Как работает автомобильный кондиционер?

Как выполняется обслуживание автомобильного кондиционера

В случае, когда к работе компрессора претензий нет, периодическое обслуживание кондиционера в машине можно выполнить самостоятельно. Стандартный комплекс работ выключает:

• замена салонного фильтра. Эту операцию лучше производить два раза в год: перед летним и зимним сезонами;
• очистка дренажной системы. Поддон находится под салонным фильтром. Из него следует удалить влагу и возможную плесень ветошью, смоченной спиртосодержащей жидкостью. Также необходимо проверить, не засорен ли отводящий шланг;
• удаление (продувка) пыли с радиатора охладителя. Такую операцию можно выполнить при помощи компрессора;
• удаления загрязнений с радиатора кондиционера, трубок, шлангов, других узлов системы;
• очистка ремня компрессора. Следует протереть ремень и шкив не агрессивным растворителем;
• смазывание втулок электроприводов вентиляторов. Такая процедура может быть затруднена. Если вентилятор во время работы издает посторонние звуки, его следует менять.

Видео — самостоятельная очистка испарителя кондиционера в автомобиле::

Типичные неполадки

Если вы заметили, что ваш автомобильный кондиционер, принцип работы которого мы только что рассмотрели, стал хуже охлаждать салон, это может говорить о многом.

Частой поломкой считается вентилятор. Он может просто выйти из строя, а в результате салон будет недостаточно охлаждаться и обдуваться.

Во время эксплуатации уровень фреона уменьшается естественным путем. В современных марках автомобилей производители предусмотрели специальное смотровое окно. Через него можно наблюдать за состоянием и уровнем хладагента. Также вы всегда можете оценить эффективность работы вашего прибора, если потрогаете трубки, выходящие из конденсатора. Они должны быть буквально ледяными.

Еще одна распространенная проблема – это неприятный запах. Причина в том, что на испарителе скапливаются полчища самых разных вредных бактерий. Для избавления от этой напасти достаточно просто время от времени очищать деталь антибактериальным средством.

Как устроен компрессор кондиционера

Компрессор кондиционера представляет собой насос, который сжимает фреон и заставляет его циркулировать по радиатору испарителя. Там он достигает низкой температуры и охлаждает сталь испарителя, что приводит к охлаждению воздуха. Принцип работы и устройство компрессора указано ниже.

https://youtube.com/watch?v=lJ_Q0OQigKg

Он представляет собой обычный насос с электромагнитной муфтой. На валу насоса устанавливается металлический шкив, который приводится в движение от ремня, натянутого через шкив коленчатого вала. При работе двигателя шкив насоса вращается в режиме холостого хода и не затрагивает фреон, находящийся в системе. При нажатии на кнопку включения кондиционера, к валу шкива намагничивается электромагнитная муфта, которая передает вращающий момент на основную часть насоса. Благодаря этому, фреон начинает циркулировать и активно охлаждаться в системе кондиционера.

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 действия автокондиционера

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

1. Фреон из контура низкого давления в газообразном состоянии засасывается компрессором.
2. Внутри компрессора хладагент сжимается, вследствие чего повышается его температура – газ переходит в жидкую фазу.
3. 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.
4. 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.
5. Очищенный фреон под высоким давлением и с высокой температурой подводится к дросселю или расширительному клапану (зависит от типа конструкции).
6. 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.
7. 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.

Ещё несколько советов касательно работы кондиционера

Мы уже рассказывали, что при длительной стоянке на жаре хорошо помогает одновременное включение печки и кондиционера. Но не на всех автомобилях такой режим доступен. В таких машинах алгоритм быстрого создания комфортного микроклимата предусматривает выполнение следующих шагов:

• открытие всех дверей на 3 – 5 минут с целью проветривания салона;
• закрываем окна, включаем кондиционер на «единицу», даём поработать несколько минут;
• по истечении указанного интервала времени переключаем режим охлаждения на максимальный.

Отметим, что наибольший эффект будет достигнут при движении автомобиля, в этом случае кондиционеру будет помогать набегающий поток воздуха. Если температура снаружи транспортного средства превышает 25 градусов, при включении кондиционера не следует сразу же направлять поток воздуха на лобовое стекло – в результате резкого температурного перепада могут образоваться микротрещины, которые неизбежно со временем будут расширяться. Правильный режим охлаждения подразумевает использование максимальной мощности только на первоначальном этапе – как только установится комфортный микроклимат, температуру климатической системы следует понизить, если не хотите подхватить насморк или ангину.

Если говорить о конкретной температуре, которую можно считать наиболее комфортной, то здесь многое зависит от предпочтений владельца транспортного средства. Если верить медикам, что таковой считается диапазон температур в пределах 20 – 22º С. Именно на эти цифры и следует ориентироваться после того, как автомобиль охладился после длительной стоянки на солнцепёке. На старых моделях автокондиционеров, не имеющих возможности установки точных цифровых характеристик работы, оптимальная температура устанавливается экспериментальным образом (обычно это среднее положение указателя температуры).

Есть свои особенности и в отношении выбора режима притока воздуха в зависимости от климатических условий в салоне. Так, если требуется максимально быстрое охлаждение температуры воздуха, следует задействовать режим внутренней циркуляции. Это позволит ограничить доступ воздуха в салон извне, а в замкнутой системе теплообмен происходит намного эффективнее

Немаловажное значение имеет и направление обдува салона. При включении режима обдува салона холодным воздухом нужно настроить шторки дефлекторов таким образом, чтобы обеспечить равномерное распределение воздушного потока по всему объёму салона

Отметим, что эти советы актуальны для владельцев механических кондиционеров. Современные автоматизированные климатические системы способны регулировать все важные характеристики без участия водителя.

Напоследок ещё одна рекомендация, касающаяся всех оборудованных кондиционером автомобилей: перед окончанием поездки за несколько минут до того, как двигатель будет заглушён, выключите систему кондиционирования и включите печку. Этот несложный приём позволит просушить воздух в системе вентиляции, предотвращая появление плесени, грибка и конденсата.

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.

Принцып работы кондиционера автомобиля

На данный момент в автомобильных системах кондиционирования воздуха \фото 1\ используются две основные схемы:

— с ресивером осушителем и терморегулирующим вентилем \схема 1\;

— с аккумулятором и расширительной трубкой \схема 2\;
Начнем с рассмотрения системы с ресивером и терморегулирующим вентилем \схема 1\.

На всасывающей стороне находится испаритель и трубопровод по которому хладагент поступает в компрессор. На компрессоре располагается датчик давления и сервисный штуцер низкого давления.

На нагнетающей стороне находятся конденсатор, ресивер – осушитель, расширительный клапан с баллоном термодатчика, трубопровод с сервисным штуцером высокого давления и датчик давления.

При включении электромагнитной муфты компрессора, газообразный хладагент всасывается и сжимается компрессором до высоких температур и давления, после чего поступает в конденсатор, где газ высокого давления и температуры переходит из газообразного состояния в жидкость, отдавая «скрытое тепло конденсации» воздуху, проходящему через конденсатор. Температрура хладагента на входе в компрессор составляет 80, а на выходе 50 градусов цельсия.

Теплый жидкий хладагент поступает в ресивер – осушитель, где происходит его фильтрация от мелких частиц и пыли, удаление влаги. Далее ждикий хладагент высокого давления поступает в расширительный клапан, где он испаряется и переходит в состояние жидкость – пар с низкой температурой и давлением (-2 градуса, 2 бар). Далее этот хладагент попадает в испаритель, где из туманообразного состояния переходит в газообразного (жидкий хладагент при низком давлении кипит, отнимая теплоту от стенок испарителя) и всасывается компрессором для повторного цикла.

В другой системе – с аккумулятором и расширительной трубкой, на выходе из испарителя установлен аккумулятор, где происходит удаление влаги из хладагента с перегревом жидкого хладагента, который может поступить из испарителя. То есть функцию ресивера осушителя выполняет аккумулятор и фильтрующий элемент расширительной трубки. Аккумулятор предохраняет компрессор от попадания в него жидкого хладагент, который может вывести его из строя вследствии гидроудара. Компрессор в этой схеме работает циклически, получая команды на пуск-остановку от блока управления по сигналам с датчиков давления и температуры.

Существуют системы с двумя и тремя испарителями, в этом случае увеличивается система фреонопроводов, где появляются новые элементы- тройники на всасывающей и нагнетающей части.

Аккумулятор кондиционера автомобиля

В системах кондиционирования воздуха с расширительной трубкой используется аккумулятор, который располагается между испарителем и компрессором. Служит для доиспарения хладагента и защиты компрессора от попадания жидкого фреона в компрессор, таким образом аккумулятор предотварщает гидроудар. Кроме того аккумулятор, как и ресивер – осушитель выполняет функции осушения и фильтрации хладагента. На корпусе аккумулятора могут устанавливаться датчики низкого давления\Схема 2\.
Зарубежные производители рекомендуют производить замену ресивера осушителя и аккумулятора не реже чем через 70 000 миль пробега или 5-6 лет эксплуатации автомобильного кондиционера. Отечественные производители, учитывая условия эксплуатации и обслуживания автомобилей в нашей стране – не реже 1 раза в 18 месяцев или через каждые 20 000 км пробега.

Неисправности и обслуживание автомобильного кондиционера

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.

Оптимальные сезоны для обслуживания – осень или весна.

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.

Компрессор – основной компонент системы кондиционирования

Принцип работы компрессора кондиционера автомобиля практически не отличается от работы компрессора бытового холодильника. По существу, это «близкие родственники» в мире техники. Не стоит удивляться, что и внутреннее устройство этих систем охлаждения идентичное. По крайней мере, компрессор является одним из главных узлов и холодильника, и автокондиционера. Его можно назвать сердцем устройства, перекачивающим по кровеносным сосудам вместо крови фреон. Все современные климатические системы комплектуются компрессорами двух типов: роторно-лопастными и поршневыми.

Принцип работы роторно-лопастного автомобильного компрессора напоминает схему функционирования электронасоса, используемого для надувания матраса. Его главной частью является вращающийся ротор, лопасти которого создают разрежение, затягивающее хладагент с одной стороны, и проталкивающее его в главную магистраль под определённым давлением, заставляя фреон циркулировать по замкнутому контуру на протяжении всего времени работы кондиционера.

Главной деталью поршневых компрессоров является поршень, заставляющий хладагент сжиматься в рабочей камере и под воздействием давления циркулировать по магистрали. Конструкция поршневых компрессоров может быть разной – с одним или несколькими поршнями, с различной их ориентацией (V-образной, как в автомобиле, с расположением в одной плоскости или крестообразно).

Существуют и другие разновидности компрессоров – при желании можно насчитать до сорока различных модификаций, но все они являются вариациями двух основных типов. Поэтому останавливаться на детальном описании каждой разновидности не имеет смысла – все они выполняют одну задачу: заставляют хладагент двигаться по замкнутому кругу, попадая в конденсатор, осушитель, ресивер, испаритель и другие узлы системы кондиционирования.

Работа автокондиционера

Сегодня невозможно представить современный автомобиль без кондиционера. Они проектируются как на автомобилях представительского класса, так и на микролитражках. Даже отечественные автопроизводители всерьез занялись этим вопросом!

Необходимость комфортной температуры сложно переоценить. Вы стояли когда-нибудь в многочасовой пробке под палящим солнцем, в летний зной? Если да, то необходимость данной опции подтвердите без колебаний.

Также думали и первые изобретатели автомобилей. Кроме, собственно, комфорта и микроклимата, работа кондиционера влияет и на безопасность – жара и духота отвлекает водителя от дороги.… Впрочем, всё по-порядку…

 Из истории автокондиционера

Идея повысить комфорт внутри автомобиля витала в головах автостроителей с момента изобретения автомобиля. Однако все предлагаемые на тот момент системы терпели крах.

Система трубопроводов для циркуляции воздуха, скрытые вентиляторы, принудительные воздухозаборники и даже кубики льда на специальном поддоне…

Каких только экзотических систем не проектировалось и не внедрялось, однако ничего из предлагаемого нормально не работало, или было неэффективно…

Поиски продолжались до момента изобретения компрессорных систем охлаждения. Первым автомобилем, снабженным прообразом современной системы кондиционирования считается Паккард 1939 года.

Системе было далеко до идеала – для того, чтобы «охладиться» приходилось проделывать целый ряд манипуляций.  Нужно было остановить автомобиль, заглушить двигатель, подключить «кондиционер», завести двигатель, отрегулировать воздушный поток, «охладиться», заглушить двигатель, отключить систему, завести двигатель и продолжить путь.

Впечатляет? Однако принцип стал популярен, а начало положено. Дальнейшее развитие систем кондиционирования автомобиля было лишь делом техники и времени.

Уже в 1941 году Кадиллак выпускает партию в 300 автомобилей с кондиционерами, работающими по привычной нам схеме. В 60-х годах количество «комфортных» автомобилей исчислялось тысячами, а в 80-х уже миллионами.

Влияние температуры воздуха в салоне на самочувствие водителя

Автопроизводители, как известно, уделяют большое внимание научным исследованиям. Выяснено, что наиболее комфортная для водителя и пассажиров температура воздуха в салоне — 18-20°С, а влажность – в пределах 30-70%

Отклонение от данных показателей считается небезопасным. Так, при +10-15°С следует переохлаждение тела. При +25°С утомляемость и рассеянность значительно увеличиваются, может клонить в сон.

При +30°С и выше  — нарушение координации движений, замедление реакции, логические ошибки при управлении транспортным средством и анализе дорожной обстановки.

Принцип работы кондиционера в автомобиле – как мы получаем холод?

По сути, устройство кондиционера автомобиля такое же, как и у обычного бытового. При нажатии на кнопку включения срабатывает электромагнитная муфта, и прижимной диск примагничивается к шкиву, который приводится в движение с помощью ремня. В этот момент система охлаждения работает вхолостую. Компрессор, сжимая фреон, гонит его в конденсор, где он и охлаждается с помощью вентилятора. Охладившись, фреон конденсируется и в жидком состоянии проходит через осушитель, в котором происходит фильтрация. Далее, уже очищенный, он проходит через терморегулирующий вентиль (ТРВ), в чью функцию входит регулирование перегрева пара.

Установлена данная система на трубопроводе, через который фреон течет в испаритель. Если испаритель уже заполнен фреоном, тогда из него выходит пар, причем температура этого пара достигает температуры кипения. Таким образом, хладагент попадает в испаритель в газообразном состоянии, но при этом его температура очень сильно понижается. Получается, что испаритель охлаждается ледяным фреоном, а вентилятор подает холод в салон авто. Далее после испарителя жидкость снова течет в компрессор, и все повторяется заново.

Какие опасности подстерегают при заправке автокондиционера

Мы не будем повторять банальные рекомендации, что кочуют с одного сайта на другой в течение многих лет и уже обросли длинной бородой. Ниже список основных моментов из реальной практики наших механиков. Информация полезна для всех автовладельцев и особенно для тех, кто в первый раз в жизни сталкивается с этой операцией.

1. Что делает толковый заправщик, чтобы исключить попадание посторонних частиц (грязь, песок, пыль) в систему кондиционирования Вашего автомобиля?
2. Перед подключением шлангов протирает и продувает сжатым воздухом заправочные порты.
3. В автоматической станции заранее меняет фильтры.
4. Перед Вашим приездом заправляет станцию новым компрессорным маслом. Пригодное масло на просвет будет прозрачным. Мутный оттенок сигнализирует, что в нём есть вода, а это крайне губительно для компрессора.

• Поинтересуйтесь, какое масло добавляется при заправке кондиционера
• Для электромобиля или гибридного автомобиля рекомендуется использовать масло POE (полиэфирное). Подходит для компрессора с электрическим приводом.
• Для авто с классическим двигателем (бензиновый или дизельный) и ременным приводом компрессора нужно масло PAG (полиалкиленгликольное).
• Категорически запрещается смешивать разные типы компрессорного масла. Это неизбежно скажется на «здоровье» компрессора. Если заправщик не может четко ответить на простой вопрос, тогда не надо рисковать здоровьем собственного авто. Лучше найти другой автосервис, где точно знают, какое масло следует заливать в компрессор Вашего автомобиля.

Некачественный или загрязнённый хладагент

Сегодня данная проблема встречается намного реже, но осторожность в этом вопросе не помешает. Плохой фреон попадает внутрь автомобильного кондиционера двумя способами:

Плохой фреон попадает внутрь автомобильного кондиционера двумя способами:

• Слишком экономные мастера приобретают у сомнительных поставщиков баллоны с надписью R134. Они уверены в содержимом и заливают всем подряд. Если внутри Вашего кондиционера окажется 80-85% тетрафторэтан — это не есть хорошо, но терпимо. Но если в баллоне плещется смесь дешевого пропан-бутана — тогда совсем скоро потребуется замена Вашему автокондиционеру со всеми вытекающими последствиями.
• Большинство заправочных станций автоматического действия работают по стандартному циклу: «Рекуперация > Вакуумирование >Заправка». В процессе рекуперации из компрессора откачивается оставшийся хладагент. После очистки от старого масла используется повторно. Но если автомобиль-донор привёз с собой некачественный фреон, тогда после попадания внутрь станции он смешается с чистым фреоном и далее попадёт на другие автомобили, которые приедут на заправку кондиционера позднее.

Подобные ситуации можно исключить в принципе. Но потребуется специальный газоанализатор для проверки состава и качества хладагента. Его цена составляет 150 000 рублей. Немногие московские автосервисы могут позволить себе подобное оборудование, — мы в их числе. В нашем распоряжении целых два прибора. Один используем постоянно для быстрого тестирования качества фреона. Тест занимает всего 30 секунд. Второй прибор применяем для контрольного тестирования. Он работает медленно, зато надёжно. Его держим про запас на случай выхода из строя основного оборудования.

Современный газоанализатор фреона

Предыдущая модель для проверки качества хладагента

Какие капризы может проявить устройство автокондиционера?

Несмотря на то, что устройство автокондиционера предусмотрено герметичным, тем не менее, происходит диффузия газа, поэтому эти агрегаты нуждаются в дозаправке, хотя бы раз в пять лет, правда этот срок больше определяется состоянием авто, его годом выпуска и спецификой

Перед этой процедурой очень важно почистить кондиционер, удалить из системы все примеси, влагу, воздух и грязь, осуществляется это путем вакуумирования. Отогнать воздух можно насосом.

Также, заправляя кондиционер авто, стоит добавить в систему рефрижераторное смазочное масло. Если абсолютно все компоненты хорошо функционируют, и давление в норме, но при этом вы не наблюдаете должного охлаждения, значит, вам пора менять ресивер-осушитель. Кстати говоря, он является съемным элементом, поэтому достаточно будет просто купить и поставить новый, разбирать сложную систему не понадобится.

Главная →

Устройство → Система охлаждения, обогрева и вентиляции → Кондиционер →