Во время летней жары холодное дуновение автомобильного кондиционера наполняет салон машины комфортом. Не все водители понимают, как функционирует это устройство. Прочитав статью, вы узнаете принцип работы кондиционера автомобиля, а также особенности работы его составляющих. Это поможет понять, нужен ли кондиционер в автомобиле и стоит ли его установка тех денег, которые запросят в мастерской.

Как работает кондиционер

Вне зависимости от типа или модификации, общий принцип работы автокондиционеров одинаков:

1. Двигатель вращает шкив с электромуфтой, к которому подключен компрессор.
2. Компрессор сжимает хладагент (фреон), из-за чего последний нагревается.
3. Горячий хладагент, остывая, сжижается в радиаторе (конденсаторе).
4. Сжиженный хладагент расширяется в радиаторе (испарителе).
5. Вентилятор поставляет холодный воздух в салон, обдувая испаритель.
6. Ресивер-испаритель защищает компрессор от сжиженного газа, который невозможно сжать.
7. Координирует работу всех элементов управляющий блок.

Принцип работы этого устройства аналогичен тому, который используют в обычном холодильнике.

Для охлаждения воздуха используют эффект понижения температуры при расширении газов, отличие в том, что холодильник охлаждает замкнутую камеру, а кондиционер воздействует на воздушный поток.

Детали кондиционера

Чтобы лучше понять, как происходит процесс охлаждения воздуха, необходимо разобраться, как работает каждое устройство этой системы. Если вы будете понимать принцип, лежащий в основе работы каждого агрегата, то сможете хотя бы приблизительно определять, когда кондиционер работает неправильно. Это поможет вовремя провести диагностику.

Компрессор

Для создания необходимого давления газа используют многопоршневой компрессор. На валу с определенным углом отклонения установлена толстая стальная пластина, благодаря которой двигаются поршни. Герметичность цилиндров обеспечивают резиновые уплотнители. Чтобы компрессор не работал постоянно, на валу установлена электромагнитная муфта, которая соединяет это устройство и шкив. Благодаря этому шкив, подключенный к приводному ремню двигателя, крутится постоянно, однако, само устройство включается лишь после подачи напряжения на соленоид электромуфты.

Конденсатор

Конденсатор от радиатора системы охлаждения отличают лишь экстремальные температуры и особый наполнитель, а общий принцип работы тот же. Компрессор наполняет конденсатор раскаленным газом, из-за чего последний отдает тепловую энергию, превращаясь в жидкость и теряя давление. Когда двигатель вращается медленно, компрессор снижает напор хладагента, из-за чего уменьшается и выделяемая тепловая энергия. Это позволяет снизить скорость вращения вентилятора и создаваемый им воздушный поток. Во время движения машины, входящий через решетку радиатора воздушный поток также помогает охлаждать конденсатор. Когда мотор долгое время работает на холостых, эффективность охлаждения падает и вентилятор увеличивает скорость вращения лопастей. Штатный вентилятор системы охлаждения не всегда может обеспечить правильную работу кондиционера, поэтому снаружи устанавливают еще один электрический вентилятор, увеличивающий воздушный поток.

Испаритель и вентилятор

Сжатый до жидкого состояния хладагент поступает в это устройство и снова переходит в газообразное состояние. Из-за этого температура хладагента снижается до отрицательной, что приводит к сильному охлаждению испарителя. Забортный воздух поступает из подкапотного пространства благодаря разряжению, создаваемому вентилятором. Салонный фильтр очищает поступающий воздух от пыли и загрязнений, после чего он обдувает испаритель. Вентилятор, в зависимости от режима работы кондиционера, меняет скорость вращения, что позволяет увеличивать или снижать обдув испарителя. Этот принцип охлаждения входящего воздуха одинаков для любых моделей кондиционеров и систем климат-контроля.

Ресивер

В некоторых случаях газ не полностью выкипает, и по трубкам продолжает движение жидкость. Если она попадет в компрессор, он разрушится из-за гидроудара, ведь жидкость невозможно сжать. Чтобы избежать повреждения этого устройства, между испарителем и компрессором устанавливают ресивер (аккумулятор). Это устройство использует тот же принцип, что и испаритель — попадая в ресивер, газ получает возможность расшириться, благодаря чему выкипают даже небольшие капельки жидкости.

Управляющий блок

Единственное отличие между обычным кондиционером и более продвинутым климат-контролем кроется в управляющем блоке, поддерживающем подключение различных датчиков, а общий принцип одинаков – управление компрессором и вентиляторами. Управление кондиционером сводится к подаче напряжения на электромуфту компрессора и регулировке скорости вращения вентиляторов. Для этого и нужно коммутирующее устройство, ведь кнопки и потенциометры, установленные на передней панели автомобиля, не рассчитаны на подключение мощной нагрузки. Подключение к управляющему блоку контроллера и различных датчиков, а также возможность менять направление движения входящего воздуха, чтобы он шел через испаритель, превращает кондиционер в систему климат-контроля.

Обслуживание кондиционера

Самостоятельное обслуживание, не требующее специального оборудования, заключается в своевременной замене салонного фильтра и оценке работы кондиционера. Фильтр необходимо менять каждые 15–20 тысяч километров. Если вы часто пользуетесь кондиционером или эксплуатируете машину в условиях сильной запыленности, сократите пробег до 7–12 тысяч километров. Это защитит вас от появления неприятного запаха в салоне. Если кондиционер вдруг начал хуже работать, а замена салонного фильтра не помогла, необходимо проверить количество хладагента. Это можно сделать, измерив давление в системе и сравнив его с необходимым. 

Все данные о давлении написаны на небольшой металлической табличке, закрепленной на внутренней стороне капота или на задней стенке подкапотного пространства. Эту табличку монтируют во время установки кондиционера.

Стоимость установки и обслуживания кондиционера

Система кондиционирования воздуха в автомобиле

СОДЕРЖАНИЕ:

• Хладагент
• Ресивер
• Редукционный клапан
• Испаритель
• Компрессор
• Конденсатор
• Датчики давления
• Видео: Общие сведения о системе кондиционирования воздуха

Система обогрева воздуха в салоне автомобиля не способна обеспечивать необходимый температурный режим. При температуре окружающего воздуха превышающей 20°С необходимо его охлаждения для создания комфортных условий водителю и пассажиров. Для решения этой задачи применяются системы кондиционирования. Схема системы кондиционирования показана на рисунке:

Рис. Система кондиционирования воздуха в автомобиле:
1 – компрессор; 2 – электрическая муфта; 3 – конденсатор; 4 – вспомогательный вентилятор; 5,7 – датчик давления; 6 – рессивер-осушитель; 8 – температурный выключатель; 9 – термодатчик; 10 – поддон для конденсата; 11 – испаритель; 12 – вентилятор испарителя; 13 – выключатель вентилятора; 14 – редукционный клапан

Хладагент

Система заполняется хладагентом, который в зависимости от температуры и давления может переходить из газообразного в жидкое состояние и наоборот. Хладагент — это газ, которым заполняется система. До недавнего времени хладагентом автомобильных кондиционеров был фреон R12 . После опубликования теории разрушения озонового слоя земной атмосферы хладфторуглеродами, содержащимися в хладагенте R12, его применение сократилось.

В современных системах кондиционирования используется фреон R134а (тетрафторэтан), который считается «экологически чистым». Этот хладагент относится к классу гидрофторуглеродов (HFC), не содержит хлора и не очень вреден, но эффективность его на 10-15% ниже, чем у R12, и он более текуч. Однако для эффективной работы автомобильных кондиционеров, использующих R134a, требуется более высокое рабочее давление. Применение хладагента R134а привело к усложнению систем кондиционирования. Необходимо отметить, что новый и старый хладагенты несовместимы, так как несовместимы компрессорные масла, заправляемые вместе с ними.

Ресивер

При определенной температуре и определенном давлении охлажденный хладагент конденсируется и переходит в жидкое состояние. Снизу хладагент выходит из конденсатора и в жидком состоянии поступает в ресивер-осушитель, состоящий из ресивера и осушителя, устанавливаемый на выходном трубопроводе конденсатора перед испарителем. Ресивер-осушитель не только обеспечивает хранение хладагента, но фильтрует его и удаляет влагу (иногда фильтр устанавливается отдельно от ресивера). Влага удаляется с помощью специального адсорбента, который имеет ограниченный срок службы.

Ресивер 5 служит для сглаживания колебаний потока хладагента.

Рис. Ресивер-осушитель:
1 — подача хладагента от конденсатора; 2 — подача хладагента к редукционному клапану; 3 – осушитель; 4 – фильтр-сетка; 5 — ресивер

В осушителе 3 происходит удаление влаги, которая проникла в контур хладагента при монтаже или из окружающей среды, а также осаждаются продукты износа частей компрессора, грязь, попавшая в контур при монтаже и прочие инородные примеси. Ресивер-осушитель может снабжаться смотровым окном для контроля за количеством хладагента. В случае выхода из строя ресивер-осушитель не ремонтируется и подлежит замене.

Редукционный клапан

После осушителя хладагент поступает к редукционному клапану. В редукционном клапане перед испарителем понижается давление жидкого хладагента, что приводит к охлаждению испарителя. Редукционный клапан находится на границе разделения сторон низкого и высокого давления контура хладагента. В клапане происходит регулирование потока хладагента к испарителю в зависимости от температуры паров хладагента на выходе из испарителя, поэтому в испарителе испаряется столько хладагента, сколько необходимо для поддержания равномерного «холода» в испарителе.

Если повышается температура хладагента, выходящего из испарителя, то хладагент расширяется в термостате 4, установленном на редукционном клапане. Мембрана 3 при этом прогибается и поток хладагента через шариковый клапан 2 к испарителю увеличивается.

Рис. Редукционный клапан:
1 – регулировочная пружина; 2 – шариковый клапан; 3 – мембрана; 4 – термостат с сенсорной трубкой и хладагентом

Термостатический расширительный клапан функционирует под действием трех сил:

• 1-я давление в сенсорной трубке зависит от температуры сильно нагретого хладагента. Это давление действует в качестве силы отпирания (PFu) на мембрану
• 2-я давление в испарителе (PSa) действует на мембрану в противоположном направлении
• 3-я давление регулировочной пружины (PFe) действует в том же направлении, как и давление в испарителе

Редукционный клапан разбрызгивает охлажденную жидкость, подавая ее в испаритель.

Испаритель

Испаритель ускоряет процесс испарения. Для этого он имеет большую поверхность и является теплообменником между хладагентом и окружающим воздухом. Хладагент, прошедший через редукционный клапан, став легкоиспаряющимся с низким давлением, при прохождении в туманообразном состоянии через трубопровод алюминиевого испарителя, под действием потока воздуха от вентилятора, испаряясь превращается в газ при температуре -2°С и давлении 2,0 кг/см2. При этом рёбра трубопровода испарителя становятся холодными от теплоты парообразования, и воздух внутри автомобиля становится прохладным. Кроме того, влага, содержащаяся в воздухе, от охлаждения превращается в воду и вместе с пылью по спусковому трубопроводу стекают в поддон для конденсата и затем на землю.

Компрессор

Газообразный хладагент по трубопро­воду поступает в компрессор, который приводится в действие от вала двигателя. Компрес­сор сжимает газ до высокого давления. Компрессор работает от муфты, которая приводится в действие шкивом коленчатого вала через приводной ремень. Если на электромагнит муфты не подается напряжение, то вращается только сам шкив муфты компрессора и не вращается вал компрессора. При подаче напряжения на магнитную муфту диск и втулка муфты перемещаются назад и соединяются со шкивом. Шкив и диск под действием сил становятся едиными и приводят во вращение вал компрессора.

Компрессоры климатических установок бывают различного типа:

• поршневые нагнетатели
• спиральные нагнетатели
• лопастные нагнетатели
• аксиально-поршневые нагнетатели с вращающимся наклонным диском
• с приводом от электродвигателя

Наибольшее распространение для систем кондиционирования нашли компрессоры с переменной производительностью аксиально-поршневого типа.

Рис. Схема аксиально-поршневого компрессора переменной производительности с вращающимся наклонным диском:
1 – шкив; 2 – электромагнит; 3 – наклонная шайба; 4 – поршень; 5 – крышка блока цилиндров насоса; 6 – клапаны

С ведущим валом компрессора соединена наклонная шайба, которая при своем вра­щении перемещает несколько (5…7) поршней. Корпус с цилиндрами закрыт крышкой с си­стемой клапанов. Производительность компрессора определяется заданной температурой охлаждения. У таких компрессоров может изменяться наклон шайбы, что приводит к изменению хода поршней и, следовательно, производительности. Компрессоры этих типов оказывают меньшее влияние на работу двигателя при включении муфты, что очень важно для маломощных двигателей. Кроме того, они обеспечивают большую стабильность заданной температуры.

Компрессор, в зависимости от частоты вращающегося его вала превращает газообразное состояние хладагента низкого давления, идущего от испарителя, в газ высокой температуры и высокого давления (80°С, 15 кг/см2).

Смазка компрессора производится специальным компрессорным маслом, циркулирующим по всей системе вместе с хладагентом. В системах, работающих с фреоном R12, применяются минеральные масла, с R134а – полиалкиленово-гликолевое (PAG). При смешивании этих масел образуется мутная густая масса, приводящая к выходу из строя системы кондиционирования, и в первую очередь компрессора. При дозаправке кондиционера хладагентом и доливке масла используются только те компоненты, которые предназначены для данной системы. Как правило, в моторном отсеке автомобиля есть наклейки, указывающие тип хладагента, его количество и соответствующий ему тип и количество масла (наклейки для R134а – зеленого цвета, для R12 – желтого).

Конденсатор

От компрессора горячий газообразный хладагент с температурой около 50…70° C подается в конденсатор, который служит для превращения газообразного высокотемпературного хладагента, идущего от компрессора в жидкое состояние выделением тепла в атмосферу. Конденсатор состоит из изогнутых трубок, которые соединены перегородками и имеет большую поверхность охлаждения, чем достигается высокая теплопередача. Трубки и ламели конденсатора воспринимают тепло хладагента. Количество выделяемого хладагентом тепла в конденсаторе определяется количеством поглощенного испарителем тепла из окружающей среды и работой компрессора, необходимой для сжатия газа. Для конденсатора результат теплоотдачи прямо влияет на эффект охлаждения холодильной установки, поэтому, обычно он устанавливается на самой передней части автомобиля и принудительно охлаждается воздухом вентилятора системы охлаждения двигателя или дополнительным вентилятором и потоком воздуха, возникающим при движении автомобиля. Холодный наружный воздух проходит через конденсатор, забирает тепло, благодаря чему хладагент охлаждается.

Датчики давления

Система кондиционирования снабжается датчиками давления 5 и 7, которые не позволяют включать работу системе при давлении хладагента в системе ниже определенной величины. Для контроля температурного режима работы системы предусмотрены температурные датчики 8 и 13.

Видео: Общие сведения о системе кондиционирования воздуха

Оборудование для кондиционирования воздуха | Автооборудование Best Buy

Адаптеры переменного тока, муфты и баки

Mastercool 85532-10 Комплект прокладок из 10 шт. для 85530 — MSC85532-10

Цена по прейскуранту: 12,40 долл. США

1/4 FL-F x 1/2 ACME-M Зарядный адаптер

Цена по прейскуранту: 9,36 долл. США

Впускной клапан Mastercool 85510 R-134a — MSC85510

Цена по прейскуранту: 16,43 долл. США

Малый шланг Шредера в сборе с быстроразъемной муфтой

Цена по прейскуранту: 22,10 долл. США

Прямой переходник 1/4″ MFL x 3/16″ FF из твердой латуни

Цена по прейскуранту: 31,25 долл. США

Robinair 40083 Прокладки 1/4 для шлангов и адаптеров (упаковка из 6 шт.) — ROB-40083

Цена по прейскуранту: 23,63 долл. США

1/4″ MFL x 3/16″ FF 90-градусный переходник из цельной латуни

Цена по прейскуранту: 36,68 долл. США

ATD Tools Низкая сторона R134a Муфта — ATD-3652

Старая цена: $52,37

ATD Tools High Side R134a Муфта — ATD-3653

Цена по прейскуранту: 52,37 долл.