Автокондиционер устройство и принцип работы

Обновлено: 08.07.2024

Всегда считал, что кондиционер - устройство достаточно простое, но наткнувшись на эту статью в интернете обнаружил что то новое для себя. Кондиционер, как и многие другие агрегаты автомобиля, требует постоянного ухода и обслуживания. В чем оно заключается, мы поговорим после того, как вспомним вкратце его устройство.

Автомобильный кондиционер работает по тому же принципу, что и обычный бытовой холодильник, хотя и устроен немного по-другому. Он представляет собой герметичную систему, заполненную фреоном и специальным холодильным маслом, растворимым в жидком фреоне и не боящимся низких температур. Масло нужно для смазки компрессора и всей системы.

Теоретически заполнить кондиционер можно было бы и обычным пропаном, если бы не его взрывоопасность. Для холодильных систем придумали специальные хлоросодержащие соединения, которые помимо безопасности обладают еще и набором нужных характеристик. Несмотря на некоторые различия между автокондиционерами разных производителей, их принципиальная схема одинакова. Мы рассмотрим самый распространенный вариант (см. рисунок).

Итак, при нажатии на кнопку включения кондиционера срабатывает электромагнитная муфта, и стальной прижимной диск 3, издав характерный щелчок, примагничивается к шкиву 2. Шкив приводится в движение ремнем и, когда кондиционер выключен, крутится вхолостую. Теперь заработал компрессор 1. Он сжимает газообразный фреон, отчего тот сильно нагревается, и гонит его по трубопроводу в конденсор 4 (в народе его часто называют радиатором кондиционера, в чем есть доля истины, так как в конденсоре сильно нагретый и сжатый фреон охлаждается.

В этом ему помогает вентилятор 5, который включается на первую скорость одновременно с компрессором. Если автомобиль едет — еще лучше, конденсор дополнительно обдувается набегающим потоком воздуха. Охладившись, сжатый фреон начинает конденсироваться и выходит из конденсора уже жидким. После этого жидкий фреон проходит через ресивер-осушитель 6. Здесь от него отфильтровываются продукты износа компрессора и прочая грязь.

Где-то в районе ресивера-осушителя, часто на нем самом, есть смотровой глазок 9. Через него можно визуально оценить, насколько система полна. К сожалению, он есть далеко не на всех автомобилях.

Очистившись в ресивере-осушителе, фреон течет в сторону салона автомобиля, чтобы выполнить свое основную работу. Кульминация наступает, когда жидкий фреон проходит через терморегулирующий вентиль (ТРВ) 10. ТРВ устанавливают на трубопроводе, по которому жидкий фреон поступает в испаритель. Если испаритель полностью заполнен жидким фреоном, то из него выходит насыщенный пар, температура которого равна температуре кипения. Регулирующий орган ТРВ закрывается. Если из испарителя выходит пар, нагрев которого превышает установку ТРВ, то регулирующий орган ТРВ открывается настолько, чтобы площадь его проходного сечения соответствовала допустимой величине. По сути ТРВ является автоматически регулирующимся дросселем. Не вдаваясь в термодинамику, можно сравнить ТРВ с соплом аэрозольного баллончика.

Проходя через ТРВ и попадая в испаритель, фреон переходит в газообразное состояние (кипит) и при этом сильно охлаждается. Испаритель 12 — это тот же радиатор, только маленький. Ледяной фреон охлаждает испаритель, а вентилятор 13 сдувает с испарителя холод в салон автомобиля. Пройдя через испаритель, все еще достаточно холодный фреон попадает снова в компрессор. Круг замыкается.

Часть системы от компрессора до ТРВ называется напорной магистралью. Ее всегда можно определить по тонким трубкам, которые теплые или горячие. Часть же от испарителя до компрессора называется обратной магистралью, или магистралью низкого давления. Она делается из толстых трубок и на ощупь ледяная. Если в напорной магистрали во время работы компрессора давление колеблется от 7 до 15 атмосфер (в аварийных случаях и до 30), то в обратной магистрали давление не превышает одной - двух атмосфер. Когда кондиционер выключен, давление в обеих магистралях уравнивается и составляет около пяти атмосфер.

