Pompa de aer cu fir este un dispozitiv de compresie a gazului utilizat pe scară largă în scenarii auto, industriale, medicale și de origine. Eficiența sa de lucru afectează în mod direct costul de funcționare a sistemului, durata de viață a produsului și experiența utilizatorului final. În diverse medii complexe, temperatura, ca o variabilă externă cheie, afectează în mod direct capacitatea de transmisie fizică, eficiența sistemului de alimentare și precizia de control a pompei de aer.
Modificările densității aerului afectează eficiența aspirației pompei
Densitatea aerului scade pe măsură ce temperatura crește. La temperatura camerei, densitatea aerului este de aproximativ 1,2 kg/m³, în timp ce densitatea scade semnificativ în medii la temperaturi ridicate. Când pompa de aer funcționează în condiții de temperatură ridicată, masa de aer conținută într -un volum unitar scade, ceea ce duce la o scădere a eficienței compresiei. Deoarece volumul de aer inhalat de corpul pompei rămâne neschimbat la aceeași viteză, scăderea densității înseamnă că masa de aer inhalată pe unitatea de timp scade, ceea ce duce direct la o scădere a eficienței producției.
Într -un mediu de temperatură scăzută, densitatea aerului crește, iar aerul conține mai multe molecule pe unitatea de volum, care este teoretic propice pentru creșterea eficienței compresiei. Cu toate acestea, odată cu creșterea vâscozității aerului, rezistența la fluxul de aer crește, ceea ce va produce o rezistență mai mare la sistemul rotorului sau al pistonului, afectând indirect raportul eficienței energetice. Prin urmare, temperatura prea mare sau prea scăzută va avea un impact negativ asupra eficienței aspirației.
Eficiența termică a motorului este restricționată de temperatura ambiantă
Sursa de alimentare de bază a pompei de aer cu fir este sistemul motor. Motorul în sine va genera căldură în timpul funcționării. Cu cât temperatura ambiantă este mai mare, cu atât este mai dificilă să disipezi căldura și cu atât este mai rapidă creșterea temperaturii a înfășurării. Rezistența motorului este corelată pozitiv cu temperatura. Pentru fiecare creștere a temperaturii de 10 ° C, rezistența firului de cupru crește cu aproximativ 4%, ceea ce va reduce direct eficiența de conversie curentă a motorului, ceea ce face ca mai multă energie de intrare să fie transformată în căldură, mai degrabă decât în lucrări mecanice.
Când temperatura continuă să crească, materialul magnetic din motor poate suferi pierderi magnetice, densitatea fluxului magnetic scade, iar puterea de ieșire este redusă în continuare. Dacă temperatura ambientală depășește intervalul admisibil de proiectare, mecanismul de protecție termică poate fi, de asemenea, declanșat, forțând redarea puterii, ceea ce afectează grav eficiența muncii.
Într -un mediu de temperatură scăzută, deși condițiile de disipare a căldurii motorului sunt îmbunătățite, sistemul de ungere este ușor de solidificat și rezistența la mișcarea angrenajului crește, ceea ce duce la o creștere a curentului de pornire și a unei eficiențe energetice inițiale scăzute. Dacă nu este selectată grăsime la temperaturi scăzute, pot apărea gemuri locale sau de funcționare din cauza defecțiunii de lubrifiere.
Fenomenul de derivă a temperaturii circuitului de control afectează eficiența reglării sistemului
Pompele de aer cu fir sunt în general echipate cu sisteme de control electronic pentru reglarea presiunii, pornirea automată și oprirea și gestionarea timpului de funcționare. Modificările de temperatură vor afecta starea de lucru a componentelor, cum ar fi rezistențele, condensatoarele și MCU în circuitul de control, ceea ce duce la derivă a temperaturii.
La temperaturi ridicate, fluctuația parametrilor electrici ai componentelor din interiorul controlerului crește, iar referința de tensiune devine instabilă, ceea ce poate provoca citiri inexacte ale senzorilor și agravează erorile de judecată ale sistemului. De exemplu, senzorul de temperatură poate întârzia să răspundă la schimbarea efectivă a temperaturii, ceea ce face ca pompa să funcționeze mai mult decât se aștepta, să crească consumul de energie și să reducă eficiența.
La temperaturi scăzute, viteza de răspuns a componentelor electronice încetinește, capacitatea condensatoarelor electrolitice scade, iar execuția logicii de pornire este întârziată sau nu reușește, reducând în continuare eficiența generală a răspunsului la sistem. Dacă algoritmul de control nu poate fi corectat dinamic în funcție de fluctuațiile temperaturii, acesta va restricționa semnificativ capacitatea de control automat a pompei de aer și va provoca abaterea eficienței.
Fricțiunea și pierderea cresc neliniar cu modificările de temperatură
Structura pompei de aer cu fir conține mai multe piese mobile mecanice, cum ar fi arbori cotit, pistoane, garnituri, rulmenți, etc. Coeficienții de frecare ai acestor piese vor fluctua neliniar cu modificări de temperatură. La temperaturi ridicate, lubrifiantul este diluat, frecarea este redusă, iar eficiența de funcționare poate fi îmbunătățită în stadiul incipient. Cu toate acestea, dacă lubrifiantul se evaporă sau se deteriorează la o temperatură prea ridicată, va provoca frecare uscată pe suprafața metalului, va crește coeficientul de frecare și va reduce semnificativ eficiența.
În condiții de temperatură scăzută, vâscozitatea uleiului de lubrifiere crește sau chiar solidifică, ceea ce duce la creșterea rezistenței de pornire, a funcționării lente a echipamentului și creșterea consumului de energie motor. Mai ales în scenariile de pornire frecvente cu ciclu scurt, pierderea de energie mecanică cauzată de temperatura scăzută este mai proeminentă, iar degradarea eficienței este mai evidentă.
Eficiența sistemului de alimentare este constrânsă indirect de fluctuațiile temperaturii
Majoritatea pompelor de aer cu fir se bazează pe surse de alimentare externe sau surse de alimentare pentru vehicule. Impedanța internă a sistemului de energie electrică (în special bateriile) scade la temperaturi ridicate, curentul de ieșire crește, iar eficiența aprovizionării cu energie este îmbunătățită pe termen scurt. Cu toate acestea, dacă temperatura ridicată continuă, va accelera procesul de îmbătrânire chimică a bateriei și va provoca degradarea performanței pe termen lung.
În mediile reci, capacitatea bateriei scade semnificativ, iar puterea de ieșire instantanee este insuficientă, ceea ce va provoca o sursă de alimentare insuficientă motorului și starea de funcționare instabilă, trăgând indirect în jos eficiența pompei de aer. Capacitatea sistemului de alimentare de a răspunde la schimbările de temperatură este o altă variabilă cheie pentru a asigura funcționarea eficientă a pompei de aer.
Extinderea termică structurală afectează decalajul de lucru și eficiența de etanșare
Efectul de expansiune termică a temperaturii asupra materialului va schimba proiectarea internă a decalajului pompei de aer. De exemplu, în condiții de temperatură ridicată, extinderea pieselor metalice duce la o reducere a clearance -ului, ceea ce poate provoca cu ușurință interferențe între piese și rulmenți, iar expansiunea cochililor din plastic poate provoca luxația structurală internă, afectând netezimea canalului de aer.
În ceea ce privește piesele de etanșare, inelele de cauciuc sau garnituri se înmoaie din cauza temperaturii ridicate și a gazului de scurgere, ceea ce reduce eficiența de etanșare și raportul de compresie; Temperatura scăzută va determina să se micșoreze și să se prăbușească materialul de etanșare, ceea ce duce la scurgeri de aer, ceea ce afectează grav eficiența compresiei și stabilitatea sistemului.
