وجود اکومولاتور بعد از اواپراتور برای جلوگیری از خروج مایعات به کمپرسور ضروری خواهد بود.

شکل 5- نمونه رنگ بندی اوریفیس‌ها و سایز آن 

اوریفیس متغیر (VOT)؛ تکنولوژی جدید در مدار کولر خودرو

همانطور که اشاره شد. سیستم‌های با اوریفیس ثابت در برخی از شرایط مانند تغییر دور حجم مایع میرد به داخل اواپراتور زیاد خواهد شد، در نتیجه تمامی آن به حالت گازی در نمی‌آید که سبب کاهش راندمان سیستم تبرید خواهد شد به همین دلیل در برخی موارد بجای نوع Fixed Tube از نوع Variable Tube استفاده می‌شود. شکل 6 نمونه ای از این مدل را نشان می‌دهد

شکل 6- نمونه از اورفیس متغیر VOV یا VOT

عملکرد و اجزا اصلی اورفیس از نوع VOV

اوریفیس (VOT)از نوع محفظه متغیر با نام‌های VOT یا VOV شناخته می‌شود آنها می‌توانند مکانیکی یا الکتریکی باشند. شکل 7 اجزا داخلی نوع مکانیکی را نشان می‌دهد.

1- سمت ورودی 2- فنر بی متال 3- اوریفیس ثابت 4- سمت خروجی
5- صفحه دیفیوزر 6- اوریفیس متغیر 7- مجرای قابل تنظیم 8- صافی
شکل 7- اجزا داخلی نوعی VOT

همانطور که در شکل نیز مشاهده می‌شود اوریفیس از نوع VOT در واقع ترکیب دو اوریفیس از نوع ثابت و متغیر است. بخش متغیر آن از یک فنر حسگر دما فلزی یا فنر بی‌متال (شماره 2) استفاده می کند که به دمای مبرد پاسخ می دهد. هنگامی که دما افزایش می یابد، اندازه خروج از مجرای قابل تنظیم (شماره 7) اوریفیس کاهش می یابد و جریان مبرد کند می شود. این باعث بهبود سرمایش تهویه مطبوع در شرایط بار گرمای زیاد، مانند ترافیک توقف و حرکت یا روزهای بسیار گرم می شود.
نوع دیگر VOT لوله دهانه متغیر الکترونیکی (EVOT) است. این شیر توسط ماژول کنترل الکترونیکی (ECM) بر اساس شرایط رانندگی خاص و بررسی فشار مبرد به‌صورت الکتریکی کنترل می‌شود، مانند یک VOT معمولی عمل می‌کند.

شکل 8- اوریفیس از نوع متغیر با کنترلر الکترونیکی

در اینجا بخش دیگری از اجزا سیستم تهویه‌مطبوع در خودرو مورد بررسی قرار گرفت. مقاله‌های موضوعی مرتبط با سیستم‌های مختلف خودرو را در  مجموعه آموزشی ایمگ دنبال کنید.

نویسنده : مهندس بهروز خطیبی