За правильной работой системы следят несколько датчиков. Количество их варьируется. В нашем случае на ресивере-осушителе 6 стоит датчик 7 включения второй скорости вентилятора. Когда охлаждение конденсора 4 недостаточно (например, вы стоите в пробке), давление в напорной магистрали начинает стремительно расти, а фреон в конденсоре перестает конденсироваться. Датчик реагирует на скачок давления и включает вентилятор 5 на полную мощность. Датчик 8 выключает компрессор, если давление в напорной магистрали достигает запредельных величин. Датчик 11 выключает компрессор, если температура испарителя становится слишком низкой.

Вот, собственно, и все, что можно сказать об устройстве и работе автомобильного кондиционера. А теперь расскажем о его обслуживании.

В автомобильном кондиционере механическому износу больше всего подвержен компрессор. Остальные элементы (кроме вентиляторов) неподвижны. Но чаще всего первым выходит из строя не он, а конденсор — теплообменник, установленный перед радиатором двигателя. Он находится под давлением (до 20 атм.) и постоянно испытывает воздействие летящей с дороги соли, грязи и т. п. Коррозия, вибрация, механические напряжения приводят к образованию в нем микротрещин и к утечке хладагента. Продлить срок его службы, как, впрочем, и остальных деталей кондиционера, поможет поддержание подкапотного пространства в чистоте. Особенно тщательно нужно промывать конденсор от накопившихся соляных отложений весной. Кроме того, загрязнение конденсора вообще часто является единственной причиной плохой работы кондиционера.

В процессе мойки подкапотного пространства полезно проверить надежность механического крепления трубок - фреонопроводов. Если какая-либо трубка вибрирует, ее обязательно нужно закрепить.

Также при эксплуатации автомобиля с кондиционером полезно почаще проверять уровень масла в двигателе, охлаждающей жидкости в радиаторе, натяжение ремня привода агрегатов. Это связано с повышенной нагрузкой на двигатель, которую создает работающий кондиционер.

Каких-либо специальных мероприятий по подготовке кондиционера к летнему сезону обычно не требуется. Можно лишь порекомендовать проверить его работоспособность заранее, до наступления теплых дней, и при подозрении на недостаточную эффективность либо неисправность заехать в сервис на диагностику и заправку кондиционера. У нас обычно это откладывают до последнего, и с наступлением жары во всех обслуживающих кондиционеры фирмах возникают большие очереди.

Конденсор, прослуживший пять-семь лет, почти всегда имеет многочисленные очаги коррозии, особенно в местах крепления. В районе возникновения микротрещин на нем появляется характерное пятно от просачивающегося масла. Такой конденсор при очередном обслуживании автомобиля подлежит замене. Попытки заварить его чаще всего обречены на неудачу — проблема вскоре вновь проявится, возможно, на месте другого очага коррозии. Правда, некоторым фирмам, имеющим хорошее оборудование по аргонно-дуговой сварке, а также квалифицированных специалистов, это иногда удается.
* Схема в комментариях.

Тяжело представить современный автомобиль без кондиционера или климат-контроля. Но не все знают, как он работает, рассмотрим принцип работы автомобильного кондиционера, поломки и стоимость ремонта. Тяжело представить современный автомобиль без кондиционера или климат-контроля. Но не все знают, как он работает, рассмотрим принцип работы автомобильного кондиционера, поломки и стоимость ремонта.

Сравнивая автомобили 10-15 лет тому и сейчас, можно увидеть, что даже в базовую комплектацию некоторые производители устанавливают кондиционеры или системы климат-контроля.

Иногда покупая автомобиль водитель не понимает как правильно пользоваться кондиционером или климат-контролем, после чего начинает считать, что он поломан. Рассмотрим, с чего состоит кондиционер и климат-контроль, в чем их разница и схожесть. Так же как правильно их эксплуатировать и обслуживать, и какие затраты может понести выход из строя кондиционера.

Немного истории появления кондиционера

Идея повышения комфорта автомобиля как снаружи, так и внутри всегда была одной из целей автостроителей с момента изобретения автомобиля. Первые системы кондиционирования были разнообразны и вовсе не похожи на современные. Использовали и много вентиляторов, и системы трубопроводов с холодной водой, воздухозаборники принудительные, но нечего не давало ожидаемого эффекта или нормально работало.

Такие поиски были до момента изобретения компрессорной системы охлаждения. Первым автомобилей с прообразом кондиционера считается Паккард изготовленный в 1939 году. Установленной системе было далеко до современных, так как нужно было проделать множество манипуляций, но все же эффект был, хоть и небольшой.

В 1941 году впервые Кадиллак выпустил первые 300 автомобилей, с кондиционерами привычной нынче системы, где не нужно было проводить столь много манипуляций, а можно было на ходу включать и выключать.

С чего состоит кондиционер и климат-контроль

Прежде чем понять, как работает кондиционер или климат-контроль, разберемся, с чего состоит сама система охлаждения. Кондиционер, это набор элементов, которые совокупно создают систему охлаждения.

Главными составными кондиционера считаются:

Пойдем по порядку рассматривать, что для чего предназначено. Первым по списку идет компрессор, его основным назначением является сжатие хладагента (фреона) в газ высокого давления и температуры. Работу компрессора обеспечивает двигатель автомобиля, благодаря передаточным ремням на шкив и электронную муфту.

По продвижению хладагента следующим идет испаритель, именно он выдает холод в салоне, по-другому еще называют теплообменник. Чем-то напоминает вышеупомянутый конденсатор с сотами и змеевиком, через который проходит хладагент. Вентилятор продувает через него воздух салона и в результате чего он охлаждается.

Датчики системы кондиционера немало важные компоненты, так например датчики высокого и низкого давления отключают компрессор, когда давление не соответствует рабочему давлению. Это делается для того, чтоб не заклинил компрессор. Температурный регулятор отвечает за подачу количества хладагента в испаритель салона, от него и будет зависеть комфорт в салоне автомобиля.

Что касается комбинированных и дополнительных датчиков системы кондиционера, то в основном они устанавливаются при наличии климат-контроля. Предназначены для снятия параметров с разных приборов, их контроля и управления ими. В отличии от системы кондиционера, эта система управляется с помощью бортового компьютера и автоматически регулирует все параметры для обеспечения выбранной температуры. Так же отличием является то, что возможно выбрать температуру для каждого ряда или стороны (левой/правой) в автомобиле. Другими словами, это полная автоматика кондиционера.

Принцип работы автомобильного кондиционера

Весь процесс включения кондиционера или климат-контроля начинается с компрессора. Как только вы включаете кнопку кондиционера, срабатывает муфта на компрессоре, притягивая шкив с передаточным ремнем от мотора.

Стоит помнить, что кондиционер или климат-контроль будет работать только при заведенном двигателе, иначе эффекта не будет. После срабатывания муфты запускается компрессор и начинается нагнетание давления.

В системе существует два давление, низкое и высокое. С компрессора выходит высокое давление, а в компрессор входит низкое давление.С компрессора хладагент попадает в конденсатор, благодаря вентилятору и потоку воздуха он охлаждается и передается в осушитель, где убирается возможная влага и мусор с хладагента. Только потом хладагент попадает в испаритель. В большинстве случаев вместе с испарителем установлено много других приборов и датчиков. Это и вентилятор для обдува испарителя, система вентиляции, разные датчики и регуляторы. Если же это климат-контроль, то там целый набор регуляторов и датчиков. Иногда может быть и несколько испарителей, все зависит от построения системы вентиляции в автомобиле.

Именно с испарителя выходит низкое давление, которое подается обратно в компрессор, после чего процесс начинается по кругу. Все мелочи в виде датчиков и регуляторов описать смысла нет, так как для каждого автомобиля они индивидуальны, а вот принцип работы кондиционера или климат-контроля в системе охлаждения одинаковые.

Обслуживание системы кондиционирования автомобиля

Немало важным является обслуживание системы кондиционирования вашего автомобиля. Одни говорят, что из-за несвоевременного осмотра в салоне может появиться неприятный запах, другие, что будет перегреваться система кондиционера. Но все ведет к тому, что поломка приведет к немалым денежным затратам.

Поэтому рассмотрим основные этапы обслуживания, на что стоит обратить внимание и как избежать. В первую очередь время от времени стоит чистить конденсатор, который находится возле радиатора двигателя в передней части автомобиля. Очень часто после летнего сезона или налипания тополиного пуха, насекомых и прочей грязи, его соты засоряются. В результате перестает нормально продуваться воздухом и правильно выполнять свои функции для работы кондиционера.

Для того, чтоб очистить от грязи и насекомых (не стоит забывать, что после работы он так же будет горячий) можно использовать воду под напором, но так чтоб не погнуть соты иначе понадобится покупать новый конденсатор. Если финансово можете позволить, то нанести активную пену или специальные моющие средства для радиатора, после промывки водой, конденсатор должен просвечиваться насквозь и хорошо продуваться вентилятором.

Следующее на что часто жалуются это неприятный запах в салоне, к этому может привести образование грибка или грязи на внутреннем испарителе. Именно они и дают неприятный запах. Есть два выхода, первый это добраться до испарителя и хорошо вымыть его (не в коем случаи не откручивать от соединительных труб). Второй способ, это с помощью специальных моющих средств, для внутренних частей автомобильных кондиционеров. Через удлинитель, без разборки передней панели оно наносится на испаритель, и через время промывается во время работы кондиционера, тем самым упрощая процесс очистки внутренней части.

Помните, что разбирать и отсоединять соединяющие трубки стоить только тогда, когда там не будет хладагента, иначе без него кондиционер не будет работать. Ведь он является основой, которая производит холод. Давление в трубке высокого давления может достигать 25 кг.

Часто бывает ситуация когда все на взгляд исправно в системе кондиционера, но ожидаемого эффекта нет, тогда стоит обратиться к специалистам, возможно в системе отсутствует хладагент. Без специальных приборов его невозможно закачать в систему кондиционера. Зачастую проверяют на утечку специальным прибором течеискателем, такие отверстия незаметны человеческому глазу. После устранения поломки, специалисты запустят хладагент в систему и начнут процесс проверки и тестирование кондиционера на работоспособность.

Правильная эксплуатация автомобильного кондиционера

Казало бы элементарные вещи, захотелось прохладного воздуха в салоне автомобиля в жаркую погоду, нажал кнопку пуска кондиционера, выставил температуру и наслаждаешься. Но увы, не всегда так бывает. В этом и начинается разница климат-контроля и кондиционера.

Кондиционер только способен подавать количество прохладного воздуха относительно выставленной температуры. Необходимо помнить, что стоит закрыть заслонку подачи воздуха снаружи, знать, какая температура безопасна для вашего здоровья, если в машине дети, то не стоит злоупотреблять, иначе выйдя на улицу при жаркой погоде, можно легко простыть.

Чаще всего забывают закрыть заслонку подачи воздуха снаружи, иначе охлаждение не будет ожидаемым. В обязательном порядке все окна должны быть закрыты, это тоже будет влиять не только на температуру, но и на работу компрессора кондиционера и расход топлива. Нагнав нужную температуру, компрессор автоматически выключается, если же окна или заслонка открыты, то компрессор будет постоянно в работе, а значит и расход топлива увеличится. Как результат долгой работы кондиционера без отключения может привести к сгоранию компрессора.

В климат-контроле все параметры контролируются и управляются с помощью бортового компьютера, он автоматически закроет заслонку или подаст сигнал, что она не закрыта. Так же предложит закрыть все окна во избежание перегрузки компрессора. Подобрав оптимальную температуру, система будет автоматически поддерживать её, отключая и включая компрессор, добавляя теплого или холодного воздуха. Зачастую в климат-контроле намного больше функций для направления воздуха, температурных режимов (так как это одновременно и система обогрева салона зимой).

Цена ремонта, обслуживания и деталей кондиционера

При поломке кондиционера, первое, что приходит на ум это в какую сумму обойдется его ремонт. Скажем сразу, что сумма будет зависеть от марки и модели вашего автомобиля. Чем он дороже и больше система, тем дороже будет стоить ремонт.

Из самых частых поломок деталей системы кондиционера можно выделить конденсатор, средняя его стоимость стартует от 50$ и до нескольких тысяч долларов. Второй в списке считается компрессор, и самое дорогое оборудование с системы кондиционера. Цена зачастую начинается с 400-500$ за новый компрессор. Третий это сам хладагент, продается в специальных баллонах, по весу от килограмма и выше, в сжатом жидком состоянии. Стоимость хладагента (фреона) за 1 кг. стартует от 10$, казалось бы не дорогое, но проблема будет в его закачке в систему. Так как без специального оборудования нечего не получится.

Относительно работ по обслуживанию и ремонта, то цена будет зависеть от вида поломки и сложности её починки. Чистки конденсатора или испарителя специальными средствами обычно порядка 20$.

Заправка системы кондиционера хладагентом составит от 100$ за саму работу, но иногда некоторые СТО включают и расходные материалы в эту стоимость.

