Как работает кондиционер в автомобиле?

Устройство кондиционера автомобиля

В современных автомобилях микроклимат в салоне обеспечивается тремя системами – вентиляции, обогрева и кондиционирования. И конструктивно самой сложной из них является кондиционер, в задачу которого входит охлаждение воздуха в салоне летом. Несмотря на это система кондиционирования достаточно распространена и устанавливается на многие авто даже бюджетного сегмента.

Принцип работы кондиционера автомобиля построен на свойстве определенных веществ поглощать и отдавать тепло при смене агрегатного состояния. Этот же принцип используется в бытовых холодильниках и стационарных кондиционерах. Поэтому все перечисленные устройства конструктивно очень схожи и состоят из одних и тех же составных элементов. Но автомобильный кондиционер отличается более компактными размерами и типом привода одного из основных узлов – компрессора.

Составные элементы

В целом, устройство автокондиционера включает в себя:

  • Компрессор;
  • Магистрали высокого и низкого давления;
  • Конденсатор;
  • Осушитель;
  • Терморегулирующий вентиль или дроссель;
  • Испаритель;
  • Электрооборудование (датчики температуры, электровентиляторы, электромагнитная муфта и т.д.).

Все перечисленные элементы соединены между собой магистралями, поэтому система закольцована и герметична. Основным рабочим элементом в системе кондиционирования является хладагент (фреон) – вещество, обеспечивающее поглощение и отдачу тепла.

Компрессор и его привод

Компрессор – узел, осуществляющий нагнетание хладагента. Он создает давление и обеспечивает движение фреона далее по системе. На автотранспорте применяется несколько видов компрессоров, отличающихся по конструкции. Наибольшее распространение получили компрессоры роторно-лопастного и поршневого типов, хотя встречаются и более интересные конструкции, к примеру, узел, работающий по принципу Ванкеля.

Устройство поршневого компрессора

Компрессор является своеобразным разделителем, который всю систему делит на контуры высокого и низкого давлений. Контур высокого давления включает в себя все элементы до испарителя, а к контуру низкого давления относится лишь магистраль, соединяющая испаритель с компрессором.

Компрессоры, используемые на автомобилях, обычно механические и в действие они приводятся от коленчатого вала посредством ременной передачи. Но поскольку, кондиционер используется не постоянно, то конструкция привода оснащена механизмом отключения компрессора. Обычно в качестве такого механизма используется электромагнитная муфта. Реже, но тоже используется электропривод компрессора – узел работает за счет электродвигателя. Такой привод используется на электромобилях.

Еще один тип привода – комбинированный, используется на некоторых гибридных моделях. На таких авто компрессор может работать как от электродвигателя (во время движения на аккумуляторах), так и от коленчатого вала (при задействовании ДВС).

Магистрали

Магистрали высокого давления рассчитаны на значительные нагрузки и температурное воздействие. При нагнетании фреона компрессором, давление хладагента существенно возрастает – до 250-270 кПа. При этом сжатие сопровождается сильным нагревом вещества (до 150 град). Поэтому к магистралям высокого давления выдвигаются серьезные эксплуатационные требования.

Магистрали низкого давления – обычные трубки, поскольку после испарителя давление хладагента сильно падает и по трубке проходит фреон практически с атмосферным давлением.

Конденсатор

В конденсаторе происходит переход хладагента из газообразного в жидкое состояние, сопровождающееся активным выделением тепла. Этот составной элемент представляет собой обычный радиатор (обычно из алюминиевых сплавов), на который установлены вентиляторы.

Расположение конденсатора в автомобиле

Чтобы произошла смена агрегатного состояния хладагента, необходимо обеспечить отвод тепла. Поэтому конденсатор располагается в передней части авто под радиатором системы охлаждения. Это обеспечивает при движении авто поток воздуха, который и забирает тепло от конденсатора, тем самым обеспечивая конденсирование фреона. А если воздушного потока недостаточно, он создается принудительно – вентиляторами.

Осушитель

Постоянные перепады температуры приводят к тому, что влага, попавшая внутрь системы, кристаллизируется (становиться кусочками льда), которые могут повредить составные элементы кондиционера, в первую очередь – компрессора. Чтобы этого не произошло, в конструкцию добавлен осушитель. Представляет он собой емкость со специальным наполнителем, улавливающим влагу.

ТРВ, дроссель

Терморегулирующий вентиль (ТРВ) – клапан, обеспечивающий контроль давления в системе, также в этом узле начинается процесс испарения хладагента.

Виды и исполнение ТРВ

ТРВ используется не на всех автомобилях. Ряд автопроизводителей вместо него применяет дроссель и аккумулятор (в основном в системах с климат-контролем). Дроссель выступает в качестве клапана регулировки давления, а аккумулятор – компенсационный резервуар, в котором удерживается лишний фреон.

Испаритель

Испаритель – еще один радиатор, используемый в конструкции системы кондиционирования, но размещен он в салоне (под приборной панелью). В этом элементе происходит испарение хладагента, которое сопровождается сильным поглощением тепла из окружающей среды. При этом влага, находящаяся в воздухе, конденсируется на поверхности радиатора. Чтобы конденсат не попал в салон, испаритель оснащен системой дренажа, по которой вода выводится наружу (под авто).

Для активной отдачи тепла и распространения охлажденного воздуха по салону, на испаритель установлен электровентилятор, обеспечивающий принудительное создание воздушного потока.

Электрооборудование

Поддержание заданной температуры, управление кондиционером, принудительная подача воздуха обеспечивается электрооборудованием.

Поддержание нужной температуры происходит благодаря ряду температурных датчиков:

  • температуры охлаждающей жидкости;
  • термовыключатель вентилятора радиатора;
  • температуры испарителя.

Вариант электрической схемы кондиционера

В зависимости от модели автомобиля могут использоваться другие датчики и иная схема управления.

Управление оборудованием происходит на блоке, установленном на передней панели. За счет органов управления кондиционер включается в работу, выполняется регулировка температурного режима.

Кондиционер в составе климат-контроля

Кондиционер может быть, как отдельной системой, так и входить в состав климат-контроля. Во втором случае все системы салона – вентиляции, обогрева и кондиционирования взаимодействуют между собой и управляются электронным блоком (ЭБУ). К примеру, поддержание нужной температуры в салоне обеспечивается подогревом воздуха после охлаждения. То есть, часть воздушного потока, прошедшего испаритель, подается на радиатор печки, а после смешивается с основным, тем самым регулируя температуру. При этом устройство кондиционера автомобиля, используемого в климат-контроле, не отличается от оборудования, выполненного в виде отдельной системы.

Принцип работы

Функционирование кондиционера осуществляется по замкнутому кругу. Компрессор выполняет нагнетание газообразного фреона, создавая давление, из-за чего хладагент разогревается. После этого по магистрали высокого давления вещество подается в конденсатор. В нем за счет отдачи тепла происходит конденсирование фреона, и он становиться жидкостью, все еще находящейся под давлением.

После конденсатора по магистралям хладагент движется дальше и проходит через осушитель, где из него удаляются частицы воды и других примесей, чтобы они не привели к поломке системы.

Из осушителя жидкий хладагент поступает в ТРВ, где происходит регулировка (снижение) давления. При этом падение давления приводит к началу процесса перехода в газообразное состояние. То же самое происходит и в системах, оснащенных дросселем с аккумулятором.

После ТРВ фреон попадает в испаритель, в котором происходит сильное падение давления из-за чего хладагент начинает испаряться, поглощая тепло из окружающей среды. Вода же, сконденсировавшаяся на поверхности радиатора, по дренажному каналу выходит из салона.

Пройдя испаритель хладагент, уже в газообразном состоянии, по магистрали низкого давления поступает к компрессору, и весь процесс повторяется вновь.

Положительные и отрицательные стороны

Если говорить о достоинствах системы кондиционирования, то оно всего одно – кондиционер обеспечивает прохладу в салоне летом. При этом не нужно открывать окна в авто, поскольку воздух внутрь поступает через систему вентилирования, проходя через салонный фильтр. Поэтому водителю не приходится дышать пыльным воздухом с примесями выхлопных газов (при движении в условиях города и простаивании в пробках).

А вот недостатков кондиционера – достаточно много:

  • Кондиционер – дополнительная система, причем сложная по конструкции и требует обслуживания. Автовладельцу необходимо следить за состоянием трубопроводов и мест их соединений, периодически заправлять его хладагентом;
  • Автомобили, оснащенные этим оборудованием, стоят дороже, а наличие климат-контроля существенно повышает цену на модель.
  • Если привод компрессора осуществляется от коленчатого вала, то включение кондиционера сопровождается значительным падением мощности (до 15 л. с.), что особенно явно проявляется на авто с маломощными силовыми установками. Электропривод же создает значительную нагрузку на бортовую сеть. В любом случае включение кондиционера приводит к увеличению расхода топлива или заряда батарей электромобиля;
  • Воздух, охлажденный кондиционером, подается вентилятором, поэтому в салоне создается сквозняк, который может стать причиной заболевания;
  • Если влага, конденсирующаяся на испарителе, отводится, то бактерии, находящиеся в воздухе, остаются на этом радиаторе. Бактерии и грибки, накопившиеся на испарителе, не только создают неприятный запах в салоне, но и могут стать причиной появления аллергии;
  • Ремонт кондиционера – дорогостоящий, поэтому при его поломке многие автовладельцы, не спешат восстанавливать систему, предпочитая эксплуатировать авто без ремонта системы кондиционирования (на работоспособность двигателя такая поломка никак не влияет);
  • Фреон – химически агрессивное вещество, поэтому со временем он приведет к повреждениям составных компонентов системы, в первую очередь – магистралей и радиаторов. Поэтому поломка оборудования в любом случае произойдет.


Несмотря на большое количество недостатков, кондиционер – популярное оборудование и многие автовладельцы даже не рассматривают авто, не оснащенное таким устройством. А в некоторых европейских странах установка автокондиционера обязательное условие для автопроизводителей, эксплуатация авто без кондиционера в таких странах запрещена.

Как обслужить автомобильный кондиционер

Чтобы не сломался и не подвел в жару

В июне и июле даже в средней полосе России может стоять жаркая погода, а датчик температуры автомобиля — показывать до +38 °С.

Возможно, он врет, но не сильно: видимо, дело в нагретом капоте, под которым действительно немного теплее. От жары в машине может спасти только кондиционер. В этой статье мы разберемся, как он работает и что делать, чтобы не ломался.

Как работает автомобильный кондиционер

Кондиционер автомобиля — это одна большая герметичная трубка, которая начинается и заканчивается в компрессоре. По замкнутой системе перемещается смесь хладагента и компрессорного масла. Фреон периодически превращается то в пар, то в жидкость в зависимости от того, в какой части системы он находится, а в процессе отдает и поглощает тепло.

Вот что происходит, когда кто-то нажимает на кнопку A/C или запускает климат-контроль.

Вентилятор салона пропускает воздух через салонный фильтр, потом через холодный испаритель, воздух в салоне становится прохладным и сухим.

Холодная поверхность испарителя задерживает влагу, поэтому если стекла запотели, при исправном кондиционере они очень быстро станут прозрачными.

Классические неисправности автомобильного кондиционера и что с ними делать

Кондиционер вроде бы работает, но в салоне все равно жарко. Так бывает, когда кондиционер долго не обслуживали. Система состоит из компонентов, о которых мы написали выше, и алюминиевых трубок: все соединено в единую замкнутую систему, а в местах соединения — резиновые прокладки. Пока все это относительно новое, фреон почти не уходит, в систему почти не попадает воздух. Существенные для температуры в салоне утечки происходят на шестой-седьмой год эксплуатации автомобиля. Примерно в это время стоит впервые заехать к специалисту и обслужить кондиционер. Дальше эту процедуру важно повторять раз в два года.

Кондиционер выключается спустя несколько секунд после включения: лампочка около кнопки A/C загорается и быстро гаснет, в салоне жарко. Так бывает, когда по каким-то причинам компрессор не запускается.

Читайте также  На какой частоте работает полицейская рация?

Первым делом стоит заехать к специалисту и обслужить кондиционер. В системе могут найти утечки хладагента через поврежденный конденсор или ненадежное соединение трубки и какого-нибудь из компонентов системы. Конденсор меняют, соединение восстанавливают и делают герметичным, систему кондиционирования обязательно промывают и заправляют заново.

Если утечек нет, но проблема осталась, нужно ехать к автодиагносту, который специализируется на автомобилях конкретной марки или концерна — у него точно есть специальное программное обеспечение и оборудование. Вполне возможно, дело в датчике давления хладагента, который прикручивают к радиатору. И чтобы все заработало, достаточно откачать все из системы, заменить датчик и заправить кондиционер заново.

Универсальный сканер ошибок редко находит ошибки по датчикам системы охлаждения. Потом слесари разбирают полмашины, ничего не находят, а платить за это все равно придется.

Как победить выгорание

Работа кондиционера сопровождается странным шумом из-под капота. К сожалению, компрессор может износиться. Можно отремонтировать старый, поставить новый или купить б/у. В любом случае перед установкой отремонтированного или нового компрессора систему очень важно хорошо промыть. Без этого новый компрессор может сломаться.

Когда кондиционер работает, в салоне пахнет гнилыми тряпками. Скорее всего, дело в испарителе — небольшом радиаторе, который расположен сразу за торпедо. Во время работы он почти всегда покрыт конденсатом — влагой из салона. Если в машине слишком старый и грязный салонный фильтр, грязь оседает на испарителе — буквально прилипает к его поверхности. Через какое-то время все это начинает гнить и неприятно пахнуть.

Чтобы этого не произошло, важно менять салонный фильтр раз в год или раз в 20 000 км — в зависимости от того, что наступит раньше. Если запах уже есть, придется обратиться к специалисту, который почистит испаритель специальной химией и уже после этого заменит салонный фильтр.

Также система может перестать быть герметичной — тогда весь хладагент очень быстро уйдет из контура кондиционера. Так бывает, когда в конденсор попадает камень и пробивает в нем дыру. Особенно сильно страдают дешевые тайваньские или китайские радиаторы.

Также это нормально для возрастных машин старше 12 лет: уплотнительные резинки дубеют и начинают пропускать хладагент наружу. Внутрь системы в этот момент попадает воздух и водяной пар.

Промывка системы — очень важная, но дорогая процедура. В 2021 году за такую работу просят 13 000—17 000 Р в зависимости от модели автомобиля. Если этого не сделать, грязное компрессорное масло, металлическая стружка и продукты разрушения старых компонентов кондиционера могут засорить конденсор, фильтр-осушитель или стать причиной поломки компрессора. Систему промывают при замене трубок, конденсора и даже уплотнительных резинок.

Как обслуживают автомобильные кондиционеры

Мы не рекомендуем выполнять какие-то работы самостоятельно. В лучшем случае вы потратите время и деньги, в худшем — серьезно навредите кондиционеру.

Пока работает компрессор, по замкнутому контуру циркулирует смесь хладагента и компрессорного масла, но не все так просто.

В системе не должно быть воздуха. Он попадает в контур, когда резиновые уплотнительные кольца в местах соединения компонентов системы начинают пропускать хладагент наружу. В воздухе есть какое-то количество воды, которая обязательно свяжется компрессорным маслом, — и компрессор и уплотнительные резинки будут хуже смазываться.

Нужен правильный хладагент. Обычно это фреон R 134A. В автомобилях не старше пяти лет может быть фреон R 1234yf.

Необходимо правильное компрессорное масло. Для большинства автомобилей это PAG 46, но еще есть PAG 100 и PAG 150. Число в маркировке — это вязкость. Важно смотреть рекомендации производителя автомобиля и заливать то, что требуется по инструкции. В кондиционерах гибридных автомобилей вроде Тойоты Приус или Шевроле Вольт применяют принципиально другое масло — POE. Если заправить такую систему маслом PAG, компрессор очень быстро выйдет из строя: эти масла ни в коем случае нельзя смешивать.

Испаритель и конденсор должны быть чистыми и хорошо продуваться.

Обслуживание проходит в несколько этапов:

  1. Из системы откачивают хладагент.
  2. Проверяют систему на герметичность с помощью вакуумного насоса.
  3. Если система негерметична, меняют неисправные компоненты и уплотнительные резинки.
  4. Герметичную систему заполняют фреоном, а также добавляют компрессорное масло и флуоресцентную краску — ту, что светится под ультрафиолетовыми лучами. Ее добавляют для того, чтобы было проще находить утечки.

Запомним требования и этапы и поговорим про инструмент.

Какое оборудование для заправки кондиционера лучше

Автоматическая станция — лучший и самый выгодный вариант. Такая способна забрать из системы фреон и часть масла. Фреон очищается и попадает в специальный резервуар, для того чтобы потом при заправке попасть обратно в систему. Отсюда первый плюс: вам не придется платить за полный объем заправки — только за часть, которой не хватало.

Часть компрессорного масла попадает в отстойник, но потом никуда не идет: вместо него при заправке система автоматически добавит ровно столько свежего масла, сколько убрала из системы старого. Частичная замена масла — очень важный этап: оно гигроскопично, то есть хорошо впитывает влагу, а еще в нем скапливается грязь. И влаги, и грязи в системе должно быть как можно меньше.

Станция работает исключительно с контуром кондиционера: не нужно запускать двигатель и включать кондиционер. Можно диагностировать систему на неисправной машине.

В универсальных мастерских заправят китайский фреон и неплохое, но точно усредненное в плане вязкости масло PAG 100. В системе после вакуумизации все равно немало оригинального масла другой вязкости, оно смешивается с универсальным и получается что-то , что хоть и не сильно, но вредит компрессору.

Я стараюсь обслуживать кондиционер у официального дилера: здесь я уверен, что в систему зальют оригинальный фреон и оригинальное масло. Для моей машины это PAG 46. Более того, заправка может обойтись дешевле: некоторые дилеры дают скидку. Например, если машина старше пяти лет.

Очевидный минус для многих: с такими станциями никто не выезжает, они всегда стоят на стационарных СТО.

«Комплект для заправки кондиционеров»: манометрический коллектор, компрессор для вакуумизации, масляный инжектор, весы и шланги с быстросъемными муфтами и вентилями. Так тоже можно, но такой набор сильно проигрывает автоматической станции:

  1. Фреон при такой заправке приходится стравливать. Оригинальный фреон, которого в условной шестилетней машине как минимум больше половины нужного объема, улетит в атмосферу.
  2. Масло нельзя откачать: оно может только вылететь в процессе стравливания фреона. Сколько вылетит — неизвестно. Если стравливать осторожно и терпеливо, оно останется в системе. Грязное и напитавшееся водой.
  3. Китайский фреон в лучшем случае заправят по весу: поставят баллон на весы и проследят, чтобы в систему попало примерно столько, сколько нужно. В худшем будут ориентироваться на давление, но это грубое нарушение технологии заправки.
  4. Масло будут заправлять на глаз, и это совершенно точно будет что-то универсальное. Сколько вылетело и сколько на самом деле нужно заправить, никто не знает.

Хорошо, что систему по-прежнему вакуумируют. Судя по количеству предложений на «Авито», в «2ГИС» и выдаче Яндекса, так заправляют кондиционер большинство владельцев автомобилей Санкт-Петербурга. Ребята на той стороне готовы выехать в течение часа, какого-то адреса и мастерской у большинства из них никогда не было.

Такая технология оправданна для спецтехники: не нужно бросать объект, человек приезжает и делает все на месте за 40 минут. Легковую машину все-таки лучше так не заправлять. Если это уже случилось, поищите мастерскую с автоматической станцией. Это поможет отодвинуть срок серьезной поломки кондиционера.

Набор для самостоятельной заправки кондиционера — самый опасный и ненадежный вариант. В интернете продают наборы из баллона и специального шланга с манометром. Необходимо подключить все это к системе, включить кондиционер и подождать, пока стрелка манометра покажет нужное давление: обычно это 280—290 кПа.

При такой заправке система не вакуумируется, в ней остается воздух и водяной пар. Компрессору приходится сжимать воздух так же , как и фреон, срок службы компрессора сокращается. Если воздуха много, кондиционер включается и работает, но температура в салоне падает незначительно.

В систему при такой заправке нельзя добавить компрессорное масло. Если его будет недостаточно, компрессор очень быстро выйдет из строя. Всем, кто недавно пользовался таким набором, рекомендуем обратиться к специалисту и перезаправить кондиционер с соблюдением технологии.

Устройство и принцип работы автомобильного кондиционера

Автомобильный кондиционер можно встретить практически в любой машине, в том числе и в бюджетных моделях. Многие автомобилисты даже не рассматривают варианты приобретения транспортных средств, не оборудованных климатической установкой. А в некоторых странах Европы эксплуатация автомобиля без данного оборудования и вовсе запрещена. В статье подробно рассмотрим, как он работает и из каких элементов состоит.

  1. Назначение и функции
  2. Устройство и основные элементы
  3. Компрессор
  4. Конденсер
  5. Магистрали
  6. Осушитель
  7. Расширительный клапан
  8. Испаритель
  9. Электрооборудование
  10. Принцип работы
  11. Что такое хладагент?
  12. Когда необходима заправка?
  13. Масло для кондиционера
  14. Можно ли включать зимой?

Назначение и функции

Автомобильный кондиционер предназначен для охлаждения воздуха в жаркое время года. Главная задача устройства – создать комфортный микроклимат в салоне транспортного средства и сделать поездку комфортной для водителя. Также кондиционер очищает и осушает воздух, поступающий внутрь машины, обеспечивает его циркуляцию.

Кондиционер в автомобиле обеспечит комфортную поездку даже в самые жаркие дни

Использование кондиционера позволяет очистить воздух от пыли и вредных веществ. Устройство обеспечивает антибактериальный эффект и защиту от неприятных запахов.

Устройство и основные элементы

Конструкция устройства считается самой сложной из всех элементов системы HVAC. Кондиционер в современном автомобиле состоит из:

  • компрессора;
  • конденсера (конденсатора);
  • магистралей высокого и низкого давления;
  • ресивера с осушителем;
  • испарителя;
  • расширительного клапана (дросселя);
  • элементов электрооборудования (датчиков).

Система полностью герметична и закольцована магистралями. Работу кондиционера обеспечивает специальный газ – хладагент, поглощающий влагу и отдающий тепло.

