Как работает компрессор кондиционера
Moto-sol.ru

Автомобильный портал

Как работает компрессор 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).

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 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.

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 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, 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 кондиционера изготавливается 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 (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.

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.

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.

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 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.

Читать еще:  Как работает эра глонасс на автомобиле

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 и принцип работы компрессора кондиционера

Автомобильный кондиционер является довольно сложной и дорогостоящей системой. Он обеспечивает охлаждение воздуха в салоне, поэтому его поломка, особенно летом, вызывает у водителей массу неудобств. Ключевым компонентом в системе кондиционирования является компрессор кондиционера. Рассмотрим подробнее его устройство и принцип работы.

Как работает кондиционер в автомобиле

Компрессор сложно представить в отрыве от всей системы, поэтому вначале кратко рассмотрим принцип работы системы кондиционирования. Устройство автомобильного кондиционера не отличается от устройства холодильных установок или бытовых кондиционеров. Это замкнутая система с магистралями, в которых находится хладагент. Он циркулирует по системе, поглощая и отдавая тепло.

Схема работы автомобильного кондиционера

Компрессор выполняет основную работу: отвечает за циркуляцию хладагента по системе и делит ее на контуры высокого и низкого давления. Сильно разогретый хладагент в газообразном состоянии и под высоким давлением поступает от нагнетателя в конденсер. Затем он превращается в жидкость и проходит через ресивер-осушитель, где из него выходит вода и мелкие загрязнения. Далее, хладагент попадает в расширительный клапан и испаритель, который представляет собой небольшой радиатор. Там происходит дросселирование хладагента, сопровождающееся сбросом давления и понижением температуры. Жидкость вновь переходит в газообразное состояние, охлаждается и конденсируется. Вентилятор гонит охлажденный воздух в салон автомобиля. Далее, уже газообразное вещество с низкой температурой поступает обратно в компрессор. Цикл повторяется вновь. Часть системы с горячим хладагентом относится к зоне высокого давления, а с холодным – к зоне низкого давления.

Виды, устройство и принцип работы компрессора

Компрессор представляет собой нагнетатель вытеснительного типа. Он начинает свою работу после включения кнопки кондиционера в салоне автомобиля. Устройство имеет постоянное ременное соединение с двигателем (привод) через электромагнитную муфту, которая позволяет запускать установку, когда это необходимо.

Компрессор кондиционера

Нагнетатель всасывает охлажденный хладагент в газообразном состоянии из зоны низкого давления. Далее, за счет сжатия повышается давление и температура хладагента. Это главные условия для его расширения и дальнейшего охлаждения в расширительном клапане и испарителе. Для повышения срока службы составных частей компрессора используется специальное масло. Часть его остается в нагнетателе, другая часть растекается по системе. На компрессоре размещен предохранительный клапан, который защищает установку от превышения давления сверх нормы.

Различают следующие виды компрессоров в климатических установках:

  • аксиально-поршневые;
  • аксиально-поршневые с вращающимся наклонным диском;
  • лопастные (роторные);
  • спиральные.

Наиболее широкое распространение получили аксиально-поршневые и аксиально-поршневые нагнетатели с наклонным вращающимся диском. Это наиболее простой и надежный вариант устройства.

Аксиально-поршневой нагнетатель

Приводной вал компрессора приводит в движение наклонный диск, который, в свою очередь, образует возвратно-поступательное движение поршней в цилиндрах. Поршни двигаются параллельно валу. Количество поршней может отличаться в зависимости от модели и конструктивного решения. Их может быть от 3 до 10. Таким образом, формируется такт работы. Клапана открываются и закрываются. Происходит всасывание и нагнетания хладагента.

Аксиально-поршневой компрессор

Мощность климатической установки зависит от максимальной частоты вращения компрессора. Часто производительность зависит от скорости двигателя. Диапазон частоты вращения нагнетателя находится от 0 до 6 000 об/мин.

Чтобы убрать зависимость работы компрессора от скорости работы двигателя, используются компрессоры с изменяемым рабочим объемом. Это достигается путем применения вращающегося наклонного диска. Угол наклона диска меняется с помощью пружин, что корректирует производительность всей климатической установки. В компрессорах с постоянным аксиальным диском регулировка происходит в результате отключения и включения электромагнитной муфты.

Привод и электромагнитная муфта

Электромагнитная муфта обеспечивает связь работающего двигателя и компрессора во время включения кондиционера. Муфта состоит из следующих компонентов:

  • ременной шкив на подшипнике;
  • электромагнитная катушка;
  • подпружиненный диск со ступицей.

Устройство электромагнитной муфты

Двигатель посредством ременного соединения приводит в движение шкив. Подпружиненный диск соединен с приводным валом, а электромагнитная катушка с корпусом нагнетателя. Между диском и шкивом имеется небольшой зазор. Когда включается кондиционер, электромагнитная катушка создает магнитное поле. Подпружиненный диск и вращающийся шкив соединяются. Компрессор начинает свою работу. Когда кондиционер выключается, пружины отводят диск от шкива.

Возможные неисправности и режимы отключения компрессора

Как уже было сказано, климатическая установка в автомобиле – это сложная и дорогая система. Ее «сердцем» является компрессор. Наиболее частые поломки кондиционера связаны именно с этим элементом. Проблемами могут стать:

  • неисправность электромагнитной муфты;
  • выход из строя подшипника шкива;
  • утечка хладагента;
  • перегорание предохранителя.

Подшипник шкива испытывает большие нагрузки и часто выходит из строя. Это обусловлено его постоянной работой. Поломку можно определить по непривычному звуку.

Именно компрессор кондиционера выполняет большую часть механической работы в климатической установке, поэтому он нередко выходит из строя. Этому также способствуют плохие дороги, неисправность других узлов, неправильная работа электрооборудования. Для ремонта потребуются специальные знания и умения. Лучше обратится в сервисный центр.

Также есть некоторые режимы, при которых происходит отключение компрессора, предусмотренное системой:

  • очень высокое (выше 3 МПа) или низкое (ниже 0,1 МПа) давление внутри нагнетателя и магистралей (показывают датчики давления, пороговые значения могут отличаться в зависимости от производителя);
  • низкая температура воздуха снаружи;
  • чрезмерно высокая температура охлаждающей жидкости (выше 105˚C);
  • температура испарителя ниже примерно 3˚C;
  • открытие дроссельной заслонки более 85%.

Чтобы более точно определить причину неисправности, можно воспользоваться специальным сканером или обратиться за диагностикой в сервисный центр.

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).

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 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.

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 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.

Читать еще:  Как работает двигатель автомобиля

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, 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 кондиционера изготавливается 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 (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.

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.

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.

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 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».

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.
Читать еще:  Как работает печка на ваз 2107

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


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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector