Как работает автомобильный кондиционер?

Как следить за исправностью автомобильного кондиционера

Чтобы система кондиционирования в вашем авто функционировала правильно, важно отслеживать работу радиатора, другое его название «конденсор». Нельзя допускать, чтобы он был загрязнен

Поэтому мыть его следует пару раз в год. Кроме того, очищать радиатор следует в начале весны, так вы удалите соль и реагенты, которыми покрыты автотрассы.
Также нужно отслеживать состояние подшипника шкива компрессора автокондиционера, в частности, если пробег более 100 тыс. километров. Специалисты рекомендуют начинать наблюдение намного раньше. Какие признаки неисправности вы можете обнаружить: шуршание, когда компрессор автокондиционера находится во включенном состоянии. Такой симптом указывает на скорую поломку.

Кроме того, когда шкив компрессора расположен так, что до него легко добраться, пошатайте его рукой, чтобы увидеть люфт подшипника. Обнаружили посторонние шумы и люфт? Значит пришло время заменить подшипник, причем откладывать ремонт не стоит. В противном случае может произойти серьезная поломка: выйдут из строя элементы муфты или полностью весь узел.

В случае, когда подшипник развалился, скорее всего, сточилась шейка компрессора. А это значит, что вы будете вынуждены заменить компрессор целиком. Также может оборваться приводной ремень, поскольку люфт шкива составит несколько сантиметров. Ездить на машине в такой ситуации будет можно, только если вы установите короткий приводной ремень (в обход шкива кондиционера) либо на небольшую дистанцию, пока аккумулятор не разрядился.

Отслеживайте температурный режим в салоне машины. Если вы заметили, что кондиционер не справляется со своей работой и в автомобиле слишком жарко, это указывает на низкую производительность системы. Необходимо как можно скорее продиагностировать ее.

Типы автомобильных кондиционеров

Все кондиционеры для автомобилей отличаются друг от друга типом управления:

1. Ручной вариант предполагает настройки температурного режима самим водителем. В таких климат-системах охлаждение зависит от скорости движения машины и от оборотов коленвала. Такой тип имеет существенный недостаток – чтобы настроить нужное положение, водитель может отвлекаться от управления транспортом. Однако это самая бюджетная модель.
2. Автоматический тип управления. Другое название системы – климат-контроль. Водителю в таком исполнении устройства достаточно включить систему, и установить желаемую температуру воздуха салона. Дальше автоматика самостоятельно регулирует силу подачи холодного воздуха.
3. Комбинированная система дает возможность установить либо автоматический, либо ручной режим.

Поршневой компрессор Помимо типа управления кондиционеры также отличаются друг от друга компрессорами:

1. Роторный привод;
2. Поршневой привод.

Чаще всего в автомобилях используется роторный компрессор. Также в системе могут использоваться разные датчики и дроссели, благодаря которым работа системы становится более эффективной и стабильной. Покупая новый автомобиль, каждый клиент может подобрать вариант, идеально эффективный для его ситуации.

Также отдельно стоит упомянуть, что существует две основные категории кондиционеров:

• Штатный – установка, которой транспорт оснащается на заводе;
• Переносный – автономный кондиционер, который можно использовать в разных машинах, а иногда даже в небольших бытовых помещениях.

Компрессора нового поколения

Линейные компрессоры

Инновационными данные установки сделала возможность использования магнитных приводов, которые обеспечивают возвратно-поступательное движение поршня. Вал при этом не требуется. Такие компрессора отличаются низким уровнем шума, высокой производительностью, эффективностью и компактностью.

Ротационные компрессоры

Циркуляция фреона обеспечивается вариацией давления между камерой нагнетения и всасывания, которая обеспечивается вращением ротора. Такие компрессора отличаются компактным размером и намного большей производительностью в сравнении с поршневыми установками.

Ремонт основных неисправностей

Если выявлена возможная причина поломки компрессора автомобильного кондиционера, то можно начинать ремонт своими руками:

При небольших механических повреждениях корпуса следует их заварить с помощью аргонно-дуговой сварки.
Для замены сальника или прокладок своими руками нужно изначально слить хладагент и снять с машины компрессор. При протекающих прокладках подлежит разборке корпус нагнетателя, состоящий из нескольких частей, в зависимости от его типа, между которыми и устанавливаются эти составляющие. Замена сальника начинается со снятия съемником ступицы муфты, после чего, удалив стопорное кольцо, фиксирующее сальник, при помощи специального приспособления снимаем сальник и заменяем его новым с помощью оправки.

Замена неисправного подшипника шкива своими руками производится также на снятом с машины компрессоре. Соответственно сняв приспособлением с вала саму муфту, выпрессовываем подшипник, заменяем его новым и производим сборку в обратном порядке.

Замена подшипника вала своими руками более трудоемкий процесс, требующий разборки всего корпуса компрессора.

Ремонт электромагнитной муфты состоит в снятии с нагнетателя и замене вышедших из строя на новые: прижимной пластины, сгоревшей катушки или шкива на котором появилась выработка.
Считается, что при неисправности поршневой группы, долив масло в систему, можно отстрочить отказ в работе компрессора. Но не стоит забывать о мелких частицах, неизбежно появляющихся при выработке в металле, которые, попав в систему, могут забить терморегулирующий клапан и ресивер-осушитель, что в итоге приведет к промывке всей системы. При замене узлов поршневой группы своими руками или устранением проблем с клапанами требуется полная разборка компрессора.

Фактор кондиционирования

Многие факторы ответственны за образование озоновой дыры. Они включают, среди прочего выброс вредных веществ из транспортных средств. Есть вторая система, которая способствует образованию дыры : кондиционер. Согласно индексу GWP (Global Warming Potential), который выражает негативное воздействие веществ на атмосферу в числовом выражении, использованный до сих пор фактор R-134a имел значение GWP, равное 1430. Согласно рекомендациям Директивы Европейского Союза 2006 г. / 40 / EU, коэффициент, используемый в системах охлаждения и кондиционирования воздуха, не должен превышать ПГП, равного 150. Поэтому было решено ввести газ HFO-1234yf. Его значение GWP всего 4.

С точки зрения окружающей среды и озоновой дыры все выглядит хорошо. Но есть и минусы. Во-первых, цена нового хладагента в 10 раз выше, а использовавшиеся до сих пор заправочные устройства придется заменить. Это означает более высокие цены на услугу замены фактора. Более того, согласно исследованиям, эффективность нового газа на 10% ниже, чем у использовавшегося до сих пор R-134a. Это напрямую приводит к более высокому расходу топлива в автомобиле. Побочным эффектом процесса сжигания газа HFO-1234yf является фтороводород. Это опасные отношения для человекапоскольку он проникает под кожу и действует на ткани тела. При нагревании он становится еще более вредным для людей. Он очень канцерогенный, влияет на сердце и может вызвать кожные раны.

Согласно документам ЕС, новый коэффициент будет использоваться в автомобилях с 2021 года . Не исключено, что тогда также будет запрещено использование старого хладагента R134a. Однако вы уже можете встретить его использование в новых транспортных средствах.

Как мы получаем холод?

Как работает В целом принцип работы автомобильного устройства сопоставим с работой обычного холодильника. Хотя само устройство этих агрегатов немного разное. Схема кондиционера представляет собой полностью герметичную систему с муфтой, ниппелем-золотником, ТРВ-клапаном, переходниками, набором фитингов, конденсатором, прочими комплектующими и расходными материалами.

В качестве расходных материалов выступают фреон и специальное масло, находящиеся в расширительных бачках. Это масло растворяется во фреоне и в целом оно отлично работает при низких температурах. Данный расходный материал в расширительном бачке необходим для смазки компрессора и системы кондиционирования в целом.

Принцип работы автомобильного кондиционера

В целом заполнить систему можно и газом пропаном, но это очень опасно с точки зрения безопасности. Для нормального функционирования систем кондиционирования были разработаны специальные хлоросодержащие материалы. Кроме того, что они полностью безопасны, такие соединения обладают всеми нужными характеристиками. Пусть в работе систем от разных производителей есть определенные различия, в целом схема функционирования идентичная. Рассмотрим самый распространенный пример.

При включении системы в первую очередь активируется муфта с прижимным шкивом. Вал, соединенный с прижимным шкивом, начинает работу в результате воздействия ремня, который при выключенной системе работает вхолостую. Также начинает работу и компрессор, предназначенный для сжатия фреона и перегона его по шлангам к радиатору, где он охлаждается.

Охлаждению воздуха также способствует вентилятор, начинающим свою работу вместе с компрессором. Когда авто в движении, устройство также обдувается набегающим воздухом. В результате охлаждения расходный материал в расширительном бачке конденсируется и поступает в ресивер в жидком состоянии. Затем материал проходит процедуру фильтрации, от чего далее по комплектующим он поступает уже в очищенном состоянии, без пыли и грязи.

Схема работы устройства в машине

В итоге после очистки фреон поступает в салон транспортного средства для охлаждения температуры воздуха. Но перед этим ему необходимо пройти еще через один элемент — ТРВ-клапан. ТРВ-клапан монтируется на магистрали, по которой расходный материал попадает в испаритель. В том случае, если в испарителе достаточно фреона, ТРВ-клапан закроется. Когда из испарителя начнет выходить слишком горячий пар, то ТРВ-клапан будет открываться таким образом, чтобы установка клапана в плане температуры воздуха не была нарушена.

То есть ТРВ-клапан представляет собой автоматически регулирующуюся заслонку. В целом ТРВ-клапан можно сравнить с соплом аэрозольного баллона. После прохождения через этот элемент расходный материал преобразуется в газообразное состояние в результате кипения. Материал охлаждает испаритель, а благодаря работе вентилятора холодный воздух поступает в салон. После прохождения через устройство испарителя, фреон опять поступает в компрессор (автор видео — Олег Дендеберя).

Следует также отметить, что за функционированием всех комплектующих следят различные регуляторы, их число может изменяться в зависимости от модели климатизера. К примеру, на осушителе установлен регулятор, предназначенный для включения второй скорости вентилятора. При маленьком охлаждении конденсатора давление в шлангах увеличивается, при этом расходный материал уже не конденсируется. Регулятор начинает включаться в результате того, что он реагирует на изменения давления в трубках. Еще один датчик предназначен для выключения компрессора при необходимости.

Принцип работы автомобильного кондиционера

Рассмотрим общее устройство системы, которое характерно для большинства автомобилей масс-сегмента, хотя бывают исключения. В целом любая система кондиционирования состоит из следующих компонентов:

• компрессор;
• конденсатор с фильтром осушителем;
• испаритель.

Сердцем всей системы кондиционирования автомобиля является компрессор, который осуществляет циркуляцию фреона по всему контуру системы. Компрессор приводится в движение коленчатым валом двигателя посредственном приводного ремня. На одних типах компрессоров имеется электромагнитная муфта, которая призвана включать и отключать передачу крутящего момента с двигателя на компрессор. На других муфты нет, а используется шкиф с постоянным приводом на вал компрессора, что позволяет нагружать компрессор не всегда на 100%, как в варианте с муфтой, а регулировать нагрузку в зависимости от ситуации, это позволяет меньше нагружать ДВС и экономить топливо. Для смазки компрессора используется специальное масло, которое растворяется во фреоне. 

Компрессор создает разряжение во впускном отверстии. Фреон в состоянии газа поступает в компрессор из испарителя. В компрессоре газ сжимается, его температура повышается и в таком виде фреон поступает в конденсатор.

Принцип работы компрессора кондиционера

Конденсатор имеет четыре секции. В первой газ охлаждается потоками воздуха из окружающей среды. Во второй газ, конденсируясь на поверхности, переходит в жидкое состояние. В модуляторе происходит разделение жидкого и газообразного хладагента, оставшийся газ получает дополнительную возможность отдать тепло и перейти в жидкое состояние. А в четвертой секции фреон дополнительно охлаждается. 

Схема конденсатора

Охлажденный жидкий фреон поступает в расширительный клапан, после прохождения которого хладагент превращается в мелкодисперсный туман, готовый к расширению. В процессе расширения давление и температура вещества понижаются. Расширительный клапан регулирует количество фреона, подаваемого в испаритель, от этого зависит, какая в итоге будет температура в салоне. 

Распыленный в виде тумана хладагент попадает в испаритель, который интегрирован в блок управления вентиляцией и охлаждения. Через элементы испарителя проходит воздух из салона автомобиля. Нагрев ребер охлаждения испарителя приводит к испарению распылённого в камере фреона, который забирает излишки тепла и превращается в газ, который идет обратно в компрессор и процесс повторяется. Теплый воздух, охлаждаясь, приводит к появлению капель воды, которые скапливаются в нижней части испарителя и стекают по дренажной трубке, образуя лужи под стоящим автомобилем. 

Разборка внутреннего блока кондиционера

1. Выключаем кондиционер из электросети.

2. Открываем крышку корпуса внутреннего блока и извлекаем сетчатые фильтры. Крышку не закрываем.

3. Снимаем корпус внутреннего устройства:

у любого блока снизу под жалюзи имеются саморезы (они чаще всего находятся под декоративными заглушками). Выкручиваем данные саморезы;

под крышкой внутреннего блока (где фильтры) тоже могут быть саморезы (или клипсы) – откручиваем (или отщелкиваем) их. Аккуратно приоткрываем нижнюю часть корпуса;

далее наша задача «освободить» клипсы сверху корпуса. Они очень жесткие, и чтобы их «отщелкнуть» нужно внимательно посмотреть, как они крепятся (в большинстве случаев они «отщелкиваются» при поднятии низа корпуса на себя);

отсоединяем от корпуса все фишки, если они есть;

приоткрываем жалюзи и снимаем корпус (снизу на себя или сверху на себя в зависимости от модели).

4. Следующая задача – это снятие дренажного лотка (в очень редких моделях он не снимается, а сделан воедино со всем корпусом)

Важно рассмотреть, как он установлен, чтобы при последующей сборке он «встал на свое место». Рекомендуем приготовить пакет или тару, чтобы слить возможный конденсат (воду) из лотка:

обычно слева лотка необходимо открутить один саморез, затем освободить клипсы снизу;

отсоединяем все фишки от лотка (или откручиваем моторчик привода жалюзи);

аккуратно извлекаем лоток и при этом отсоединяем «хвост» дренажного шланга (он может быть закреплен защелкой или саморезом).

5. Следующая задача это снятие вала (вентилятора). Это самая трудная и ответственная операция. Здесь может быть два варианта в зависимости от устройства конкретной модели:

• более «легкая ситуация», когда вал снимается влево без снятия мотора и блока управления (в этом случае должен быть винт внутри самого вала и вся левая часть корпуса должна быть разборной):
• откручиваем и освобождаем левую часть радиатора от корпуса внутреннего блока;

откручиваем винт справа внутри вала (не до конца, а лишь на пару оборотов)

Здесь нужно действовать очень осторожно, не сломать лопасти вала и не испортить головку винта. Этот винт зачастую сильно «затянут»!;

извлекаем вал вниз из корпуса, не повредив никакие детали (и свои руки). Обычно он очень плотно установлен и для его снятия нужен опыт. Можем отверткой держать винт и таким образом подталкивать и направлять вал.

При установке вала обратно винт должен очень точно закрутиться «на свое место». Иначе вал может проворачиваться или задевать стенки корпуса.

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).

Виды, устройство и принцип работы компрессора

Компрессор представляет собой нагнетатель вытеснительного типа. Он начинает свою работу после включения кнопки кондиционера в салоне автомобиля. Устройство имеет постоянное ременное соединение с двигателем (привод) через электромагнитную муфту, которая позволяет запускать установку, когда это необходимо.

Компрессор кондиционера

Нагнетатель всасывает охлажденный хладагент в газообразном состоянии из зоны низкого давления. Далее, за счет сжатия повышается давление и температура хладагента. Это главные условия для его расширения и дальнейшего охлаждения в расширительном клапане и испарителе. Для повышения срока службы составных частей компрессора используется специальное масло. Часть его остается в нагнетателе, другая часть растекается по системе. На компрессоре размещен предохранительный клапан, который защищает установку от превышения давления сверх нормы.

Различают следующие виды компрессоров в климатических установках:

• аксиально-поршневые;
• аксиально-поршневые с вращающимся наклонным диском;
• лопастные (роторные);
• спиральные.

Наиболее широкое распространение получили аксиально-поршневые и аксиально-поршневые нагнетатели с наклонным вращающимся диском. Это наиболее простой и надежный вариант устройства.

Аксиально-поршневой нагнетатель

Приводной вал компрессора приводит в движение наклонный диск, который, в свою очередь, образует возвратно-поступательное движение поршней в цилиндрах. Поршни двигаются параллельно валу. Количество поршней может отличаться в зависимости от модели и конструктивного решения. Их может быть от 3 до 10. Таким образом, формируется такт работы. Клапана открываются и закрываются. Происходит всасывание и нагнетания хладагента.

Аксиально-поршневой компрессор

Мощность климатической установки зависит от максимальной частоты вращения компрессора. Часто производительность зависит от скорости двигателя. Диапазон частоты вращения нагнетателя находится от 0 до 6 000 об/мин.

Чтобы убрать зависимость работы компрессора от скорости работы двигателя, используются компрессоры с изменяемым рабочим объемом. Это достигается путем применения вращающегося наклонного диска. Угол наклона диска меняется с помощью пружин, что корректирует производительность всей климатической установки. В компрессорах с постоянным аксиальным диском регулировка происходит в результате отключения и включения электромагнитной муфты.

Привод и электромагнитная муфта

Электромагнитная муфта обеспечивает связь работающего двигателя и компрессора во время включения кондиционера. Муфта состоит из следующих компонентов:

• ременной шкив на подшипнике;
• электромагнитная катушка;
• подпружиненный диск со ступицей.

Устройство электромагнитной муфты Двигатель посредством ременного соединения приводит в движение шкив. Подпружиненный диск соединен с приводным валом, а электромагнитная катушка с корпусом нагнетателя. Между диском и шкивом имеется небольшой зазор. Когда включается кондиционер, электромагнитная катушка создает магнитное поле. Подпружиненный диск и вращающийся шкив соединяются. Компрессор начинает свою работу. Когда кондиционер выключается, пружины отводят диск от шкива.

Антибактериальная чистка испарителя-кондиционера

Если вы хотите, чтобы запах в салоне при работе кондиционера был приятным, то необходимо проводить систематическую чистку испарителя. Ремонт компрессора-кондиционера своими руками в данном эпизоде также можно и нужно сделать. Очистку кондиционера рекомендуется проводить 1 раз в полгода. Нам понадобится спрей-очиститель для автомобиля. Содержимое его распыляется так, чтобы оно попало на испаритель.

Параллельно приводим в действие режим рециркуляции на обороты максимума. Данный спрей также образует на испарителе пленку. Цель – защита от внешних воздействий и профилактика появления новых микробов и вредителей. Для качественной работы кондиционера рекомендуется за несколько минут до приезда на место назначения выключать его для просушивания испарителя. Такой нехитрый совет поможет вам в течение долгого времени эксплуатировать кондиционер-компрессор.