Принцип работы автомобильного кондиционера.
Если честно то сначала не знал куда записать… Немного подумав решил опубликовать сюда.
Лето приходит становится жарко и каждый водитель должен знать как устроен и принцип работы автомобильного кондиционера.
Сегодня многие имеют в своих автомобилях кондиционеры. Но мало кто задумывался, как они работают. Для автолюбителей это всего лишь кнопка на приборной панели, которая в жаркий день дарит прохладу и свежесть. Давайте посмотрим устройство и принцип работы автомобильного кондиционера.
История
Самые первые климатические системы для автомобилей появились еще до Второй мировой войны. Стоила эта опция, как треть машины. В нашей стране, а точнее в отечественном автопроме, климатические системы стали устанавливать на «АвтоВАЗе» намного позже.
В 1933 году в Соединенных Штатах эти устройства считались неотъемлемой частью жилых помещений. В 1936 году инженеры занялись разработкой систем охлаждения воздуха для различных транспортных средств. Первые климатические установки появились в автопоездах для пассажиров. Принцип работы кондиционера автомобильного был такой же, как и в холодильниках. Он не изменился и сегодня.
Самый первый автомобиль, который комплектовался такой комфортной новинкой – Packard. Но монтаж обходился достаточно дорого – за 700 долларов можно было смело приобрести новую машину. Установка обходилась в 274 доллара – это одна треть стоимости. Среди неудобств этой первой модели выделялся большой объем системы. Установка занимала половину свободного места в багажнике, а автоматического управления еще не было. Эти приборы не получили хорошего отзыва и популярности. Их выпуск прекратился. В 1941 году к этой теме снова вернулись – это был американский Cadillac.
Началась война и все разработки пришлось прекратить. Возобновить работу удалось лишь после войны. В 1954 году инженеры совершили революцию в производстве этих климатических систем для авто. Так, на моделях марки Nach-Kelvinator стали монтировать настоящий климат-контроль, состоящий из вентиляции и отопления. Также система включала в себя кондиционер и отопитель. Этот климат отличался значительно меньшими размерами и помещался под капотом. Эти устройства стали более популярны, и спрос на них постоянно рос. Принцип работы кондиционера автомобильного с тех пор не менялся.
В начале 90-х годов в Штатах практически все авто, сходившие с конвейера, оснащались системами охлаждения воздуха. В нашей стране такие опции ставились лишь на авто членов правительства. Первый отечественный кондиционер устанавливался на отечественный ЗИЛ-111. В 60-х годах некоторые примитивные модели устанавливали на грузовики. И лишь в 1976 году по указу правительства этими системами стали комплектовать комбайны, грузовики, самосвалы.
Компрессор кондиционера автомобиля: принцип работы
Итак, это основной узел системы. Он необходим, чтобы сжимать хладагент, находящийся в газообразном состоянии, а также для обеспечения процессов циркуляции хладагента по системе. Существует около 40 видов этих деталей. Но сегодня распространены и пользуются популярностью лишь роторно-лопастные и поршневые устройства.
Говоря об автомобильных кондиционерах, нужно понимать, что это целая система. Она состоит из нескольких основных узлов, как и многие другие устройства в машине. Мы кратко пройдем по всем деталям и узнаем устройство кондиционера, принцип действия, особенности эксплуатации.
Компрессор
Это устройство является сердцем всей системы кондиционирования. Его функция – прокачивать хладагент по всем магистралям и трубопроводам. Устройство вытягивает пары фреона из испарителя и отправляет хладагент в конденсатор. На многих современных системах компрессор является единственным подвижным механизмом.
Компрессор – это единственный узел, который позволяет разделить контуры высокого и низкого давления. Специалисты называют сторону высокого – нагнетательной, а низкого – всасывающей стороной. Многие современные компрессоры могут разделять зоны давления благодаря специальному пластинчатому клапану.
Автомобильный кондиционер работает по тому же принципу, что и обычный бытовой кондиционер.
Основа работы устройства — способность жидкостей поглощать тепло при испарении и выделять при конденсации. То есть автомобильный кондиционер поглощает тепло испарителем (охлаждает салон потоком охлажденного воздуха) и выделяет его в окружающую среду, там где находится конденсатор.
Автомобильный кондиционер представляет собой герметичную систему, заполненную фреоном и компрессорным маслом, осуществляющем смазку трущихся деталей компрессора с целью уменьшения трения, снижения износа сопрягаемых деталей и уплотнения зазоров. Кроме того масло отводит часть выделившейся в процессе трения теплоты и удаляет мелкие частицы, образовавшиеся в процессе трения сопрягаемых деталей . Циркулируя в системе кондиционирования масло смешивается с холодильным агентом.
Основные элементы автокондиционера:
1. Компрессор
2. Конденсатор
3. Вентилятор
4. Ресивер-осушитель
5. ТРВ (расширительный клапан)
6. Испаритель
7. Вентилятор испарителя
8. Предохранительный клапан
Красное — Высокое давление жидкости
Синее — Низкое давление жидкости
Голубое — Низкое давление газа
Розовое — Высокое давление газа
Систему кондиционирования условно разделяют на всасывающую (сторона низкого давления — НД) и нагнетающую (сторона высокого давления — ВД) части. Граница проходит через компрессор и дросселирующий элемент, в данном случае расширительный клапан ТРВ.
Когда компрессор НЕ работает — давление в обеих частях одинаковое и находится в прямой зависимости от температуры или окружающей среды или подкапотного пространства автомобиля.
Давления в обеих частях измеряют, подключая манометрический блок к сервисным штуцерам. В системе кондиционирования измеряют давление насыщенного пара хладагента, то есть давление в системе не будет зависеть от количества хладагента в системе (в этом состоит основная сложность определения количества хладагента в системе), а зависит только от температуры.
На всасывающей стороне находятся испаритель и трубопровод по которому хладагент поступает на всасывание в компрессор. На нем же расположены сервисный штуцер НД (низкого давления) и датчик давления.
На нагнетающей стороне находятся конденсатор, ресивер — осушитель, расширительный клапан с баллоном термодатчика, расположенным на испарителе, трубопровод с сервисным штуцером ВД (высокого давления) и датчиками давления.
При включении электромагнитной муфты газообразный хладагент всасывается и сжимается компрессором до высоких температур и давления и поступает в конденсатор, где газ высокого давления и температуры переходит из газообразного состояния в жидкость, отдавая "скрытое тепло конденсации" воздуху, проходящему через конденсатор. Температура холодильного агента на входе и выходе конденсатора составляет 80 и 50 °С соответственно .
Теплый жидкий хладагент поступает в ресивер — осушитель, где происходит его фильтрация от мелких частиц и пыли, удаление влаги. Далее жидкий хладагент высокого давления поступает в расширительный клапан ТРВ, где он испаряется и переходит в состояние жидкость — пар с низкой температурой и давлением (-2 °С, 2 бар). Далее этот хладагент попадает в испаритель, где переходит из жидкого в газообразное состояние (жидкий хладагент при низком давлении кипит, охлаждая стенки испарителя) и всасывается компрессором для повторного цикла .
Через испаритель вентилятором отопителя прогоняется либо наружный воздух, либо воздух из салона . Воздух, проходя через разветвленную поверхность испарителя охлаждается, при этом на испарителе конденсируется влага из воздуха, которая стекает в поддон под испарителем и удаляется из салона .
Таким образом воздух, проходя через испаритель охлаждается и становится суше. Компрессор в этой схеме работает непрерывно .
Несмотря на некоторые отличия между кондиционерами на автомобилях разных производителей, принципиальная их схема одинакова. Мы рассмотрим самый распространенный вариант. Итак, вы нажали на кнопку включения кондиционера. Сработала электромагнитная муфта, стальной прижимной диск <3>, издав характерный щелчок, примагнитился к шкиву <2>. Шкив приводится в движение ремнем и, когда кондиционер выключен, крутится вхолостую. Теперь заработал компрессор <1>. Компрессор сжимает газообразный фреон, отчего тот сильно нагревается, и гонит его по трубопроводу в конденсор <4>. В народе этот самый конденсор часто называют радиатором кондиционера. В конденсоре сильно нагретый и сжатый фреон охлаждается.
Охладиться ему помогает вентилятор <5>, который включился на первую скорость одновременно с компрессором. Если автомобиль едет — еще лучше, конденсор дополнительно обдувается набегающим потоком воздуха. Охладившись, сжатый фреон начинает конденсироваться, и выходит из конденсора уже жидким. После этого жидкий фреон проходит через ресивер-осушитель <6>. Здесь от него отфильтровываются продукты износа компрессора и прочая грязь.
Где-то в районе ресивера-осушителя, часто на нем самом, есть смотровой глазок <9>. Через него на жидкий фреон можно полюбоваться воочию. Вообще-то, ничего интересного, выглядит как газ в зажигалке. Впрочем, глазок сделан не для удовлетворения любопытства. Через него можно визуально оценить, насколько система полна. Если часть фреона утекла в атмосферу, то при работе компрессора в глазке будет видна молочно-белая пена. К сожалению, глазки есть далеко не на всех автомобилях.
Очистившись в ресивере-осушителе, фреон течет в сторону салона автомобиля, чтобы выполнить свое основное предназначение. Кульминация наступает, когда жидкий фреон проходит через ТРВ <10>. ТРВ, он же терморегулирующий вентиль, представляет собой специальное устройство, регулирующее перегрев пара, выходящего из испарителя. (Перегрев — разница температур на выходе из испарителя и кипения хладагента). ТРВ устанавливают на трубопроводе, по которому жидкий фреон поступает в испаритель. Если испаритель полностью заполнен жидким фреоном, то из него выходит насыщенный пар, температура которого равна температуре кипения. Регулирующий орган ТРВ закрывается. Если из испарителя выходит пар, перегрев которого превышает установку ТРВ, то регулирующий орган ТРВ открывается настолько, чтобы площадь его проходного сечения соответствовала допустимой величине. По сути, ТРВ является автоматически регулируемым дросселем. Не вдаваясь в термодинамику, можно сравнить ТРВ с соплом аэрозольного баллончика.
Проходя через ТРВ и попадая в испаритель, фреон переходит в газообразное состояние (кипит) и при этом сильно охлаждается. Испаритель <12> — это тот же радиатор, только маленький. Ледяной фреон охлаждает испаритель, а вентилятор <13> сдувает с испарителя холод в салон автомобиля. Пройдя через испаритель, все еще достаточно холодный фреон попадает снова в компрессор.
Круг замыкается. Часть системы от компрессора до ТРВ называется напорной магистралью. Ее всегда можно определить по тонким трубкам, которые теплые или горячие. Часть же от испарителя до компрессора называется обратной магистралью, или магистралью низкого давления. Она делается из толстых трубок и на ощупь ледяная. Если в напорной магистрали во время работы компрессора давление колеблется от 7-ми до 15-ти атмосфер (в аварийных случаях и до 30-ти), то в обратной магистрали давление не превышает 3.5 атмосфер. Когда кондиционер выключен, давление в обеих магистралях уравнивается и составляет около 5-ти атмосфер.
За правильной работой системы следят несколько датчиков. Количество их варьируется. В нашем случае на ресивере-осушителе <6> стоит датчик <7> включения второй скорости вентилятора. Когда охлаждение конденсора <4> недостаточно (вы стоите в пробке, например), давление в напорной магистрали начинает стремительно расти, а фреон в конденсоре перестает конденсироваться. Датчик реагирует на скачок давления и включает вентилятор <5> на полную мощность. Датчик <8> выключает компрессор, если давление в напорной магистрали достигает запредельных величин. Датчик <11> выключает компрессор, если температура испарителя становится слишком низкой.
основные неисправности: причины и следствия
Компрессор – один из наиболее сложных и самых дорогостоящих элементов системы автокондиционера. Его выход из строя требует проведения ряда работ, поэтому важно вовремя обнаружить неисправность. Один из признаков неисправности – шум, возникающий в месте установки компрессора автомобильного кондиционера.
Если компрессор автомобильного кондиционера зашумел, это может означать либо износ подшипника муфты, либо проблему в самом компрессоре. Шумы от подшипника и компрессора различаются. Первый раздается независимо от того, включен ли компрессор. Второй возникает при включении кондиционера.
В случае своевременного обнаружения неисправности компрессор автомобильного кондиционера можно отремонтировать. Но если возникли серьезные проблемы или компрессор автомобильного кондиционера заклинило — он подлежит замене. В некоторых случаях из-за негерметичности компрессора автокондиционера происходит утечка хладагента. Виной этому может быть сальник компрессора автокондиционера либо уплотнения между его частями. Их замена, как правило, сопряжена со снятием компрессора. После установки нового сальника необходимо отрегулировать зазор между шкивом и прижимной пластиной с помощью регулировочных шайб. Для замены резиновых уплотнителей также следует демонтировать и разбирать компрессор автокондиционера.
компрессор
Наиболее часто встречающаяся неисправность автомобильного кондиционера бывает вызвана несвоевременной заменой подшипника шкива компрессора. Этот подшипник вращается независимо от того, включен автокондиционер или нет. Из-за процесса естественного износа подшипник перестает работать должным образом. Очень важно вовремя заметить первые признаки неисправности, так как заклинивание подшипника приводит к выходу из строя других деталей муфты компрессора автомобильного кондиционера.
Для замены подшипника необходимо удалить фреон из системы, демонтировать компрессор кондиционера, снять шкив с помощью специальных съемников. Затем нужно выпрессовать неисправный подшипник и установить новый. Существует несколько десятков видов подшипников, однако в большинстве автомобилей используется всего несколько (5-7) основных размеров. Чтобы избежать такого рода поломок, требуется производить диагностику автокондиционера (желательно раз в полгода).
Основная проблема конденсатора (радиатора кондиционера) в его расположении: как правило, в легковых автомобилях он всегда стоит впереди радиатора двигателя, в силу чего летом забивается пылью, насекомыми и т. п., а зимой грязью и антигололедными реагентами. Грязь оседает между ламелями, скапливается в пространстве между конденсором и радиатором охлаждения двигателя, а также на других элементах системы. Кроме того, антигололедные реагенты ускоряют процессы коррозии. Также следствием скопившегося мусора становится снижение теплоотдачи, что приводит к нарушениям в работе системы автокондиционера. Повышенное давление внутри системы увеличивает износ клапанной группы.
Радиатор изготавливается из алюминия – из-за высокой теплоотдачи этого металла. Однако алюминий весьма чувствителен к реагентам. Коррозия приводит к разрушению металла радиаторакондиционера: ламели начинают крошиться, металл истончается, появляются источники утечки хладагента. Последствием коррозии также становится разрушение самого радиатора: он рассыпается как труха.
Зачастую конденсатор можно отремонтировать. Поломки, связанные с механическими повреждениями или с небольшими очагами коррозии (а также фреонопроводов, испарителей и других узлов, выполненных из алюминия), встречаются достаточно часто и устраняются при помощи сварки. Однако ремонтировать конденсатор можно лишь в том случае, если очагов коррозии не так много и они находятся в доступном для горелки месте. Если же конденсатор во многих местах пострадал от коррозии и иных повреждений сварка надолго не поможет.
Фильтр-осушитель (аккумулятор, либо ресивер) автомобильного кондиционера подлежит периодической замене, как и любой другой фильтрующий элемент. Желательно производить такую замену раз в год – весной. Недопустима установка б/у фильтров.
Так выглядит новая расширительная трубка 
Прошедшая через ресивер грязь частично задерживается фильтром расширительной трубки
Если система была разгерметизирована, то влагопоглощающий элемент насыщается влагой атмосферного воздуха, такой осушитель непригоден для дальнейшей эксплуатации
Терморегулирующий вентиль автомобильного кондиционера регулирует подачу фреона и ломается крайне редко. Однако, если долго не менять фильтр-осушитель, то он теряет фильтрующие способности, грязь циркулирует по системе и добирается до вентиля. Тонкий шток терморегулирующего вентиля забивается. Состояние терморегулирующего вентиля автомобильного кондиционера определяется диагностическим путем. Вентиль требует замены только в случае поломки, ремонту он не подлежит.
Испаритель автомобильного кондиционера представляет собой теплообменник из алюминия или меди, расположенный, как правило, под лицевой панелью салона авто. При прохождении через испаритель воздух охлаждается, влага конденсируется на поверхности теплообменника и удаляется за пределы автомобиля через дренаж.
Система кондиционирования требует периодической очистки испарителя и воздуховодов. Если нет салонного воздушного фильтра, то вместе с воздухом в салон автомобиля попадают органические частицы, пыль, грязь, опавшие листья, несгоревшие частицы топлива. Большая часть этих веществ оседает на поверхности испарителя автомобильного кондиционера. Автовладельцы часто обращаются с жалобой на неприятный болотный запах в салоне. Дело в том, что повышенная влажность и загрязнения на поверхности испарителя – благоприятная среда для различных микроорганизмов, в том числе и болезнетоврных. Они захватываются проходящими через испаритель воздухом и попадают через воздуховоды в салон автомобиля. Это отрицательно отражается на здоровье водителя и пассажиров.
Для антибактериальной процедуры предлагается большое количество различных антисептических средств. Поверхность испарителя со всех сторон обрабатывается антисептиком.
Также необходимо следить за состоянием фильтра салона автомобильного кондиционера и производить его своевременную замену.
Все узлы и агрегаты системы автокондиционера связаны между собой алюминиевыми или резиновыми трубками. Часто встречаемая неисправность – механическое повреждение трубки автомобильного кондиционера. Небольшое повреждение алюминиевой трубки автомобильного кондиционера можно исправить с помощью аргонной сварки. Однако, это не всегда возможно. У некоторых автомобилей фреонопроводна испаритель автомобильного кондиционера часто бывает конструктивно заложен в раму автомобиля и чтобы добраться до него необходим серьезный демонтаж.
Шланг ни в чем не уступает по своим характеристикам фреонопроводам, выполненным из алюминия. Фреоно- и маслостойкий шланг рассчитан на то, чтобы выдерживать высокое давление хладагента в системе автомобильного кондиционера. Изготавливается он из специальной резины с оплеткой и пластиковыми вставками и представляет собой довольно сложную конструкцию. Нередко оригинальная трубка автомобильного кондиционера стоит дороже или ее необходимо заказывать и долго ждать. Резиновый шланг обходится, как правило, дешевле.
Герметичность системы обеспечивают уплотнительные кольца. Уплотнители входят в число наиболее часто используемых при ремонте расходных материалов. При каждом монтаже/демонтаже шлангов уплотнительные кольца следует менять.
Устройство и принцип работы компрессора кондиционера
Автомобильный кондиционер является довольно сложной и дорогостоящей системой. Он обеспечивает охлаждение воздуха в салоне, поэтому его поломка, особенно летом, вызывает у водителей массу неудобств. Ключевым компонентом в системе кондиционирования является компрессор кондиционера. Рассмотрим подробнее его устройство и принцип работы.
Как работает кондиционер в автомобиле
Компрессор сложно представить в отрыве от всей системы, поэтому вначале кратко рассмотрим принцип работы системы кондиционирования. Устройство автомобильного кондиционера не отличается от устройства холодильных установок или бытовых кондиционеров. Это замкнутая система с магистралями, в которых находится хладагент. Он циркулирует по системе, поглощая и отдавая тепло.
Компрессор выполняет основную работу: отвечает за циркуляцию хладагента по системе и делит ее на контуры высокого и низкого давления. Сильно разогретый хладагент в газообразном состоянии и под высоким давлением поступает от нагнетателя в конденсер. Затем он превращается в жидкость и проходит через ресивер-осушитель, где из него выходит вода и мелкие загрязнения. Далее, хладагент попадает в расширительный клапан и испаритель, который представляет собой небольшой радиатор. Там происходит дросселирование хладагента, сопровождающееся сбросом давления и понижением температуры. Жидкость вновь переходит в газообразное состояние, охлаждается и конденсируется. Вентилятор гонит охлажденный воздух в салон автомобиля. Далее, уже газообразное вещество с низкой температурой поступает обратно в компрессор. Цикл повторяется вновь. Часть системы с горячим хладагентом относится к зоне высокого давления, а с холодным – к зоне низкого давления.
Виды, устройство и принцип работы компрессора
Компрессор представляет собой нагнетатель вытеснительного типа. Он начинает свою работу после включения кнопки кондиционера в салоне автомобиля. Устройство имеет постоянное ременное соединение с двигателем (привод) через электромагнитную муфту, которая позволяет запускать установку, когда это необходимо.
Нагнетатель всасывает охлажденный хладагент в газообразном состоянии из зоны низкого давления. Далее, за счет сжатия повышается давление и температура хладагента. Это главные условия для его расширения и дальнейшего охлаждения в расширительном клапане и испарителе. Для повышения срока службы составных частей компрессора используется специальное масло. Часть его остается в нагнетателе, другая часть растекается по системе. На компрессоре размещен предохранительный клапан, который защищает установку от превышения давления сверх нормы.
Различают следующие виды компрессоров в климатических установках:
- аксиально-поршневые;
- аксиально-поршневые с вращающимся наклонным диском;
- лопастные (роторные);
- спиральные.
Наиболее широкое распространение получили аксиально-поршневые и аксиально-поршневые нагнетатели с наклонным вращающимся диском. Это наиболее простой и надежный вариант устройства.
Аксиально-поршневой нагнетатель
Приводной вал компрессора приводит в движение наклонный диск, который, в свою очередь, образует возвратно-поступательное движение поршней в цилиндрах. Поршни двигаются параллельно валу. Количество поршней может отличаться в зависимости от модели и конструктивного решения. Их может быть от 3 до 10. Таким образом, формируется такт работы. Клапана открываются и закрываются. Происходит всасывание и нагнетания хладагента.
Мощность климатической установки зависит от максимальной частоты вращения компрессора. Часто производительность зависит от скорости двигателя. Диапазон частоты вращения нагнетателя находится от 0 до 6 000 об/мин.
Чтобы убрать зависимость работы компрессора от скорости работы двигателя, используются компрессоры с изменяемым рабочим объемом. Это достигается путем применения вращающегося наклонного диска. Угол наклона диска меняется с помощью пружин, что корректирует производительность всей климатической установки. В компрессорах с постоянным аксиальным диском регулировка происходит в результате отключения и включения электромагнитной муфты.
Привод и электромагнитная муфта
Электромагнитная муфта обеспечивает связь работающего двигателя и компрессора во время включения кондиционера. Муфта состоит из следующих компонентов:
- ременной шкив на подшипнике;
- электромагнитная катушка;
- подпружиненный диск со ступицей.
Двигатель посредством ременного соединения приводит в движение шкив. Подпружиненный диск соединен с приводным валом, а электромагнитная катушка с корпусом нагнетателя. Между диском и шкивом имеется небольшой зазор. Когда включается кондиционер, электромагнитная катушка создает магнитное поле. Подпружиненный диск и вращающийся шкив соединяются. Компрессор начинает свою работу. Когда кондиционер выключается, пружины отводят диск от шкива.
Возможные неисправности и режимы отключения компрессора
Как уже было сказано, климатическая установка в автомобиле – это сложная и дорогая система. Ее “сердцем” является компрессор. Наиболее частые поломки кондиционера связаны именно с этим элементом. Проблемами могут стать:
- неисправность электромагнитной муфты;
- выход из строя подшипника шкива;
- утечка хладагента;
- перегорание предохранителя.
Подшипник шкива испытывает большие нагрузки и часто выходит из строя. Это обусловлено его постоянной работой. Поломку можно определить по непривычному звуку.
Именно компрессор кондиционера выполняет большую часть механической работы в климатической установке, поэтому он нередко выходит из строя. Этому также способствуют плохие дороги, неисправность других узлов, неправильная работа электрооборудования. Для ремонта потребуются специальные знания и умения. Лучше обратится в сервисный центр.
Также есть некоторые режимы, при которых происходит отключение компрессора, предусмотренное системой:
- очень высокое (выше 3 МПа) или низкое (ниже 0,1 МПа) давление внутри нагнетателя и магистралей (показывают датчики давления, пороговые значения могут отличаться в зависимости от производителя);
- низкая температура воздуха снаружи;
- чрезмерно высокая температура охлаждающей жидкости (выше 105˚C);
- температура испарителя ниже примерно 3˚C;
- открытие дроссельной заслонки более 85%.
Чтобы более точно определить причину неисправности, можно воспользоваться специальным сканером или обратиться за диагностикой в сервисный центр.
Автомобильный кондиционер. Как работает и его обслуживание.
Всегда считал, что кондиционер — устройство достаточно простое, но наткнувшись на эту статью в интернете обнаружил что то новое для себя. Кондиционер, как и многие другие агрегаты автомобиля, требует постоянного ухода и обслуживания. В чем оно заключается, мы поговорим после того, как вспомним вкратце его устройство.
Автомобильный кондиционер работает по тому же принципу, что и обычный бытовой холодильник, хотя и устроен немного по-другому. Он представляет собой герметичную систему, заполненную фреоном и специальным холодильным маслом, растворимым в жидком фреоне и не боящимся низких температур. Масло нужно для смазки компрессора и всей системы.
Теоретически заполнить кондиционер можно было бы и обычным пропаном, если бы не его взрывоопасность. Для холодильных систем придумали специальные хлоросодержащие соединения, которые помимо безопасности обладают еще и набором нужных характеристик. Несмотря на некоторые различия между автокондиционерами разных производителей, их принципиальная схема одинакова. Мы рассмотрим самый распространенный вариант (см. рисунок).
Итак, при нажатии на кнопку включения кондиционера срабатывает электромагнитная муфта, и стальной прижимной диск 3, издав характерный щелчок, примагничивается к шкиву 2. Шкив приводится в движение ремнем и, когда кондиционер выключен, крутится вхолостую. Теперь заработал компрессор 1. Он сжимает газообразный фреон, отчего тот сильно нагревается, и гонит его по трубопроводу в конденсор 4 (в народе его часто называют радиатором кондиционера, в чем есть доля истины, так как в конденсоре сильно нагретый и сжатый фреон охлаждается.
В этом ему помогает вентилятор 5, который включается на первую скорость одновременно с компрессором. Если автомобиль едет — еще лучше, конденсор дополнительно обдувается набегающим потоком воздуха. Охладившись, сжатый фреон начинает конденсироваться и выходит из конденсора уже жидким. После этого жидкий фреон проходит через ресивер-осушитель 6. Здесь от него отфильтровываются продукты износа компрессора и прочая грязь.
Где-то в районе ресивера-осушителя, часто на нем самом, есть смотровой глазок 9. Через него можно визуально оценить, насколько система полна. К сожалению, он есть далеко не на всех автомобилях.
Очистившись в ресивере-осушителе, фреон течет в сторону салона автомобиля, чтобы выполнить свое основную работу. Кульминация наступает, когда жидкий фреон проходит через терморегулирующий вентиль (ТРВ) 10. ТРВ устанавливают на трубопроводе, по которому жидкий фреон поступает в испаритель. Если испаритель полностью заполнен жидким фреоном, то из него выходит насыщенный пар, температура которого равна температуре кипения. Регулирующий орган ТРВ закрывается. Если из испарителя выходит пар, нагрев которого превышает установку ТРВ, то регулирующий орган ТРВ открывается настолько, чтобы площадь его проходного сечения соответствовала допустимой величине. По сути ТРВ является автоматически регулирующимся дросселем. Не вдаваясь в термодинамику, можно сравнить ТРВ с соплом аэрозольного баллончика.
Проходя через ТРВ и попадая в испаритель, фреон переходит в газообразное состояние (кипит) и при этом сильно охлаждается. Испаритель 12 — это тот же радиатор, только маленький. Ледяной фреон охлаждает испаритель, а вентилятор 13 сдувает с испарителя холод в салон автомобиля. Пройдя через испаритель, все еще достаточно холодный фреон попадает снова в компрессор. Круг замыкается.
Часть системы от компрессора до ТРВ называется напорной магистралью. Ее всегда можно определить по тонким трубкам, которые теплые или горячие. Часть же от испарителя до компрессора называется обратной магистралью, или магистралью низкого давления. Она делается из толстых трубок и на ощупь ледяная. Если в напорной магистрали во время работы компрессора давление колеблется от 7 до 15 атмосфер (в аварийных случаях и до 30), то в обратной магистрали давление не превышает одной — двух атмосфер. Когда кондиционер выключен, давление в обеих магистралях уравнивается и составляет около пяти атмосфер.
За правильной работой системы следят несколько датчиков. Количество их варьируется. В нашем случае на ресивере-осушителе 6 стоит датчик 7 включения второй скорости вентилятора. Когда охлаждение конденсора 4 недостаточно (например, вы стоите в пробке), давление в напорной магистрали начинает стремительно расти, а фреон в конденсоре перестает конденсироваться. Датчик реагирует на скачок давления и включает вентилятор 5 на полную мощность. Датчик 8 выключает компрессор, если давление в напорной магистрали достигает запредельных величин. Датчик 11 выключает компрессор, если температура испарителя становится слишком низкой.
Вот, собственно, и все, что можно сказать об устройстве и работе автомобильного кондиционера. А теперь расскажем о его обслуживании.
В автомобильном кондиционере механическому износу больше всего подвержен компрессор. Остальные элементы (кроме вентиляторов) неподвижны. Но чаще всего первым выходит из строя не он, а конденсор — теплообменник, установленный перед радиатором двигателя. Он находится под давлением (до 20 атм.) и постоянно испытывает воздействие летящей с дороги соли, грязи и т. п. Коррозия, вибрация, механические напряжения приводят к образованию в нем микротрещин и к утечке хладагента. Продлить срок его службы, как, впрочем, и остальных деталей кондиционера, поможет поддержание подкапотного пространства в чистоте. Особенно тщательно нужно промывать конденсор от накопившихся соляных отложений весной. Кроме того, загрязнение конденсора вообще часто является единственной причиной плохой работы кондиционера.
В процессе мойки подкапотного пространства полезно проверить надежность механического крепления трубок — фреонопроводов. Если какая-либо трубка вибрирует, ее обязательно нужно закрепить.
Также при эксплуатации автомобиля с кондиционером полезно почаще проверять уровень масла в двигателе, охлаждающей жидкости в радиаторе, натяжение ремня привода агрегатов. Это связано с повышенной нагрузкой на двигатель, которую создает работающий кондиционер.
Каких-либо специальных мероприятий по подготовке кондиционера к летнему сезону обычно не требуется. Можно лишь порекомендовать проверить его работоспособность заранее, до наступления теплых дней, и при подозрении на недостаточную эффективность либо неисправность заехать в сервис на диагностику и заправку кондиционера. У нас обычно это откладывают до последнего, и с наступлением жары во всех обслуживающих кондиционеры фирмах возникают большие очереди.
Конденсор, прослуживший пять-семь лет, почти всегда имеет многочисленные очаги коррозии, особенно в местах крепления. В районе возникновения микротрещин на нем появляется характерное пятно от просачивающегося масла. Такой конденсор при очередном обслуживании автомобиля подлежит замене. Попытки заварить его чаще всего обречены на неудачу — проблема вскоре вновь проявится, возможно, на месте другого очага коррозии. Правда, некоторым фирмам, имеющим хорошее оборудование по аргонно-дуговой сварке, а также квалифицированных специалистов, это иногда удается.
* Схема в комментариях.
Принцип работы автомобильного кондиционера, для чего его включать зимой и может ли это привести к поломке
Автомобильные кондиционеры широко распространены по всему миру, и устанавливаются, наверное, во все современные автомобили. Однако, многие автомобилисты продолжают спорить и рассуждать, можно ли включать кондиционер зимой, для чего это нужно, и не выведет ли зимнее включение кондиционер из строя. Об этом и предлагаю порассуждать ниже в публикации.
Источник фото: https://is.gd/woElIm
Содержание
Суть вопроса
Помимо основной функции охлаждения воздуха в салоне автомобиля летом, кондиционер хорошо справляется с подсушиванием воздуха. Поэтому, ряд автомобилистов рекомендуют включать кондиционер не только летом, но и вообще, круглый год, для борьбы с избытком влаги и запотеванием стекол автомобиля. Однако, на более современных автомобилях стоит специальная электроника, которая отказывается включать компрессор кондиционера в сильный мороз. Забегая вперёд скажу, что в своем автомобиле я часто включаю кондиционер для борьбы с влагой в любое время года. А вот опасно ли это для работоспособности кондиционера, и почему электроника современных авто не позволяет включать кондиционер при низких температурах, предлагаю разобраться ниже.
Принцип работы кондиционера
Принцип работы автомобильного или домашнего кондиционера абсолютно идентичны: он основан на переходе хладагента (в данном случае фреона) от одного агрегатного состояния в другое, то есть, газообразный фреон переходит в жидкий, раз за разом повторяя цикл. За счёт этого и происходит поглощение тепла из салона автомобиля через внутренний радиатор, а затем выделение накопленного тепла в атмосферу через внешний радиатор.
Ниже на схеме наглядно видно, как фреон поступает в испаритель (салонный радиатор) в жидком состоянии. В испарителе хладагент забирает тепло из салона через решетку радиатора, и закипает переходя полностью в газообразное состояние. Компрессор гонит газообразный фреон во внешний радиатор, который называется конденсатор. Соответственно, во внешнем радиаторе фреон отдает свое тепло в атмосферу, остывает, и переходит обратно в жидкое состояние.
Источник фото: https://is.gd/mQRZ3k
Возможные проблемы
Здесь стоит отметить, что для компрессора в системе кондиционирования критически важно, чтобы весь фреон в испарителе перешёл в газообразное состояние. Если хоть малейшая часть хладагента останется жидкой, это может вывести компрессор из строя. Попадание фреона в жидком состоянии в компрессор вполне можно сравнить с гидроударом в ДВС. Этот факт, на мой взгляд, и является основным аргументом к тому, что кондиционер категорически нельзя включать зимой.
Источник фото: https://is.gd/kLvkzb
Физика процесса
Но давайте разберемся в вопросе с точки зрения физики. В подавляющем большинстве, сейчас в автомобилях используется хладагент в виде фреона R134a. Его характеристики обеспечивают переход в газообразное состояние при температуре -26 градусов по Цельсию, но это под действием атмосферного давления. А вот в системе кондиционирования фреон находится под действием избыточного давления, что заставляет переходить его в газообразное состояние только при температуре около 0°C. В этом и кроется возможная основная опасность, поскольку в зимний период хладагенту просто может не хватить температуры воздуха вокруг испарителя в салоне авто, чтобы перейти в газообразное состояние. Что, в последствии, и может привести к выходу из строя компрессора. Однако, не стоит забывать за систему автоматики, которая следит как за температурой окружающего воздуха, так и за давлением хладагента внутри системы. Поэтому, при низкой температуре, кондиционер попросту не включится. Здесь стоит отметить, что у разных автомобилей разный минимальный порог включения кондиционера при низких температурах. Это связано с различной приоритетностью датчиков давления и температуры. Но, все показатели допуска включения кондиционера колеблются в пределах 0 градусов по Цельсию.
Источник фото: https://is.gd/XOHmGB
Вывод
Исходя из вышесказанного можно подытожить, что кондиционер можно включать в любое время года, даже при низких температурах, в остальных случаях автоматика сама не позволит произвести включение системы кондиционирования. Несмотря на это, если у вас, как и у меня, старый автомобиль, и вы не очень доверяете электронике, то стоит помнить, что включать кондиционер в минусовую температуру действительно не стоит. Хотя, при температуре выше нуля, я часто использую кондиционер для избавления салона от избыточной влаги. Зимой, при плюсовой температуре, включаю кондиционер на максимум минут на 10-15 при прогреве автомобиля. Таким образом практически полностью исключается запотевание стекол. Ну, а на этом все, спасибо, что дочитали публикацию до конца. Также приглашаю поделиться в комментариях вашим мнением по этому вопросу, возможно у вас есть важные замечания или предложения.