車のエアコンに関する素朴な疑問です ～その１～

Question

車のエアコンのコンプレッサーはエンジンとベルトでつながって駆動されていると思うのですが、コンプレッサーの回転数もエンジンの回転数上昇に合わせて上がっていくのでしょうか？

それとも、何らかの仕組みでコンプレッサーの回転数はエンジンの回転数に関わらず一定なのでしょうか？

もし、エンジンの回転数に影響されるのでしたら、仮にエンジンは高回転を多用した場合、コンプレッサーの寿命にも多少なりとも影響が出るのでしょうか？

よろしくお願いします。

Answer 1

●コンプレッサ回転数は？
コンプレッサ形式やエンジン排気量によりますが，だいたい下記の通りです。

普通乗用車 ＝ コンプレッサ回転数はエンジン回転数の1.1～1.2倍くらい
軽自動車 ＝ コンプレッサ回転数はエンジン回転数の1.3～1.5倍くらい

●コンプレッサ保護は？
コンプレッサのクラッチは最終的にエンジンECUがON-OFFを決定しています。このためエンジン回転数によって，コンプレッサの保護回転数を決めています。コンプレッサによりいろいろありますが，たとえば下記の通りです。
なおこれ以外に，コンプレッサによっては，内部温度をサーミスタで計測し，たとえば150℃を超えるとクラッチを強制OFFするものもあります。

●保護回転数（これ以上では，クラッチを強制OFF）

BMW M5用（先代） MAX 9000rpm（エンジン回転数では8500rpmくらい）
一般の乗用車 MAX 5500～6000rpm （エンジン回転数で5000～5500rpm）

●課題

じつはクラッチをOFFするのは，技術的にとっても簡単なのですが，4000rpmくらいでクラッチONするのが，技術的にはたいへん厳しい条件になります。クラッチの接合面は，じつは一部が金属接触しています。つまり非常に微細な部分で金属が溶融し，これにより接続力を向上しています。逆にいえば，電磁力の電流値を少し下げています。

高回転での接続時，この接着面が荒れてきて，だんだん接着面間の距離が増えてきます（非常に微細なスケールです）。このため接着時のすべりが増え，さらに面が荒れるという問題があります。しかしコンプレッサ回転数で7000rpmくらいまでは，どのコンプレッサでも十分な耐久試験をおこなっており，問題はありません。

●問題は？
規定の冷媒充填量や規定のオイル量が守られていないと，コンプレッサ内部の摺動面の潤滑が低下し，境界潤滑，金属接触を起こし，摩耗粉が増え，これがさらに境界潤滑や金属接触を増やすことになります。必ず，冷媒量，オイル量は規定値で使ってください。
最近多いのは，冷えが悪いと，ガソリンスタンドなどで冷媒を追加充填し，過充填のため，コンプレッサの高圧側圧力が高くなり，これにより摺動面面圧が上がり，摩耗粉を生じる現象です。

簡単ですが，ご参考になれば幸いです。

質問者からのお礼コメント

非常に詳しい説明をありがとうございました。他の方も分かりやすかったので、迷いましたが、非常に詳しいということでこれをＢＡにさせていただきました。

Answer 2

先の方がおっしゃった通りです。
また回り続けているコンプレッサーは中で仕事率を換えているものがあります。
回っているふりしてガスを圧縮していなかったり、していたり・・・・
仕事するふりする誰かと同じ?

しかし壊れるからと言って冬季に使わないでいて、春先に急に使いだすと
びっくりして壊れる事があります。
冬季も用事がなくても時々使ってください。ガスを回してやってください。
機械は人間と同じで適当な運動が必要です。
しすぎてもしなくても良くないです。適度がほどほどかと・・・

Answer 3

ご指摘の通り、エンジンとコンプレッサーはベルトで直結にされてます。
エンジンをふかすと、コンプレッサーもギュンギュン回ります。
今は２種類のコンプレッサーが使われていますが、クラッチ付きコンプレッサーとダイレクトコンプレッサーです。
クラッチ付きはエアコンがオンの時にだけクラッチが繋がってコンプレッサーの内部が回り始めます。
ダイレクトタイプはずっとコンプレッサー内部も回り続けてて、エアコンをオンにしたときに内部の弁で制御します。
どちらの場合でも多少はエンジン高回転の多用は影響がありますよ。