Принцип работы кондиционера в автомобиле или как происходит цикл охлаждения?

Автокондиционер: принцип работы и неисправности автокондиционера

Автомобильный кондиционер – герметичная система, которая заполнена фреоном (хладагентом) и маслом для смазки компрессора кондиционера и других элементов системы. Фактически, автокондиционер является типичной холодильной установкой (по аналогии с холодильником или бытовым кондиционером). Основная задача – эффективно охлаждать воздух, который подается в салон автомобиля через воздуховоды.

При этом устройство кондиционера в машине несколько отличается от аналогов (например, бытовых кондиционеров). Что касается типичных неисправностей:

• кондиционер в машине не включается;
• автомобильный кондиционер не дует холодным воздухом;
• кондиционер включается и быстро отключается.

Для диагностики и устранения неполадок необходимо знать устройство кондиционера в машине, а также некоторые особенности, которые следует учитывать при диагностике. Подробнее читайте в нашей статье.

Устройство автомобильного кондиционера

Автокондиционер представляет собой систему, состоящую из следующих основных элементов:

• компрессор кондиционера;
• конденсатор (конденсор);
• вентилятор;
• ресивер-осушитель;
• ТРВ (расширительный клапан);
• испаритель и вентилятор испарителя;
• предохранительный клапан.

Данная схема кондиционера автомобиля позволят понять, как работает система кондиционирования автомобиля. В целом, система прокачивает фреон таким образом, чтобы добиться максимального охлаждения испарителя. В результате вентилятор выдувает холодный воздух с испарителя в салон автомобиля. Давайте разбираться.

Принцип работы кондиционера в машине

Чтобы понять, как работает кондиционер в автомобиле, необходимо обратить внимание на некоторые особенности. Дело в том, что если рассматривать кондиционер бытовой и кондиционер автомобильный, принцип работы похож, но есть и отличия.

• После нажатия на кнопку включения кондиционера в салоне срабатывает электромагнитная муфта.
• Далее металлический прижимной диск соединяется со шкивом компрессора кондиционера.
• Указанный шкив постоянно вращается во время работы двигателя (привод реализован за счет ремня навесного оборудования).
• После начала работы компрессора фреон в газообразном состоянии сжимается и сильно нагревается;
• Далее горячий фреон попадает в конденсор (радиатор кондиционера), где фреон охлаждается;
• Для лучшего охлаждения срабатывает дополнительный вентилятор радиатора, включающийся на первую скорость вместе с компрессором;
• Также охлаждение происходит за счет обдува радиатора набегающими потоками воздуха при движении автомобиля;
• После охлаждения сжатый фреон конденсируется и переходит в жидкое состояние из газообразного на выходе из конденсора;
• Затем жидкий фреон попадает в ресивер-осушитель и перетекает ближе к салону автомобиля;
• Дальше жидкий фреон проходит через терморегулирующий вентиль (ТРВ), установленный на трубопроводе и поступает в испаритель (по сути, испаритель — тоже небольшой радиатор);
• В случае полного заполнения испарителя жидким фреоном, начинает выходить мощный пар, так как фреон снова переходит из жидкого состояния в газообразное (вскипает);
• При этом ТРВ закрывается. Если же температура пара будет выше допустимых значений, ТРВ откроется на столько, чтобы площадь проходного сечения позволяла получить необходимую температуру;
• Процесс кипения фреона сопровождается сильным охлаждением. Это позволяет охладить испаритель;
• Далее вентилятор попросту сдувает холодный воздух с испарителя, подавая его в салон машины через воздуховоды;
• После того, как фреон проходит испаритель, охлажденный хладагент снова поступает в компрессор.

Пока кондиционер работает, в напорной магистрали давление составляет до 15 атмосфер, тогда как в обратной магистрали не более 2. При выключении компрессора давление падает в обеих магистралях до средней отметки в 5 атмосфер.

Также, чтобы понимать, как работает кондиционер в машине, следует отметить, что систему контролирует группа датчиков. Например, на ресивере есть датчик, включающий вентилятор на вторую скорость. Если же машина стоит в пробке и охлаждение конденсора слабое, тогда давление в напорной магистрали растет, фреон в конденсоре не конденсируется. В этом случае датчик включает вентилятор на максимум.

Если же давление в напорной магистрали слишком высокое, тогда срабатывает датчик, отвечающий за выключение компрессора. Также еще один датчик отключит компрессор, если температура испарителя ниже допустимых значений.

Обслуживание автокондиционера

Как правило, для увеличения срока службы кондиционера в машине необходимо периодически обслуживать систему, а также своевременно реагировать на сбои и неполадки.

Обслуживание сводится к промывке конденсора, а также к поддержанию герметичности всей системы. Например, если трубки магистралей системы вибрируют или заметно, что какой-либо элемент может их перетереть, необходимо закрепить такие участки магистрали или защитить от механических повреждений. В противном случае возможны трещины или утечки в местах соединений.

Неисправности автомобильных кондиционеров

Как правило, поломки в автомобильном кондиционере часто связаны со следующими проблемами:

• износ компрессора;
• повреждение конденсора;
• повреждение магистралей;
• проблемы с приводом компрессора;
• неисправности датчиков и электрики;

Чаще всего первым повреждается конденсор, так как конденсор — теплообменник стоит перед основным радиатором системы охлаждения двигателя. Внутри конденсора высокое давление, также снаружи через решетку радиатора по конденсору ударяют камни, на нем оседает пыль, соли и дорожные реагенты. Не следует забывать и о высоком уровне вибраций. Все указанные факторы приводят к коррозии и повреждениям, в результате чего радиатор кондиционера повреждается и происходит утечка фреона.

Рекомендуем также прочитать статью о том, чем отличается климат-контроль от кондиционера в машине. Из этой статьи вы узнаете об особенностях данных систем, а также что лучше и надежнее.

Бывает и так, что кондиционер нормально холодит, однако при его включении или постоянно идет сильный шум. В этом случае проблемным может оказаться подшипник шкива. Неисправность часто устраняют путем замены изношенных элементов, при этом не всегда сам компрессор нуждается в замене.

Что касается электрики и датчиков, в этом случае кондиционер в машине может не включаться, компрессор может отключаться сразу после включения и т.д. В подобной ситуации необходима проверка электрических цепей и датчиков.

Рекомендации

Как видно, система кондиционирования в авто является достаточно сложным решением. Это значит, что для владельца не только нужно знать, как включить кондиционер в машине, но и уметь правильно обслуживать систему. Также важно устранять неисправности при появлении первых признаков неполадок.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как почистить кондиционер в автомобиле. Из этой статьи вы узнаете, когда и почему нужна чистка автомобильного кондиционера, а также чем и как правильно чистить кондиционер в машине.

Дело в том, что если система не герметична, после заправки фреоном через небольшой промежуток времени хладагент вытечет, после чего потребуется ремонт и повторная заправка. При этом пока фреон еще будет в системе, во время использования кондиционера негерметичная система будет работать на износ. Результат- сокращение срока службы дорогостоящего компрессора.

Как работает кондиционер в автомобиле – основные принципы и технологии

Современная техника строится на понятиях комфорта и качества эксплуатации. Если автомобиль не предоставляет достаточно удобных возможностей использования в различных ситуациях, он вряд ли заслужит хорошие отзывы и станет популярным среди сегодняшних избирательных и требовательных покупателей. Одной из опций комфорта, которая во всем цивилизованном мире уже считается неотъемлемой частью машины, является кондиционер. Большинство нынешних успешных брендов оснащают этим устройством авто уже в базовой комплектации, а в более дорогих версиях предлагают автоматический климат-контроль.

Сегодня мы рассмотрим особенности различных систем нагрева и охлаждения в автомобиле, уделим особенное внимание стандартному кондиционеру, с которого все и началось. Любая современная климатическая установка работает на стандартной технологии, а меняются только системы управления. Потому понятия того, как работает кондиционер в автомобиле, будет вполне достаточно для полного представления о том, как функционирует полноценная система контроля климата.

Работа обычного кондиционера — описание в доступной форме

Можно найти сотни огромных трактатов со схемами и картинками, которые подробно объясняют работу каждого узла кондиционера в автомобиле. Но пользователю зачастую достаточно знать лишь основной принцип, а технические тонкости оставить инженерам, которые будут это оборудование усовершенствовать или переделывать. Потому мы опишем работу автомобильного кондиционера максимально просто.

Начинается вся работа с компрессора, который приводится в действие силами двигателя машины. Именно поэтому считается, что работа кондиционера значительно увеличивает расход топлива. Зачастую это увеличение не слишком ощущается на бюджете владельца современного авто. Как только вы запускаете устройство, компрессор нагнетает давление в системе, заполненной специальным раствором — фреоном. Дальше проходит нехитрый процесс:

• газообразный фреон под давлением, нагнетенным компрессором, нагревается и под действием того самого давления попадает в конденсор (радиатор кондиционера);
• в радиаторе происходит его частичное охлаждение и превращение в жидкое состояние;
• далее уже жидкий фреон проходит по системе через осушитель, который удаляет из жидкости различные загрязнения и примеси;
• дальнейшей точкой очищенного фреона станет терморегулирующий вентиль, работа которого зависит от настроек кондиционера;
• через этот вентиль определенная часть фреона в жидком виде попадает в салонный радиатор кондиционера и превращается снова в газообразное состояние;
• в процессе этой реакции фреон сильно охлаждается, что вызывает значительное охлаждение всего радиатора;
• далее с помощью вентилятора холодный воздух подается в автомобиль, охлаждает воздух в салоне до нужного вам состояния;
• на последней стадии круга газообразный фреон снова попадает в компрессор, круг замыкается и повторяется нужное количество раз.

Главной задачей владельца автомобиля является наблюдение за качеством фреона и наличием проблем в системе. На первых автомобильных кондиционерах с этой целью делались специальные отверстия с глазком в трубках системы, чтобы водитель мог оценить качество фреона, а также его количество. Такие особенности позволяли самостоятельно производить осмотр работы системы и находить самые простые неполадки.

Сегодня такой возможности у владельцев современных машин нет. Зачастую никаких глазков и отверстий в трубках кондиционера производитель не делает с целью почаще видеть владельца машины на сервисной станции. На самом деле, нужды в проверке количества фреона практически нет. Современные кондиционеры начинают заметно хуже работать при недостаточном количестве вещества в системе. Потому важно следить за качеством работы устройства.

Принципы работы климат-контроля в современных авто

Вся современная автомобильная индустрия основана на датчиках и автоматических технологиях. Никто уже не хочет включать кондиционер вручную и думать об его отключении, когда открывается окно на ходу или температура в автомобиле достигает приемлемых значений. Хочется, чтобы все эти рутинные процессы дорогой автомобиль выполнял самостоятельно. Это и стало причиной изобретения климат-контроля, который уже более 15 лет устанавливается на машины среднего и высшего ценового класса.

Климат-контроль позволяет полноценно автоматически контролировать температуру воздуха в салоне автомобиля, а некоторые современные технологии обеспечивают отдельные климатические зоны для каждого пассажиры. Двухзонный и трехзонный климат-контроль — уже далеко не редкость. Основные принципы работы такого устройства следующие:

• в салоне расположен ряд датчиков, которые отвечают за замеры температуры и выбор режимов работы устройств;
• печка и кондиционер включаются и регулируются автоматически, на основании работы датчиков;
• существует возможность такой настройки дефлекторов, что каждый пассажир создаст свою зону с индивидуальной температурой;
• устройства руководствуются показателями температуры внутри и снаружи, что усовершенствует их работу;
• в некоторых авто регулировка дефлекторов также происходит автоматически — воздух обдувает нужные зоны в салоне;
• водитель также может вносить определенные ручные настройки, а не только задавать температуру;
• можно принудительно изменять скорость вращения вентилятора и прочие факторы работы системы.

В любом случае, водитель получает в руки все управление системами автомобиля. Но если он хочет, чтобы всю работу сделал компьютер, он вполне может доверить регулирование системы нагрева или охлаждения воздуха в салоне датчикам. Здесь есть определенные минусы, особенно в том случае, если автомобиль относится к бюджетном классу, но в нем установлена такая дорогая опция, как климат контроль.

В таком случае в салоне может быть установлен только один датчик температуры и не в удачном месте. Существуют примеру установки датчика температуры в салоне под потолком. Известно, что теплый воздух всегда собирается вверху, а холодный царит в нижней части пространства. Потому такой датчик заставлял климат-контроль гнать в салон холодный воздух, не прогревая салон до нужных параметров.

Если вы считаете, что кондиционер сильно нагружает двигатель и повышает расход топлива, смотрите следующее видео с реальным тест-драйвом:

Подводим итоги

У каждой технологии есть свои плюсы и минусы. Климат-контроль — это отличная возможность автоматизировать работу кондиционера и печки, передать в управление датчикам рутинную работу, которую часто приходилось долго выполнять самому водителю. Владельцы машин с обычным кондиционером знают, насколько непросто настроить установку так, чтобы температура в салоне долгое время оставалась приемлемой, не слишком охлаждалась. То самое касается печки — всегда нужно отвлекаться и настраивать работу.

Но какими бы современными и сложными ни были технологии, автомобильный кондиционер работает все по тем самым принципам. Сегодня активно разрабатываются и уже используются на некоторых авто кондиционеры без заправки фреоном. Это испарители, которые преобразовывают простой воздух в холодный, выпаривая из него влагу. На первых стадиях использования такие кондиционеры зарекомендовали себя неплохо. Бывали ли у вас проблемы с обслуживанием или использованием 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:

• поршневая;
• роторно-лопастная;
• спиральная.

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».

Автомобильный кондиционер — устройство и принцип работы

Автомобильная установка, охлаждающая воздух в салоне, давно перестала быть только элементом комфорта. В условиях плотного трафика мегаполисов и регионов с жарким климатом это скорее жизненно важная система обеспечения безопасности водителя и пассажиров. Некоторыми законодательствами она признана обязательной к применению на всех автомобилях.

Функции автомобильного кондиционера

Общеизвестной задачей системы кондиционирования является снижение температуры воздуха в салоне. Конечный результат регулируется для создания максимально комфортной температуры внутри автомобиля. Создаваемый холод может быть также использован для охлаждения вещевых ящиков, где в таком случае можно хранить продукты и напитки.

Дополнительной возможностью стало уменьшение влажности воздуха. В зоне снижения его температуры давление водяных паров становится предельным для данного охлаждения, в результате чего вода из воздуха начинает конденсироваться в виде капель жидкости. По специально организованным трубкам вода вытекает наружу, а воздух участвует далее в циркуляции. После неизбежного нагрева внутри салона относительная влажность понижается и становится значительно меньшей, чем была исходно. Этот эффект можно использовать в холодное время года для предотвращения запотевания и обмерзания стёкол автомобиля.

При работе кондиционера воздух пропускается через внутрисалонный фильтр. Благодаря этому он очищается от пыли и мельчайших частиц, вызывающих резкие запахи, раздражение дыхательных путей и аллергические реакции организма. Если использовать качественный фильтрующий элемент с активированным углём и антиаллергенным эффектом, то можно добиться очень высокой чистоты воздуха в салоне и даже удалить взвешенные в нём бактерии и прочие живые организмы.

Из чего состоит автомобильный кондиционер

Конструкция достаточно типична для всех видов компрессорной холодильной техники, в неё входят:

• электрически подключаемый компрессор с электромагнитной муфтой свободного хода;
• радиатор в подкапотном пространстве (конденсатор);
• радиатор в салоне (испаритель);
• фильтр-осушитель;
• регулирующий клапан-испаритель;
• система управления с датчиками и реле;
• распределяющая потоки воздуха салонная арматура;
• вентиляторы обдува конденсатора и испарителя;
• трубопроводы нагнетания и обратки низкого давления.

По всей системе циркулирует рабочее тело кондиционера, это специальный газ фреон с низкой температурой кипения. В него введено некоторое количество компрессорного масла для смазки элементов системы. Герметичность трубопроводов и фиттингов обеспечивается резиновыми уплотнителями, для обслуживания и заправки имеется вентиль с клапаном.

Компрессор кондиционера

Для привода используется ременный шкив, объединённый с электромагнитной муфтой включения. В исходном состоянии шкив вращается свободно, а по команде автоматики на обмотку муфты поступает управляющее напряжение, замыкаются фрикционные пластины, и ротор компрессора приходит в движение. Давление на выходном штуцере нарастает, сжатый фреон поступает в конденсатор.

Радиатор конденсатора

Представляет собой эффективный теплообменник пластинчатой конструкции. Многочисленные трубочки и ребристые перегородки имеют значительную поверхность теплообмена с набегающим воздухом. Обычно для улучшения условий сброса тепла автоматически подключается вентилятор обдува.

Радиатор устанавливается в блоке прочих теплообменников в передней части машины. На нём же закрепляется фильтр осушителя, одновременно выполняющий роль сглаживающего колебания давления ресивера. Здесь сжатый газ теряет часть энергии за счёт охлаждения, что необходимо для ещё большего понижения температуры при последующем расширении.

Снижение температуры может привести к образованию кристаллов льда из присутствующей в газе воды. В фильтре она отделяется и не мешает работе далее по ходу потока расположенных устройств.

Регулятор испарения

За температурой на входе и выходе испарителя следит регулирующий автоматический клапан. В нём производится дросселирование потока и изменение производительности кондиционера. Если температура на выходе из испарителя велика, то надо добавить расход рабочего тела, что и производит регулирующий клапан. Его термостат перемещает перекрывающий поток золотник, расход газа увеличивается, температура уменьшается. Соответственно у клапана имеются четыре штуцера, по паре для участия в напорной и обратной магистралях.

Радиатор испарителя

Располагается в салоне, по своему устройству и принципу действия аналогичен всем прочим радиаторам автомобиля. В нём происходит теплообмен между охлаждённым фреоном и воздухом внутрисалонного пространства. Для ускорения обмена используется вентилятор отопителя, в этом случае он становится вентилятором всей системы обеспечения микроклимата. Скорость вентилятора можно регулировать автоматически или с пульта водителя.

Обеспечение режимов работы кондиционера

Возможно ручное и автоматическое регулирование потока отбора тепла из салонного воздуха. Обеспечивается это набором датчиков и органов управления. Контролируется несколько параметров:

• температура воздуха в салоне;
• давление в разных точках внутренних магистралей кондиционера;
• температура газа в испарителе;
• режимы работы двигателя – нагрузка, положение педали акселератора, температура охлаждающей жидкости;
• положение органов управления системой кондиционирования.

Информация собирается в электронном модуле, управляющем работой кондиционера. Именно он включает муфту компрессора и вырабатывает прочие управляющие команды.

Порядок работы системы

Перенос тепла происходит циклически по мере прохождения рабочего тела через все участки системы кондиционирования.

Компрессор нагнетает давление в своей выходной магистрали, фреон сжимается до уровня в 10-15 атмосфер, его температура возрастает. Чем больше энергии приобретает газ в компрессоре, тем выше общая эффективность системы. Именно эта энергия будет затем отобрана, что вызовет понижение температуры в области салонного расширителя.

Для сброса энергии в виде тепла при сохранении давления газ сразу после компрессора поступает в радиатор-конденсатор. Здесь он интенсивно обдувается забортным воздухом, имеющим в любом случае более низкую температуру. По мере охлаждения газ проходит точку росы при данном давлении и переходит в жидкое фазовое состояние, одновременно очищаясь в фильтре.

После радиатора хладоагент попадает на вход дросселирующего управляемого клапана. На нём имеется значительный перепад давления, что вызывает интенсивное закипание жидкой фазы с образованием газа низкой температуры. Давление падает практически до атмосферного, а температура снижается до отрицательной величины. Рабочее тело готово к попаданию в испаритель кондиционера.

Салонный радиатор, через который проходит холодный фреон, обдувается вентилятором и принимает на себя тепло воздуха. Температура в салоне уменьшается, что и требуется от системы кондиционирования. В процессе охлаждения из воздуха конденсируется влага, удаляемая через дренажные трубки и отверстия. Автоматика не позволит работать при чрезмерно низкой температуре окружающего воздуха, что не даст обмерзать поверхности испарителя, препятствуя нормальному теплообмену.

Далее охлаждённый газ низкого давления проходит через регулирующий клапан, предоставляя ему информацию о производительности системы, после чего вновь попадает на вход компрессора, замыкая цикл.

Свойства и виды рабочего тела

В качестве теплоагента используется вещество под названием фреон, обладающее относительно низкой точкой кипения и значительной теплоёмкостью. Эти газы имеют различные условные наименования. Раньше применялся хладоагент типа R12, затем отвергнутый по экологическим соображениям. В настоящее время используется фреон типа R134A. Вещества невзаимозаменямые и смешиваться не должны.

В последнее время наметился переход на новое вещество марки R1234YF. У него ещё более высокая экологическая безопасность, однако он может воспламеняться, что в замкнутой системе не так важно. Однако утечки теперь ещё более недопустимы.

Утечки и заправка хладоагентом

Абсолютную герметичность в системах под давлением обеспечить невозможно, поэтому количество хладоагента со временем даже в исправных кондиционерах уменьшается. Снижается эффективность, поэтому все системы требуют периодического обслуживания, в зависимости от состояния от 3-4 лет до года.

Процессы заправки регламентированы и включают себя очистку (вакуумирование) системы с последующим введением в неё строго определённого количества хладоагента. Избыток опасен повышенным давлением и разрушением элементов, недостаток ведёт к плохой работе кондиционера. Особенно это касается вводимого при заправке масла для смазывания узлов системы.

Компрессорное масло

Для смазки используется специальный состав на минеральной или синтетической основе. В настоящее время от минеральных масел отказались, с фреоном R134A применяется жидкость типа PAG с различными цифровыми индексами. Количество его также нормировано, что учитывают программы работы заправочных агрегатов. В них имеются соответствующие таблицы на каждую модель автомобиля, где задана масса фреона и масла, указывается их конкретная маркировка.

Особенности эксплуатации кондиционеров

Наибольшее количество вопросов вызывает возможность и необходимость включения системы кондиционирования в холодное время года. Основная их функция в таких условиях не востребована, однако включать кондиционер зимой надо обязательно.

Связано это с необходимостью сохранения масляной плёнки на деталях. При долгом простое масло стекает в нижние участки системы, что может вызвать коррозию и задиры деталей. Поэтому с периодичностью около месяца кондиционер требует включения в любое время года. Однако автоматика не позволит это проделать при близких к нулю температурах, поэтом процедуру приходится выполнять в обогреваемых помещениях, например, гаражах или автомойках.