Принцип работы автомобильного кондиционера

Как работает кондиционер в автомобиле

Кондиционер в автомобиле – не столько роскошь, сколько средство обеспечения комфортных условий вождения. Это система из нескольких основных узлов, которая регулирует температуру и влажность воздуха в салоне. Работа автомобильного кондиционера базируется на тех же принципах, что и работа бытового.

Естественно, авто различного класса и марок оснащаются системами кондиционирования в разной компоновке, но базовые элементы конструкции присутствуют всегда. Далее рассмотрим концептуальный кондиционер, без привязки к конкретному производителю. Понимание конструктивных особенностей и принципа действия поможет более качественно обслуживать эту систему и лучше понимать сотрудников сервиса в случае серьезного ремонта.

Устройство автомобильного кондиционера

Любой автомобильный кондиционер состоит из пяти основных узлов:

1. Компрессор. Может быть поршневым, лопастными или любым другим.
2. Конденсатор, чаще всего расположенный в передней части двигательного отсека за радиаторной решеткой.
3. Расширительный клапан, который регулирует подачу хладагента в испаритель.
4. Испаритель, расположенный в салоне.
5. Расширительная емкость с осушителем, через которую хладагент проходит на пути к испарителю.

Все элементы соединены между собой трубками и гибкими шлангами, по которым хладагент циркулирует в жидком и газообразном состоянии. Хладагент это особая смесь из веществ с подходящими физическими свойствами с добавлением устойчивого к холоду компрессорного масла.

Фактическая конструкция кондиционера может отличаться дополнительными узлами. Так, в некоторых авто конденсатор снабжается вентилятором для охлаждения, иные – снабжаются расширительным клапаном с цифровым управлением и тому подобное.

Компрессор вращается за счет двигателя, и соответствующее движение передается через ремень или электромагнитный контур (чаще всего в электромобилях и гибридных авто). Для успешного обслуживания кондиционера достаточно понимать конструктивные нюансы только своего авто.

Технически к системе автомобильного кондиционера также относятся крыльчатки в салоне, воздушные фильтры, вентиляторы, обдувающие конденсатор и множество других компонентов. Но их разнообразие очень велико, а принципиальная роль в работе кондиционера не так значительна, как основных узлов.

Принцип работы автомобильного кондиционера

Принцип работы кондиционера в автомобиле базируется на особенностях обмена тепла между хладагентом и окружающей средой.

Рассмотрим цикл циркуляции хладагента подробнее:

1. Из компрессора хладагент под давлением поступает в конденсатор. На выходе из компрессора вещество находится в состоянии газа. Свойства хладагента таковы, что он может находиться в газообразном состоянии только при наличии определенной температуры и давления.
2. Конденсатор представляет собой сеть капилляров с множеством ребер охлаждения. Проходя через него, хладагент остывает и становится жидкостью. Высокое давление предохраняет его от преждевременного испарения.
3. После конденсатора жидкость поступает в расширительную емкость, где из нее удаляется вода и другие, ненужные, примеси.
4. Из ресивера-осушителя хладагент поступает в расширительный клапан. В участке магистрали за этим клапаном давление хладагента значительно ниже, чем во всех предыдущих. Степень открытия клапана регулируется температурой хладагента, покидающего испаритель.
5. В испаритель хладагент попадает в состоянии жидкости низкого давления. Проходя через трубки испарителя, он становится газом. Процесс сопровождается потреблением тепла из окружающей среды.
6. Из испарителя газообразный хладагент при низком давлении попадает обратно в компрессор, где во время сжатие разогревается. Цикл повторяется.

Таким образом, хладагент в системе циркулирует постоянно, обеспечивая салон прохладным воздухом и конденсацией лишней влаги на стенках испарителя.

Читайте также: Что такое климат контроль в автомобиле и как он устроен.

Неисправности и обслуживание автомобильного кондиционера

Герметичная система циркуляции хладагента, правильное его количество и своевременное обслуживание кондиционера – основные условия нормальной и продолжительной работы системы. Рекомендации по замене фильтров в салоне, необходимое количество хладагента и масса другой полезной информации указаны в руководстве к конкретному автомобилю.

Рассмотрим несколько распространенных поломок и их причины:

• запотевание окон указывает на необходимость замены воздушного фильтра в салоне или натяжения/замены приводного ремня компрессора;
• слишком медленное охлаждение чаще всего связано с загрязнением испарителя или конденсатора или разгерметизацию контура циркуляции хладагента;
• неприятный запах часто возникает во время продолжительных пауз в эксплуатации кондиционера и устраняется его промывкой при помощи специальных составов.

Поломки основных узлов кондиционера влекут за собой дорогостоящий ремонт. Особенно, если речь идет о замене компрессора. Теоретически замену можно выполнить и самостоятельно, но для этого необходима диагностика, которая подтвердит неисправность того или иного компонента.

Соблюдение правил эксплуатации и обслуживания продлит срок службы кондиционера. К примеру, следует включать его хотя бы раз в месяц даже в холодное время года. Аккуратная промывка двигательного отсека уменьшит коррозию, вызываемую дорожными реагентами. Кроме того, хладагент покидает систему в любом случае через резьбовые соединения. Раз в год-два необходимо пополнять запас хладагента, используя профессиональное измерительное оборудование и соответствующие инструменты.

В целом периодическое обслуживание системы кондиционирования лучше проводить не реже, чем раз в год. Оптимальные сезоны для обслуживания – осень или весна. Работы можно проводить самостоятельно или обратиться к профессионалам. В первом случае следует тщательно изучить особенности конструкции и работы конкретного кондиционера во избежание серьезных поломок, обусловленных неквалифицированным обслуживанием. Стабильная работа кондиционера возможна только при правильной эксплуатации и соблюдении режима обслуживания. Все системы и агрегаты автомобиля, так или иначе, связаны, и неисправность одной из них влечет за собой увеличенный расход топлива, повышенный износ компонентов и множество других неприятных последствий.

Читайте также: Почему не греет печка в машине — основные причины.

Видео на тему

Принцип работы автомобильного кондиционера

Тяжело представить современный автомобиль без кондиционера или климат-контроля. Но не все знают, как он работает, рассмотрим принцип работы автомобильного кондиционера, поломки и стоимость ремонта.

Иногда покупая автомобиль водитель не понимает как правильно пользоваться кондиционером или климат-контролем, после чего начинает считать, что он поломан. Рассмотрим, с чего состоит кондиционер и климат-контроль, в чем их разница и схожесть. Так же как правильно их эксплуатировать и обслуживать, и какие затраты может понести выход из строя кондиционера.

Немного истории появления кондиционера

Идея повышения комфорта автомобиля как снаружи, так и внутри всегда была одной из целей автостроителей с момента изобретения автомобиля. Первые системы кондиционирования были разнообразны и вовсе не похожи на современные. Использовали и много вентиляторов, и системы трубопроводов с холодной водой, воздухозаборники принудительные, но нечего не давало ожидаемого эффекта или нормально работало.

Такие поиски были до момента изобретения компрессорной системы охлаждения. Первым автомобилей с прообразом кондиционера считается Паккард изготовленный в 1939 году. Установленной системе было далеко до современных, так как нужно было проделать множество манипуляций, но все же эффект был, хоть и небольшой.

Для того, чтоб охладить салон, нужно было остановить автомобиль, заглушить его, затем подключить «кондиционер», завести двигатель автомобиля, отрегулировать поток воздуха, охладить салон. Далее снова заглушить двигатель, отключить «кондиционер» и только потом можно было продолжать путь. Сравнивая с современными системами автомобильных кондиционеров, то такой процесс был долгим и нудным, но все же начало было заложено.

В 1941 году впервые Кадиллак выпустил первые 300 автомобилей, с кондиционерами привычной нынче системы, где не нужно было проводить столь много манипуляций, а можно было на ходу включать и выключать.

С чего состоит кондиционер и климат-контроль

Прежде чем понять, как работает кондиционер или климат-контроль, разберемся, с чего состоит сама система охлаждения. Кондиционер, это набор элементов, которые совокупно создают систему охлаждения.

Главными составными кондиционера считаются:

• компрессор;
• конденсатор;
• ресивер-осушитель;
• испаритель;
• терморегулятор;
• датчик низкого давления;
• датчик высокого давления;
• комбинированные и дополнительные датчики (в климат-контроле).

Пойдем по порядку рассматривать, что для чего предназначено. Первым по списку идет компрессор, его основным назначением является сжатие хладагента (фреона) в газ высокого давления и температуры. Работу компрессора обеспечивает двигатель автомобиля, благодаря передаточным ремням на шкив и электронную муфту.

Далее по списку идет конденсатор, узел довольно большого объема. Главным назначением является охлаждение сжатого хладагента, в помощь для охлаждения используется наружный вентилятор. Чаще всего он напоминает второй радиатор в передней части автомобиля, потому его еще называют «радиатором кондиционера». Именно конденсатор является самым уязвимым узлом системы кондиционера, его легко пробить, часто подвергается коррозии или механическим повреждениям при движении.

По продвижению хладагента следующим идет испаритель, именно он выдает холод в салоне, по-другому еще называют теплообменник. Чем-то напоминает вышеупомянутый конденсатор с сотами и змеевиком, через который проходит хладагент. Вентилятор продувает через него воздух салона и в результате чего он охлаждается.

Что касается комбинированных и дополнительных датчиков системы кондиционера, то в основном они устанавливаются при наличии климат-контроля. Предназначены для снятия параметров с разных приборов, их контроля и управления ими. В отличии от системы кондиционера, эта система управляется с помощью бортового компьютера и автоматически регулирует все параметры для обеспечения выбранной температуры. Так же отличием является то, что возможно выбрать температуру для каждого ряда или стороны (левой/правой) в автомобиле. Другими словами, это полная автоматика кондиционера.

Принцип работы автомобильного кондиционера

Весь процесс включения кондиционера или климат-контроля начинается с компрессора. Как только вы включаете кнопку кондиционера, срабатывает муфта на компрессоре, притягивая шкив с передаточным ремнем от мотора.

С компрессора хладагент попадает в конденсатор, благодаря вентилятору и потоку воздуха он охлаждается и передается в осушитель, где убирается возможная влага и мусор с хладагента. Только потом хладагент попадает в испаритель. В большинстве случаев вместе с испарителем установлено много других приборов и датчиков. Это и вентилятор для обдува испарителя, система вентиляции, разные датчики и регуляторы. Если же это климат-контроль, то там целый набор регуляторов и датчиков. Иногда может быть и несколько испарителей, все зависит от построения системы вентиляции в автомобиле.

Именно с испарителя выходит низкое давление, которое подается обратно в компрессор, после чего процесс начинается по кругу. Все мелочи в виде датчиков и регуляторов описать смысла нет, так как для каждого автомобиля они индивидуальны, а вот принцип работы кондиционера или климат-контроля в системе охлаждения одинаковые.

Обслуживание системы кондиционирования автомобиля

Немало важным является обслуживание системы кондиционирования вашего автомобиля. Одни говорят, что из-за несвоевременного осмотра в салоне может появиться неприятный запах, другие, что будет перегреваться система кондиционера. Но все ведет к тому, что поломка приведет к немалым денежным затратам.

Поэтому рассмотрим основные этапы обслуживания, на что стоит обратить внимание и как избежать. В первую очередь время от времени стоит чистить конденсатор, который находится возле радиатора двигателя в передней части автомобиля. Очень часто после летнего сезона или налипания тополиного пуха, насекомых и прочей грязи, его соты засоряются. В результате перестает нормально продуваться воздухом и правильно выполнять свои функции для работы кондиционера.

Для того, чтоб очистить от грязи и насекомых (не стоит забывать, что после работы он так же будет горячий) можно использовать воду под напором, но так чтоб не погнуть соты иначе понадобится покупать новый конденсатор. Если финансово можете позволить, то нанести активную пену или специальные моющие средства для радиатора, после промывки водой, конденсатор должен просвечиваться насквозь и хорошо продуваться вентилятором.

Следующее на что часто жалуются это неприятный запах в салоне, к этому может привести образование грибка или грязи на внутреннем испарителе. Именно они и дают неприятный запах. Есть два выхода, первый это добраться до испарителя и хорошо вымыть его (не в коем случаи не откручивать от соединительных труб). Второй способ, это с помощью специальных моющих средств, для внутренних частей автомобильных кондиционеров. Через удлинитель, без разборки передней панели оно наносится на испаритель, и через время промывается во время работы кондиционера, тем самым упрощая процесс очистки внутренней части.

Часто бывает ситуация когда все на взгляд исправно в системе кондиционера, но ожидаемого эффекта нет, тогда стоит обратиться к специалистам, возможно в системе отсутствует хладагент. Без специальных приборов его невозможно закачать в систему кондиционера. Зачастую проверяют на утечку специальным прибором течеискателем, такие отверстия незаметны человеческому глазу. После устранения поломки, специалисты запустят хладагент в систему и начнут процесс проверки и тестирование кондиционера на работоспособность.

Правильная эксплуатация автомобильного кондиционера

Казало бы элементарные вещи, захотелось прохладного воздуха в салоне автомобиля в жаркую погоду, нажал кнопку пуска кондиционера, выставил температуру и наслаждаешься. Но увы, не всегда так бывает. В этом и начинается разница климат-контроля и кондиционера.

Кондиционер только способен подавать количество прохладного воздуха относительно выставленной температуры. Необходимо помнить, что стоит закрыть заслонку подачи воздуха снаружи, знать, какая температура безопасна для вашего здоровья, если в машине дети, то не стоит злоупотреблять, иначе выйдя на улицу при жаркой погоде, можно легко простыть.

Чаще всего забывают закрыть заслонку подачи воздуха снаружи, иначе охлаждение не будет ожидаемым. В обязательном порядке все окна должны быть закрыты, это тоже будет влиять не только на температуру, но и на работу компрессора кондиционера и расход топлива. Нагнав нужную температуру, компрессор автоматически выключается, если же окна или заслонка открыты, то компрессор будет постоянно в работе, а значит и расход топлива увеличится. Как результат долгой работы кондиционера без отключения может привести к сгоранию компрессора.

В климат-контроле все параметры контролируются и управляются с помощью бортового компьютера, он автоматически закроет заслонку или подаст сигнал, что она не закрыта. Так же предложит закрыть все окна во избежание перегрузки компрессора. Подобрав оптимальную температуру, система будет автоматически поддерживать её, отключая и включая компрессор, добавляя теплого или холодного воздуха. Зачастую в климат-контроле намного больше функций для направления воздуха, температурных режимов (так как это одновременно и система обогрева салона зимой).

Цена ремонта, обслуживания и деталей кондиционера

При поломке кондиционера, первое, что приходит на ум это в какую сумму обойдется его ремонт. Скажем сразу, что сумма будет зависеть от марки и модели вашего автомобиля. Чем он дороже и больше система, тем дороже будет стоить ремонт.

Из самых частых поломок деталей системы кондиционера можно выделить конденсатор, средняя его стоимость стартует от 50$ и до нескольких тысяч долларов. Второй в списке считается компрессор, и самое дорогое оборудование с системы кондиционера. Цена зачастую начинается с 400-500$ за новый компрессор. Третий это сам хладагент, продается в специальных баллонах, по весу от килограмма и выше, в сжатом жидком состоянии. Стоимость хладагента (фреона) за 1 кг. стартует от 10$, казалось бы не дорогое, но проблема будет в его закачке в систему. Так как без специального оборудования нечего не получится.

Относительно работ по обслуживанию и ремонта, то цена будет зависеть от вида поломки и сложности её починки. Чистки конденсатора или испарителя специальными средствами обычно порядка 20$.

Заправка системы кондиционера хладагентом составит от 100$ за саму работу, но иногда некоторые СТО включают и расходные материалы в эту стоимость.

Видео заправки автомобильного кондиционера:

Устройство и принцип работы кондиционера автомобильного

С целью обеспечения комфортных условий эксплуатации автомобиля водителем и пассажирами в конструкционной схеме транспортного средства предусматривается установка системы отопления, вентиляции и кондиционирования.

Система отопления отвечает за нагрев воздуха в салоне. Вентиляция необходима для охлаждения воздуха и его очистки (с этой целью устанавливается салонный фильтр). Система кондиционирования, на современных автомобилях зачастую климат-контроль, отвечает за поддержание заданных микроклиматических параметров (температуры воздуха, влажности).

Основные элементы системы кондиционирования

Автокондиционер – это несколько основных элементов (управляющих и исполнительных устройств), которые объединены в одну замкнутую герметичную систему. По данной системе циркулирует охлаждающая жидкость, ее называют хладагент. Конструкционно система охлаждения имеет свои особенности в зависимости от марки и модели автомобиля, но существует несколько базовых элементов:

• компрессор;
• ресивер-осушитель или аккумулятор-осушитель;
• испаритель (теплообменник);
• конденсатор (дефлегматор);
• магистрали (система трубопроводов);
• вентилятор.

В остальном схема может иметь свои особенности.

Принцип работы

Принцип работы системы кондиционирования автомобиля основан на изменении агрегатного состояния хладагента в системе. Используются базовые законы физики. А именно при переходе из жидкого в газообразное состояние любая жидкость поглощает тепло, а при обратном преобразовании, то есть когда газ переходит в состояние жидкости – отдает.

Таким образом, хладагент в газообразном состоянии забирает тепло из салона, уменьшая при этом температуру воздуха, а переходя в жидкое состояние, отдает тепловую энергию.

Эти законы работают в системе кондиционирования следующим образом.

Компрессор кондиционера всасывает газообразный холодный хладагент под небольшим давлением. Затем происходит сжатие газа (при этом повышается давление), его нагрев и передача по магистрали далее.

В таком состоянии хладагент попадает в конденсатор, где охлаждается воздухом, поступающим естественным путем, при необходимости дополнительно подаваемым через вентилятор кондиционера, и, достигая точки росы, находясь под высоким неизменным давлением, преобразуется в жидкое состояние.

Жидкость подается к узкому месту, это либо дроссель, либо расширительный клапан (другие варианты используются гораздо реже). Проходя через одно из этих устройств, хладагент распыляется (так падает давление) и попадает в испаритель.

В испарителе происходит испарение охлаждающей жидкости (преобразование ее в газ) при достижении точки кипения и снижении давления. Таким образом, забирается тепло из воздуха, который в охлажденном состоянии, зачастую через салонный фильтр, передается в салон.

Из испарителя под низким давлением хладагент в газообразном состоянии подается в компрессор и цикл повторяется.

Хладагент

В качестве хладагента в системах кондиционирования используется фреон, бесцветный газ. В большинстве автомобилей применяются:

• дихлорфторметан (R12);
• тетрафторэтан (R134a);
• тетрафторпропан (R-1234yf).

Применение R12, как и других фторхлоруглеводородных соединений, практически прекращено. Таким фреоном заправка кондиционера выполняется только в подержанных автомобилях 90-х годов прошлого века выпуска.

В современных новых автомобилях применяются только фторуглеводородные соединения, гидрофторолефиновые хладагенты (HFO), в том числе R134a и R-1234yf.

Несколько важных моментов.

Первый момент. В климатических системах с R12 закачивать R134a категорически нельзя. Допускается переоборудование системы, с этой целью подлежат замене:

• конденсатор;
• трубка кондиционера (соединительные шланги);
• аккумулятор-осушитель или ресивер-осушитель (адсорбент отличается);
• клапаны, включая сервисные (быстросъемные вместо резьбовых), расширительные или NHD;
• резьбовые соединения (ставятся штуцеры с метрической резьбой вместо штуцеров с дюймовой резьбой).

Смена R12 на R134a довольно затратное занятие и его нужно доверять только профессионалам технических центров, где имеется все необходимое оборудование. В любом случае при переоборудовании хладопроизводительность климатической установки снизится.

Второй момент, для смазки исполнительных устройств во фреон добавляется компрессорное (холодильное, рефрижераторное) масло. В системах с R12 это минеральные масла, с R134a и R-1234yf – синтетические, PAG (Poly-Alkylen-Glykol, полиалкиленово-гликолиевые) или POE (эстеровые, полиальфаолефиновые).

Когда выполняется заправка кондиционера добавлять во фреон не соответствующий ему тип компрессорного масла запрещено. Иначе возможны плакирование медью, образование отложений, закоксование. Как итог – преждевременный износ и деформация подвижных частей системы.

В моторном отсеке должна быть наклейка, как правило, для R12 желтого цвета, а для R134a зеленого, где указаны тип хладагента и холодильного масла, их необходимый объем.

Выбирая масло, учитывайте такие критерии как термическая стойкость и главное вязкость, степень вязкости у синтетического масла отличается (46, 100, 150), иначе можно быстро «убить» компрессор.

Компрессор и электромагнитная муфта

Компрессор кондиционера – его сердце, которое приводится в действие посредством ременной передачи с использованием определенного типа ременного привода (устанавливается ремень кондиционера). В современных автомобилях используется три решения:

• классическое, от коленчатого вала, путем забора крутящего момента от двигателя автомобиля;
• автономное, от собственного электродвигателя;
• комбинированное.

Классический тип привода – от коленвала. Минус этой системы в том, что автокондиционер будет работать только при включенном двигателе и никак иначе. Соединение выполняется при помощи ременной передачи. Ставится клиновый или поликлиновый ремень кондиционера, который надевается на шкив коленвала и приводит в действие компрессор, в большинстве случаев еще генератор, иногда другие устройства. Причем варианта подключения два. Первый постоянного вращения, включился двигатель, одновременно заработал компрессор, включили кондиционер, началась перекачка фреона. Такое решение на современных автомобилях редкость. Второй непостоянного вращения, тут используется дополнительное устройство, называется соленоид, электромагнитная муфта. Компрессор кондиционера включается только тогда, когда необходимо охлаждение воздуха в салоне.

Автономная система не зависит от работы двигателя автомобиля. Это обособленный электромотор, который приводит в действие автокондиционер даже на стоянке, при выключенном моторе.

Комбинированная система устанавливается, как правило, на автомобили, двигатель которых оборудован системой Start-Stop. Принцип простой – включился ДВС, компрессор работает от привода коленвала, выключился силовой агрегат, система работает от электромотора.

В целом компрессор кондиционера – нагнетатель вытеснительного типа, повышающий давление хладагента, находящегося в газообразном состоянии (это важно). Своего рода место разделения контуров высокого и низкого давления.

Конструкционно компрессоры существенно различаются между собой, причем помимо типов, существуют еще и разновидности, всего больше 40 разнообразных решений. Основных конструкционных схем три:

Поршневые компрессоры – самый широкий класс и наиболее часто использующийся. Конструкция основана на применении нескольких поршней (реже одного). Поршни могут размещаться в любом порядке, например:

• в ряд (рядная компоновка);
• V-образно;
• по кругу;
• оппозитно;
• соосно.

Отдельно отметим аксиально-поршневые компрессоры с наклонным вращающимся диском. И еще один нюанс. Существуют компрессоры с постоянным и переменным (от 2-3% до 100%, за счет перемещения подвижного диска, увеличения или уменьшения хода поршня) рабочим объемом. Компрессор кондиционера с переменным объемом – саморегулирующийся. Чаще всего используется круговое расположение с количеством поршней от 2 до 10.

Роторно-лопастной компрессор кондиционера – это ротор, с лопастями (двумя и более, фиксированными или нефиксированными) и корпус прецизионной формы. Принцип работы основан на изменении объема секторов, за счет чего фреон сжимается и повышается давление.

Спиральный компрессор кондиционера большая редкость, характерная для автономного (с электромотором) типа привода. По сути это две спирали, вставленные друг в друга со сдвигом в 180°. Первая спираль неподвижная, вторая вращается, таким образом образуются плоскости, объем которых постепенно уменьшается, что позволяет сжимать фреон и повышать давление.

Электромагнитная муфта может отличаться по форме и конструкции, как правило, это ременной шкив с подшипником, электромагнитная катушка и подпружиненный диск со ступицей. Ранее это был соленоид, объединенный с ведущим шкивом компрессора, чем обеспечивалось совместное вращение. Современные электромагнитные муфты в большинстве случаев неподвижны.

Конденсатор

Конденсатор, он же радиатор кондиционера, он же дефлегматор. В этом устройстве происходит конденсация фреона, преобразование его из газообразного в жидкое состояние путем охлаждения потоком встречного воздуха, дополнительно используется вентилятор кондиционера (может быть как один основной, так и несколько вспомогательных). Радиатор кондиционераизготавливается из меди или алюминия. По форме и конструкции устройства отличаются. В большинстве случаев используются ленточные и серпантинные (многопроточные) устройства, состоящие из изогнутых трубок, соединенных перегородками.

Испаритель

Испаритель (теплообменник) необходим для преобразования фреона, который достигает точки кипения, из жидкого состояния в газообразное. Это второй радиатор кондиционера, изготовленный из меди или алюминия. Испарителей бывает несколько. С целью подачи охлажденного воздуха от испарителя в салон также используется свой вентилятор кондиционера.

Терморегулирующий вентиль и дроссель

Автокондиционер может работать с использованием различных схем, основные устройства компрессор, конденсатор и испаритель будут присутствовать, а в остальном варианты. Основных схем две. Первая основана на ТРВ (терморегулирующий вентиль, расширительный клапан), вторая на установке дросселя (расширительная трубка кондиционера).

В схеме с ТРВ фреон через отверстие небольшого диаметра распыляется в испаритель. ТРВ это дроссель переменного сечения, его конструкция может существенно отличаться.

В схеме с дросселем хладагент проходит через трубку в пластмассовом корпусе, с резиновыми уплотнительными кольцами и сетчатым металлическим фильтром, диаметром меньше миллиметра и попадает также в испаритель. Цель в обеих схемах одна – создать зону разряжения, чтобы фреон достиг точки кипения.

Ресивер-осушитель или аккумулятор осушитель

Данные устройства необходимы для очистки хладагента от загрязнений и воды (она может преобразоваться в твердое состояние при отрицательных температурах и трубка кондиционеразачастую деформируется, а попадание влаги в компрессор кондиционера нередко приводит к гидроудару). Также ресивер-осушитель это буферное и демпферное устройство для хладагента, которое позволяет сглаживать его колебания.

Как правило, ресивер-осушитель ставится между конденсатором и испарителем в схеме с ТРВ, аккумулятор-осушитель после испарителя. То есть первая схема – компрессор→конденсатор→ресивер-осушитель→ТРВ→испаритель→компрессор, вторая компрессор→конденсатор→дроссель→испаритель→аккумулятор-осушитель→компрессор.

Ресивер-осушитель – бачок, в котором находятся фильтр-сетка и слой адсорбента, аккумулятор-расширитель немного отличается по конструкции, но мешочек с адсорбентом и фильтр также присутствуют, в большинстве случаев еще и U-образная трубка. Выбор адсорбента зависит от вида используемого фреона, с R12 используются силикагель, активная окись алюминия, цеолиты, с R134a – цеолит ХН-9.

Датчики и клапаны

Управление системой кондиционирования выполняется при помощи специальных датчиков. Их может быть несколько, все зависит от используемой схемы и особенностей конструкции. Как правило, устанавливаются датчики температуры охлаждающей жидкости, испарителя, компрессора, низкого и высокого давления, включения вентиляторов. Раньше вместо датчика высокого давления использовался зачастую манометрический выключатель.

Для защиты системы на устройствах устанавливаются предохранительные, редукционные клапаны. Также используются сервисные штуцеры высокого и низкого давления, иногда демпферы и другие устройства.

Регулировка температурного режима

Регулировка температуры воздуха в салоне выполняется двумя способами. Первый – ручная настройка при помощи ручного управления системой кондиционирования. Второй – автоматическая регулировка, это уже полноценный климат-контроль, управление осуществляется при помощи заслонок и датчиков. Система сама принимает решение о выборе температурного режима в салоне автомобиля на основании алгоритмов и информации, получаемой с целого ряда датчиков, в том числе солнечного излучения (фотосенсор), температуры наружного воздуха, в канале всасываемого воздуха, термодатчиков на передней панели, в дефлекторе подачи воздуха для ног. И это не полный перечень, все зависит от модели и производителя. Например, при настройке микроклимата могут учитываться скорость движения, частота вращения двигателя, время на стоянке и огромное количество других параметров.

Последнее что отметим – любой автокондиционер нуждается в обслуживании, это напрямую влияет на здоровье водителя и пассажиров. Чистку системы, замену расходных материалов лучше всего проводить в крупных технических центрах и СТО.

В Казани услуги по обслуживанию климатических систем автомобиля на высоком профессиональном уровне, с использованием современного оборудования выполняют специалисты технического центра «Гвардейский».

Устройство кондиционера автомобиля

В современных автомобилях микроклимат в салоне обеспечивается тремя системами – вентиляции, обогрева и кондиционирования. И конструктивно самой сложной из них является кондиционер, в задачу которого входит охлаждение воздуха в салоне летом. Несмотря на это система кондиционирования достаточно распространена и устанавливается на многие авто даже бюджетного сегмента.

Принцип работы кондиционера автомобиля построен на свойстве определенных веществ поглощать и отдавать тепло при смене агрегатного состояния. Этот же принцип используется в бытовых холодильниках и стационарных кондиционерах. Поэтому все перечисленные устройства конструктивно очень схожи и состоят из одних и тех же составных элементов. Но автомобильный кондиционер отличается более компактными размерами и типом привода одного из основных узлов – компрессора.

Составные элементы

В целом, устройство автокондиционера включает в себя:

• Компрессор;
• Магистрали высокого и низкого давления;
• Конденсатор;
• Осушитель;
• Терморегулирующий вентиль или дроссель;
• Испаритель;
• Электрооборудование (датчики температуры, электровентиляторы, электромагнитная муфта и т.д.).

Все перечисленные элементы соединены между собой магистралями, поэтому система закольцована и герметична. Основным рабочим элементом в системе кондиционирования является хладагент (фреон) – вещество, обеспечивающее поглощение и отдачу тепла.

Компрессор и его привод

Компрессор – узел, осуществляющий нагнетание хладагента. Он создает давление и обеспечивает движение фреона далее по системе. На автотранспорте применяется несколько видов компрессоров, отличающихся по конструкции. Наибольшее распространение получили компрессоры роторно-лопастного и поршневого типов, хотя встречаются и более интересные конструкции, к примеру, узел, работающий по принципу Ванкеля.

Устройство поршневого компрессора

Компрессор является своеобразным разделителем, который всю систему делит на контуры высокого и низкого давлений. Контур высокого давления включает в себя все элементы до испарителя, а к контуру низкого давления относится лишь магистраль, соединяющая испаритель с компрессором.

Компрессоры, используемые на автомобилях, обычно механические и в действие они приводятся от коленчатого вала посредством ременной передачи. Но поскольку, кондиционер используется не постоянно, то конструкция привода оснащена механизмом отключения компрессора. Обычно в качестве такого механизма используется электромагнитная муфта. Реже, но тоже используется электропривод компрессора – узел работает за счет электродвигателя. Такой привод используется на электромобилях.

Еще один тип привода – комбинированный, используется на некоторых гибридных моделях. На таких авто компрессор может работать как от электродвигателя (во время движения на аккумуляторах), так и от коленчатого вала (при задействовании ДВС).

Магистрали

Магистрали высокого давления рассчитаны на значительные нагрузки и температурное воздействие. При нагнетании фреона компрессором, давление хладагента существенно возрастает – до 250-270 кПа. При этом сжатие сопровождается сильным нагревом вещества (до 150 град). Поэтому к магистралям высокого давления выдвигаются серьезные эксплуатационные требования.

Магистрали низкого давления – обычные трубки, поскольку после испарителя давление хладагента сильно падает и по трубке проходит фреон практически с атмосферным давлением.

Конденсатор

В конденсаторе происходит переход хладагента из газообразного в жидкое состояние, сопровождающееся активным выделением тепла. Этот составной элемент представляет собой обычный радиатор (обычно из алюминиевых сплавов), на который установлены вентиляторы.

Расположение конденсатора в автомобиле

Чтобы произошла смена агрегатного состояния хладагента, необходимо обеспечить отвод тепла. Поэтому конденсатор располагается в передней части авто под радиатором системы охлаждения. Это обеспечивает при движении авто поток воздуха, который и забирает тепло от конденсатора, тем самым обеспечивая конденсирование фреона. А если воздушного потока недостаточно, он создается принудительно – вентиляторами.

Осушитель

Постоянные перепады температуры приводят к тому, что влага, попавшая внутрь системы, кристаллизируется (становиться кусочками льда), которые могут повредить составные элементы кондиционера, в первую очередь – компрессора. Чтобы этого не произошло, в конструкцию добавлен осушитель. Представляет он собой емкость со специальным наполнителем, улавливающим влагу.

ТРВ, дроссель

Терморегулирующий вентиль (ТРВ) – клапан, обеспечивающий контроль давления в системе, также в этом узле начинается процесс испарения хладагента.

Виды и исполнение ТРВ

ТРВ используется не на всех автомобилях. Ряд автопроизводителей вместо него применяет дроссель и аккумулятор (в основном в системах с климат-контролем). Дроссель выступает в качестве клапана регулировки давления, а аккумулятор – компенсационный резервуар, в котором удерживается лишний фреон.

Испаритель

Испаритель – еще один радиатор, используемый в конструкции системы кондиционирования, но размещен он в салоне (под приборной панелью). В этом элементе происходит испарение хладагента, которое сопровождается сильным поглощением тепла из окружающей среды. При этом влага, находящаяся в воздухе, конденсируется на поверхности радиатора. Чтобы конденсат не попал в салон, испаритель оснащен системой дренажа, по которой вода выводится наружу (под авто).

Для активной отдачи тепла и распространения охлажденного воздуха по салону, на испаритель установлен электровентилятор, обеспечивающий принудительное создание воздушного потока.

Электрооборудование

Поддержание заданной температуры, управление кондиционером, принудительная подача воздуха обеспечивается электрооборудованием.

Поддержание нужной температуры происходит благодаря ряду температурных датчиков:

• температуры охлаждающей жидкости;
• термовыключатель вентилятора радиатора;
• температуры испарителя.

Вариант электрической схемы кондиционера

В зависимости от модели автомобиля могут использоваться другие датчики и иная схема управления.

Управление оборудованием происходит на блоке, установленном на передней панели. За счет органов управления кондиционер включается в работу, выполняется регулировка температурного режима.

Кондиционер в составе климат-контроля

Кондиционер может быть, как отдельной системой, так и входить в состав климат-контроля. Во втором случае все системы салона – вентиляции, обогрева и кондиционирования взаимодействуют между собой и управляются электронным блоком (ЭБУ). К примеру, поддержание нужной температуры в салоне обеспечивается подогревом воздуха после охлаждения. То есть, часть воздушного потока, прошедшего испаритель, подается на радиатор печки, а после смешивается с основным, тем самым регулируя температуру. При этом устройство кондиционера автомобиля, используемого в климат-контроле, не отличается от оборудования, выполненного в виде отдельной системы.

Принцип работы

Функционирование кондиционера осуществляется по замкнутому кругу. Компрессор выполняет нагнетание газообразного фреона, создавая давление, из-за чего хладагент разогревается. После этого по магистрали высокого давления вещество подается в конденсатор. В нем за счет отдачи тепла происходит конденсирование фреона, и он становиться жидкостью, все еще находящейся под давлением.

После конденсатора по магистралям хладагент движется дальше и проходит через осушитель, где из него удаляются частицы воды и других примесей, чтобы они не привели к поломке системы.

Из осушителя жидкий хладагент поступает в ТРВ, где происходит регулировка (снижение) давления. При этом падение давления приводит к началу процесса перехода в газообразное состояние. То же самое происходит и в системах, оснащенных дросселем с аккумулятором.

После ТРВ фреон попадает в испаритель, в котором происходит сильное падение давления из-за чего хладагент начинает испаряться, поглощая тепло из окружающей среды. Вода же, сконденсировавшаяся на поверхности радиатора, по дренажному каналу выходит из салона.

Пройдя испаритель хладагент, уже в газообразном состоянии, по магистрали низкого давления поступает к компрессору, и весь процесс повторяется вновь.

Положительные и отрицательные стороны

Если говорить о достоинствах системы кондиционирования, то оно всего одно – кондиционер обеспечивает прохладу в салоне летом. При этом не нужно открывать окна в авто, поскольку воздух внутрь поступает через систему вентилирования, проходя через салонный фильтр. Поэтому водителю не приходится дышать пыльным воздухом с примесями выхлопных газов (при движении в условиях города и простаивании в пробках).

А вот недостатков кондиционера – достаточно много:

• Кондиционер – дополнительная система, причем сложная по конструкции и требует обслуживания. Автовладельцу необходимо следить за состоянием трубопроводов и мест их соединений, периодически заправлять его хладагентом;
• Автомобили, оснащенные этим оборудованием, стоят дороже, а наличие климат-контроля существенно повышает цену на модель.
• Если привод компрессора осуществляется от коленчатого вала, то включение кондиционера сопровождается значительным падением мощности (до 15 л. с.), что особенно явно проявляется на авто с маломощными силовыми установками. Электропривод же создает значительную нагрузку на бортовую сеть. В любом случае включение кондиционера приводит к увеличению расхода топлива или заряда батарей электромобиля;
• Воздух, охлажденный кондиционером, подается вентилятором, поэтому в салоне создается сквозняк, который может стать причиной заболевания;
• Если влага, конденсирующаяся на испарителе, отводится, то бактерии, находящиеся в воздухе, остаются на этом радиаторе. Бактерии и грибки, накопившиеся на испарителе, не только создают неприятный запах в салоне, но и могут стать причиной появления аллергии;
• Ремонт кондиционера – дорогостоящий, поэтому при его поломке многие автовладельцы, не спешат восстанавливать систему, предпочитая эксплуатировать авто без ремонта системы кондиционирования (на работоспособность двигателя такая поломка никак не влияет);
• Фреон – химически агрессивное вещество, поэтому со временем он приведет к повреждениям составных компонентов системы, в первую очередь – магистралей и радиаторов. Поэтому поломка оборудования в любом случае произойдет.

Несмотря на большое количество недостатков, кондиционер – популярное оборудование и многие автовладельцы даже не рассматривают авто, не оснащенное таким устройством. А в некоторых европейских странах установка автокондиционера обязательное условие для автопроизводителей, эксплуатация авто без кондиционера в таких странах запрещена.

Как работает автокондиционер

Не каждый знает, но автокондиционер работает так же, как бытовой холодильник. Только конструкция немного отличается. Рассмотрим принцип работы автомобильного кондиционера, это поможет вам обеспечить более длительную работу устройства без замен и ремонтов.

Из чего состоит автомобильный кондиционер?

Главный принцип действия любого автомобильного кондиционера основан на возможности веществ забирать и отдавать тепло со сменой агрегатного состояния. Поэтому подобные аппараты конструктивно схожи и состоят из похожих компонентов.

Узлы автомобильного кондиционера:

• компрессор;
• конденсатор;
• испаритель;
• осушитель;
• дроссель или ТРВ;
• электрооборудование;
• магистрали.

Названные элементы взаимосвязаны, устройство автомобильного кондиционера получается зацикленным и герметичным. Теперь для понимания принципа действия агрегата познакомимся с каждым из компонентов подробнее.

Компрессор.

Компрессор нагнетает хладагент – агрегат создает давление, из-за которого фреон начинает двигаться по каналам. В автотехнике используют разные по конфигурации компрессоры. Шире остальных распространены устройства роторно-лопастного и поршневого типа, но попадаются и комбинированные модели – приспособления, которые функционируют по принципу Ванкеля (роторно-поршневые).

Контур вокруг кондиционера разбит на 2 части:

• с высоким давлением – состоит из всех компонентов до испарителя;
• с низким давлением – магистраль соединения компрессора с испарителем.

Виды привода компрессора

• В большинстве автомобилей механические компрессоры приводит в действие коленвал через ременную передачу. В конструкции предусмотрен узел отключения – электромагнитная муфта, поскольку автокондиционером пользоваться приходится не каждый день.
• Реже встречаются системы кондиционирования воздуха, где компрессор работает благодаря электродвигателю. Такое решение встречается преимущественно на электромобиле.
• Комбинированный вариант привода подразумевает работу компрессора как от коленвала, так и от электродвигателя или аккумуляторов при движении машины.

Конденсатор

В конденсаторе фреон меняет газообразное агрегатное состояние на жидкое, что сопровождается интенсивным выделением тепла. Конструктивно элемент выглядит, как стандартный радиатор из сплава алюминия, соединенный с вентиляторами.

Чтобы процесс конденсации хладагента стал возможен, предусмотрено отведение тепла. С этой целью конденсатор устанавливают под радиатором системы охлаждения двигателя. Воздушный поток забирает лишнее тепло от конденсатора либо естественным путем из-за движения машины, либо принудительно – под воздействием вентиляторов.

Испаритель

По конструкции испаритель кондиционера представляет собой радиатор, прибор размещают в салоне под торпедо. Фреон испаряется и поглощает тепло из внутрисалонного воздуха.

Чтобы охлаждение салона автомобиля шло продуктивнее, на испарителе стоит электрический кулер. Когда включается вентилятор, созданный принудительно поток воздуха необходимой интенсивности.

Влага, которая присутствует в атмосфере салона, собирается на поверхности испарителя и через специальные дренажи выводится наружу со стороны днища автомобиля.

Осушитель

Из-за постоянных температурных изменений влага после попадания в систему превращается в ледяные кусочки. Кристаллы способны повредить многие узлы кондиционера – например, компрессор или его шкив.

Инженеры добавили в конструкцию осушитель. Это емкость, наполненная специальным составом, которое улавливает и собирает лишнюю влагу.

Дроссель или ТРВ

С помощью терморегулирующего вентиля (ТРВ) контролируется давление в оборудовании для охлаждения. Кроме того, здесь запускается этап испарения фреона.

ТРВ присутствует не на каждой модели машины. Если в ТС предусмотрен климат-контроль, вероятно, производитель установил дроссель вместе с аккумулятором. Первый прибор работает как регулирующий давление клапан, второй собирает излишки фреона.

Электрооборудование

Электрическое оснащение в системе кондиционирования воздуха предназначено для:

• управления и регулировки;
• поддержания оптимальной температуры;
• принудительной воздушной подачи.

В оборудовании расположены температурные датчики – для охлаждающей жидкости, на испарителе. Также термодатчик обеспечивает автоматическое включение и выключение радиатора. На разных моделях ТС схема подключения и число устройств меняется.

На передней приборной панели располагается управляющая панель, при помощи которой человек легко настраивает режим функционирования автомобильного кондиционера путем нажатия пары кнопок.

Магистрали

Все магистрали разбиты на 2 группы – с высоким и низким давлением.

Когда компрессор нагнетает фреон, его давление достигает существенных значений – 250-270 кПа. А в результате сжатия образуется повышенная температура – до 150 градусов.

Магистрали высокого давления проходят усиленную проверку перед установкой. Они должны стабильно работать – выдерживать воздействие повышенных температур и значительных нагрузок.

Для прокладки магистралей низкого давления достаточно использовать обычные трубки. По ним хладагент протекает уже без нагрузок, его давление примерно равно атмосферному. Высоких температур также нет.

Принцип работы автомобильного кондиционера

Работа автомобильного кондиционера основана на цикличности:

• компрессор нагнетает хладагент в виде газа, вещество разогревается;
• далее оно отправляется по каналам высокого давления к конденсатору;
• здесь фреон отдает тепло и превращается в жидкость, давление которой по-прежнему остается повышенным;
• из конденсатора жидкость переходит дальше через магистрали к осушителю, в котором из нее отводится влага и посторонние примеси;
• следующий этап – поступление хладагента к терморегулирующему вентилю либо дросселю, где давление регулируется (снижается), в результате начинается превращение вещества в газ;
• фреон перенаправляется в испаритель и из-за резкого уменьшения давления испаряется, забирая тепло извне, сконденсированная на испарителе вода уходит наружу;
• после испарителя охладитель в виде газа попадает в каналы с низким давлением, которые ведут его обратно к компрессору.

Очевидно, процесс зацикливается и запускается заново.

Работа кондиционера в составе климат-контроля

Автокондиционеры работают как отдельные устройства, либо в качестве компонента климат-контроля. При втором варианте в машине установлен блок управления. Через ЭБУ системы кондиционирования воздуха, обогрева и вентиляции объединены в единую схему.

При работе климат-контроля для поддержания комфортной температуры в салоне авто воздух подогревается вслед за охлаждением. Т. е. микроклимат регулируется за счет попадания части воздуха из испарителя в радиатор печки. Воздух смешивается с основным и приходит в нужное человеку состояние.

Панель управления системой климат-контроля

Независимо от того, действует ли система кондиционирования самостоятельно или входит в климат-контроль, ее конструкция остается неизменной. Она требует одинакового подхода к использованию.

Эксплуатация и обслуживание автомобильного кондиционера

Автомобильным кондиционером надо правильно пользоваться и своевременно ухаживать. Тогда оборудование проработает долго.

Подобные устройства управляются и настраиваются либо вручную через панель, либо в автоматическом режиме, если это климат-контроль.

При мануальном управлении пользователь сам настраивает:

• угол подачи охлажденного воздуха;
• включение и выключение системы;
• уровень температуры в салоне автомобиля.

Климат-контроль сам выполняет основные операции без участия человека.

По правилам необходимо проветрить салон автомобиля, прежде чем включать кондиционер. Это нужно, чтобы температуры в салоне и на улице уравновесились. Резкие температурные скачки вредны для здоровья.

Кроме того, холодный воздух в нагретом салоне авто способен спровоцировать образование микротрещин на стеклах. Они не будут видны сразу, но постепенно характеристики остекления ухудшатся.

Не стоит включать кондиционер на полную мощность. Это влечет резкий перепад температуры. Важно воздерживаться от такого шага, если в салоне сидит ребенок – при детях порой лучше не пользоваться кондиционером.

Каждый автокондиционер способен работать в 2 режимах:

• приток воздуха в салон с улицы – подходит для отопления остекления;
• отвод воздуха из салона на улицу – предназначен для прогрева воздуха в машине.

Постепенно фильтры засоряются. С увеличением количества пыли и грязи в них ухудшается и качество воздуха в автомобиле. Соответственно, полезно чистить радиатор кондиционера и по мере загрязнения менять фильтры, чтобы в воздухе не появилось лишней грязи, бактерий и неприятного запаха.

Засорившийся радиатор автокондиционера

Пространство под капотом лучше держать в чистоте для продления срока службы как всего автомобиля, так и кондиционера в частности. Рекомендуется уделять конденсатору, в котором по весне накапливаются соли. Это распространенная причина слабой работы оборудования.

При обслуживании подкапотного пространства также стоит осматривать крепления трубок с фреоном. Они не должны болтаться и вибрировать, иначе вещество может протечь.

Поддержание подкапотного пространства в чистоте

Перед приходом лета тщательная подготовка автомобильного кондиционера не нужна. Оправданы некоторые меры предосторожности. Рекомендуется заранее проверить работу оснащения. Если есть подозрения, выполняют указанные выше процедуры. Также для диагностики или заправки кондиционера всегда можно воспользоваться услугами автосервиса.

Распространенные поломки автомобильного кондиционера

При отсутствии должного ухода наиболее частые поломки свойственны конденсатору. Этот теплообменник постоянно подвергается высокому давлению, кроме того в силу расположения рядом с радиатором охлаждения автомобиля он испытывает механические нагрузки. В радиатор летит грязь, пыль, соль и реагенты с дороги. Кроме того, из-за вибрации со временем появляются микротрещины и, как итог, утечка хладагента.

Периодически ломаются механические узлы. Например, подшипники. Признаки – шум кондиционера при включении, во время работы.

Хуже, когда кондиционер шумит при запуске и затихает при отключении. Это говорит о люфте у компрессора.

Автокондиционер – полезное, но сложное оборудование. Соблюдайте перечисленные в статье правила эксплуатации автомобильного кондиционера, чтобы техника годами радовала комфортом в салоне.