Схема устройства и основных элементов системы кондиционирования

Компрессор

Давление, создаваемое компрессором, обеспечивает передвижение хладагента далее по системе кондиционирования. Разделяя всю систему на контуры высокого и низкого давления, он приводится в действие от коленчатого вала посредством ременной передачи. Дополнительно конструкция оснащается механизмом отключения, в качестве которого чаще всего применяется электромагнитная муфта.

Конденсер

Главная задача элемента – охлаждение хладагента. Конденсатор, устанавливаемый перед радиатором системы охлаждения, состоит из изогнутых трубок. Между собой их соединяют перегородки, увеличивая площадь охлаждения и обеспечивая более высокую теплоотдачу. Газ в конденсаторе охлаждается потоками воздуха во время движения автомобиля. Также охлаждение может происходить и принудительно – с помощью вентилятора.

Магистрали

Делятся на два типа: высокого и низкого давления. Первые рассчитаны на повышенное температурное воздействие: в нагретом виде температура хладагента может достигать 110 градусов. Также магистрали устойчивы к повышенным нагрузкам и способны выдерживать давление до 1500 кПа, создаваемое при нагнетании хладагента.

Читайте также  Как заработать на дорогую машину?

В магистрали низкого давления газ попадает после прохождения через испаритель. К этому моменту давление хладагента уже близко к атмосферному, поэтому в качестве магистралей низкого давления применяются обычные трубки.

Осушитель

Емкость со специальным наполнителем, способным удерживать влагу, применяется для устранения влаги, попавшей в систему. Без осушителя капли воды, образующиеся в результате перепада температур, стали бы кристаллизироваться. Маленькие кусочки льда способны повредить систему, в первую очередь – компрессор.

Расширительный клапан

Элемент обеспечивает контроль давления. Также в этом узле начинается процесс испарения хладагента.

Испаритель

Испаритель – второй радиатор системы кондиционирования, размещаемый под приборной панелью в салоне автомобиля (в модуле HVAC). Данный элемент испаряет хладагент, забирая тепло из окружающей среды. Также на нем устанавливается датчик температуры, регулирующий работу компрессора и препятствующий обледенению испарителя.

На поверхности радиатора появляется конденсат. Чтобы влага не попала на другие элементы, испаритель оснащен дренажной системой, выводящей конденсат наружу. Принудительную подачу охлажденного воздуха в салон автомобиля обеспечивает электровентилятор, установленный на испаритель.

Электрооборудование

Электрооборудование системы кондиционирования выполняет несколько функций:

  • сохранение заданной температуры;
  • принудительная подача воздуха;
  • управление всей системой.

За поддержание работы кондиционера отвечает электронный блок управления, который принимает и анализирует сигналы со следующих сенсоров:

  • датчики высокого и низкого давления;
  • датчик температуры испарителя;
  • датчик забортной температуры;
  • датчик положения дроссельной заслонки;
  • датчик температуры охлаждающей жидкости.

Полученные данные поступают в блок управления, который, в свою очередь, управляет работой муфты компрессора.

Принцип работы

Работа системы кондиционирования происходит по замкнутому кругу. Рассмотрим работу поэтапно.

  1. Сжатие. Газообразный хладагент нагнетается компрессором в контур высокого давления. При этом он находится в газообразном состоянии. Температура хладагента составляет около 65°C, а давление доходит до 1,4 МПа. Далее вещество проходит по магистрали высокого давления и попадает в конденсатор.
  2. Конденсация. Здесь хладагент превращается в жидкость, которая все еще находится под давлением около 1,4 МПа и при температуре примерно 55°C. Следующий на пути хладагента – осушитель, удаляющий воду и мелкие примеси.
  3. Расширение. Далее хладагент попадает в расширительный клапан, представляющий собой дроссель (узкое место). Происходит распыление вещества, сопровождающееся снижением давления от 1,4 МПа до 0,12 МПа, что приводит к началу перехода в газообразное состояние. Процесс сопровождается понижением температуры приблизительно до -2°C.
  4. Испарение. Хладагент поступает в испаритель и начинает испаряться, забирая тепло из окружающей среды. В это же время вода, образовавшаяся при испарении, выводится по дроссельному каналу за пределы автомобиля. В салон поступает охлажденный воздух. Далее газообразный хладагент проходит по магистрали низкого давления и вновь попадает в компрессор. Давление при этом примерно 0,12 МПа, а температура – 5°C. С этого момента весь описанный цикл повторяется снова.

Схема работы кондиционера

Что такое хладагент?

Хладагент – это вещество, которое может легко переходить из одного агрегатного состояния в другое. Циркулируя по контуру системы, обеспечивает исправную работу кондиционера.

Некоторое время назад в кондиционерах применялся хлорсодержащий фреон R12. Однако данное вещество оказывало негативное влияние на озоновый атмосферный слой. Поэтому во всех автомобилях, выпущенных после 1993 года, стал применяться фторсодержащий R134a. Вещества этих двух типов являются несовместимыми.

Также существует новое поколение – R1234yf. Это наиболее экологически безопасный хладагент, который, однако, является воспламеняющимся веществом. До 2017 года автомобильные кондиционеры крайне редко адаптировались под новый хладагент. Однако сегодня многие страны начали постепенно переходить именно на R1234yf .

R134a является наиболее распространенным хладагентом в современных автомобилях

Когда необходима заправка?

Хладагент имеет свойство постепенно улетучиваться, поэтому периодически кондиционер необходимо заправлять. Новым автомобилям заправка требуется в среднем один раз в 2-3 года. Транспортные средства старше 5-6 лет заправляют ежегодно (или один раз в два года).

В случае выхода из строя системы кондиционирования необходимо сначала обеспечить ее исправность и герметичность и только после этого заправлять газ.

Заправку кондиционера хладагентом рекомендуется доверить специалистам автосервиса, имеющим необходимое оборудование для успешного выполнения работ.

Масло для кондиционера

Кроме заправки хладагента, в систему кондиционирования необходимо периодически заливать масло, необходимое для исправной работы компрессора. Выбор вещества напрямую зависит от используемого хладагента. С R12, применяемом в автомобилях, выпущенных до 1994 года, используется минеральное масло Suniso 5G.

В автомобили, работающие на R-134а, заправляются только синтетические масла PAG 46, PAG 100, PAG 150.

В 1994 году также выпускали машины с компрессорами, допускающими использование как R-12, так и R-134a. Но даже если автомобиль сошел с конвейера в данный переходный период, недопустимо смешивать синтетические и минеральные масла. Такая смесь может быстро вывести из строя всю систему.

Можно ли включать зимой?

Среди автомобилистов принято использовать кондиционер только в жаркую погоду, характерную для конца весны, всего лета, а иногда и начала осени. Зимой система не используется. Однако такие длительные перерывы вредны для устройства.

Всю систему кондиционирования в автомобиле равномерно покрывает масляная пленка. Если кондиционер не использовать в течение длительного времени, масло скопится в одной из частей контура. Это значит, что при запуске системы многие детали будут работать практически на сухую, подвергаясь повышенному износу.

Также после длительного перерыва могут высохнуть и потрескаться резиновые трубки и уплотнители, в результате чего герметичность будет нарушена.

Чтобы исключить описанные выше неблагоприятные последствия, рекомендуется не допускать простоя системы дольше двух недель.

Зимой кондиционер также нужно включать, но при соблюдении нескольких условий.

  • Температура воздуха на улице должны быть выше -5 градусов.
  • Запускать систему можно только после того, как прогрелась печка (чтобы из испарителя удалилась вся влага).
  • Предварительно включить режим рециркуляции, чтобы воздух, поступающий в систему, мог быстрее прогреться.

Чтобы кондиционер работал исправно, не рекомендуется допускать простоя системы более двух недель

Автомобильный кондиционер – важный элемент комфорта водителя и пассажиров. Благодаря ему даже в самые жаркие дни в вашем автомобиле будет создаваться прохлада, а поездка станет приятной.

Все о конструкции, принципе работы и обслуживании автомобильного кондиционера

Поскольку кондиционером сегодня оснащены большая часть автомобилей, использующихся в нашей стране, каждому автовладельцу такого авто рано или поздно предстоит столкнуться с обслуживанием агрегата. Кондер во многом способствует более комфортному управлению транспортным средством, особенно в сильную жару. В чем состоит принцип работы кондиционера, из каких компонентов состоит данный агрегат и что нужно знать о неисправностях — читайте в этой статье.

Основные элементы системы кондиционера

Из каких элементов состоит автомобильный кондиционер в машине, какие расходные материалы нужно использовать для обслуживания системы кондиционирования, какова принципиальная схема агрегата? Для начала давайте разберем, как устроен кондер.

В зависимости от модели агрегата и машины, устройство автомобильного кондиционера может отличаться:

  1. Компрессорное устройство. Этот узел используется для сжатия расходного вещества — газа, а также его дальнейшего распространения по магистралям системы.
  2. Терморегулирующий вентиль или ТРВ. ТРВ кондиционера автомобиля представляет собой устройство, использующееся для регулировки перегрева пара. Если данный элемент по каким-то причинам сломается, это может привести к более серьезным неисправностям в работе системы кондиционирования воздуха.
  3. Конденсатор или радиаторный узел. Представляет собой теплообменник, использующийся для преобразования газа в жидкое состояние. Конденсатор позволяет выделять тепло воздушного потока, которое остается, в окружающую среду. Когда конденсатор обрабатывает воздух, его пары выходят через верхнюю часть устройства. Конденсатор передает их по магистралям системы. Если уровень давления жидкости будет слишком низким, то после того, как она попадает в конденсатор, она будет перемещаться в испаритель. Как правило, по своей конструкции эти устройства относятся к многопроточному или ленточному типу.
  4. Золотник. Используется для направления потока расходного вещества при смещении подвижных компонентов системы. При поломке данного элемента герметичность системы в целом будет нарушена, соответственно, это приведет к ее менее эффективной работе. Золотник, он же ниппель, следует проверять в первую очередь, если обнаруживаются проблемы в работе кондера.
  5. Муфта. Еще один немаловажный элемент, который включает в себя электросхема. Монтируется она перед компрессорным устройством. Конструкция этого компонента включает в себя катушку, прижимную пластину, а также вал. Принцип действия катушки заключается в образовании магнитного поля, когда на устройство начинает поступать напряжение.
  6. Набор уплотнительных колец. Комплектующие уплотнители, как можно понять из названия, используются для уплотнения и обеспечения герметичности системы в целом. Как правило, данные комплектующие элементы чаще всего выходят из строя, то есть теряют свою эластичность, после зимних холодов. По причине их износа в системе также может произойти утечка. Если это так, то автовладельцу нужно будет приобрести комплект уплотнительных колец для автокондиционеров и произвести их замену.
  7. Ресивер осушитель. Может находиться в зависимости от конструкции, в устройстве агрегата. Ресивер используется для обеспечения защиты работы компрессорного устройства, он способствует более полному испарению газа. Ресивер позволяет предотвратить попадание расходного вещества на компрессор, но нужно учитывать, что авто может быть и не оборудовано этим устройством. При отсутствии устройства функцию испарения жидкости будет выполнять моторный отсек, вернее, его высокая температура (автор видео — Nurlan Temyrbekov).

Откуда берется холод?

Теперь предлагаем узнать, как работает кондиционер в машине. Принцип работы автокондиционера в общем схож с принципом функционирования холодильника, несмотря на разные конструкции агрегатов. Схема кондиционирования в машине в целом представляет герметичную систему, в состав которой входит множество вышеописанных элементов. Принцип работы кондиционера в автомобиле заключается в преобразовании горячего воздушного потока в холодный, в чем агрегату помогают расходные материалы — масло и фреон. Масло используется для смазки компрессорного устройства, а также всей системы в общем.

Что касается фреона, то это специальных расходный материал, который был разработан для эксплуатации в автомобильных кондерах. В отличие от других газов, к примеру, пропана, он безопасен для здоровья человека (автор видео — L0RlC).

Так как работает кондиционер в машине:

  1. Когда водитель нажимает на кнопку активации, включается муфта с прижимным шкивом. Вал, который также с ним сопряжен, вступает в работе под воздействием приводного ремешка.
  2. Также происходит активация компрессорного устройства, который сжимает газ и передает его на радиаторный узел, где происходит охлаждение фреона.
  3. Более быстрому охлаждению способствует и вентилирующее устройство. Во время движения транспортного средства происходит обдув устройства нагнетающим воздушным потоком. Из-за охлаждения происходит конденсация вещества, после чего фреон передается на ресивер в жидком состоянии. После этого осуществляется процесс фильтрации фреона, в результате чего жидкость передается в очищенном виде дальше.
  4. Когда газ очистится, он поступает в салон машины, выполняя функцию охлаждения, но при этом он проходит через расширительный клапан. Адаптер монтируется на патрубке, по которому фреон передается на испарительный узел. Когда объем газа достигнет необходимого уровня в испарительном устройстве, клапан автоматически перекроет.
Читайте также  Как работает кнопка сос в машине?

В зависимости от системы, охлаждению воздушного потока могут способствовать и различные регуляторы и прочие запчасти.

Электрическая схема кондиционера

Характерные неисправности устройства и как с ними бороться?

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

    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).

Фотогалерея «Неисправности агрегата»

Нюансы обслуживания

Если вовремя проводить техническое обслуживание агрегата, вы можете предотвратить возможные неисправности в его работе:

  1. Регулярно производите чистку теплообменника, поскольку этот элемент подвержен негативному воздействию пыли и грязи. Кроме того, необходимо убедиться в том, что этот элемент надежно зафиксирован, поскольку из-за вибраций, которые происходят во время движения авто, на корпусе теплообменника могут образоваться микротрещины. А трещины, в свою очередь, могут привести к утечке жидкости.
  2. Поддерживайте чистоту в моторном отсеке, это позволит предотвратить выход из строя компрессора. Узел следует очищать от пыли и отложений.
  3. При обслуживании агрегата также нужно проверять герметичность и качество установленных магистралей, ведь по ним перемещается газ. В том случае, если появляется вибрация при работе фитингов, их необходимо надежно зафиксировать.
  4. Регулярно производите заправку агрегата, а также его очистку, в частности, перед наступлением летного сезона. Необходимость очистки можно определить по появлению неприятного запаха в салоне, а заправки — по недостаточно эффективной работе агрегата в целом.

Видео «Инструкция по самостоятельной очистке агрегата»

Как самостоятельно прочистить кондер — наглядная инструкция приведена в ролике ниже (автор видео — канал Romanautoreview).

Как устроен автомобильный кондиционер

Используемые законы физики

Практическая реализация идеи

На охлаждение воздуха в салоне надо затратить энергию, в этом отношении процесс не отличается от его обогрева. Источником её логично назначить двигатель автомобиля, который развивает достаточную мощность, часть её можно потратить для нужд комфорта водителя и пассажиров. Поэтому основным узлом системы стал газовый компрессор с приводом от коленчатого вала. Сформировался также набор всех прочих элементов системы самого простого автомобильного кондиционера:

  • компрессор, выполняющий свою основную функцию — сжатие газообразного хладоагента;
  • радиатор кондиционера, он же конденсатор, где горячий газ, поступающий от компрессора, охлаждается потоком забортного воздуха, параметры хладоагента подобраны таким образом, что он переходит там в жидкую фазу, конденсируется, откуда и название;
  • осушитель, он же ресивер, здесь происходит очистка носителя от всего постороннего;
  • терморегулирующий вентиль-испаритель (ТРВ), в котором собственно и происходит расширение, то есть сброс давления хладоагента, с одновременным регулированием температуры;
  • радиатор кондиционера в салоне, он же испаритель, через который идёт теплообмен между охлаждённым газом и внутрисалонным воздухом;
  • вентилятор обдува испарителя;
  • основной вентилятор, иногда совмещающий функции охлаждения двигателя и радиатора кондиционера;
  • система трубопроводов с заправочными штуцерами и предохранительным клапаном;
  • датчики давления и температуры.

Каждый из узлов имеет своё функциональное назначение, из чего и станет понятно, как работает кондиционер в автомобиле.

Компрессор и электромагнитная муфта

Постоянное вращение ротора компрессора было бы слишком расточительным, поэтому при помощи ремня от коленчатого вала вращается только шкив его привода, а сам компрессор подключается по мере необходимости. Для этого и нужна муфта компрессора, работающая по принципу электромагнита.

При включении кондиционера на муфту подаётся питание, после чего в ней происходит замыкание фрикционной пары дисков. Если в исходном состоянии шкив муфты вращался свободно на отдельном подшипнике, то теперь он жёстко связан со ступицей ротора и весь механизм компрессора приходит в движение.

Сами компрессоры могут использовать разные принципы работы, но чаще всего применяется аксиально-поршневой. Он имеет несколько цилиндров, расположенных по окружности вокруг оси ротора, поршни которых приводятся от вращающегося наклонного диска. Когда одни из них утоплены в цилиндрах, противоположные выдвинуты, каждый полный ход поршня соответствует одному обороту. Хладоагент всасывается в цилиндры, а затем нагнетается в напорную магистраль.

Скорость вращения ротора компрессора примерно соответствует оборотам двигателя, что определяется соотношением диаметров шкивов. Естественно, при таком вращении потребуется качественная смазка, для чего в хладоагент (фреон) добавляется специальное жидкое масло. Оно обновляется при каждой заправке кондиционера в строго определённом количестве.

Работа компрессора нормируется датчиками, которые отключают его при наступлении заданных условий, таких как:

  • превышение давления в контрольных точках;
  • отклонение температуры испарителя ниже предельной;
  • начавшийся перегрев двигателя;
  • желание водителя получить всю мощность двигателя, что фиксируется по полному нажатию педали газа;
  • слишком низкая температура за бортом.

Отключение производится снятием питания с электромагнитной муфты, после чего возвратная пружина отбросит фрикционный диск, и шкив перейдёт на свободный ход.

Конденсатор и осушитель

В состав радиатора входят входной и выходной штуцеры, трубки, по которым проходит газ, алюминиевые ленты, повышающие эффективную площадь теплообмена и цилиндрический ресивер, снабжённый фильтрующим элементом, часто съёмным. Всё это должно быть абсолютно герметичным и выдерживать довольно высокое давление, доходящее до десятка атмосфер.

Сюда же можно отнести и вентилятор обдува, хотя он же охлаждает и основной радиатор двигателя. Обычно их два, один из них принудительно включается на малую скорость при любом задействовании кондиционера. А по мере разогрева переходит на полную мощность.

Клапан-регулятор

С точки зрения реализации физического принципа работы кондиционера автомобиля, его можно считать основным узлом системы, хотя он относительно прост и компактен. Однако на него завязана не только подводящая фреон к испарителю магистраль, но и выходная. Таким образом, контроль температуры происходит с обратной связью.

Работая по принципу механического термостата, клапан изменяет своё проходное сечение в зависимости от температуры выходящего из испарителя теплоносителя. Если выходная температура растёт, значит хладоагента недостаточно и сильфонная конструкция клапана приоткрывает распыляющее отверстие, увеличивая расход жидкости в газообразную фазу.

Принцип действия, таким образом, подразумевает наличие у клапана четырёх штуцеров, одного высокого давления и трёх низкого. Располагается он вблизи салонного испарителя, достаточно надёжен, выходя из строя чаще всего по вине владельца, редко и с низким качеством меняющего хладоагент.

Испаритель

Конструктивно радиатор салона схож со всеми прочими теплообменниками, это система трубок и алюминиевых лент, имеющая большую эффективную площадь передачи тепла между воздухом и фреоном. Особенностью его работы является выделение конденсата, поскольку при охлаждении воздуха в салоне из него выделяется избыток влаги. Для отвода жидкости приняты отдельные меры, её вытекание из дренажа является признаком нормальной работы.

Радиатор продувается салонным вентилятором климатической системы, поскольку естественный обдув здесь отсутствует. Скорость работы вентилятора регулируется вручную или в автоматическом режиме, так же задаются и направления преимущественного обдува по салону.

Испаритель кондиционера может входить в комплексную систему климат-контроля автомобиля. Её роль отличается от обычного принципа работы автомобильного кондиционера наличием автоматических функций управления температурой. Водителю достаточно задать её желаемое значение, после чего электроника сама определит, включать её отопитель или кондиционер, куда направлять потоки и какую интенсивность выставлять. При этом возможно многозонное регулирование, когда для каждого пассажира или их групп задаются индивидуальные условия.

Управление системой и организация сервиса

Простейший пульт кондиционера представляет собой регулятор температуры, переключатель потоков воздуха и скоростей работы вентилятора. В более сложных климатических системах задаётся температура с отображением на цифровых дисплеях. Обеспечивают работу управления контроллер климата и многочисленные датчики штатных и аварийных режимов, входящие в устройство кондиционера автомобиля. Автоматика избавляет водителя от слежения за режимами работы и нештатными ситуациями.

Для технического обслуживания кондиционера предусмотрены штуцеры на магистралях в подкапотном пространстве. К ним можно подключить автоматическую заправочную машину, которая после ввода в неё данных о марке и модели автомобиля сама выберет нужное количество фреона, масла, и последовательно проведёт все операции по очистке системы (вакуумированию), заправке и оценке состояния. Проследить придётся только за герметичностью, для чего имеется целый ряд методик. Иногда во фреон добавляется индикаторный краситель, видимый в ультрафиолетовом свете, или используются другие принципы работы течеискателей.

Эксплуатация

Для безотказной работы техники надо соблюдать несколько простых требований:

  • своевременно менять внутрисалонный фильтр, используя углесодержащие антиаллергенные вставки для предотвращения роста количества бактерий в установке;
  • прочищать дренажные отверстия для поддержания испарителя в сухости;
  • не допускать работу кондиционера с открытыми окнами в салоне, от этого он перегружается;
  • включать кондиционер регулярно даже зимой, этого требует условие смазки его деталей маслом, распространяемым вместе с фреоном;
  • не включать компрессор, если в системе недостаточно хладоагента, пользоваться только полностью заправленным фреоном и маслом кондиционером.

Несмотря на некоторую опасность простудных явлений из-за перепада температур, современный автомобиль трудно себе представить без климатической системы. Она достаточно надёжна. Принцип работы кондиционера автомобиля, за исключением компрессора, не подразумевает тяжело нагруженных, быстро изнашиваемых деталей. В среднем обслуживание потребуется с периодичностью около двух лет, а внеплановые отказы могут быть связаны только со старением и износом в достаточно поработавших машинах.

Видео: Устройство и принцип работы кондиционера автомобиля

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: