Принцип работы кондиционера в автомобиле

Погодными аномалиями сегодня никого не удивишь. Сообщения о температурных рекордах регистрируются в разных уголках планеты практически ежедневно. Жара становится обыденностью в широтах, которые всегда считались умеренными.

В таких условиях многие граждане вынуждены минимизировать пребывание на открытом воздухе, где температура за 40º С становится нормой.

Но что делать автомобилистам, ведь машина по своей природе является своеобразным парником? Выход – использование кондиционера, которым в последнее время оснащаются даже бюджетные модели.

Принцип работы и устройство автокондиционера

Комфортный микроклимат

Интуитивно все мы примерно понимаем, какими должны быть температура и влажность, чтобы наше самочувствие не страдало. Между тем понятие комфортного микроклимата оперирует вполне определёнными характеристиками, основанными на многочисленных исследованиях.

Оптимальные для человеческого организма условия – не константа, поскольку показатели температуры/влажности внутри салона зависят от внешних условий, а также длительности предстоящей поездки.

Для одних людей оптимальным будет обдув прохладным воздухом верхней части тела, другие чувствуют себя намного лучше, если в первую очередь охлаждаются ноги.

Неблагоприятная среда сказывается и на безопасности: если водителю жарко, его скорость реакции и ясность мышления заметно снижаются.

Многим нашим читателям будет интересно ознакомиться с таким документом, как сервисное пособие от Audi с описанием значений неблагоприятных условий для водителя и пассажиров, требующих включения кондиционера (которое один к одному совпадает с оценками специалистов Volkswagen):

  • если снаружи температура воздуха опускается до -20º C;
  • если при обеспечении воздухообмена в салоне на уровне 8 кг./минуту температура остаётся высокой (28º C и выше);
  • при температуре снаружи более 35º C;
  • если в салоне при воздухообмене 10 кг./минуту температура составляет от 23º C;
  • когда температура в салоне – 10º C или ниже;
  • если в салоне при воздухообмене 4 кг./минуту температура составляет 2/15º C.

Автомобили, которые оснащены только системой вентиляции (а таковыми является многочисленное семейство ВАЗов), летом оказываются бессильными перед изнуряющим зноем.

Обеспечить достаточное охлаждение воздуха в салоне и избавить его от избыточной влажности в состоянии только кондиционер.

Так что этот климатический прибор становится стандартом де-факто для практически всех конфигураций новых автомобилей.

История появления автомобильных кондиционеров

Повышение комфортности при езде на автомобиле – задача, которая стояла уже перед первыми их конструкторами. Многие направления, считавшиеся приоритетными, развивались достаточно активно, а вот с обеспечением нормального микроклимата у конструкторов долго не ладилось.

Хотя идей хватало, но все они оказывались либо недостаточно эффективными, либо технически нереализуемыми.

Можно вспомнить попытки охлаждения температуры в салоне с помощью льда, кубики которого хранились на специальном поддоне, установку дополнительных принудительных воздухозаборников или скрытых вентиляторов, монтаж сложных систем воздуховодов и другие технические решения, которые в итоге по тем или иным причинам не прижились.

Одной из первых более-менее удачных систем оказалось решение, которое использовалось на машинах Паккард в 1939 году. Именно в то время были изобретены системы охлаждения компрессорного типа, которые и легли в основу новой системы охлаждения. Конструктивно она оказалась очень сложной, а потому – ненадёжной.

Чтобы привести её в действие, нужно было сначала остановиться, при выключенном двигателе подключить прообраз кондиционера, завести мотор, произвести манипуляции с настройкой силы и направления воздушного потока, подождать, пока автомобиль охладится, выключить систему охлаждения и только после этого продолжать движение.

Идея была заимствована, и по мере совершенствования технологий кондиционер становился всё более похожим на современный.

В 1941 голу американская компания Кадиллак выпустила первую небольшую партию автомобилей, оснащённых системой кондиционирования, работавшей по той же схеме, что и сейчас.

В 60-х годах количество установленных на легковые автомобили кондиционеров исчислялось уже тысячами, а в 80-х счёт пошёл на миллионы.

Связь самочувствия водителя и микроклимата в салоне

Вопросам обеспечения комфортных условий пребывания в автомобиле уделяют внимание все производители. По результатам многочисленных исследований установлено, что наиболее комфортными климатическими показателями для водителя/пассажиров является температура в диапазоне 18 – 20° С при уровне влажности 40 – 70%.

Понижение температуры до 10 – 15° С приводит к переохлаждению организма и замедлению мыслительных и физиологических процессов. Повышение температуры до 25° С и выше приводит к повышенной утомляемости, снижению концентрации, появлению признаков сонливости.

Дальнейшее повышение температуры до 30° С становится опасным – у водителя нарушается координация движений, реакция становится замедленной, способности адекватно оценивать дорожную обстановку резко снижаются.

Система вентиляции в принципе не способна контролировать микроклимат – в жаркую погоду при движении на малых скоростях (например, в городском потоке) она становится вообще бесполезной.

Спасти может только кондиционер, поэтому водители, машины которых не оснащены современной системой кондиционирования, задумываются об её установке.

Поскольку их транспортное средство не рассчитано на это, потребуются как минимум базовые знания о том, как устроен и работает это устройство.

Принцип работы автомобильного кондиционера

Основная функция автомобильной климатической системы – формирование и поддержание параметров влажности и температуры воздуха в салоне на уровне, комфортном для водителя и пассажиров.

Кроме того, в задачи автокондиционера входят оптимизация и оптимальное распределение воздушных потоков, их фильтрация и по возможности – устранение неприятных запахов.

Принципиальная схема функционирования автокондиционера один в один копирует принцип работы бытового холодильника.

Почему важно знать и понимать, как работает кондиционер в автомобиле? Обладая такими знаниями, владелец автомобиля может самостоятельно и вовремя диагностировать все возникающие неполадки в климатической системе, проводить необходимые регламентные работы по обслуживанию узлов и агрегатов системы кондиционирования (чистку, продувку, дезинфекцию), тем самым продлевая её жизнь.

Итак, автокондиционер представляет собой герметичную систему замкнутого типа, в которой в качестве хладагента используется газ, имеющий низкую температуру конденсации (в настоящее время для этих целей используют фреон). Система кондиционирования включает несколько основных узлов, а также множество дополнительных, расширяющих функционал кондиционера. Климатическая система работает по следующей схеме:

  • в начальном сегменте контура под воздействием компрессора хладагент уплотняется, что приводит к увеличению температуры газа (см. законы термодинамики из школьного курса физики);
  • под давлением горячий фреон выталкивается по системе трубопроводов в конденсор, где, подчиняясь тем же законам термодинамики, конденсируется, переходя в жидкое состояние;
  • дальнейший путь жидкого фреона протекает через ресивер-осушитель, являющийся одновременно фильтром. Здесь хладагент очищается от мусора и по трубопроводам следует в направлении салона;
  • проходя через расширительный клапан, фреон охлаждается и опять переходит в газообразное состояние;
  • после терморегулирующего вентиля хладагент попадает в испаритель, который и является тем местом, где осуществляется полезная работа кондиционера. Здесь тёплый воздух из салона контактирует с очень холодными трубками, охлаждается и подаётся обратно в салон;
  • после испарителя фреон подается на компрессор, замыкая тем самым цикл.

Участок системы кондиционирования от компрессора до расширительного клапана – это область высокого давления (рабочие показатели могут колебаться в пределах 5 – 30 бар).

Участок от клапана до компрессора, проходящий через испаритель, является областью низкого давления, которое здесь не превышает значения в 4 атмосферы.

Поскольку контур хладагента является полностью замкнутым, даже при заглушённом силовом агрегате фреон находится под давлением, которое в состоянии покоя равномерно распределяется по всему контуру до значения порядка 5 бар.

Безопасную и безаварийную работу системы кондиционирования обеспечивают различные датчики, которые при недостаточном/избыточном давлении или перегреве производят действия, направленные на приведение этих показателей в норму. Ознакомившись с тем, как работает автомобильный кондиционер, вы сможете не только самостоятельно диагностировать многие его неисправности, но и выполнять мелкий ремонт без необходимости посещать СТО.

Связка хладагент + масло

Когда мы называли в качестве используемого хладагента фреон, мы были одновременно и правы, и допустили неточность. Дело в том, что работы над поисками более совершенного, безопасного и эффективного хладагента не прекращаются.

Самым распространённым в недалёком прошлом был фреон R12. Но в результате серии экспериментов и исследований было доказано, что он вносит весомый вклад в образование так называемого парникового эффекта, что способствует изменению климата в сторону потепления.

Поэтому от его использования решили отказаться.

На замену R12 пришёл хладагент R134а, который считается более безопасным с точки зрения экологии. При этом его текучесть меньше, чем у предшественника, что снижает его общую эффективность примерно на 10 – 15%. Использование новой разновидности фреона заставило производителей внести определённые изменения в конструкцию автокондиционеров, которая усложнилась ещё больше.

Учёные и исследователи активно работают над доведением до кондиций хладагента R744, который характеризуется ещё меньшей степенью влияния на экологию, но платой за это является необходимость поддерживать более высокий уровень рабочего давления, что ещё больше усложнит систему кондиционирования. Тем не менее, в среднесрочной перспективе ожидается массовый переход именно на этот хладагент.

До сих пор мы не упоминали, что фреон используется в связке со специальным компрессорным маслом, обеспечивающим смазку всех трущихся частей автокондиционера. Как уже отмечалось выше, для разных типов хладагентов используются разные масла.

В частности, R12 смешивается с маслами на минеральной основе, в то время как смазку в системах, заправленных фреоном R134а, обеспечивают полиалкиленово-гликолевые масла.

Добавление масла, предназначенного для одного типа хладагента, в неподходящий недопустимо – это неизбежно приведёт к поломке системы кондиционирования в силу неодинаковых физико-механических характеристик масел.

При выполнении всех видов ремонта и техобслуживания климатических систем не ошибиться при выборе заправочных материалов помогут информационные таблички (стикеры), расположенные обычно в моторном отсеке (иногда их дублируют и в салоне – на дверях или под приборной панелью). В них указывается тип масла и хладагента, задействованного в системе.

Компрессор

Один из самых сложных узлов системы кондиционирования, обеспечивающий требуемый уровень сжатия хладагента, находящегося в газообразном состоянии.

В настоящее время наибольшее распространение получили компрессоры аксиально-поршневого и роторно-лопастного типа. Источником энергии для компрессора является двигатель автомобиля.

Связь между компрессором и силовым агрегатом осуществляется с помощью шика, приводных ремней, электромагнитной муфты и приводного диска компрессора.

При включении кондиционера питание подаётся на электромагнитную муфту, которая вступает в зацепление с валом компресса, приводя его в движение. Выключение системы кондиционирования выполняет обратную задачу – муфта выходит из зацепления, шкив продолжает вращаться, но компрессор при этом не работает.

Конденсор

Самый большой по габаритам узел, обеспечивающий быстрое охлаждение фреона. Представляет собой змеевик, по которому протекает горячий и сжатый фреон.

Большая протяжённость трубок, а также помощь одного или нескольких вентиляторов и набегающий при движении транспортного средства встречный поток воздуха способствуют охлаждению хладагента на выходе конденсора, где он из газообразного состояния из-за остывания переходит в жидкое.

Это самый уязвимый узел кондиционера – расположенный спереди, он больше других подвержен риску получения различных механических повреждений. К тому же именно здесь обычно начинается распространение коррозии.

Ресивер-осушитель

Эта деталь климатической системы является фильтровальным узлом, где происходит очистка фреона от целого спектра амортизационных загрязнителей, неизбежно появляющихся в любом механизме (грязь, песок, мелкая металлическая стружка, различные примеси).

Обычно конструкция ресивера-осушителя предполагает наличие специального смотрового прозрачного лючка, через который можно визуально оценить как объём хладагента в системе, так и его состояние.

Читайте также:  Замена топливного фильтра Калины

В частности, появление мутной взвеси молочно-белого цвета вместо прозрачной жидкости свидетельствует о существенной утечке фреона или о возникновении других проблем с кондиционером, требующих незамедлительного реагирования.

Терморегулирующий вентиль

Второе распространённое название узла – расширительный клапан.

Представляет собой температурный регулятор, назначение которого – контролировать и изменять в случае необходимости скорость движения хладагента по магистрали, тем самым регулируя объём его подачи в испаритель.

Входит в число самых важных элементов климатической системы, поскольку от его работы зависит соблюдение требуемого температурного режима в контуре.

Испаритель

По внешнему виду не сильно отличается от конденсора. Представляя собой змеевик из трубок, по которым протекает сильно охлаждённый (практически ледяной на ощупь) хладагент.

Именно здесь происходит формирование потока охлаждённого воздуха, поступающего из салона и под действием вентилятора подающегося обратно, но уже в осушенном виде, с заданной температурой и скоростью.

Можно утверждать, что принцип работы кондиционера автомобиля заключается именно в охлаждении тёплого воздуха из салона, что и происходит в испарителе.

Редукционный клапан

Устройство для аварийного стравливания чрезмерного (критичного) давления в патрубках. Обычно срабатывает, если уровень давления в системе превышает 32 атмосферы.

Датчик высокого давления

Штатное устройство, контролирующее уровень давления в магистрали и срабатывающее, когда оно превышает заданный критический порог (30 атмосфер). В случае выхода из строя датчика его функции берёт на себя редукционный клапан.

Датчик низкого давления

Его задача – противоположная: следить, чтобы уровень давления в системе не падал ниже 2 атмосфер, а если такое случается – отключает компрессор. В противном случае вероятность его заклинивания возрастает по мере нехватки смазки.

Дополнительные датчики

Современные модели климатических систем комплектуются интеллектуальной электроникой и датчиками, позволяющими собирать дополнительную информацию о работе кондиционера, улучшая эффективность его использования. Например, передавая данные о температуре нагрева корпуса компрессора, о попадании в салон прямых солнечных лучей и т. д.

Правила эксплуатация автокондиционера

Продлить жизнь устройству, которое незаменимо в жаркое время года, достаточно просто. Приводим список рекомендаций, который позволит вам максимально отложить момент, когда вам придётся заниматься ремонтом этой сложной техники:

  1. Если на улице – жара, перед включением системы кондиционирования желательно открыть все 4 двери автомобиля, создавая благоприятные условия для полного проветривания салона. 3 – 5 минут достаточно, чтобы продолжить движение с включённым кондиционером.
  2. Никогда не опускайте стёкол при включенном автокондиционере (это касается и верхнего люка при его наличии, и дверей автомобиля). Дело в том, что поток встречного воздуха, попадая в салон, существенно снижает эффективность кондиционирования, заставляя кондиционер работать на полную мощность, увеличивая износ его деталей. Кроме уменьшения ресурса климатической системы, вы столкнётесь и с повышенным расходом топлива.
  3. Если по уважительным причинам автомобиль длительное время простаивает, или внешние условия не предполагают использования системы кондиционирования, следует еженедельно включать кондиционер, давая ему возможность поработать на протяжении 8 – 10 минут. Это необходимо для заполнения маслом всех деталей устройства – в противном случае металлические детали автокондиционера начнут корродировать, а эластичные прокладки – разрушаться.

Источник: https://remam.ru/vozdsys/printsip-raboty-avtomobilnogo-konditsionera.html

Как устроен автомобильный кондиционер

Сейчас мы все больше времени проводим в автомобиле. Оснащение транспортом в России составляет примерно 250 автомобилей на 1 тысячу человек и постоянно растет, несмотря даже на некоторое снижение продаж.

Практически в каждом вновь выпускаемом автомобиле в стандартной комплектации установлена система кондиционирования. Давайте посмотри из чего состоит система автомобильного кондиционирования и как она работает.

Система автомобильного кондиционирования работает по тому же принципу, что и всем известные бытовые кондиционеры, устанавливаемые в квартирах и офисах. Она позволяющая охлаждать воздух в салоне автомобиля, а также очищать его от влаги и посторонних запахов.

В современных автомобилях является составной частью системы вентиляции и отопления салона.

Основная цель системы кондиционирования воздуха в автомобиле(системы климат контроля) обеспечить комфорт пассажиров. В основном она должна должна выполнять четыре функции.2. контроль циркуляции воздуха.
Немного истории: Первые автомобильные кондиционеры появились в США, который тогда являлся законодателем мод в автомобилестроении. В 40-х и 50-х годах они устанавливались, как дорогая опция на автомобили премиум и высокого ценового сегмента. Рост произошел в 60-х годах 20-го века и к началу 70-х годов уже около половины автомобилей в США имели кондиционеры, в Европу массово кондиционеры пришли несколько позже.Автомобильный кондиционер — это герметичная систему, заполненная фреоном и компрессорным маслом, которое частично растворено в жидком фреоне. Масло применяют для смазки компрессора.

На сегодняшний день основным хладагентом автомобильных систем кондиционирования является фреон R134a, но до сих пор встречаются автомобили на ранее применявшемся R12. В будущем наметилась перспектива перехода на новый хладагент R1234yf.

На данный момент в современных автомобилях используется две основные схемы кондиционирования воздуха:

  • с ресивером-осушителем и терморегулирующем вентилем;
  • с аккумулятором и расширительной трубкой.

В системе с ресивером и терморегулирующем вентилем на стороне низкого давления (всасывании) находится испаритель и часть трубопровода от терморегулирующего вентиля до всасывающего порта компрессора, на котором располагается датчик низкого давления и сервисный штуцер низкого давления.

На стороне высокого давления (нагнетании) расположены конденсатор, ресивер-осушитель, терморасширительный вентиль (далее трв), и трубопровод от нагнетательного порта компрессора до трв, на котором расположен датчик высокого давления и сервисный штуцер высокого давления.
Как уже понятно, система делится по давлению на высокую и низкую стороны.

При включении электромагнитной муфты — начинает работать компрессор — газообразный хладагент всасывается и сжимается до высокого давления, после чего нагнетается по трубопроводу в конденсатор, где газ с высоким давлением и температурой конденсируется: переходит из газообразного состояния в жидкость, отдавая тепло в окружающую среду.

Температура хладагента на выходе из компрессора составляет около 60 град С. Воздух, проходящий через конденсатор, значительно холоднее, он соответствует температуре окружающего воздуха (как правило, не выше +35 ºС), Далее жидкий фреон поступает в ресивер-осушитель, где происходит его осушение — удаление влаги и фильтрация (удаление взвешенных частиц).

Также ресивер обеспечивает компенсацию подачи хладагента в испаритель.  Далее жидкий хладагент высокого давления поступает в трв, где он дросселируется. Сопротивление потоку, создаваемое ТРВ вызывает быстрое падение давления хладагента. Затем этот хладагент попадает в испаритель, где происходит его кипение.

Жидкий фреон при низком давлении кипит, поглощая теплоту от относительно горячего воздуха салона автомобиля (например, +30 ºС), приводя тем самым к изменению состояния хладагента с жидкого на газообразное и снова всасывается компрессором. Затем цикл повторяется.

Т.е. проще путь фреона выглядит так: сжатие газообразного фреона в компрессоре — конденсация в конденсаторе — осушение жидкого фреона в ресивере-осушителе — дросселирование в трв, где происходит потеря давления — кипение в испарителе, где фреон переходит из жидкости в газ — всасывание в компрессор. Повторение цикла.
Отличие систем с аккумулятором и расширительной трубкой, в том, что на выходе из испарителя установлен аккумулятор, а вместо трв установлена дросселирующая вставка. Дросселирующая вставка заменяет ТРВ, а аккумулятор заменяет ресивер- осушитель.

Аккумулятор содержит осушающее вещество, с помощью которого осуществляется удаление влаги из фреона. Также в аккумуляторе происходит доиспарение жидкого хладагента, который может попасть из испарителя. То есть Аккумулятор предохраняет компрессор от попадания в него жидкого хладагента, который может вывести его из строя вследствие гидроудара.
Дросселирующая вставка представляет собой калиброванную вставку, которая дозирует поступление потока жидкого хладагента в испаритель. Так как дросселирующая вставка имеет фиксированный диаметр проходного отверстия, то испаритель в этой схеме, будет испарителем затопленного типа.
Компрессор в этой схеме работает циклически, получая команды на пуск-остановку от блока управления по сигналам с датчиков давления и температуры.

Визуальный показ системы автомобильного кондиционирования с акцентом на компрессор (извиняюсь, если реклама этого производителя, отношения к нему не имею — ролик удачный).

На ролике показана схема кондиционера с ресивером-осушителем и терморегулирующем вентилем в динамике.

Основной особенностью работы автомобильных кондиционеров, например, от обычных бытовых сплит-систем заключается в том, что для его работы используется не электричество, а часть мощности двигателя внутреннего сгорания, отбираемая с его коленчатого вала при помощи муфты.

Основные элементы:

Автокондиционер состоит из следующих основных элементов: компрессор, испаритель, конденсатор, терморегулирующий вентиль (или расширительная трубка), ресивер-осушитель (или аккумулятор), соединительные трубопроводы и вспомогательные элементы (датчики, реле и т.д.).

В общем виде, компрессором называют механизм, в котором для увеличения давления фреона используется механическая энергия. В данном случае, энергия двигателя внутреннего сгорания автомобиля.

Компрессор обеспечивает циркуляцию фреона и масла через систему кондиционирования воздуха.

Приводной вал компрессора вращается от электромагнитной муфты. Если на муфту не подается напряжение, то вращается только ее шкид и крутящий момент не передается на вал компрессора.

При включении кондиционера- напряжение подается на катушку муфты, она притягивается к валу компрессора и передает крутящий момент с двигателя автомобиля на вал компрессора. Начинает работать система кондиционирования.

Испаритель представляет собой теплообменник, основной функцией которого является поглощение тепла содержащегося в салоне и охлаждение воздуха внутри автомобиля. Также в нем происходит осушение  проходящего воздуха. В испарителе происходит фазовый переход жидкого фреона в газообразное состояние (кипение).

Конденсатор представляет собой теплообменник, основной функцией которого является отвод в окружающую среду тепла, поглощенного из кабины. В конденсаторе происходит фазовый переход газообразного фреона в жидкое состояние (конденсация).

Терморегулирующий вентиль и дросселирующая вставка являются устройствами предназначеными для регулирования подачи хладагента в испаритель системы кондиционирования воздуха. Их основной функцией является подача определенного количества хладагента в испаритель в зависимости от перегрева хладагента на выходе из испарителя.
Ресивер- осушитель выполняет следующие основные функции:- Удаление влаги из хладагента и масла;- Удаление из фреона посторонних примесей (твёрдых частиц);- Выполнение разделения жидкость – пар, таким образом, обеспечивая подачу жидкости в ТРВ.Аккумулятор, используется в системах с дросселирующей вставкой для предотвращения попадания жидкого хладагента на низкую сторону компрессора (гидроудара).

Также в системах автомобильного кондиционирования применяются множество вспомогательных элементов: вентиляторы, датчики и реле давления (высокого и низкого), термостаты, фильтры, муфты и прочее.

Помимо алюминиевых магистралей, трубопроводы систем автокондиционирования часто изготавлювают из специальных армированных шлангах. Ремонт трубопроводов почти всегда выполняют из таких шлангов.

Я убрал название производителя, чтобы никого не смущать. Шланги обживаются специальными устройствами — кримперами под необходимый фитинг соединения. На верхней картинке изображен уже обжатый шланг. На нижней шланг в разрезе, как видно это многослойное изделие.

Система кондиционирования в простом виде управляется с панели управления автомобиля: как правило управление режимами работы происходит через управление тросом распределительной заслонки и ручки регулятора вентилятора. Интенсивность подачи воздуха в салон автомобиля, определяется скоростью вращения вентилятора.

На автомобилях, не оборудованных системой климат-контроля, электродвигатель вентилятора может вращаться с четырьмя различными скоростями.Раздача воздуха по салону осуществляется через систему воздуховодов.

Источник: https://engineering-ru.livejournal.com/291000.html

Все о конструкции, принципе работы и обслуживании автомобильного кондиционера

Из каких элементов состоит автомобильный кондиционер в машине, какие расходные материалы нужно использовать для обслуживания системы кондиционирования, какова принципиальная схема агрегата? Для начала давайте разберем, как устроен кондер.

Читайте также:  Что такое электронная педаль газа и как она устроена?

В зависимости от модели агрегата и машины, устройство автомобильного кондиционера может отличаться:

  1. Компрессорное устройство. Этот узел используется для сжатия расходного вещества — газа, а также его дальнейшего распространения по магистралям системы.
  2. Терморегулирующий вентиль или ТРВ. ТРВ кондиционера автомобиля представляет собой устройство, использующееся для регулировки перегрева пара. Если данный элемент по каким-то причинам сломается, это может привести к более серьезным неисправностям в работе системы кондиционирования воздуха.
  3. Конденсатор или радиаторный узел. Представляет собой теплообменник, использующийся для преобразования газа в жидкое состояние. Конденсатор позволяет выделять тепло воздушного потока, которое остается, в окружающую среду. Когда конденсатор обрабатывает воздух, его пары выходят через верхнюю часть устройства. Конденсатор передает их по магистралям системы. Если уровень давления жидкости будет слишком низким, то после того, как она попадает в конденсатор, она будет перемещаться в испаритель. Как правило, по своей конструкции эти устройства относятся к многопроточному или ленточному типу.
  4. Золотник. Используется для направления потока расходного вещества при смещении подвижных компонентов системы. При поломке данного элемента герметичность системы в целом будет нарушена, соответственно, это приведет к ее менее эффективной работе. Золотник, он же ниппель, следует проверять в первую очередь, если обнаруживаются проблемы в работе кондера.
  5.  Муфта. Еще один немаловажный элемент, который включает в себя электросхема. Монтируется она перед компрессорным устройством. Конструкция этого компонента включает в себя катушку, прижимную пластину, а также вал. Принцип действия катушки заключается в образовании магнитного поля, когда на устройство начинает поступать напряжение.
  6. Набор уплотнительных колец. Комплектующие уплотнители, как можно понять из названия, используются для уплотнения и обеспечения герметичности системы в целом. Как правило, данные комплектующие элементы чаще всего выходят из строя, то есть теряют свою эластичность, после зимних холодов. По причине их износа в системе также может произойти утечка. Если это так, то автовладельцу нужно будет приобрести комплект уплотнительных колец для автокондиционеров и произвести их замену.
  7. Ресивер осушитель. Может находиться в зависимости от конструкции, в устройстве агрегата. Ресивер используется для обеспечения защиты работы компрессорного устройства, он способствует более полному испарению газа. Ресивер позволяет предотвратить попадание расходного вещества на компрессор, но нужно учитывать, что авто может быть и не оборудовано этим устройством. При отсутствии устройства функцию испарения жидкости будет выполнять моторный отсек, вернее, его высокая температура (автор видео — Nurlan Temyrbekov).

Откуда берется холод?

Теперь предлагаем узнать, как работает кондиционер в машине. Принцип работы автокондиционера в общем схож с принципом функционирования холодильника, несмотря на разные конструкции агрегатов.

Схема кондиционирования в машине в целом представляет герметичную систему, в состав которой входит множество вышеописанных элементов.

Принцип работы кондиционера в автомобиле заключается в преобразовании горячего воздушного потока в холодный, в чем агрегату помогают расходные материалы — масло и фреон. Масло используется для смазки компрессорного устройства, а также всей системы в общем.

Что касается фреона, то это специальных расходный материал, который был разработан для эксплуатации в автомобильных кондерах. В отличие от других газов, к примеру, пропана, он безопасен для здоровья человека (автор видео — L0RlC).

Так как работает кондиционер в машине:

  1. Когда водитель нажимает на кнопку активации, включается муфта с прижимным шкивом. Вал, который также с ним сопряжен, вступает в работе под воздействием приводного ремешка.
  2. Также происходит активация компрессорного устройства, который сжимает газ и передает его на радиаторный узел, где происходит охлаждение фреона.
  3. Более быстрому охлаждению способствует и вентилирующее устройство. Во время движения транспортного средства происходит обдув устройства нагнетающим воздушным потоком. Из-за охлаждения происходит конденсация вещества, после чего фреон передается на ресивер в жидком состоянии. После этого осуществляется процесс фильтрации фреона, в результате чего жидкость передается в очищенном виде дальше.
  4. Когда газ очистится, он поступает в салон машины, выполняя функцию охлаждения, но при этом он проходит через расширительный клапан. Адаптер монтируется на патрубке, по которому фреон передается на испарительный узел. Когда объем газа достигнет необходимого уровня в испарительном устройстве, клапан автоматически перекроет.

В зависимости от системы, охлаждению воздушного потока могут способствовать и различные регуляторы и прочие запчасти.

Характерные неисправности устройства и как с ними бороться?

Теперь вкратце расскажем об основных неисправностях, которые могут произойти в работе системы кондиционирования:

  • Утечка жидкости, то есть фреона. Если работающий кондер больше не охлаждает, вполне возможно, что причина неработоспособности заключается в утечке фреона. В первую очередь проверяются фитинги для автокондиционеров — есть вероятность, что они износились или на них имеются повреждения, способствующие утечке. Также нужно проверить и уплотнители. Как сказано выше, при износе уплотнительные кольца для автокондиционеров теряют свою эластичность, в результате чего герметичность системы может быть нарушена.
  • Еще одна причина, по которой кондер может не охлаждать воздух, заключается в неработоспособности радиатора. Этот элемент больше остальных подвержен негативному воздействию солей и грязи, а это, в свою очередь, также приводит к разгерметизации кондера.
  • Компрессорный узел вышел из строя, такая проблема сопровождается появлением шума при активации системы. Необходимо произвести визуальную диагностику корпуса компрессора — если на нем видны следы масляных пятен, причина может заключаться в заклинивании механизма. Как правило, это происходит в результате долгого использования разгерметизированной системы.
  • Если засорился испаритель, кондер будет работать неэффективно. Такая неисправность сопровождается появлением неприятного запаха в работе кондера.
  • Выход из строя терморегулирующего вентиля. Для выявления причины следует проверить оба контура системы — передний и задний, по ним перемещается расходный материал. Поломке клапана может способствовать засорение грязью.
  • В результате засорения конденсаторного устройства, выхода из строя вентилятора или при поломке датчика его активации кондер также будет работать неэффективно. Такие неисправности, как правило, обусловлены высоким давлением в системе.

Нюансы обслуживания

Если вовремя проводить техническое обслуживание агрегата, вы можете предотвратить возможные неисправности в его работе:

  1. Регулярно производите чистку теплообменника, поскольку этот элемент подвержен негативному воздействию пыли и грязи. Кроме того, необходимо убедиться в том, что этот элемент надежно зафиксирован, поскольку из-за вибраций, которые происходят во время движения авто, на корпусе теплообменника могут образоваться микротрещины. А трещины, в свою очередь, могут привести к утечке жидкости.
  2. Поддерживайте чистоту в моторном отсеке, это позволит предотвратить выход из строя компрессора. Узел следует очищать от пыли и отложений.
  3. При обслуживании агрегата также нужно проверять герметичность и качество установленных магистралей, ведь по ним перемещается газ. В том случае, если появляется вибрация при работе фитингов, их необходимо надежно зафиксировать.
  4. Регулярно производите заправку агрегата, а также его очистку, в частности, перед наступлением летного сезона. Необходимость очистки можно определить по появлению неприятного запаха в салоне, а заправки — по недостаточно эффективной работе агрегата в целом.

Источник: https://avtoklema.com/conditioner/princip-raboty-kondicionera-774/

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.

Осушитель кондиционера

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.

Читайте также:  Инструкция о том, как помыть двигатель

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.

Источник: http://autoleek.ru/jelektrooborudovanie/sistemy-komforta/ustrojstvo-kondicionera-avtomobilya.html

Схема работы и устройства автокондиционера

Схема устройства кондиционера в машине

Автокондиционер представляет собой полностью герметичную систему, заполненную хладагентом с растворенным в нем холодоустойчивым маслом, не боящихся низких температур. Масло требуется для смазки подвижных частей компрессора, который считается «сердцем» автокондиционера.

Марка масла должна соответствовать типу применяемого хладагента.
В наше время существует более 40 типов автомобильных компрессоров, но самыми распространенными являются поршневые и роторно-лопастные.

При работе автокондиционера обычно теряется до полутора десятка лошадиных сил.

Существуют следующие схемы автокондиционера:

  1. с ресивером – осушителем и терморегулирующим вентилем (ТРВ);
  2. с расширительной трубкой и аккумулятором.

Принцип работы

  • Принцип работы автокондиционера такой же, как и у домашнего холодильника или кондиционера. Это – способность жидкости поглощать тепло при её испарении и выделять при конденсации. В качестве такой рабочей жидкости (хладагента) часто используется фреон. Сначала детально рассмотрим принцип работы первой схемы.
  • При нажатии кнопки включения кондиционера поступает питание на электромагнитную муфту, и прижимной диск притягивается к приводному шкиву.
  • На вход компрессора хладагент приходит с низким давление и температурой, а после сжатия в нем и, как следствие, нагреванием, перегоняется в конденсатор, который еще называется радиатором кондиционера.
  • В этом радиаторе кондиционера хладагент приобретает жидкое состояние (конденсируется), что сопровождается большим тепловыделением. Поэтому, с целью его охлаждения, ставят дополнительный электровентилятор.
  • При выходе из радиатора кондиционера хладагент проходит поглотитель влаги (ресивер), где очищается от воды и других ненужных примесей.  Возле ресивера, а иногда на нём самом, находится смотровой глазок, позволяющий оценить степень наполненности системы. Но эта опция присутствует не на всех моделях автомобилей.
  • Затем очищенный хладагент проходит ТРВ, который осуществляет функцию регулирования перегрева пара. Он установлен на трубопроводе, который подает жидкий хладагент в испаритель.
  • При полном заполнении испарителя этим хладагентом, из него выходит пар с температурой кипения. Регулирующий элемент ТРВ в таком случае закрывается.
  • Когда из испарителя начинает выходить пар с температурой, превышающей установку ТРВ, то регулировочный элемент ТРВ открывается.
  • Пройдя ТРВ и попав в испаритель, хладагент начинает закипать, переходя, таким образом, в газ. В процессе этого он сильно охлаждается. Испаритель является маленьким радиатором, который охлаждается ледяным хладагентом.
  • С помощью вентилятора воздух, обдувая испаритель, также охлаждается и, попав в салон машины, охлаждает его.  Выйдя из испарителя, газообразный хладагент снова приходит в компрессор и рабочий круг замыкается.
  • Таков принцип работы данной схемы автокондиционера.
  • При работе автокондиционера по второй схеме, на выход испарителя ставится аккумулятор, задачей которого является устранение влаги, находящейся в хладагенте,  с последующим перегревом хладагента, который может пойти из испарителя.
  • Таким образом, задача ресивера-осушителя возложена на аккумулятор и фильтрующий элемент, находящийся в расширительной трубке.
  • На аккумулятор возложена функция предохранения компрессора от поступления в него жидкого хладагента, что может привести к его поломке из-за гидроудара, так как жидкости не сжимаются.
  • Кондиционер по данной схеме функционирует периодически, запускаясь и останавливаясь командами, поступающими из блока управления в соответствии с данными, приходящими от датчиков температуры и датчиков давления.
  • Также каждый автомобиль имеет в схеме кондиционирования ряд датчиков, обеспечивающих безопасную и надежную работы системы. В зимнее время года, когда температура под капотом машины существенно снижается, датчик температуры окружающей среды не допускает работу автокондиционера.
  • Рассмотрим подробнее устройство отдельных составляющих кондиционера.
  • Испаритель представляет собой небольшой радиатор, выполненный из таких материалов, как алюминий или медь. Размещается обычно под «торпедой» в салоне автомобиля. Существуют также подвесные модели испарителей. Испаритель должен иметь максимальную теплоотдачу при минимальных размерах.
  • Воздух, поступающий извне или из салона автомобиля, прогоняется с помощью вентилятора через испаритель, имеющий ребра на трубках. В процессе этого температура воздуха понижается и он осушается. Образующийся конденсат удаляется из автомобиля по дренажной трубке.
  • Климат, благодаря этому, в салоне машины становится более комфортным.
  • Конденсатор или радиатор кондиционера – это тот же теплообменник, выполненный из алюминиевого сплава или медного. Расположен он обычно спереди радиатора охлаждения мотора. Самые распространенные виды конденсаторов –  ленточный, он же серпантинный, и многопроточный (MFC).
  • Задача конденсатора – преобразование газообразного разогретого хладагента в состояние жидкости. При этом образующееся тепло отдается в атмосферу.
  • Как следствие происходит постепенное разрушение и нарушение нормального функционирования системы. Поэтому рекомендуется периодически мыть радиатор кондиционера несильной струей воды.
  • ТРВ или расширительная трубка представляют собой клапаны, регулирующие поток хладагента в системе. Как правило, они устанавливаются на входе испарителя.
  • ТРВ, который в наше время применяется все реже, имеет подвижные элементы, которые могут выйти из строя, как в открытом, так и в закрытом состоянии. Это приводит к нарушению функции охлаждения.
  • При этом поломка в закрытом состоянии более опасна, так как прерывается поток хладагента.
  • Расширительная трубка лишена подвижных элементов, и поток хладагента, который проходит через отверстие в ней, примерно 1,54 мм, регулируется циклическим включением и выключением системы.
  • Однако, несмотря на наличие входных защитных фильтров в обеих системах (с ТРВ и расширительной трубкой), эти отверстия могут забиваться грязью, что приводит к ограничению потока хладагента и масла.
  • Поэтому, технически грамотное обслуживание системы является очень важным.
  • А теперь о запахах. Если неприятный запах исходит из системы кондиционирования, то причину я рекомендую искать в испарителе. Та влага, которая конденсируется на испарителе, фильтрует воздух и задерживает грязь.
  • И что же происходит с этой грязью? Эта грязь, растворенная в конденсированной влаге, удаляется с помощью дренажной трубки, выходящей из корпуса испарителя.
  • При этом  можно заметить, как капает вода в процессе работы кондиционера (обычно за правым передним колесом).
  • В случае, если дренажная трубка засоряется мусором, попавшим через воздухозаборник (тополиный пух, листья и т.п.), испаритель превращается в место, где начинается процесс гниения, что со временем, приводит к появлению неприятного гнилостного запаха.

Также очень важным моментом, на которой стоит обратить внимание, является зимнее включение автокондиционера. Это требуется для поддержания всех уплотнительных и соединительных элементов в хорошем состоянии, так как не получив необходимую долю смазки, находящуюся в хладагенте, они могут подсыхать, что приводит к риску утечки хладагента.

Источник: http://MineAvto.ru/remont/obogrev-i-ohlazhdenie/shema-raboty-ustrojstva-avtokonditsionera-2917.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector