Устройство и принцип работы кондиционера автомобильного

Содержание
  1. ВСЁ про кондиционер автомобильный: устройство, схема работы, классификация, фото + видео
  2. История
  3. Виды
  4. Самодельный автокондиционер
  5. Видео: мини авто-кондиционер
  6. Устройство
  7. Компрессор
  8. Конденсор
  9. Осушитель
  10. Терморегулирующий вентиль
  11. Испаритель
  12. Датчики низкого и высокого давления
  13. Элементы электрооборудования
  14. Принцип действия
  15. Видео: Принцип работы системы кондиционирования
  16. Достоинства и недостатки
  17. Когда он плохо работает?
  18. Видео: Проверка кондиционера авто
  19. Поломки и обслуживание
  20. Полезные советы по эксплуатации
  21. Устройство и принцип работы кондиционера автомобильного
  22. История
  23. Как устроен автомобильный кондиционер?
  24. Компрессор
  25. Компрессор кондиционера автомобиля: принцип работы
  26. Электромагнитная муфта
  27. Конденсор
  28. Ресивер-осушитель
  29. Расширительная трубка или ТРВ
  30. Испаритель
  31. Конденсат
  32. Электроника
  33. Как пользовать автомобильным кондиционером?
  34. Типичные неполадки
  35. Как устроен автомобильный кондиционер
  36. Используемые законы физики
  37. Практическая реализация идеи
  38. Компрессор и электромагнитная муфта
  39. Конденсатор и осушитель
  40. Клапан-регулятор
  41. Испаритель
  42. Управление системой и организация сервиса
  43. Эксплуатация
  44. Видео: Устройство и принцип работы кондиционера автомобиля

ВСЁ про кондиционер автомобильный: устройство, схема работы, классификация, фото + видео

Кондиционер автомобильный — это специальное устройство, которое знойным летом обеспечивает комфорт перемещения в собственном автомобиле. В современных машинах за микроклимат отвечают сразу 3 системы: вентиляция, кондиционирование и обогрев. Самое сложное устройство — это кондиционирование, но это не мешает её популярности.

Отечественные и зарубежные производители обеспечивают установку кондиционера даже на авто среднего ценового диапазона. Работает герметичная система по принципу обычной стационарной установки. Она заполнена фреоном, прокачка которого проходит благодаря работе встроенного компрессора. Если машина старая и охлаждающего устройства в ней нет, можно использовать автономные модели, работающие от прикуривателя.

В статье расскажу, что такое автокондиционер, какие бывают автомобильные кондиционеры, устройство и принцип действия, плюсы и минусы, полезные советы по эксплуатации.

История

Автомобильная система кондиционирования воздуха – специальная установка, помещаемая в автомобиль для нормализации микроклимата. Устройство призвано снижать температуру воздуха, делая её комфортной для водителя и пассажиров. Отдельные новые модели помогают очищать состав от запахов и влаги. В современных авто эта система является составным компонентом цепочки отопления и вентиляции, но для комфорта пользования их делают независимыми.

По внешнему виду старые установки радикально отличаются от новых. Кондиционер тех времён с трудом помещался в багажник среднего размера из-за собственной громоздкости. Ещё один недостаток – незначительная эффективность и отсутствие минимальной системы управления, не было даже термостата. Безусловно, высокая цена в комплексе с небольшой работоспособностью не позволили установке выйти на мировые продажи.

Популярность функция обрела после 1941 года. В это время оснащение ввели в список опционного. Уже в 1952—1954 устройство работало в большинстве автомобилей американского производства. В США использовали крайслеровский кондиционер AirTemp. Он состоял из основного блока, помещённого в багажное отделение, но был компактнее. Управление отличалось простотой, работа обеспечивалась трёхпозиционным переключателем. Эффективность – повышенная, за несколько минут система охлаждала салон от 50 до 30 градусов. Ещё одно преимущество – бесшумная работа. Техника стала «умнее», усовершенствовали систему управления охлаждённым потоком в режиме рециркуляции. Воздух извне проходил сквозь решётки, расположенные на крыльях авто, что позволяло предотвратить его застой.

Как выглядит первая модель кондиционера

Интересно! До начала массового производства машин со встроенным кондиционером в Америке в жарких штатах знойным летом на АЗС владельцам предлагали закачку прохладного воздуха в салон.

Кондиционер существенно отличался от привычного современного, но его популярность в то время стала причиной роста цен. Авто, оснащённые системой охлаждения, стоили гораздо дороже, несмотря на все её несовершенства. Недостаточная эффективность не связана с самим оборудованием, причина неполадок заключалась в недостаточной мощности старых двигателей. Нормальное кондиционирование срабатывало только при движении на трассе.

Этапом революции был признан 1954 год. Тогда в машины была внедрена полноценная встроенная система вентиляции и отопления. Все её элементы уменьшились в размерах и не отнимали свободное пространство в багажнике, размещались под капотом. Они активно устанавливались на авто марки «Форд» высокого и среднего ценового сегмента. К началу 60-х кондиционеры были в 20% машин Америки, но массовое распространение произошло лишь в 70 годах. Тогда их внедряли более чем в 50% авто с датой выпуска от 1959 года.

Автомобильный кондиционер Ford 1950-х гг.

До стран Европы прогресс не дошёл вплоть до 80-х годов. Отечественный автопром заинтересовался охладительными системами и внедрил их в своё детище позднее. Первой машиной с кондиционером стал ЗИЛ-111. Доныне принципиальных отличий в устройстве и функциональных возможностей нет. Основное отличие в использовании компьютерного контроля и особых систем управления. Устройства стали долговечными, работоспособными и эффективными. Ещё одно преимущество – высокая безопасность, допустимо использовать всяческие фильтры, очищающие воздушные массы от пыли и бактерий.

Виды

В нынешнее время существуют кондиционеры 3 видов. Их устройство отличается, что объяснимо использованием разных схем функционирования. Каждый из них рассмотрен в нижеуказанной таблице.

Какие бывают автомобильные кондиционеры: классификация

Существующие видыОписание
С аккумулятором и расширительной трубкойНа выходе из испарителя находится аккумулятор, где происходит удаление влаги, проникающий при сообщении с испарителем. Он выполняет функцию ресивера-осушителя и замещает основной элемент, обеспечивающий фильтрацию компонента при его проникновении в расширительную трубку. Компрессор обеспечивает работу циклами, получая соответствующую команду от блока управления, соединённого с приборными измерителями давления и температуры.
С ресивером-осушителем и терморегулирующим вентилемНа всасывающей стороне расположен испаритель и трубопровод, при помощи которого хладагент поступает к компрессору. На самом дне находится датчик и обслуживающий штуцер низкого давления. Нагнетающая сторона включает конденсатор, ресивер-осушитель с термодатчиком и датчиком давления. При включении электромагнитной муфты, фреон всасывается и сжимается компрессором под высокими температурами и давлением, а потом проникает в конденсатор. Тёплый хладагент поступает в ресивер, где состав очищается от пыли и влаги и проходит далее в расширительный клапан, где обеспечивается испарение. Для прохождения второго цикла, вещество всасывается компрессором.
Автокондиционер от прикуривателя (портативный, переносной)Обыкновенный тепловой вентилятор 12 вольт, подключающийся к прикуривателю машины. Принцип работы универсального устройства в том, что он обеспечивает циркуляцию притока воздуха по салону, но снижает температурные показатели незначительно. Есть более совершенные модели оснащённые собственным компрессором, но их в легковом авто затруднительно, может не выдержать предохранитель. Они предназначены в первую очередь для грузовых машин.

Кондиционер накрышный Webasto Cool Top Vario 10E

При выборе подходящей охлаждающей установки надо обращать внимание и на существующие типы. Среди разнообразия выделяют:

  1. Приборы с ручным управлением. Регулятор находится на приборной панели, а водитель сам контролирует, включает и устанавливает необходимую мощность работы. Новые модели дополнительно оснащены датчиком температуры, потому могут передавать на панель показатели.
  2. Автоматические или системы климат-контроль. Обдув и обогрев салона обеспечивается при обнаружении колебаний свойственных температур покоя. Устройство запускается автоматически, не требует от водителя постоянной регулировки.

Внимание! Кондиционеры с ручным контролем стоят дешевле, чем популярные автоматические. Ещё одно их преимущество – простота обслуживания и ремонта.

Самодельный автокондиционер

Можно сделать вариант автокондиционера своими руками (который будет тоже довольно эффективным).

Для этого необходимо взять пластиковый контейнер, компьютерный вентилятор, пластиковую трубу-воздуховод. В крышку пластикового контейнера надо встроить вентилятор и воздуховод. Вентилятор подключается в сеть (12 В). В качестве хладагента используем лёд. Вентилятор «гонит» воздух через контейнер со льдом, охлаждённый воздух подаётся в салон автомобиля. Самодельная система будет работать, пока не растает лёд.

Видео: мини авто-кондиционер

Устройство

Основные составные части автомобильного кондиционера:

  • компрессор;
  • трубопровод низкого и высокого давления;
  • конденсор кондиционера;
  • осушитель;
  • терморегуляционный вентиль;
  • испаритель;
  • элементы электрооборудования.

Система считается закольцованной, потому что все её элементы соединены между собой магистралями низкого и высокого давления. Главным рабочим элементом в системе выступает хладагент (охлаждающая жидкость, изобутан). Его называют фреон – вещество, обеспечивающее поглощение и отдачу тепла. Следует разобраться подробно, из чего состоит сплит-система охлаждения и как устроен кондиционер для автомобиля.

Компрессор

Сложный составной компонент системы охлаждения, обеспечивающий своей работой сжатие изобутана, находящегося в газообразной форме. Сейчас при производстве климатического оборудования применяют компрессоры с аксиально-поршневой или роторно-лопастной схемой. Главным источником питания является двигатель машины. Связь между ним и системой обеспечивают приводные ремни и диски, электромагнитные муфты.

При включении автомобильного кондиционера, питание подаётся на электромагнитную муфту, вступающую в контакт с валом компрессора, провоцируя его движение. При выключении системы приведённая схема работает в обратном порядке, не затрагивая нагнетатель.

Конденсор

Габаритный узел, обеспечивающий непосредственное охлаждение фреона, представленный в форме змеевика, пропускающего горячий и холодный газ. Трубы большой протяжённости пропускают фреон с помощью вентиляторов. Набегающий встречный поток смеси обеспечивает охлаждение хладагента на выходе из конденсора, сама субстанция из газа переходит в жидкое состояние.

Узел – уязвимый, он располагается спереди под капотом и больше других элементов подвержен повреждениям. За состоянием цепи надо следить, присутствует опасность коррозии, потому его надо регулярно обрабатывать.

Осушитель

Этот узел считают фильтрационным, потому что он обеспечивает очистку фреона от амортизационных добавок разного спектра. Компонент помогает изъять из состава разные примеси: песок, газ, пыль, металлические остатки.

В современных моделях конструкция ресивера предусматривает наличие специального прозрачного люка, при помощи которого можно оценить состояние изобутана в системе. Этот элемент позволяет автовладельцу своевременно обнаружить проблему и предупредить последствия для системы.

Терморегулирующий вентиль

Компонент ещё называют расширительным клапаном, это температурный регулятор, обеспечивающий контроль и изменение скорости движения охлаждающего вещества по системам.

Деталь регулирует объёмы подачи в испаритель. Оно входит в число важных элементов климатической системы, а от его работы зависит соблюдение температурного режима внутри контура.

Испаритель

Внешне похож на конденсор, но в уменьшенном виде. Также выглядит как змеевик, включающий в систему несколько трубок, по которым протекает ледяной фреон. В нём обеспечивается образование притока холодного воздуха, проникающего из салона под действием вентилятора. Процесс по этой схеме обеспечивается и в обратном порядке.

Важно! В качестве предохранителя используется редукционный клапан. Он обеспечивает стравливание газа при повышении его показателей внутри системы до критических.

Датчики низкого и высокого давления

Устройства обеспечивают контроль давления в трубопроводе и срабатывают при снижении необходимых показателей или их повышении. Датчик высокого давления отключает работу при превышении порога в 30 атмосфер, низкого – в 2 атм. Они обеспечивают отключение компрессора, чтобы предотвратить заклинивание.

Элементы электрооборудования

Если в автомобиле есть встроенная система климат-контроля, на панели будет представлена интеллектуальная электроника. Работоспособность схемы обеспечивают разные датчики, собирающие информацию со всех деталей кондиционера и отражающие реальную работоспособность. Элементы поставляют данные о нагреве корпуса компрессора и других сторонних влияниях.

Теперь изучим, как работает это полезное устройство.

Принцип действия

Автомобильную систему кондиционирования воздуха условно разделяют на две стороны: всасывающую и нагнетающую. Граница проходит через компрессор и расширительный клапан. Если нагнетатель не функционирует, давление в обеих частях устройства будет постоянной величиной, но зависимой от температуры окружающей среды (подкапотного пространства).

Давление в обеих частях системы измеряют, подключая дополнительное оборудование с сервисным штуцером. Оно будет зависеть от количества вещества внутри системы. На всасывающей стороне располагается испаритель и трубопровод, посредством которого хладагент поступает на всасывание. На компрессоре находится датчик низкого и высокого давления.

После включения электромагнитной муфты газ сжимается, температура возрастает, а потом он поступает в конденсатор, где происходит переход из газообразной фазы в жидкую. В тёплом виде компонент поступает в осушитель, где проходит очищение и фильтрация, далее по схеме идёт расширительный клапан (фреон охлаждается и превращается обратно в газ) и испаритель. Именно в испарителе тёплый воздух входит в контакт с холодными трубками, охлаждается и возвращается обратно в салон авто. Затем происходит всасывание фреона через компрессор для повторной цикличной работы.

Область от компрессора до расширительного клапана находится под высоким давлением со значением от 5 до 30 бар.

Несмотря на некоторые отличия в строении замкнутой цепи, охлаждение воздуха в системах происходит одинаково, процесс запускается после включения кондиционера. Правильную работу контролирует бортовая сеть – специальные датчики, которые в случае неисправности обеспечивают отключение.

Внимание! Энергопотребление и холодопроизводительность отдельных приборов будет зависеть от их характеристик (мощности), времени года и герметичности салона автомобиля.

Видео: Принцип работы системы кондиционирования

Достоинства и недостатки

На первый взгляд, кажется, что недостатков у устройства нет – одни достоинства, но всё наоборот. Главный плюс — автомобильный кондиционер просто обеспечивает прохладу в салоне в жаркое время года, водителю не придётся дополнительно открывать окна. Но, есть внушительный перечень минусов:

  • кондиционер работает за счёт цепи отдельных процессов – каждый из элементов требует ухода, что приводит к дополнительным затратам на обслуживание;
  • работающий кондиционер увеличивает расход топлива в среднем на 10%. Как ни странно, но если в жару вы будете ездить с открытыми окнами, то расход топлива будет таким же (это связано с аэродинамикой);
  • цена на авто с автомобильным кондиционером выше, чем без него;
  • если привод компрессора затрагивает коленчатый вал, при включении мощность машины может падать, увеличится расход топлива, заправка потребуется через меньшее количество км;
  • работа вентилятора обеспечивает циркуляцию холодного воздуха – водитель и его пассажиры могут простудиться;
  • сам фреон – едкий газ, разрушающий трубопроводную магистраль, с течением лет поломки неизбежны;
  • электрический кондиционер приведёт к быстрому выводу аккумулятора машины из строя;
  • осевшие на элементах автомобильного кондиционера бактерии свободно циркулируют по салону.

Ещё один недостаток – дорогой ремонт, потому многие автовладельцы, в случае выхода системы из строя просто отказываются от его проведения.

Когда он плохо работает?

Если компрессор начинает со временем гудеть, вероятнее всего присутствует неисправность. Проблема может возникать при поломке подшипника шкива или изношенности ремённой передачи. Эти материалы – расходники, при помощи фото или видео инструкции с их заменой справиться любой автовладелец.

Если заклинил поршень внутри самого агрегата, проверять нужно клапаны и стенки – для этого нужны навыки. Даже опытные мотористы редко берутся перебирать основной элемент, уповая на то, что в скором времени поломка произойдёт вновь.

Видео: Проверка кондиционера авто

Поломки и обслуживание

Механическому износу подвержен компрессор, остальные элементы находятся в статическом положении потому выходят из строя редко. Иногда нарушается работа вентиляторов или выходит из строя теплообменник, расположенный перед радиатором мотора. Эти элементы самые нагруженные. Вовремя обнаружить поломку помогают шумы, возникающие в процессе работы.

Самые распространённые поломки:

  1. Если запотевают окна, то необходимо заменить салонный фильтр либо проверить приводной ремень компрессора.
  2. Малая скорость охлаждения связана с наличием грязи в испарителе (конденсаторе), либо произошла разгерметизация контура циркуляции фреона.
  3. Если в салоне появился неприятный запах (особенно если кондиционер включается редко), то устройство следует промыть при помощи специальных средств.

Перед тем, как начать ремонт, следует изучить информационные таблички в моторном отсеке, где указан хладагент и тип масла. Хладагент R12 как правило обозначен жёлтым цветом, а R134a – зелёным. Но, тем не менее, в кондиционере сделана «защита от дурака», которая не позволит заправить систему кондиционирования неверным фреоном.

Если произошла серьёзная поломка (сломан компрессор), то это выльется в дорогой ремонт.

Полезные советы по эксплуатации

Продлить срок службы автомобильного кондиционера помогут такие советы:

  1. Промывка конденсора и двигательного отсека от соляных отложений каждую весну.
  2. Следует включать кондиционер (даже в холодное время) хотя бы 1 раз в месяц. Если автомобиль стоит долгое время, то раз в неделю надо включать кондиционер на 7-10 минут, чтобы увеличить работу устройства.
  3. Регулярная проверка надёжности крепления фреонопровода.
  4. Если на улице жара, перед включением прибора нужно открыть все окна в авто на несколько минут.
  5. 1-2 раза в год следует пополнять запас фреона, поскольку он в любом случае улетучивается через резьбовые соединения.
  6. Запускать систему можно при обеспечении герметичности в салоне, нужно поднять стёкла и закрыть люк. Ни в коем случае открывать окна при работающем кондиционеры нельзя, потому что поток воздуха извне заставит работать устройство в полную силу, ухудшая состояние его деталей, а также возрастёт расход горючего.

Теперь понятно, какие бывают автомобильные кондиционеры, и в чем состоит специфика их работы. Машины, оснащённые такими системами, предпочитают многие автомобилисты – из-за удобства. В отдельных странах езда на транспортном средстве, лишённом этой функции запрещена законом.

По принципу устройства кондиционер автомобильный бывает ручным и автоматическим. В первом случае устройство запускает компрессор после команды владельца. Климат-системы работают автономно, запуск обеспечивают датчики без вмешательства человека.

Если автокондиционер не встроен производителем, его установку способен обеспечить сам владелец. Достаточно купить прибор с необходимой мощностью, работающий от прикуривателя. По эффективности примитивные вентиляторы уступают стационарным системам, но это не делает их менее популярными.

Источник

Устройство и принцип работы кондиционера автомобильного

/>

Сегодня многие имеют в своих автомобилях кондиционеры. Но мало кто задумывался, как они работают. Для автолюбителей это всего лишь кнопка на приборной панели, которая в жаркий день дарит прохладу и свежесть. Давайте посмотрим устройство и принцип работы автомобильного кондиционера.

История

Самые первые климатические системы для автомобилей появились еще до Второй мировой войны. Стоила эта опция, как треть машины. В нашей стране, а точнее в отечественном автопроме, климатические системы стали устанавливать на «АвтоВАЗе» намного позже.

В 1933 году в Соединенных Штатах эти устройства считались неотъемлемой частью жилых помещений.

В 1936 году инженеры занялись разработкой систем охлаждения воздуха для различных транспортных средств. Первые климатические установки появились в автопоездах для пассажиров. Принцип работы кондиционера автомобильного был такой же, как и в холодильниках. Он не изменился и сегодня.

Самый первый автомобиль, который комплектовался такой комфортной новинкой – Packard. Но монтаж обходился достаточно дорого – за 700 долларов можно было смело приобрести новую машину. Установка обходилась в 274 доллара – это одна треть стоимости. Среди неудобств этой первой модели выделялся большой объем системы. Установка занимала половину свободного места в багажнике, а автоматического управления еще не было. Эти приборы не получили хорошего отзыва и популярности. Их выпуск прекратился. В 1941 году к этой теме снова вернулись – это был американский Cadillac.

Началась война и все разработки пришлось прекратить.

Возобновить работу удалось лишь после войны. В 1954 году инженеры совершили революцию в производстве этих климатических систем для авто. Так, на моделях марки Nach-Kelvinator стали монтировать настоящий климат-контроль, состоящий из вентиляции и отопления. Также система включала в себя кондиционер и отопитель. Этот климат отличался значительно меньшими размерами и помещался под капотом. Эти устройства стали более популярны, и спрос на них постоянно рос. Принцип работы кондиционера автомобильного с тех пор не менялся.

В начале 90-х годов в Штатах практически все авто, сходившие с конвейера, оснащались системами охлаждения воздуха. В нашей стране такие опции ставились лишь на авто членов правительства. Первый отечественный кондиционер устанавливался на отечественный ЗИЛ-111. В 60-х годах некоторые примитивные модели устанавливали на грузовики. И лишь в 1976 году по указу правительства этими системами стали комплектовать комбайны, грузовики, самосвалы.

Как устроен автомобильный кондиционер?

Говоря об автомобильных кондиционерах, нужно понимать, что это целая система. Она состоит из нескольких основных узлов, как и многие другие устройства в машине. Мы кратко пройдем по всем деталям и узнаем устройство кондиционера, принцип действия, особенности эксплуатации.

Компрессор

Это устройство является сердцем всей системы кондиционирования. Его функция – прокачивать хладагент по всем магистралям и трубопроводам. Устройство вытягивает пары фреона из испарителя и отправляет хладагент в конденсатор. На многих современных системах компрессор является единственным подвижным механизмом.

Компрессор – это единственный узел, который позволяет разделить контуры высокого и низкого давления.

Специалисты называют сторону высокого – нагнетательной, а низкого – всасывающей стороной. Многие современные компрессоры могут разделять зоны давления благодаря специальному пластинчатому клапану.

Компрессор кондиционера автомобиля: принцип работы

Итак, это основной узел системы. Он необходим, чтобы сжимать хладагент, находящийся в газообразном состоянии, а также для обеспечения процессов циркуляции хладагента по системе. Существует около 40 видов этих деталей. Но сегодня распространены и пользуются популярностью лишь роторно-лопастные и поршневые устройства.

Компрессор работает от приводного ремня коленчатого вала автомобиля.

В тот момент, когда хладагент всасывается в агрегат, он находится под практически атмосферным давлением. После того как фреон попадет внутрь устройства, приводной ремень приводит в действие насос, который сжимает газ и отправляет его к конденсатору. Процесс сжатия газа сопровождается сильным нагревом хладагента. Нужно отметить, что аппарат не функционирует с фреоном в жидком виде. Если в полость компрессора попадает жидкость, это ведет к сильному износу.

Электромагнитная муфта

Теперь принцип работы автомобильного компрессора кондиционера хоть немного понятен. Устройство запускается при помощи приводного ремня от коленчатого вала. Но между ними установлен шкив электромагнитной муфты. Она может рассоединять компрессор и шкив привода тогда, когда это нужно.

В более старых моделях в качестве электромагнитной муфты использовали соленоид, который был объединен вместе с ведущим шкивом.

Сегодня эта муфта не двигается. Соленоид можно найти за ведущим шкивом компрессора. Нажимной диск расположен пред шкивом.

Работает это следующим образом – автолюбитель жмет на кнопку включения системы, в результате соленоид получает питание. Затем появляется магнитное поле, которое прижимает нажимной диск к шкиву. Нужно помнить, что кондиционер может отбирать от 1,5 до 15 л. с. мощности двигателя.

Конденсор

Чтобы по-настоящему понять принцип работы кондиционера в автомобиле, следует полностью изучить каждый узел системы. Конденсор – это еще одно важное устройство. Найти его можно в передней части радиатора мотора.

Хладагент попадает в этот узел в жидком виде из компрессора.

После протекания по извилистым трубам этого узла жидкость охлаждается и отправляется дальше по кругу.

Эта деталь применяется для охлаждения фреона. Изготавливают эти детали чаще всего из алюминия. Они очень часто ломаются, так как подвержены коррозии.

Ресивер-осушитель

Прежде чем хладагент попадет дальше, сначала он должен пройти через это устройство. После конденсора принцип работы кондиционера автомобильного предусматривает специальный резервуар. Через него пройдет жидкость. В резервуаре можно обнаружить специальные гранулы, притягивающие воду.

В этом ресивере лишняя жидкость, которой удалось попасть в систему, полностью удаляется. Если частицы воды остались, то они превращаются в лед. Это может вывести прибор из строя. Также в ресивере может оседать различный мусор.

Расширительная трубка или ТРВ

На этом этапе принцип работы кондиционера автомобильного меняется с высокого давления на низкое. Если дотронуться до этой части, то вы сможете ощутить разную температуру в магистралях – от горячей до холодной.

Фреон в жидком виде под достаточно высоким давлением подается в тепловой расширительный вентиль из осушителя через специальный клапан. Этот клапан позволяет фреону снова вернутся в газообразное состояние. Такое расширение позволяет снизить давление. Затем газ попадает в испаритель.

Клапан этот содержит специальный датчик давления, а также регулирует поток фреона так, чтобы вся работа системы была более стабильной. В устройстве клапана присутствуют движущиеся детали. Они достаточно быстро изнашиваются, и для качественной работы кондиционера их необходимо менять время от времени.

Испаритель

Когда вы запускаете автомобильный кондиционер, принцип работы его примерно понятен.

Но чтобы в салоне можно было насладиться холодным, приятным и свежим воздухом, необходима еще одна деталь.

Испаритель является тем местом в структуре системы, где осуществляется все волшебство. Тогда как все остальные составные части вы найдете под капотом, испаритель размещен в салоне автомобиля. Он находится немного выше ног в стороне пассажира. Деталь эта чем-то напоминает радиатор. Здесь также катушки, трубки и ребра. Но назначение данной конструкции – рассеивание тепла.

Фреон подпадает в испаритель в газообразном виде. Он достаточно охлажден – его температура стремится к 0 градусов. Хладагент при этой температуре замерзнуть не может – температура его промерзания более низкая. Теплого воздуха в салоне столько, что фреон в испарителе выкипает. Вентилятор дует через испаритель в салоне. Воздух, проходящий через практически ледяной радиатор, дарит наслаждение.

Дальше, после того как через испаритель пройдет газообразный фреон, он снова попадет в компрессор, где под давлением станет жидкостью и цикл повторится снова. Это и есть принцип работы и конструкция кондиционера.

Конденсат

При работе автомобильных кондиционеров многие замечали, как из-под дна капает вода. Иногда ее вытекает очень много, настолько много, что после 10 минут простоя образуются небольшие ручьи.

В этом виноват испаритель, который, находясь в холодном состоянии, тянет из воздуха всю влажность, что там есть. Эта самая влажность конденсируется, как утренняя роса, а затем выходит через специальные каналы.

Электроника

Современный автомобильный кондиционер, устройство и принципы его работы контролируются большим количеством датчиков. Они предназначены для регулировки функционирования различных важных узлов прибора на самых разных этапах. Так, к примеру, если вы стоите в пробке, то давление в магистралях высокого давления может достигать критических уровней. Поэтому благодаря датчикам компрессор отключается, и трубки не лопаются.

Как пользовать автомобильным кондиционером?

Специалисты рекомендуют даже в самый знойный день запускать кондиционирование лишь после того, как двигатель немного поработал. Также глушить мотор нужно после того, как кондиционер отключен. Это позволит значительно увеличить ресурс.

В зимний период, когда нет нужды в охлаждении воздуха в салоне, примерно один раз в месяц рекомендуется запускать климатическую систему. Из-за того, что она не работает, могут возникать различные утечки фреона.

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.

Например, 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. Так, когда система запущена, в этом глазке не должно быть ни пены белого цвета, ни пузырьков воздуха. Также вы всегда можете оценить эффективность работы вашего прибора, если потрогаете трубки, выходящие из конденсатора. Они должны быть буквально ледяными.

Еще одна популярная проблема – это запах, зачастую очень неприятный. 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.

Также регулярно случаются утечки. Чтобы их обнаружить, можно воспользоваться специальными электронными приборами для поиска течей либо попробовать ультрафиолетовую технологию.

Вот так, очень просто устроено это оборудование, которое каждый день дарит комфорт при движении на автомобиле. В работе нет ничего сложного, а при должном обслуживании и правильной эксплуатации кондиционер будет очень долго радовать своего владельца.

Источник

Как устроен автомобильный кондиционер

Задача охлаждения салона автомобиля появилась сразу, как только пропала возможность непрерывно двигаться, обдувая пассажиров забортным воздухом. Первые экзотические конструкции быстро исчезли, поскольку примерно в это же время была изобретена система кондиционирования компрессорного типа, которая применяется и до сих пор. Принцип работы кондиционера автомобиля именно такой конструкции и будет рассмотрен.

Устройство и принцип работы кондиционера автомобиля

Используемые законы физики

Известно, что при расширении газов и падении их давления температура также уменьшается. Следовательно, если любое физическое тело в состоянии, близком к газовой фазе, сжать, то оно нагреется, после чего можно часть тепла отобрать, используя обмен энергией с окружающей средой, и снова дать теплоносителю расшириться. Результатом станет снижение температуры газа относительно исходной. Останется только организовать тепловой канал с салоном автомобиля — и кондиционер теоретически готов.

Практическая реализация идеи

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

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

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

Компрессор и электромагнитная муфта

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

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

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

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

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

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

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

Компрессор

Конденсатор и осушитель

Обычно оба этих устройства компонуются в виде единого блока. Можно встретить разные названия радиатора, это и конденсатор, и конденсор, и конденсер. Суть устройства не меняется. Его задача равномерно распределить нагретый фреон по своей сердцевине и обеспечить быстрое охлаждение, передав тепло в набегающий поток воздуха.

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

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

Конденсатор

Клапан-регулятор

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

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

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

Клапан-регулятор

Испаритель

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

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

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

Испаритель

Управление системой и организация сервиса

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

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

Эксплуатация

Для безотказной работы техники надо соблюдать несколько простых требований:

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

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

Видео: Устройство и принцип работы кондиционера автомобиля

Источник

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Юрист со стажем 9 лет - Сергей / автор статьи
ВиДиги