Видео заправки автомобильного кондиционера:

Устройство и принцип работы автомобильного кондиционера.

Комфортный микроклимат

Интуитивно все мы примерно понимаем, какими должны быть температура и влажность, чтобы наше самочувствие не страдало. Между тем понятие комфортного микроклимата оперирует вполне определёнными характеристиками, основанными на многочисленных исследованиях. Оптимальные для человеческого организма условия – не константа, поскольку показатели температуры/влажности внутри салона зависят от внешних условий, а также длительности предстоящей поездки. Для одних людей оптимальным будет обдув прохладным воздухом верхней части тела, другие чувствуют себя намного лучше, если в первую очередь охлаждаются ноги.

Неблагоприятная среда сказывается и на безопасности: если водителю жарко, его скорость реакции и ясность мышления заметно снижаются. Многим нашим читателям будет интересно ознакомиться с таким документом, как сервисное пособие от Audi с описанием значений неблагоприятных условий для водителя и пассажиров, требующих включения кондиционера (которое один к одному совпадает с оценками специалистов Volkswagen):

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

Автомобили, которые оснащены только системой вентиляции (а таковыми является многочисленное семейство ВАЗов), летом оказываются бессильными перед изнуряющим зноем. Обеспечить достаточное охлаждение воздуха в салоне и избавить его от избыточной влажности в состоянии только кондиционер. Так что этот климатический прибор становится стандартом де-факто для практически всех конфигураций новых автомобилей.

История появления автомобильных кондиционеров

Повышение комфортности при езде на автомобиле – задача, которая стояла уже перед первыми их конструкторами. Многие направления, считавшиеся приоритетными, развивались достаточно активно, а вот с обеспечением нормального микроклимата у конструкторов долго не ладилось. Хотя идей хватало, но все они оказывались либо недостаточно эффективными, либо технически нереализуемыми. Можно вспомнить попытки охлаждения температуры в салоне с помощью льда, кубики которого хранились на специальном поддоне, установку дополнительных принудительных воздухозаборников или скрытых вентиляторов, монтаж сложных систем воздуховодов и другие технические решения, которые в итоге по тем или иным причинам не прижились.

Одной из первых более-менее удачных систем оказалось решение, которое использовалось на машинах Паккард в 1939 году. Именно в то время были изобретены системы охлаждения компрессорного типа, которые и легли в основу новой системы охлаждения. Конструктивно она оказалась очень сложной, а потому – ненадёжной. Чтобы привести её в действие, нужно было сначала остановиться, при выключенном двигателе подключить прообраз кондиционера, завести мотор, произвести манипуляции с настройкой силы и направления воздушного потока, подождать, пока автомобиль охладится, выключить систему охлаждения и только после этого продолжать движение.

Идея была заимствована, и по мере совершенствования технологий кондиционер становился всё более похожим на современный. В 1941 голу американская компания Кадиллак выпустила первую небольшую партию автомобилей, оснащённых системой кондиционирования, работавшей по той же схеме, что и сейчас. В 60-х годах количество установленных на легковые автомобили кондиционеров исчислялось уже тысячами, а в 80-х счёт пошёл на миллионы.

Связь самочувствия водителя и микроклимата в салоне

Вопросам обеспечения комфортных условий пребывания в автомобиле уделяют внимание все производители. По результатам многочисленных исследований установлено, что наиболее комфортными климатическими показателями для водителя/пассажиров является температура в диапазоне 18 – 20° С при уровне влажности 40 – 70%. Понижение температуры до 10 – 15° С приводит к переохлаждению организма и замедлению мыслительных и физиологических процессов. Повышение температуры до 25° С и выше приводит к повышенной утомляемости, снижению концентрации, появлению признаков сонливости. Дальнейшее повышение температуры до 30° С становится опасным – у водителя нарушается координация движений, реакция становится замедленной, способности адекватно оценивать дорожную обстановку резко снижаются.

Система вентиляции в принципе не способна контролировать микроклимат – в жаркую погоду при движении на малых скоростях (например, в городском потоке) она становится вообще бесполезной. Спасти может только кондиционер, поэтому водители, машины которых не оснащены современной системой кондиционирования, задумываются об её установке. Поскольку их транспортное средство не рассчитано на это, потребуются как минимум базовые знания о том, как устроен и работает это устройство.

Принцип работы автомобильного кондиционера

Основная функция автомобильной климатической системы – формирование и поддержание параметров влажности и температуры воздуха в салоне на уровне, комфортном для водителя и пассажиров. Кроме того, в задачи автокондиционера входят оптимизация и оптимальное распределение воздушных потоков, их фильтрация и по возможности – устранение неприятных запахов. Принципиальная схема функционирования автокондиционера один в один копирует принцип работы бытового холодильника.

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

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

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

Участок системы кондиционирования от компрессора до расширительного клапана – это область высокого давления (рабочие показатели могут колебаться в пределах 5 – 30 бар). Участок от клапана до компрессора, проходящий через испаритель, является областью низкого давления, которое здесь не превышает значения в 4 атмосферы. Поскольку контур хладагента является полностью замкнутым, даже при заглушённом силовом агрегате фреон находится под давлением, которое в состоянии покоя равномерно распределяется по всему контуру до значения порядка 5 бар.

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

Связка хладагент + масло

Когда мы называли в качестве используемого хладагента фреон, мы были одновременно и правы, и допустили неточность. Дело в том, что работы над поисками более совершенного, безопасного и эффективного хладагента не прекращаются. Самым распространённым в недалёком прошлом был фреон R12. Но в результате серии экспериментов и исследований было доказано, что он вносит весомый вклад в образование так называемого парникового эффекта, что способствует изменению климата в сторону потепления. Поэтому от его использования решили отказаться.

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

Следует отметить, что R12 и R134а являются несовместимыми друг с другом, как и используемые совместно с ними компрессорные масла.

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

До сих пор мы не упоминали, что фреон используется в связке со специальным компрессорным маслом, обеспечивающим смазку всех трущихся частей автокондиционера. Как уже отмечалось выше, для разных типов хладагентов используются разные масла. В частности, R12 смешивается с маслами на минеральной основе, в то время как смазку в системах, заправленных фреоном R134а, обеспечивают полиалкиленово-гликолевые масла. Добавление масла, предназначенного для одного типа хладагента, в неподходящий недопустимо – это неизбежно приведёт к поломке системы кондиционирования в силу неодинаковых физико-механических характеристик масел.

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

Компрессор

Один из самых сложных узлов системы кондиционирования, обеспечивающий требуемый уровень сжатия хладагента, находящегося в газообразном состоянии. В настоящее время наибольшее распространение получили компрессоры аксиально-поршневого и роторно-лопастного типа. Источником энергии для компрессора является двигатель автомобиля. Связь между компрессором и силовым агрегатом осуществляется с помощью шика, приводных ремней, электромагнитной муфты и приводного диска компрессора.

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

Конденсор

Самый большой по габаритам узел, обеспечивающий быстрое охлаждение фреона. Представляет собой змеевик, по которому протекает горячий и сжатый фреон. Большая протяжённость трубок, а также помощь одного или нескольких вентиляторов и набегающий при движении транспортного средства встречный поток воздуха способствуют охлаждению хладагента на выходе конденсора, где он из газообразного состояния из-за остывания переходит в жидкое. Это самый уязвимый узел кондиционера – расположенный спереди, он больше других подвержен риску получения различных механических повреждений. К тому же именно здесь обычно начинается распространение коррозии.

Ресивер-осушитель

Эта деталь климатической системы является фильтровальным узлом, где происходит очистка фреона от целого спектра амортизационных загрязнителей, неизбежно появляющихся в любом механизме (грязь, песок, мелкая металлическая стружка, различные примеси). Обычно конструкция ресивера-осушителя предполагает наличие специального смотрового прозрачного лючка, через который можно визуально оценить как объём хладагента в системе, так и его состояние. В частности, появление мутной взвеси молочно-белого цвета вместо прозрачной жидкости свидетельствует о существенной утечке фреона или о возникновении других проблем с кондиционером, требующих незамедлительного реагирования.

Терморегулирующий вентиль

Испаритель

По внешнему виду не сильно отличается от конденсора. Представляя собой змеевик из трубок, по которым протекает сильно охлаждённый (практически ледяной на ощупь) хладагент. Именно здесь происходит формирование потока охлаждённого воздуха, поступающего из салона и под действием вентилятора подающегося обратно, но уже в осушенном виде, с заданной температурой и скоростью. Можно утверждать, что принцип работы кондиционера автомобиля заключается именно в охлаждении тёплого воздуха из салона, что и происходит в испарителе.

Редукционный клапан

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

Датчик высокого давления

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

Датчик низкого давления

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

Дополнительные датчики

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

Правила эксплуатация автокондиционера

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

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

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:

Компрессор. Может быть поршневым, лопастными или любым другим.
Конденсатор, чаще всего расположенный в передней части двигательного отсека за радиаторной решеткой.
Расширительный клапан, который регулирует подачу хладагента в испаритель.
Испаритель, расположенный в салоне.
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:

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.
Конденсатор представляет собой сеть капилляров с множеством ребер охлаждения. Проходя через него, хладагент остывает и становится жидкостью. Высокое давление предохраняет его от преждевременного испарения.
После конденсатора жидкость поступает в расширительную емкость, где из нее удаляется вода и другие, ненужные, примеси.
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.
В испаритель хладагент попадает в состоянии жидкости низкого давления. Проходя через трубки испарителя, он становится газом. Процесс сопровождается потреблением тепла из окружающей среды.
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.

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.

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.

Благоприятный климат в автомобиле влияет на самочувствие водителя, его концентрацию на управлении ТС. Зимой и в условиях повышенной влажности кондиционер сушит воздух в салоне, препятствуя запотеванию стекол. Давайте изучим принцип работы и устройство автомобильного кондиционера. Рассмотрим частые неисправности и их признаки.

Как генерируется прохлада в салоне?

Принцип действия кондиционера использует свойство газов поглощать тепло при изменении агрегатного состояния. Проще всего действие физических законов будет объяснить на примере воды. При температуре 100°С вода начинает кипеть и с увеличением теплового воздействия температура воды не возрастет, так как избыток тепла отводится в виде пара. В автомобильных системах кондиционирования используется газ с низкой точкой кипения (-26,5°С для R134а). При такой температуре газ закипает, поглощая тепло расположенных вблизи элементов. В автомобиле этим элементом является испаритель, который при закипании в нем газа охлаждается, поглощая тепло проходящего через него воздушного потока.

В автомобильных установках до середины 1990-х в качестве хладагента использовался газ R132. Из-за сильного негативного влияния на озоновый слой планеты, на законодательном уровне R132 был заменен на R134а. Такой тип хладагента используется на большинстве современных авто, но и он постепенно вытесняется еще более безопасным для экологии R1234yf.

Схематическое устройство

На схеме изображено устройство простейшего автомобильного кондиционера, который включает в себя:

компрессор. Необходим для создания давления фреона в системе, благодаря которому газ нагревается, преодолевая точку кипения;
конденсатор. Охлаждает сжатый фреон для поддержания его температурного баланса;
осушитель. Размещенный внутри осушителя силикагель поглощает влагу, препятствуя корродированию металлических элементов системы;
расширительный клапан либо терморегулирующий вентиль (ТРВ). Дозирует количество газа, проходящее из контура высокого давления к испарителю;
испаритель. Расположен непосредственно после вентилятора отопителя салона. В нем газ выкипает, поглощая тепло стенок испарителя.

Во всех современных системах присутствует датчик высокого и низкого давления (очень часто совмещен в одном корпусе).

Принцип действия автокондиционера

Чтобы понять принцип работы автомобильного кондиционера, рассмотрим очередность изменения агрегатного состояния хладагента.

Фреон из контура низкого давления в газообразном состоянии засасывается компрессором.
Внутри компрессора хладагент сжимается, вследствие чего повышается его температура – газ переходит в жидкую фазу.
Разогретый от сжатия фреон через контур высокого давления направляется к конденсатору. Конденсер предназначен для рассеивания избыточного тепла от хладагента. Охлаждение сжимаемого фреона препятствует образованию избыточного давления.
Охлажденный фреон в жидкой фазе направляется к осушителю. После прохождения через резервуар с влагопоглощающим наполнителем (силикагель) из фреона удаляется влага. Также в осушителе расположен фильтрующий элемент, улавливающий продукты износа компрессора (стружку, тефлон) и прочий сор, циркулирующий в магистрали.
Очищенный фреон под высоким давлением и с высокой температурой подводится к дросселю или расширительному клапану (зависит от типа конструкции).
Проходя через дроссель/расширительный клапан, газ попадает в испаритель. Из-за резкого снижения давления в системе газ возвращается в состояние термодинамического равновесия и испаряется. Иными словами, после принудительного сжатия и повышения вследствие этого температуры, мы позволили ему испариться. Поскольку точка кипения фреона R134a -26,5°С, при испарении газ активно поглощает тепло при контакте со стенками испарителя.
Нагнетаемый вентилятором отопителя воздух проходит через охлажденный испаритель.

Из описания принципа работы видно: все виды кондиционеров автомобилей не генерирует холод, а лишь поглощает тепло воздушного потока от вентилятора печки.

Устройство компрессора кондиционера

По внутреннему устройству различают несколько типов компрессоров:

поршневые. Чаще всего встречаются аксиально-поршневые нагнетатели с вращающимся наклонным диском. Качающаяся шайба на оси компрессора двигает поршни, нагнетающие газообразный хладагент из зоны низкого давления в магистраль высокого давления;

вихревые (спиральные) нагнетатели. Используются преимущество в системах, где нужно охлаждать салон большого объема (к примеру, автобусные);
роторно-лопастные.

Немаловажно и различие компрессоров по способу регулировки нагрузки. До сих пор на большинстве автомобилей установлены компрессоры с электромагнитной муфтой, которая при срабатывании замыкает шкив и ось компрессора. В такой системе сервисный ремень двигателя постоянно вращает шкив, посаженный на вал компрессора через подшипник. Муфта при этом жестко соединена с валом и при подаче напряжения на обмотку муфты возникает явление электромагнитной индукции, заставляющее подпружиненный диск со ступицей прижаться к шкиву. Сила трения заставляет их вращаться вместе.

На более современных системах применяется комбинированный способ регулировки нагрузки. Помимо электромагнитной муфты, в конструкцию компрессора включен клапан, регулирующий количество хладагента, засасываемого нагнетателем.

Чем отличается кондиционер от климат-контроля в автомобиле?

Главное отличие климат-контроля в автоматическом управлении температурой поступающего в салон воздуха. Если в автомобиле отсутствует климат-контроль, водитель вручную выбирает температуру приточного воздуха, скорость вращения вентилятора и направление обдува.

В системе с климат-контролем в салоне установлены ряд дополнительных датчиков, которые измеряют фактическую температуру в салоне. Сигналы с датчиков посылаются в блок управления климат-контролем. ЭБУ постоянно сравнивает фактическую и желаемую водителем температуру в салоне и для выравнивания параметров блок управляет скоростью вращения вентилятора отопителя, компрессором кондиционера, сервоприводами заслонок воздушных потоков.

Видео:Устройство, принцип работы и ремонт автокондиционера по технологии производителя.

Основные неисправности кондиционера и их признаки

Утечка хладагента. Фреон характеризуется высокой летучестью, а поэтому постепенно выветривается из системы при малейшей утечке. Даже на герметичной системе кондиционер нуждается в перезаправке каждые 3-5 лет. Чаще всего утечка возникает при повреждении сот конденсатора, от естественной потери эластичности резиновых уплотнений (колечки на трубках, обжимка шлангов, сальник вала компрессора).
Обрыв муфты включения конденсатора. Нормальное сопротивление исправной обмотки – 4-6 Ом.
Неисправность проводки, реле кондиционера. Чаще всего встречается банальное перегорание предохранителя и образование окислов на контактах.
Засорение конденсатора. Главный признак неисправности – низкая производительность компрессора, повышенное давление в контуре высокого давления.
Неисправность выключателя по высокому/низкому давлению в системе. Во всех современных системах применяется комбинированный датчик давления. Благодаря ШИМ-сигналу блок управления постоянно отслеживает фактическое давление в системе.
Засорение испарителя. Через забитый испаритель в салон попадает меньший объем воздуха. Естественно, холодом из дефлекторов дуть кондиционер не будет.
Залипание терморегулирующего вентиля.
Выход из строя комперссора. Случается по причине естественного износа либо работы без масла.

Часто компрессор не включается после долгого простоя. Поэтом, если вы задаетесь вопросом, можно ли включать кондиционер в машине зимой, ответ однозначно утвердительный. Периодическое включение позволяет разогнать масло по системе, смазать элементы компрессора. Общеизвестен факт, что кондиционер сушит воздух, а поэтому зимой помогает избежать запотевания стекол.

Читайте также: