Принцип работы системы кондиционирования автомобиля

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.).

Система кондиционирования

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.

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.

Осушитель кондиционера

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.

Источник: http://autoleek.ru/jelektrooborudovanie/sistemy-komforta/ustrojstvo-kondicionera-avtomobilya.html

Все тонкости работы и обслуживания автокондиционера

Практически каждое современное транспортное средство оснащается системой кондиционирования. Трудно представить комфортную летнюю поездку в автомобиле без такой системы. В этой статье мы разберем принцип работы кондиционера, узнаем об его устройстве. Также материал поможет автолюбителям разобраться в возможных неисправностях.

Перед тем, как понять, в чем заключается принципиальная электросхема действия кондиционера в машине, разберемся с устройством. Ведь принцип работы кондиционера заключается не только в охлаждении воздуха, но и его очищении. Зачастую кондиционер является неотъемлемым элементом в системах вентиляции и отопления. Разумеется, основной функцией устройства считается создание оптимального климата для автолюбителя, и здесь не столь важно, в чем заключается суть — охлаждении или нагреве.

Устройство и принцип работы системы автокондиционирования

Также нужно отметить, что при работе системы важно не только охлаждение или прогрев воздуха до нужной температуры в салоне, но и фильтрация воздушного потока. Для этого система кондиционирования автомобиля оснащается множественными фильтрующими элементами.

В частности, речь идет о следующих фильтрах:

• электростатическом;
• катехиновом;
• фотокаталитическом;
• угольном.

Все эти компоненты характеризуются антибактериальным воздействием на воздушный поток. Соответственно, они неплохо устраняют неприятные запахи. Вне зависимости от устройства и комплектующих, основным механизмом любого автомобильного кондиционера является компрессор. Это устройство определяет эффективность функционирования системы в целом. Также устройство может быть дополнено специальным устройством — ресивером-осушителем.

Предназначение ресивера-осушителя очень важно, поскольку он необходим для защиты компрессора. Ресивер-осушитель способствует полному испарению хладагента в системе. То есть благодаря ресиверу-осушителю хладагент не попадает на устройство компрессора и не приносит разрушительного воздействия. Если автомобиль не особо дорогой, то ресивера-осушителя в системе может и не быть.

Но даже при отсутствии ресивера-осушителя нормальная работа системы вполне возможна. Если ресивера-осушителя нет, то для испарения хладагента будет достаточно горячего моторного отсека. То есть функцию испарения вместо ресивера-осушителя будет выполнять высокая температура в подкапотном пространстве (автор видео — Autoscience MSIU).

В холодное время года, как вы понимаете, температура воздуха в моторном отсеке будет значительно ниже. Поэтому электросхема автомобильного устройства дополняется датчиком температуры воздуха окружающей среды. Этот регулятор позволяет не допустить включения климатизера, если температура воздуха на улице составляет меньше -5 градусов.

Какие основные комплектующие входят в устройство автомобильного кондиционера:

1. комплектующая — компрессор. Этот компонент предназначен для сжатия хладагента и распространения его по системе.
2. ТРВ-клапан (терморегулирующий вентиль). ТРВ клапан — это элемент, необходимый для регулировки перегрева пара. Выход из строя ТРВ-клапана может стать причиной более серьезных проблем.
3. Ниппель — устройство, в основе которого лежит золотник. Работа такого ниппеля-золотника в целом схожа с работой обычного ниппеля. Ниппель-золотник — это механизм, предназначенный для направления потока расходного материала в результате смещения подвижных элементов. Если золотник ниппель выходит из строя, герметичность системы можно поставить под угрозу. Поэтому диагностике золотника всегда необходимо уделять должное внимание при эксплуатации. Как правило, при обнаружении утечек в первую очередь проверяется золотник. Если золотник уже отработал свой срок службы, потребуется его замена. Золотники относятся к расходным материалам. Купить золотник — не проблема, такие компоненты продаются в любом авто-магазине.
4. Муфта — механизм, монтирующийся спереди компрессора. Устройство муфты состоит из специальной катушки, вала, а также прижимной пластины. Следует учитывать, что прижимная пластина муфты соединяется со шкивом компрессора, а сам вал и катушка монтируются на внешней стороне. Катушка муфты создает магнитное поле при подаче напряжения.
5. В качестве соединительных элементов выступает набор фитингов или переходников. Фитинги или переходники, которые идут в наборе — это резьбовые компоненты, по которым перемещается расходный материал. В целом фитинги-переходники — это достаточно надежные устройства. Но при утечке также следует проверять набор переходников-фитингов на предмет хорошего соединения. Если соединение в фитингах-переходниках будет плохим, то вероятность того, что автомобильный кондиционер будет плохо дуть, очень велика. Набор фитингов-переходников продается в любом тематическом автомагазине. Поэтому при выходе из строя переходников просто покупается набор.
6. Кроме переходников и прочих комплектующих в устройстве автомобильного климатизера есть конденсатор. Конденсатор или радиатор — это специальный теплообменник, предназначенный для преобразования газообразного хладагента в жидкое состояние. Конденсатор также выделяет все тепло воздуха в окружающую среду. Пары охлаждающего материала после обработки конденсатором выходят в верхнюю часть. От конденсатора эти пары уходят по трубкам, после чего отдают им свое тепло. В верхней части конденсатора всегда проходит пар, а в нижней — жидкий расходный материал. Если в жидкости низкое давление, то после того, как она попала в конденсатор, материал пойдет в испаритель. Конструкций конденсаторов множество, здесь все зависит от автомобиля. Но обычно на автомобильные климатизеры устанавливаются ленточные или многопроточные конденсаторы (автор видео — Александр Калинин).

Как мы получаем холод?

Как работает кондиционер в автомобиле? 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.

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.

Возможные капризы устройства автокондиционера

Устройство любой системы кондиционирования — герметичное. Уплотнительные кольца для автокондиционера обычно работают надежно, но при этом в системе в любом случае происходит диффузия газа. Соответственно, время от времени (минимум один раз в 4-5 лет) устройство нужно заправлять. Но этот показатель в целом определяется состоянием транспортного средства, а также различными специфическими особенностями. В частности, речь идет о комплектующих.

Если у вас возникнет необходимость очистки системы, то перед тем, как заняться этим процессом, необходимо будет избавиться от влаги и воздуха, присутствующих в системе. Для этого проводится процедура вакуумирования. Она позволит избавиться от всех примесей, а также грязи. Вывод воздуха производится при помощи насоса (автор видео — Сергей Иванов).

Электрическая схема кондиционера также обычно работает без проблем. Но если вы столкнулись с проблемой неработающего климатизера, то в первую очередь желательно проверить работоспособность предохранителей и реле. При выходе из строя некоторых элементов возможны перебои в работе климатизера.

Во время заправки автокондиционера в систему также необходимо добавлять специальное масло. В том случае, если все элементы системы работают нормально, при этом уровень давления в норме, но кондиционер не холодит, нужно обратить внимание на осушитель. При выходе из строя этого компонента нормальная работа системы будет невозможна. Следует отметить, что это устройство является съемным, поэтому при необходимости его всегда можно демонтировать и без проблем заменить на новое.

Основы обслуживания

Обслуживание автомобильного кондиционера

Как показывает практика, чаще всего из строя выходит теплообменник, который расположен рядом с радиатором мотора. Обычно он находится под давлением, составляющим 20 атмосфер, от чего регулярно подвержен воздействию пыли и грязи, которая попадает на устройство при движении авто. В результате воздействия вибраций и коррозии, а также различных внешних повреждений, на теплообменнике возникают микротрещины, со временем приводящие к утечке расходного материала.

 Загрузка …

Кроме того, нередко из строя выходит и компрессор. Для того, чтобы увеличить ресурс эксплуатации системы в целом и всех отдельных ее комплектующих в частности, необходимо поддерживать чистоту моторного отсека. Конденсор следует регулярно очищать от скопившейся грязи и особенно соляных отложений, которые обычно собираются там весной. Как показывает практика, именно по причине загрязнения этого устройства в работе системы возникают проблемы.

Во время очистки моторного отсека следует проверять, насколько герметично и надежно установлены трубки, по которым проходит фреон. Если один из патрубков начинает вибрировать, а это будет видно, то его следует закрепить. В плане подготовки системы к лету — также нет ничего сложного или специфического. Желательно проверить работу устройства за несколько дней до начала сезона и при выявлении каких-либо неисправностей обратиться за помощью к профессионалам.

«Что необходимо знать о работе и обслуживании автокондиционера?»

Полезная информация для любого владельца автомобиля с кондиционером представлена на видео (автор видео — LORIC).

Источник: https://avtozam.com/elektronika/ac/princip-raboty-kondicionera/

Схема работы и устройства автокондиционера

Схема устройства кондиционера в машине

Автокондиционер представляет собой полностью герметичную систему, заполненную хладагентом с растворенным в нем холодоустойчивым маслом, не боящихся низких температур. Масло требуется для смазки подвижных частей компрессора, который считается «сердцем» автокондиционера.  Марка масла должна соответствовать типу применяемого хладагента.
В наше время существует более 40 типов автомобильных компрессоров, но самыми распространенными являются поршневые и роторно-лопастные. При работе автокондиционера обычно теряется до полутора десятка лошадиных сил.

Существуют следующие схемы автокондиционера:

1. с ресивером – осушителем и терморегулирующим вентилем (ТРВ);
2. с расширительной трубкой и аккумулятором.

“Как работает компрессор автокондиционера”

В ролике показан принцип работы компрессора автомобильного кондиционера. Посмотрев его, вы узнаете, как проверить на работоспособность автомобильный компрессор.

Источник: https://mineavto.ru/remont/obogrev-i-ohlazhdenie/shema-raboty-ustrojstva-avtokonditsionera-2917.html