Как работает автомобильный кондиционер?

Разновидности систем кондиционирования воздуха для автомобилей

Существует несколько различных вариантов устройства автомобильных систем кондиционирования. Практически все применяются в равной степени на практике – то есть, внедряются в конструкции современных легковых (грузовых) автомобилей и успешно эксплуатируются.

Система #1: схемный вариант холодильной автомобильной установки

Это схема, где используется  расширительный клапан для регулировки производительности, а в качестве конденсатора применяется конструкция с параллельным потоком. Испаритель применяется пластинчатого типа с рёбрами.

Первая схемная вариация автомобильного кондиционера: 1 – пластинчатый испаритель; 2 – компрессор; 3 – конденсатор параллельного потока; 4 – фильтр-осушитель; 5 – решётка бампера и вентилятор; 6 – расширительный клапан (регулирующий вентиль); A, B, C, D – фазы хладагента

Система #2: схемный вариант холодильной автомобильной установки

Несколько другая схемная вариация, где применяется принцип кондиционирования воздуха внутри салона автомобиля с блоком термического расширения. Также этой схемой предусматривается использование конденсатора серпантинной конструкции в паре с таким же серпантинным испарителем.

Схемная вариация немного иного исполнения: 1 – серпантинный испаритель; 2 – компрессор; 3 – серпантинный конденсатор; 4 – фильтр-осушитель; 5 – решётка бампера с вентилятором; 6 – запорный расширительный клапанный блок

Система #3: схемный вариант холодильной автомобильной установки

Очередная немного изменённая схемная вариация, где применяется принцип кондиционирования воздуха внутри салона автомобиля с регулировкой подачи хладагента через жиклёр.

Схема предусматривает установку конденсатора пластинчатого типа параллельного потока совместно с ребристым трубчатым испарителем. Также здесь используется новый элемент — аккумулятор.

Третье по счёту схемное решение автомобильного кондиционера: 1 – трубчатый ребристый испаритель; 2 – аккумулятор; 3 – компрессор; 4 – конденсатор параллельного хода; 5 – регулировочный жиклёр; 8 – решётка бампера с вентилятором

Система #4: схемный вариант холодильной автомобильной установки

Ещё одна сдвоенная схемная вариация, где применяется принцип кондиционирования воздуха внутри салона автомобиля с уравнительными расширительными клапанами.

Здесь также задействованы последовательно соединённые конденсаторы серпантинной конструкции. Однако испарители, тоже серпантинного исполнения, соединены параллельно. Применяются электрические клапаны запора потока хладагента.

Сдвоенная схема системы кондиционирования автомобиля: 1 – серпантинные испарители; 2 – компрессор; 3 – серпантинные конденсаторы; 4 – фильтр-осушитель; 5 – электрические запорные клапана

Характерные неисправности устройства и как с ними бороться?

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

1. 1. 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.
   2. 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.
   3. 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.
   4. Если засорился испаритель, кондер будет работать неэффективно. Такая неисправность сопровождается появлением неприятного запаха в работе кондера.
   5. 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.
   6. 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 (автор видео — канал Чистка кондиционера (Главная дорога НТВ).

https://youtube.com/watch?v=8A9SKCyihr8

История автомобильного кондиционера

Автомобильная система кондиционирования воздуха – специальная установка, помещаемая в автомобиль для нормализации микроклимата. Устройство призвано снижать температуру воздуха, делая её комфортной для водителя и пассажиров. Отдельные новые модели помогают очищать состав от запахов и влаги. В современных авто эта система является составным компонентом цепочки отопления и вентиляции, но для комфорта пользования их делают независимыми.

По внешнему виду старые установки радикально отличаются от новых. Автомобильный кондиционер тех времён с трудом помещался в багажник среднего размера из-за собственной громоздкости. Ещё один недостаток – незначительная эффективность и отсутствие минимальной системы управления, не было даже термостата. Безусловно, высокая цена в комплексе с небольшой работоспособностью не позволили установке выйти на мировые продажи.

Популярность функция обрела после 1941 года. В это время оснащение ввели в список опционного. Уже в 1952—1954 устройство работало в большинстве автомобилей американского производства. В США использовали крайслеровский кондиционер AirTemp. Он состоял из основного блока, помещённого в багажное отделение, но был компактнее. Управление отличалось простотой, работа обеспечивалась трёхпозиционным переключателем. Эффективность – повышенная, за несколько минут система охлаждала салон от 50 до 30 градусов. Ещё одно преимущество – бесшумная работа. Техника стала «умнее», усовершенствовали систему управления охлаждённым потоком в режиме рециркуляции. Воздух извне проходил сквозь решётки, расположенные на крыльях авто, что позволяло предотвратить его застой.

Как выглядит первая модель кондиционера

Автомобильный кондиционер существенно отличался от привычного современного, но его популярность в то время стала причиной роста цен. Авто, оснащённые системой охлаждения, стоили гораздо дороже, несмотря на все её несовершенства. Недостаточная эффективность не связана с самим оборудованием, причина неполадок заключалась в недостаточной мощности старых двигателей. Нормальное кондиционирование срабатывало только при движении на трассе.

Этапом революции был признан 1954 год. Тогда в машины была внедрена полноценная встроенная система вентиляции и отопления. Все её элементы уменьшились в размерах и не отнимали свободное пространство в багажнике, размещались под капотом. Они активно устанавливались на авто марки «Форд» высокого и среднего ценового сегмента. К началу 60-х кондиционеры были в 20% машин Америки, но массовое распространение произошло лишь в 70 годах. Тогда их внедряли более чем в 50% авто с датой выпуска от 1959 года.

Автомобильный кондиционер Ford 1950-х гг.

До стран Европы прогресс не дошёл вплоть до 80-х годов. Отечественный автопром заинтересовался охладительными системами и внедрил их в своё детище позднее. Первой машиной с кондиционером стал ЗИЛ-111. Доныне принципиальных отличий в устройстве и функциональных возможностей нет. Основное отличие в использовании компьютерного контроля и особых систем управления. Устройства стали долговечными, работоспособными и эффективными. Ещё одно преимущество – высокая безопасность, допустимо использовать всяческие фильтры, очищающие воздушные массы от пыли и бактерий.

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.

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.

Принцип действия автокондиционера

Автомобильную систему кондиционирования воздуха условно разделяют на две стороны: всасывающую и нагнетающую. Граница проходит через компрессор и расширительный клапан. Если нагнетатель не функционирует, давление в обеих частях устройства будет постоянной величиной, но зависимой от температуры окружающей среды (подкапотного пространства).

Давление в обеих частях системы измеряют, подключая дополнительное оборудование с сервисным штуцером. Оно будет зависеть от количества вещества внутри системы. На всасывающей стороне располагается испаритель и трубопровод, посредством которого хладагент поступает на всасывание. На компрессоре находится датчик низкого и высокого давления.

После включения электромагнитной муфты газ сжимается, температура возрастает, а потом он поступает в конденсатор, где происходит переход из газообразной фазы в жидкую. В тёплом виде компонент поступает в осушитель, где проходит очищение и фильтрация, далее по схеме идёт расширительный клапан (фреон охлаждается и превращается обратно в газ) и испаритель. Именно в испарителе тёплый воздух входит в контакт с холодными трубками, охлаждается и возвращается обратно в салон авто. Затем происходит всасывание фреона через компрессор для повторной цикличной работы.

Область от компрессора до расширительного клапана находится под высоким давлением со значением от 5 до 30 бар.

Несмотря на некоторые отличия в строении замкнутой цепи, охлаждение воздуха происходит одинаково, процесс запускается после включения кондиционера. Правильную работу контролирует бортовая сеть – специальные датчики, которые в случае неисправности обеспечивают отключение.

Кондиционер автомобиля — подключение привода компрессора

Система приводной связи содержит:

• кронштейн для крепления компрессора к двигателю,
• шкив под ремень с регулировкой силы натяжения,
• приводной ремень,
• дополнительный приводной шкив для коленчатого вала (опция).

Изготовленный из пластин чугуна, стали или алюминия, кронштейн крепления демонстрирует эффективные качества поглощения шума, особенно на конструкциях поршневых компрессоров.

Конструкция фрикциона автомобильного кондиционера: 1 – передняя дисковая панель; 2 – шайба передней дисковой панели для регулировки воздушного зазора; 3 – стопорное пружинное кольцо шкива; 4 – шкив; 5 – подшипник шкива; 6 – катушка возбуждения

Для включения сцепления необходимо активировать катушку возбуждения. Катушка возбуждения фактически является электромагнитом.

При подаче питания такой магнит формирует силу притяжения, фиксируя вместе шкив ротора и прижимную пластину. В результате активируется вращение внутренних частей компрессора, создаётся давление и циркуляция хладагента.

Кондиционер автомобиля — система смазки компрессоров

Хладагент R134a, по сути, является частью системы смазки кондиционеров. Поэтому недопустимо пытаться запускать автомобильную систему кондиционирования в работу без хладагента. Если пренебречь этим требованием, компрессор автомобильного кондиционера работает без смазки, что чревато внутренними повреждениями.

Рекомендуется применять смазки для автомобильных кондиционеров, подобные продукту «PAOil». Это один из достойных примеров масла для автомобильных компрессоров. Смазочный продукт «PAOil» — это полиальфа-олефин, но не полиалкиленгликоль или сложный эфир.

Продукт «PAOil» представляет полностью синтетическое масло, тщательно смешанное, пригодное для любых автомобильных компрессоров кондиционеров.

Это неагрессивное, безопасное масло, которое не воздействует на уплотнения или резиновые шланги, совместимое с другими смазочными материалами. Продукт негигроскопичный.

Таблица: свойства смазочных масел компрессоров кондиционеров автомобилей

Для сравнения продукта «PAOil» с маслами на основе полиалкиленгликоля, следует отметить меры предосторожности, которые необходимы в случаях использования масла на основе полиалкиленгликоля (PAG):

• не допускается попадание масла PAG на кожу тела или лакокрасочное покрытие автомобиля;
• не допускается вдыхать пары смеси масла PAG и фреона R134a;
• учитывая высокую степень гигроскопичности, открывать контейнеры следует непосредственно перед использованием. Закрыть контейнеры сразу после использования.

При помощи информации: AriaZone

1 Устройство приборов

Системы кондиционирования сокращённо называют СКВ. Они позволяют подобрать и претворить в жизнь подходящие климатические условия в помещении — остудить воздух в жару или нагреть его зимой. Дополнительно приборы увлажняют и высушивают его, фильтруют и ионизируют. Эти параметры не зависят от состояния микроклимата в комнате. Но не стоит включать систему на улице при температуре, которая запрещена производителем. Всё оборудование можно разделить на две группы:

• комфортное;
• технологическое.

В производстве необходимы такие СКВ кондиционеры, которые позволят соблюдать микроклимат с точностью до 95%. От этого зависит работа многой электроники, а также уровень содержания углекислого газа в помещении. Некоторые модели предназначены для монтажа в больницах, детских садах, школах и офисах.

Нормальный состав воздуха обеспечивается конструкциями, которые постоянно увеличивают кратность обмена потоков. Недостаток или избыток углекислоты в комнатах вредит здоровью. В устройстве любой системы кондиционирования воздуха в помещении находятся такие элементы:

• компрессор, который сжимает и всасывает охлаждающее вещество;
• два теплообменника (конденсатор и испаритель), передающие энергию окружающей среде от фреона;
• вентиляторы и несколько типов фильтров (механической и тонкой очистки);
• автоматическая плата управления, обеспечивающая контроль работы электронных деталей;
• регулирующая трубка для дозированного поступления жидкого охладителя в испаритель из конденсатора;
• клапан для перенаправления вещества в другую сторону при тёплом режиме работы.

Полезные советы по эксплуатации автомобильного кондиционера

Продлить срок службы автомобильного кондиционера помогут такие советы:

1. Промывка конденсора и двигательного отсека от соляных отложений каждую весну.
2. Следует включать кондиционер (даже в холодное время) хотя бы 1 раз в месяц. Если автомобиль стоит долгое время, то раз в неделю надо включать кондиционер на 7-10 минут, чтобы увеличить работу устройства.
3. Регулярная проверка надёжности крепления фреонопровода.
4. Если на улице жара, перед включением прибора нужно открыть все окна в авто на несколько минут.
5. 1-2 раза в год следует пополнять запас фреона, поскольку он в любом случае улетучивается через резьбовые соединения.
6. Запускать кондиционер можно при обеспечении герметичности в салоне, нужно поднять стёкла и закрыть люк. Ни в коем случае открывать окна при работающем кондиционеры нельзя, потому что поток воздуха извне заставит работать устройство в полную силу, ухудшая состояние его деталей, а также возрастёт расход горючего.

Теперь понятно, какие бывают автомобильные кондиционеры, и в чем состоит специфика их работы. Машины, оснащённые такими системами, предпочитают многие автомобилисты – из-за удобства. В отдельных странах езда на транспортном средстве, лишённом этой функции запрещена законом.

По принципу устройства кондиционер автомобильный бывает ручным и автоматическим. В первом случае устройство запускает компрессор после команды владельца. Климат-системы работают автономно, запуск обеспечивают датчики без вмешательства человека.

Если автомобильный кондиционер не встроен производителем, его установку способен обеспечить сам владелец. Достаточно купить прибор с необходимой мощностью, работающий от прикуривателя. По эффективности примитивные вентиляторы уступают стационарным системам, но это не делает их менее популярными.

Какой у вас кондиционер в машине?

Встроенный
86.05%

Портативный от прикуривателя
0%

Накрышный
0%

У меня нет кондиционера
13.95%

Проголосовало: 43

Сделай репост и информация будет всегда под рукой

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.

Кондиционер автомобиля — типичное исполнение компрессоров

Наряду с разнообразными схемными решениями, применительно к построению систем автомобильного кондиционирования воздуха используются разные по типу исполнения холодильные компрессоры. Рассмотрим некоторые конструкции компрессоров, которые встречаются достаточно часто.

Типичное исполнение #1: компрессор спирального типа (фирма Sanden)

Компрессор производства японской фирмы Sanden для автомобильного кондиционера отличает уникальная конструкция на две спирали. Одна спираль неподвижная, другая подвижная.

Обе спирали, между тем, обладают промежуточными свойствами. Подвижная спираль способна вращаться (колебаться) и соединена с входным валом через концентрический подшипник.

Холодильный компрессор Sanden кондиционера автомобиля: 1 – выпускной клапан; 2 – область давления нагнетания; 3 – подвижная спираль; 4 – неподвижная спираль; 5 – муфта ротора сцепления; 6 – передний нажимной диск сцепления; 7 – катушка возбуждения; 8 – область давления всасывания

Когда подвижная спираль колеблется внутри неподвижной спирали, между спиралей образуется множество карманов. По мере того, как размеры этих карманов уменьшаются в размере, хладагент сжимается, давление увеличивается и отводится через геркон выпускного отверстия задней области компрессора.

Типичное исполнение #2: компрессор переменного хода (Harrison V5)

Компрессор холодильный Delphi (Harrison) V5 представляет собой нециклический аппарат с переменным рабочим объёмом. Рабочий объём машина изменяет в зависимости от производительности, удовлетворяя потребности системы кондиционирования в любых условиях эксплуатации.

Компрессор такой конструкции имеет вихревую пластину с изменяемым углом в аксиально-поршневой конструкции с пятью (V5) цилиндрами. Смещение контролируется сильфонным управляющим клапаном, расположенным в задней головке цилиндров.

Конструкция холодильного компрессора Delphi (Harrison) V5: 1 – подвижная пластина, изменяющая положение под некоторым углом в процессе работы аппарата; 2 — стержень

Сильфонный регулирующий клапан определяет и реагирует на давление всасывания системы (требование системы кондиционирования). Посредством регулирования давления в картере, угол качающейся пластины и, следовательно, смещение компрессора изменяются.

Давление нагнетания компрессора намного выше давления в картере, где уровень давления чуть больше или равен давлению всасывания. При максимальном смещении, давление в картере равно давлению всасывания компрессора. При уменьшенном или минимальном смещении, значение давления в картере превышает значение давления всасывания.

Типичное исполнение #3: компрессор ротационный лопастной (Panasonic)

Ротационные лопастные компрессоры отличаются наличием в составе конструкции ротора с тремя или четырьмя лопастями. Когда вал компрессора вращается, лопасти в контакте с корпусом машины фактически образуют рабочие камеры.

Фреон R134a втягивается через всасывающее отверстие в область такой камеры. По мере вращения вала, рабочая область камеры уменьшается. Разгрузочный порт расположен в точке, где газообразный фреон сжат до максимальной степени. Герметичное пролегание лопастей по стенкам корпуса ротора обеспечивается центробежной силой и смазочным маслом.

Ротационный лопастной компрессор автомобильного кондиционера (фирма Panasonic): 1 – разгрузочный порт; 2 – масляный насос; 3 – масляный поддон; 4 – тело ротора; 5 – лопасть; 6 – муфтовое сцепление; 7 – выпускной клапан

Масляный поддон и масляный насос расположены на стороне нагнетания, так что высокое давление проталкивает масло через масляный насос. Затем на масло подаётся на основание лопаток, тем самым создаётся герметично установленный контакт по отношению к корпусу ротора.

Иногда, после длительного простоя кондиционера допускается появление кратковременного шума лопастей сразу после запуска машины. Этот момент обусловлен временным недостатком смазочного масла, проходящего через систему кондиционирования.

Уплотнения, гибкие шланги и сервисные порты

Резиновая смесь, применяемая для изготовления уплотнительных колец:

• соединений,
• фитингов,
• компонентов системы кондиционирования,

используемых с фреоном R134a, представляет собой гидрированный бутадиен-нитрильный каучук (HNBR — Hydrogenated Nitrile Butadiene Rubber).

Резина на основе этой смеси, имеет зелёный оттенок. Смазка уплотнительных колец выполняется посредством минерального масла.

Кондиционер автомобильный — шланги специальные резиновые

Все шланги и трубки, входящие в комплект кондиционера автомобильного, предварительно смазываются. Также подлежат смазыванию уплотнительные кольца, поставляемые в качестве запасных. Другие производители могут использовать уплотнительные кольца другого цвета и размера.

Следует убедиться, что для типа обслуживаемой или ремонтируемой системы используются подходящие уплотнительные кольца. Нельзя использовать уплотнительные кольца под фреон R12 в системе, где заправлен фреон R134a.

Подмена непременно приведёт к повреждению уплотнительных колец по причине отсутствия хлора в составе фреона R134a. Между тем допустимо применять уплотнительные кольца для фреона R134a в системе с фреоном R12.

Гибкие резиновые шланги автомобильного кондиционера: A – под хладагент R12; B – под хладагент R134a; 1(A) – каучуковый нитрил; 1(B) – нейлон; 2(A) – армирование; 2(B) – каучуковый нитрил; 3(A) – резина; 3(B) – армирование; 4 — резина

Гибкие резиновые шланги под фреон R134a и R12 также имеют некоторые отличия. Шланги для хладагента R134a отличаются наличием нейлоновой внутренней облицовкой.

Благодаря такой облицовке, практически полностью исключена утечка хладагента, которая естественным образом происходит по причине пористой структуры резиновых шлангов.

Шланги под фреон R134a имеют меньший наружный диаметр и более тонкие стенки, обеспечивая лучшую гибкость и снижение уровня шума в системе кондиционирования. Нельзя использовать шланги под хладагент R12 в системе кондиционирования на фреоне R134a.

Масло типа PAG и водород, присутствующие в составе хладагента R134a, приводят к быстрому износу обычных нитриловых шлангов для фреона R12. Плюс к этому шланги под хладагент R12 обычно имеют больший наружный диаметр, что способствует увеличению уровня шума.

Кондиционер автомобильный — сервисные порты системы

Сервисные порты для зарядки фреоном устанавливаются:

• на шланги,
• на трубки,
• на фильтры-осушители.

Эти порты зарядки позволяют обслуживать и тестировать систему кондиционирования непосредственно под давлением. Порты разных размеров определяют верхнюю и нижнюю стороны системы кондиционирования.

Пластиковая крышка с резиновым уплотнением используется для закрытия отверстия зарядного порта и предотвращения утечки. Специальная конструкция зарядного клапана разработана для соответствия зарядным портам R134a.

Клапаны Шредера допускают некоторую утечку, поэтому должны закрываться пластиковыми защитными колпачками. Клапаны Шредера, предназначенные для R134a, должны использоваться только в системах на R134a.

При помощи информации: AriaZone