Принцип работы компрессора кондиционера постоянного вращения

Обновлено: 03.05.2024

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.

Вопрос к знатокам. Кто сталкивался и с диагностикой компрессоров постоянного привода? (не принципиально какая марка и модель автомобиля). Для управления их производительностью установлен электромагнитный клапан, который управляется непосредственно с блока климатической установки ШИМ сигналом. Кто нибудь заморачивался измерением параметров этого сигнала, напряжение, ток, скважность. То есть как проверить компрессор кондиционера на работоспособность, откинув всю бортовую сеть автомобиля. Получится ли использовать для этих целей ШИМ регулятор для коллекторного двигателя (не причиняя вред клапану).

Vanchetto

Вложения:

Безмуфтовые компрессоры.pdf

VIK 26

Vanchetto

То есть как проверить компрессор кондиционера на работоспособность, откинув всю бортовую сеть автомобиля

Тупо подать 12в на клапан на непродолжительное время, наблюдая за изменениями давления в обеих
ветках.. Ну или

MAX ток клапана порядка 0.8А

Добавлено через 3 минуты

Хотите проверить исправность проводки до клапана и наличие сигнала - подключите к разъёму (фишке) лампу 12 В 10 Вт.

VIK 26

нет, скорее хочу крутить компрессор на столе до установки. либо, когда не понятно в чем проблема, управлять им на автомобиле.

Vanchetto

Так блок управления сам диагностирует целостность линии до клапана, никуда лезть извращаться не нужно.
У VAGа по крайней мере все очень просто: ошибок нет, ток через клапан есть (и процент открытия клапана), давление на низкой/высокой стороне одинаково, хладагент есть - все компрессор (или клапан) под замену.

Добавлено через 4 минуты

Это изначально лотерея при покупке б/у компрессора: неоднократно встречались такие компрессоры, которые то работают, то не работают периодически. Может поработав перестать работать, а может вести себя непредсказуемо.
Купить такой на разборке очень легко и убедится в его исправности можно лишь установив на авто и поездив какое-то время.

Добавлено через 7 минут

А один раз был VW Golf достаточно свежий, с Германии пригнанный.
Осенью хозяйка замерзала в салоне, думала что проблема с печкой. Оказалось, что компрессор был всегда включен, даже при снятом разъеме с клапана. Снятие и чистка клапана не помогли.

Немного истории

Необходимость охлаждать салон автомобиля первыми осознали американцы: на длинных дорогах жарких штатов поездка превращалась в настоящее испытание. Поскольку первые кондиционеры появились в начале ХХ века (уже в 1903 году они были установлены в здании Нью-Йоркской фондовой биржи), а спустя 30 лет стали привычной деталью интерьера, установка системы кондиционирования в автомобиле стала только вопросом времени.

Охлаждение салона автомобиля холодным воздухом,
г. Хьюстон, 1957 год

С 1933 года кондиционеры начали монтировать в автомобили по заказу владельцев, а 1939 год ознаменовал начало нового этапа: установки систем кондиционирования в заводской комплектации. Как и все новинки, это стоило немалых денег и было целесообразно только для самых дорогих автомобилей. Но, как и всё новое, эти первые системы, несмотря на высокую стоимость, были малоэффективными и неудобными. Только в 1954 году кондиционирование объединили с обогревом салона, повысив эффективность и сделав пользование на порядок удобней. В таком варианте система и развивалась вплоть до сегодняшнего дня, постепенно улучшаясь в деталях, но не меняясь принципиально.

Функция компрессора

Виды компрессоров

Большинство компрессоров имеют механический привод от коленвала двигателя.

Компрессоры постоянного вращения соединены с коленвалом напрямую через шкив и начинают работать одновременно с ним. Пока кондиционер не нужен, компрессор кондиционера работает вхолостую и только при включении кондиционера он начинает перекачивать хладагент.
Компрессоры непостоянного вращения соединяются с коленвалом через шкив посредством соленоида (электромагнитной муфты), который срабатывает при включении кондиционера и только тогда запускает компрессор.

Привод от коленвала забирает у двигателя примерно от 1,5 до 15 л.с. в зависимости от модели компрессора и мощности самого двигателя.

Компрессоры различаются по типу конструкции: поршневые, роторно-пластинчатые и спиральные.

В основе конструкции несколько поршней (реже один) с разным вариантом расположения: по кругу, V-образно, оппозитно или в ряд. Чаще всего можно встретить круговое расположение, при котором устанавливается от 2 до 10 поршней, поочередно приводимых в движение наклонным вращающимся диском.

В поршневых компрессорах есть возможность регулировки рабочего объема, от 2-3 до 100%. Управление осуществляется за счет перемещения подвижного диска (и соответственно поршней двигателя) вдоль оси, в результате чего уменьшается или увеличивается длина хода поршня.

Схема поршневого компрессора

Состоят из ротора с выдвигающимися лопастями (двумя или больше), вращающегося в корпусе прецизионной формы. Через впускное отверстие в корпус попадает фреон, проходит через серповидную полость и входит в выпускное отверстие на участке сужения. Сжатие фреона происходит за счет изменения объема секторов в процессе вращения ротора.

Схема работы роторного компрессора

Такая конструкция достаточно редко встречается, в основном в компрессорах с электроприводом. Состоит из двух спиралей, вставленных друг в друга со сдвигом 180о. Одна из спиралей неподвижна, вторая вращается, в результате чего от краев к центру образуются полости с постепенно уменьшающимся объемом. Разреженный фреон входит с краев спиралей, сжатый выходит из центра.

Принцип работы спирального компрессора.
1. Расположение спиралей относительно друг друга.
2. Захват разреженного фреона.
3. Перемещение к центру с одновременным сжатием.
4. Схема непрерывного процесса.

Основным достоинством спиральных компрессоров является небольшой вес и габариты, что важно для компоновки подкапотного пространства. А недостаток конструкции – сравнительно высокая цена.

Технические характеристики

Все компрессоры классифицируются не только по конструкции и приводу, но и по техническим параметрам.

Одна из самых важных характеристик – производительность (см 3 /мин). Производители указывают, есть ли функция изменения рабочего объема (постоянный или переменный объем) и в каких пределах.

В поршневых моделях указывается диаметр и ход поршня, в роторных – тип лопастей (фиксированные или нефиксированные).

В описании компрессора также указывается диаметр и расположение патрубков (горизонтальное или вертикальное), а также тип хладагента, для которого он предназначен, и вязкость компрессорного масла.

Маркировка компрессора:
тип хладагента 134а, масло класса SP-10 (ISO 100)

Большинство производителей комплектуют компрессор необходимым количеством рефрижераторного масла, необходимого для смазки.

Немного о компрессорном масле

При работе кондиционера часть масла вытекает из компрессора и распределяется по всей системе. Это предохраняет внутренние поверхности от коррозии, а резиновые прокладки и уплотнители – от затвердевания. При снятии компрессора (для замены или ремонта) масло затем необходимо долить до нужного уровня.

Схема распределения масла из нового компрессора по системе

Особенность данного масла в том, что оно работает без замены в течение длительного времени, причем в условиях как высоких, так и низких температур, оставаясь при этом по-прежнему жидким и однородным. Но для этого необходимо соблюдение нескольких условий: герметизировать систему для удаления воздуха (эта работа делается при заправке кондиционера фреоном), подбирать масло, соответствующее типу хладагента и не смешивать масла разных типов между собой.

Соответственно выбирается один из трех видов масла:

Полиалкиленгликолевое (PAG). Синтетическое масло, подходящее для фреона R134a и R-1234yf, то есть используемое в новых автомобилях. Его особенностью является высокая гигроскопичность: масло связывает влагу из окружающей среды, в результате чего теряет свои свойства и превращается в мощный окислитель. Поэтому такие масла часто выпускают в небольшой таре, достаточной только на одну заправку. Также PAG-масло негативно влияет на резиновые прокладки и уплотнители, вызывает их коробление и усыхание.
Минеральное. Продукт переработки нефти, используемый для систем на фреоне R-12. В отличие от PAG, не вступает в реакцию с влагой из воздуха и не портит резиновые детали. Этим маслом смазывают о-ринги (уплотнительные кольца), чтобы защитить от воздействия хладагента, влаги и перепадов температур.
Полиэстеровое (эстеровое, полиальфаолефиновое или POE). Используется для компрессоров с электроприводом, установленных в гибридных системах. Эстеровое масло обладает высокими изоляционными свойствами, благодаря чему рекомендуется к применению в современных системах кондиционирования. Также оно используется в системах, переделанных с R-12 на R134a. Одна из особенностей этого масла – низкая термическая стойкость. При перегреве оно разлагается, после чего перегревается и выходит из строя компрессор.

Компрессорное масло вязкостью ISO 46 и ISO 150
для разных климатических условий

Специалисты категорически не рекомендуют смешивать разные типы масел: образующиеся при этом хлопья засоряют радиаторы и вызывают преждевременный износ деталей компрессора.

Чинить или менять?

При должном техобслуживании компрессор может проработать достаточно долгое время, не требуя полной замены. Но есть детали, которые изнашиваются в первую очередь, и именно их можно заменить отдельно от всей остальной конструкции. В первую очередь это подшипник муфты, который изнашивается и в результате может заклинить. Также замене подлежит шкив и сальник, при износе которого появляется утечка фреона. Своевременный ремонт – лучший способ продлить эксплуатацию недешевого компрессора.

Перегретое вязкое масло, вызвавшее отказ компрессора

Есть несколько причин поломки компрессора:

Естественный износ деталей;
Масляное голодание;
Перегрев;
Влага (которая попадает в систему при разгерметизации);
Недостаток или избыток хладагента (при недостаточном давлении система автоматически отключается, а вот избыток фреона может вызвать перегрузку компрессора);
Недостаточное охлаждение фреона в конденсаторе (неисправный вентилятор, засорены трубки радиатора).

Как видно, в большинстве случаев поломки компрессора можно избежать, если вовремя проводить ТО системы кондиционирования, обращаясь к квалифицированным мастерам.

Работа автомобильного кондиционера зависит не только от компрессора, но и от четкого и слаженного функционирования всех элементов системы, в том числе многочисленных датчиков, установленных на различных участках. И, конечно, одним из факторов комфорта будет качественный фильтр салона, благодаря которому даже на самой загруженной трассе в летнюю жару пассажиры автомобиля будут наслаждаться свежим и прохладным воздухом.

О том, как выбирать компрессор кондиционера и на что обращать внимание, читайте наш "Гид покупателя".

На стандартном компрессоре с фиксированным рабочим объемом приводной ремень вращает шкив электромагнитной муфты без нагрузки. Когда вы включаете кондиционер – муфта срабатывает и поршни внутри компрессора начинают накачивать давление, чтобы сжать хладагент.

В этом традиционном подходе к управлению системой есть 2 существенные проблемы.

Первая – компрессору требуются значительные затраты энергии двигателя автомобиля. На автомобилях с небольшими двигателями включение компрессора является серьезной нагрузкой, особенно на холостых оборотах.

Вторая – производительность компрессора низкая или недостаточная на холостых оборотах, а на высоких оборотах наоборот компрессор нагнетает избыточное давление.

Этих проблем можно избежать, если постоянно держать компрессор включенным и контролировать поток хладагента, изменяя объем компрессора.

Компрессор с переменным рабочим объемом представляет собой аксиально-поршневую конструкцию с поршнями, приводимыми в движение качающейся или наклонной пластиной. Угол отклонения этой пластины определяет длину хода поршня, изменяя количество хладагента, перекачиваемого при каждом ходе. Угол пластины регулируется с помощью рычажного механизма и пружин, и регулируется путем изменения давления хладагента в корпусе компрессора.

Когда давление в корпусе уменьшается, под действием силы давления всасывания на днища поршней сжимается пружина, которая удерживает наклонную пластину в положении минимального хода поршней. Соответственно увеличивается угол наклона пластины и увеличивается ход поршня. Давление в корпусе контролируется управляющим клапаном с отверстиями и проходами, которые соединяются с всасывающей (контур низкого давления) и нагнетательной (контур высокого давления) камерами головки компрессора.

Используются два типа управляющих клапанов: механический и электронный. Механический клапан имеет прецизионную диафрагму, которая реагирует на давление в контуре низкого давления. Когда в салоне тепло, температура испарителя увеличивается, что увеличивает давление в контуре низкого давления и сжимает диафрагму клапана. В этот момент открывается порт клапана в сторону всасывания. Это снижает давление в корпусе и увеличивает ход поршня, увеличивая перекачку хладагента через систему.

По мере того, как температура испарителя снижается, снижается и давление в контуре низкого давления. Диафрагма клапана расширяется, закрывая порт клапана в контур низкого давления и одновременно открывая порт, который пускает давление из контура высокого давления в корпус компрессора. Более высокое давление уменьшает ход поршня и объем потока хладагента. Не забывайте, что изменение объема потока не приводит к изменению давления, поэтому управляющий клапан диафрагменного типа остается стабильным.

Клапан Delphi Harrison с механическим управлением - это два клапана в одном корпусе. Когда давление в контуре низкого давления повышается, сильфон сжимается. Конусный клапан открывается, и давление переходит из корпуса компрессора (где находится наклонная пластина) через перепускное отверстие в сторону всасывания, снижая давление в корпусе, отклоняя пластину и увеличивая ход поршня.

При низком давлении сильфон расширяется, закрывая конусный клапан и открывая шаровой клапан. Давление переходит из нагнетательной полости (контур высокого давления) в корпус компрессора, увеличивая давление в нем, препятствуя наклону пластины и соответственно уменьшая ход поршня.

На рисунках ниже показан принцип работы клапана Delphi Harrison: 1 - шаровой клапан, 2 - конусный клапан, 3 - сильфон, F1 - сила давления на днище поршня, F2 - сила давления на поршень из картера компрессора.

Сейчас мы все больше времени проводим в автомобиле. Оснащение транспортом в России составляет примерно 250 автомобилей на 1 тысячу человек и постоянно растет, несмотря даже на некоторое снижение продаж.
Практически в каждом вновь выпускаемом автомобиле в стандартной комплектации установлена система кондиционирования. Давайте посмотри из чего состоит система автомобильного кондиционирования и как она работает.

Система автомобильного кондиционирования работает по тому же принципу, что и всем известные бытовые кондиционеры, устанавливаемые в квартирах и офисах. Она позволяющая охлаждать воздух в салоне автомобиля, а также очищать его от влаги и посторонних запахов. В современных автомобилях является составной частью системы вентиляции и отопления салона.

Основная цель системы кондиционирования воздуха в автомобиле(системы климат контроля) обеспечить комфорт пассажиров. В основном она должна должна выполнять четыре функции.

2. контроль циркуляции воздуха.

Немного истории: Первые автомобильные кондиционеры появились в США, который тогда являлся законодателем мод в автомобилестроении. В 40-х и 50-х годах они устанавливались, как дорогая опция на автомобили премиум и высокого ценового сегмента. Рост произошел в 60-х годах 20-го века и к началу 70-х годов уже около половины автомобилей в США имели кондиционеры, в Европу массово кондиционеры пришли несколько позже.

Автомобильный кондиционер - это герметичная систему, заполненная фреоном и компрессорным маслом, которое частично растворено в жидком фреоне. Масло применяют для смазки компрессора.
На сегодняшний день основным хладагентом автомобильных систем кондиционирования является фреон R134a, но до сих пор встречаются автомобили на ранее применявшемся R12. В будущем наметилась перспектива перехода на новый хладагент R1234yf.

Рисунок 1 - Примерный вид системы кондиционирования внедорожника. Виды все основные элементы системы кондиционирования.

На данный момент в современных автомобилях используется две основные схемы кондиционирования воздуха:
- с ресивером-осушителем и терморегулирующем вентилем;
- с аккумулятором и расширительной трубкой.

Рисунок 2 - Схема кондиционера с ресивером-осушителем и терморегулирующем вентилем

В системе с ресивером и терморегулирующем вентилем н а стороне низкого давления (всасывании) находится испаритель и часть трубопровода от терморегулирующего вентиля до всасывающего порта компрессора, на котором располагается датчик низкого давления и сервисный штуцер низкого давления. На стороне высокого давления (нагнетании) расположены конденсатор, ресивер-осушитель, терморасширительный вентиль (далее трв), и трубопровод от нагнетательного порта компрессора до трв, на котором расположен датчик высокого давления и сервисный штуцер высокого давления.
Как уже понятно, система делится по давлению на высокую и низкую стороны.
При включении электромагнитной муфты - начинает работать компрессор - газообразный хладагент всасывается и сжимается до высокого давления, после чего нагнетается по трубопроводу в конденсатор, где газ с высоким давлением и температурой конденсируется: переходит из газообразного состояния в жидкость, отдавая тепло в окружающую среду. Температура хладагента на выходе из компрессора составляет около 60 град С. В оздух, проходящий через конденсатор, значительно холоднее, он соответствует температуре окружающего воздуха (как правило, не выше +35 ºС), Далее жидкий фреон поступает в ресивер-осушитель, где происходит его осушение - удаление влаги и фильтрация (удаление взвешенных частиц). Также ресивер обеспечивает компенсацию подачи хладагента в испаритель. Далее жидкий хладагент высокого давления поступает в трв, где он дросселируется. Сопротивление потоку, создаваемое ТРВ вызывает быстрое падение давления хладагента. Затем этот хладагент попадает в испаритель, где происходит его кипение. Жидкий фреон при низком давлении кипит, поглощая теплоту от относительно горячего воздуха салона автомобиля (например, +30 ºС), приводя тем самым к изменению состояния хладагента с жидкого на газообразное и снова всасывается компрессором. Затем цикл повторяется.

Т.е. проще путь фреона выглядит так: сжатие газообразного фреона в компрессоре - конденсация в конденсаторе - осушение жидкого фреона в ресивере-осушителе - дросселирование в трв, где происходит потеря давления - кипение в испарителе, где фреон переходит из жидкости в газ - всасывание в компрессор. Повторение цикла.

Рисунок 3 - Схема кондиционера с аккумулятором и расширительной трубкой

Отличие систем с аккумулятором и расширительной трубкой, в том, что на выходе из испарителя установлен аккумулятор, а вместо трв установлена дросселирующая вставка. Дросселирующая вставка заменяет ТРВ, а аккумулятор заменяет ресивер- осушитель.
А ккумулятор содержит осушающее вещество, с помощью которого осуществляется удаление влаги из фреона. Также в аккумуляторе происходит доиспарение жидкого хладагента, который может попасть из испарителя. То есть Аккумулятор предохраняет компрессор от попадания в него жидкого хладагента, который может вывести его из строя вследствие гидроудара.
Дросселирующая вставка представляет собой калиброванную вставку, которая дозирует поступление потока жидкого хладагента в испаритель. Так как дросселирующая вставка имеет фиксированный диаметр проходного отверстия, то испаритель в этой схеме, будет испарителем затопленного типа.
Компрессор в этой схеме работает циклически, получая команды на пуск-остановку от блока управления по сигналам с датчиков давления и температуры.

Визуальный показ системы автомобильного кондиционирования с акцентом на компрессор (извиняюсь, если реклама этого производителя, отношения к нему не имею - ролик удачный).

На ролике показана схема кондиционера с ресивером-осушителем и терморегулирующем вентилем в динамике.
Основной особенностью работы автомобильных кондиционеров, например, от обычных бытовых сплит-систем заключается в том, что для его работы используется не электричество, а часть мощности двигателя внутреннего сгорания, отбираемая с его коленчатого вала при помощи муфты.

Основные элементы:

Автокондиционер состоит из следующих основных элементов: компрессор, испаритель, конденсатор, терморегулирующий вентиль (или расширительная трубка), ресивер-осушитель (или аккумулятор), соединительные трубопроводы и вспомогтательные элементы (датчики, реле и т.д.).

В общем виде, компрессором называют механизм, в котором для увеличения давления фреона используется механическая энергия. В данном случае, энергия двигателя внутреннего сгорания автомобиля. Компрессор обеспечивает циркуляцию фреона и масла через систему кондиционирования воздуха.
Приводной вал компрессора вращается от электромагнитной муфты. Если на муфту не подается напряжение, то вращается только ее шкид и крутящий момент не передается на вал компрессора. При включении кондиционера- напряжение подается на катушку муфты, она притягивается к валу компрессора и передает крутящий момент с двигателя автомобиля на вал компрессора. Начинает работать система кондиционирования.

Рисунок 4 - Фото типичного компрессора для системы автомобильного кондиционирования, а также его разрез

Испаритель представляет собой теплообменник, основной функцие которого является поглощение тепла содержащегося в салоне и охлаждение воздуха внутри автомобиля. Также в нем происходит осушение проходящего воздуха . В испарителе происходит фазовый переход жидкого фреона в газообразное состояние (кипение).

Рисунок 5 - Внешний вид испарителя системы автомобильного кондиционирования я

Конденсатор представляет собой теплообменник, основной функцией которого является отвод в окружающую среду тепла, поглощенного из кабины. В конденсаторе происходит фазовый переход газообразного фреона в жидкое состояние (конденсация).

Рисунок 6 - Внешний вид конденсатора системы автомобильного кондиционирования я

Терморегулирующий вентиль и дросселирующая вставка являются устройствами предназначеными для регулирования подачи хладагента в испаритель системы кондиционирования воздуха. Их основной функцией является подача определенного количества хладагента в испаритель в зависимости от перегрева хладагента на выходе из испарителя.

Рисунок 7 - Внешний вид терморегулирующих вентилей и расширительной вставки (правый верхний угол) системы автомобильного кондиционирования я

Аккумулятор, используется в системах с дросселирующей вставкой для предотвращения попадания жидкого хладагента на низкую сторону компрессора (гидроудара).

Рисунок 8 - Внешний вид ресивера-осушителя (справа) и аккумулятора (слева) . На аккумуляторе виден порт для датчика давления.

Также в системах автомобильного кондиционирования применяются множество вспомогательных элементов: вентиляторы, датчики и реле давления (высокого и низкого), термостаты, фильтры, муфты и прочее.

Помимо алюминиевых магистралей, трубопроводы систем автокондиционирования часто изготавлювают из специальных армированных шлангах. Ремонт трубопроводов почти всегда выполняют из таких шлангов.
Я убрал название производителя, чтобы никого не смущать. Шланги обживаются специальными устройствами - кримперами под необходимый фитинг соединения. На верхней картинке изображен уже обжатый шланг. На нижней шланг в разрезе, как видно это многослойное изделие.

Рисунок 9 - Шланги системы автомобильного кондиционирования

Система кондиционирования в простом виде управляется с панели управления автомобиля: как правило управление режимами работы происходит через управление тросом распределительной заслонки и ручки регулятора вентилятора. Интенсивность подачи воздуха в салон автомобиля, определяется скоростью вращения вентилятора. На автомобилях, не оборудованных системой климат-контроля, электродвигатель вентилятора может вращаться с четырьмя различными скоростями.
Раздача воздуха по салону осуществляется через систему воздуховодов.

Рисунок 10 - Простая панель системы вентиляции, кондиционирования и отопления автомобиля Ford

1 – переключатель режимов работы вентилятора воздухонагнетателя; 2 – выключатель режима рециркуляции; 3 – регулятор температуры поступающего в салон воздуха;; 4 – выключатель кондиционера; 5 – регулятор распределения потоков воздуха.
Здесь разобрана довольно простая система, но принцип действия и схема везде абсолютно одиакова.
Системы климат-контроля устроены несколько сложнее.

Вообще, если говорить о ремонте - то ремонт автокондиционеров всегда сопряжен с трудностями, обусловленным огромной линейкой элементов входящих в него. Например, на автомобилях одного производителя одного и того же года выпуска системы кондиционирования могут отличаться. Например, могут стоять разные компрессоры и прочее.
к тому же, элементы автомобильного кондиционера подвергаются сильному коррозионному износу, особенно в условиях нашей зимы. Плюс механические и вибрационные нагрузки. Поэтому за автомобильным кондиционером нужно следить.))) но это уже совсем другая тема.

Понятно, что показано несколько упрощено, зато на мой взгляд наглядно и доступно.

Читайте также: