Принцип работы кондиционера автомобиля, устройство, работа

Как работает кондиционер

Вне зависимости от типа или модификации, общий принцип работы кондиционеров одинаков:

1. Двигатель вращает шкив с электрической муфтой, к которой подключен компрессор.
2. Компрессор сжимает хладагент (фреон), отчего последний нагревается.
3. Горячий хладагент охлаждается и сжижается в радиаторе (конденсаторе).
4. Жидкий хладагент расширяется в радиаторе (испарителе).
5. Вентилятор подает холодный воздух в кабину, обдувая испаритель.
6. Ресивер испарителя защищает компрессор от сжиженного газа, который не может быть сжат.
7. Блок управления координирует работу всех элементов.

Принцип работы этого устройства аналогичен тому, что используется в обычном холодильнике.

Для охлаждения воздуха используется эффект понижения температуры при расширении газов, разница в том, что холодильник охлаждает закрытую камеру, а кондиционер влияет на поток воздуха.

Детали кондиционера

Чтобы лучше понять, как происходит процесс охлаждения воздуха, необходимо понять, как работает каждый агрегат в этой системе. Если вы понимаете принцип работы каждого блока, вы можете хотя бы примерно определить, когда кондиционер работает неправильно. Это поможет вовремя поставить диагноз.

Промывка и чистка компрессора кондиционера автомобиля

Пыль и влага не проникают в закрытую систему. Но это бывает:

• кондиционер может снизить давление, тогда попадет грязь;
• поршни изнашиваются, детали начинают циркулировать по контуру;
• владелец заливал не то масло, оно вступало в реакцию с рабочей жидкостью, образовывались хлопья.

В этих случаях необходимо провести промывку и очистку кондиционера.

Простому автомобилисту не стоит этого делать по нескольким причинам:

• нет необходимости в оборудовании;
• не все знают сложнейшую технологию очистки узла;
• можно отравиться ядовитыми веществами от распада фреона.

Оцените свои способности, отгоните машину в автомастерскую.

Составные элементы

Кондиционер включает в себя:

• Компрессор;
• Линии высокого и низкого давления;
• Конденсатор;
• Осушитель;
• Термостатический клапан или дроссель;
• Испаритель;
• Электрооборудование (датчики температуры, электровентиляторы, электромагнитная муфта и т д).

Кондиционирование воздуха

Все элементы соединены трубами и гибкими шлангами, по которым циркулирует хладагент в жидком и газообразном состоянии. Хладагент представляет собой специальную смесь веществ с подходящими физическими свойствами с добавлением морозостойкого компрессорного масла.

Возможные неисправности и режимы отключения компрессора

Как уже было сказано, кондиционер в автомобиле – это сложная и дорогая система. Его «сердце» — компрессор. Именно с этим элементом связаны самые частые поломки кондиционера. Проблемы могут быть:

• неисправность электромагнитной муфты;
• выход из строя подшипника диска;
• утечка хладагента;
• предохранитель перегорел.

Подшипник шкива испытывает большие нагрузки и часто выходит из строя. Это связано с его постоянной работой. Повреждение можно определить по необычному звуку.

Именно компрессор кондиционера выполняет большую часть механической работы в кондиционере, поэтому он часто выходит из строя. Этому также способствуют плохие дороги, неисправности других узлов и неправильное использование электрооборудования. Ремонт потребует специальных знаний и навыков. Лучше обратиться в сервисный центр.

Также есть некоторые режимы отключения компрессора, предусмотренные системой:

• очень высокое (выше 3 МПа) или низкое (ниже 0,1 МПа) давление внутри нагнетателя и трубопроводов (по показаниям датчиков давления, пороговые значения могут различаться в зависимости от производителя);
• низкая температура воздуха на улице;
• слишком высокая температура охлаждающей жидкости (выше 105˚C);
• температура испарителя ниже прибл. 3˚С;
• открытие газа выше 85%.

Для более точного определения причины ошибки можно воспользоваться специальным сканером или обратиться в сервисный центр для диагностики.

Связь самочувствия водителя и микроклимата в салоне

Все производители учитывают вопросы обеспечения комфортных условий пребывания в автомобиле. По результатам ряда исследований установлено, что наиболее комфортными климатическими показателями для водителя/пассажиров являются температуры в пределах 18-20°С при уровне влажности 40-70%. Понижение температуры до 10 — 15°С приводит к переохлаждению организма и снижению психических и физиологических процессов.

Повышение температуры до 25°С и выше приводит к повышенной утомляемости, снижению концентрации внимания и появлению признаков сонливости. Дальнейшее повышение температуры до 30°С становится опасным – у водителя нарушается координация движений, реакция становится замедленной, сильно снижается способность оценивать дорожную обстановку.

Система вентиляции в принципе не способна управлять микроклиматом — в жаркую погоду при движении на малых скоростях (например, в городском потоке) она вообще становится бесполезной. Спасти может только кондиционер, поэтому водители, автомобили которых не оснащены современной системой кондиционирования воздуха, рассматривают возможность его установки. Поскольку ваш автомобиль для этого не предназначен, потребуются хотя бы базовые знания о том, как устроено и работает это устройство.

Компрессор

Для создания необходимого давления газа используется многопоршневой компрессор. На вал установлена ​​толстая стальная пластина с определенным углом отклонения, благодаря которой поршни двигаются. Герметичность цилиндров обеспечивают резиновые прокладки. Чтобы компрессор не работал постоянно, на валу установлена ​​электромагнитная муфта, которая соединяет этот узел и шкив. Из-за этого шкив, соединенный с приводным ремнем двигателя, вращается постоянно, но сам агрегат включается только после подачи напряжения на соленоид электромуфты.

Компрессор любой модификации использует этот принцип переключения. Благодаря своей многоцилиндровой конструкции компрессор обеспечивает постоянный поток хладагента без скачков давления. Специальное масло, не теряющее своих свойств при любой температуре, защищает компрессор от повреждений. Это масло добавляется вместе с фреоном. Когда хладагент испарится более чем наполовину, вместе с фреоном заливается целая порция масла.

Конденсатор

Единственная разница между конденсатором и радиатором в системе охлаждения — предельные температуры и специальный наполнитель, но общий принцип работы тот же. Компрессор наполняет конденсатор горячим газом, в результате чего последний выделяет тепловую энергию, превращается в жидкость и теряет давление. Поскольку двигатель вращается медленно, компрессор снижает давление хладагента, что также снижает выделение тепла.

Это снижает скорость вращения вентилятора и создаваемый им воздушный поток. Когда машина находится в движении, поток воздуха, поступающий через решетку, также способствует охлаждению конденсатора. При длительной работе двигателя на холостом ходу эффективность охлаждения снижается, а вентилятор увеличивает скорость вращения лопастей. Обычный вентилятор системы охлаждения не всегда может обеспечить правильную работу кондиционера, поэтому снаружи устанавливается еще один электровентилятор для увеличения потока воздуха.

Испаритель и вентилятор

Сжатый до жидкого состояния хладагент поступает в этот блок и вновь переходит в газообразное состояние. Из-за этого температура хладагента падает до минусовой, что приводит к сильному охлаждению испарителя. Забортный воздух поступает из моторного отсека за счет разрежения, создаваемого вентилятором. Салонный фильтр очищает поступающий воздух от пыли и загрязнений, после чего обдувает испаритель. Вентилятор в зависимости от режима работы кондиционера меняет скорость вращения, что позволяет увеличить или уменьшить обдув испарителя. Этот принцип охлаждения поступающего воздуха одинаков для всех моделей систем кондиционирования и климат-контроля.

Ресивер

В некоторых случаях газ не выкипает полностью и жидкость продолжает движение по трубам. Если он попадет в компрессор, он разрушится из-за гидравлического удара, потому что жидкость не может быть сжата. Во избежание поломки этого узла между испарителем и компрессором устанавливается ресивер (аккумулятор). В этом устройстве используется тот же принцип, что и в испарителе – при попадании в ресивер газ получает возможность расширяться, благодаря чему выкипают даже мелкие капли жидкости.

Устранение основных неисправностей

Не все неисправности требуют замены компрессора.

Подшипник шкива

Двухрядный шарикоподшипник, на котором шкив вращается на холостом ходу, является одной из самых ненадежных деталей. Он имеет решающее значение для степени натяжения ремня, загрязнения и ухудшения качества смазки.

Для замены необходимы съемники и универсальный набор инструментов.

Для снятия шкива демонтируется нажимной диск сцепления, стопорные пружинные кольца, затем сам шкив с подшипником. Есть и другие варианты последовательности, много разных компрессоров.

В любом случае подшипник выпрессовывается из шкива, затем устанавливается новый.

Размеров их несколько, но актуальных мало, да и купить их не составляет труда. И это намного дешевле, чем замена сцепления и шкива, когда они еще функционируют.

Электромагнитная муфта

Если есть проблемы с самой муфтой, обычно это обрыв обмотки, ее все равно нужно будет заменить. Процедура снятия аналогична замене подшипника промежуточного ролика. Проверить срабатывание обмотки муфты, после чего шкив и ротор должны замкнуться вместе с характерным щелчком шкива.

Повреждение корпуса

Достаточно сложно надежно отремонтировать дом с видимыми повреждениями или протечками, устраненными с помощью ультрафиолетовой лампы с использованием индикаторных добавок во фреоне.

Аргоновый сварочный аппарат используется под наблюдением квалифицированного мастера. В противном случае нужно менять крепежное устройство. Но чаще замена подшипников, сальниковых коробок и прочих уплотнений стоит денег.

Поршни, клапаны и механизм их привода от ротора могут быть повреждены. Это также приводит к замене компрессора.

Практическая реализация идеи

На охлаждение воздуха в салоне необходимо затратить энергию, в этом плане процесс ничем не отличается от его нагрева. Логично отнести к источнику автомобильный двигатель, который развивает достаточную мощность, часть ее можно использовать для нужд комфорта водителя и пассажиров. Поэтому основным узлом системы был газовый компрессор с приводом от коленчатого вала. Также был сформирован набор всех остальных элементов системы простейшего автомобильного кондиционера:

• компрессор, выполняющий свою основную функцию – сжатие газообразного хладагента;
• радиатор кондиционера, он же конденсатор, где горячий газ, выходящий из компрессора, охлаждается забортным потоком воздуха, параметры хладагента подобраны таким образом, что он переходит в жидкую фазу, где, конденсируется, отсюда и название;
• осушитель, он же ресивер, здесь носитель очищается от всего постороннего;
• термостатический клапан испарителя (ТРВ), где собственно и происходит расширение, то есть сбрасывается давление хладагента, с одновременным регулированием температуры;
• радиатор кондиционера в салоне, также имеется испаритель, через который происходит теплообмен между охлажденным газом и воздухом помещения;
• вентилятор испарителя;
• главный вентилятор, иногда совмещающий функции охлаждения двигателя и радиатора кондиционера;
• система трубопроводов с заправочным штуцером и предохранительным клапаном;
• датчики давления и температуры.

Каждый из узлов имеет свое функциональное назначение, из которого будет понятно, как работает кондиционер в автомобиле.

Компрессор и электромагнитная муфта

Постоянное вращение ротора компрессора было бы слишком расточительно, поэтому с помощью ремня от коленчатого вала вращается только ведущий шкив, а сам компрессор включается по необходимости. Для этого нужна муфта компрессора, работающая по принципу электромагнита.

При включении кондиционера питание подается на муфту, после чего в ней замыкается фрикционная пара дисков. Если диск сцепления в исходном состоянии свободно вращался на отдельном подшипнике, то теперь он жестко связан со втулкой ротора и весь механизм компрессора приводится в движение.

Сами компрессоры могут использовать разные принципы работы, но чаще всего используются аксиально-поршневые. Он имеет несколько цилиндров, расположенных по кругу вокруг оси ротора, поршни которых приводятся в движение вращающимся наклонным диском. Когда один из них заделан в цилиндры, противоположные выдвигаются, причем каждый полный ход поршня соответствует одному обороту. Хладагент всасывается в цилиндры, а затем выдавливается в напорную магистраль.

Частота вращения ротора компрессора примерно соответствует частоте вращения двигателя, которая определяется соотношением диаметров шкивов. Естественно, при таком вращении требуется качественная смазка, для чего в охлаждающую жидкость (фреон) добавляется специальное жидкое масло. Обновляется при каждой заправке кондиционера в строго определенном количестве.

Работа компрессора нормируется датчиками, отключающими его при возникновении заданных условий, например:

• избыточное давление в контрольных точках;
• отклонение температуры испарителя ниже предельной;
• перегрев двигателя;
• стремление водителя получить полную мощность двигателя, что фиксируется полным нажатием на педаль газа;
• температура наружного воздуха слишком низкая.

Отключение осуществляется снятием питания с электромагнитной муфты, после чего возвратная пружина отклонит фрикционный шкив, и шкив перейдет в свободный ход.

Конденсатор и осушитель

Обычно оба этих блока собираются как единое целое. Можно встретить разные названия радиатора, это и конденсатор, и конденсатор, и конденсатор. Суть устройства не меняется. Его задача — равномерно распределить нагретый фреон по активной зоне и обеспечить быстрое охлаждение, передав тепло набегающему воздушному потоку.

Радиатор состоит из входного и выходного штуцеров, труб, по которым проходит газ, алюминиевых лент, увеличивающих эффективную площадь теплообмена, и цилиндрического ресивера, снабженного фильтрующим элементом, часто съемным. Все это должно быть абсолютно герметичным и выдерживать довольно высокое давление, доходящее до десяти атмосфер.

Это также включает вентилятор, хотя он также охлаждает основной радиатор двигателя. Обычно их два, один из них принудительно включается на малой скорости каждый раз при включении кондиционера. А по мере прогрева идет на полную мощность.

Клапан-регулятор

С точки зрения реализации физического принципа работы автомобильного кондиционера его можно рассматривать как основной узел системы, хотя он относительно прост и компактен. Однако к нему подключена не только линия подачи фреона к испарителю, но и линия вывода. Таким образом, регулирование температуры происходит с обратной связью.

Работая по принципу механического термостата, клапан меняет диапазон расхода в зависимости от температуры теплоносителя, выходящего из испарителя. Если температура на выходе повышается, хладагента не хватает, и сильфонная конструкция клапана приоткрывает распылительное отверстие, увеличивая поступление жидкости в газовую фазу.

Таким образом, принцип работы означает, что клапан имеет четыре штуцера, один для высокого давления и три для низкого. Находится возле испарителя салона, достаточно надежен, чаще всего выходит из строя по вине владельца, который редко и некачественно меняет охлаждающую жидкость.

Испаритель

Конструктивно внутренний радиатор аналогичен всем остальным теплообменникам, представляет собой систему трубок и алюминиевой ленты, которая имеет большую эффективную площадь для теплообмена между воздухом и фреоном. Особенностью работы является выделение конденсата, так как при охлаждении воздуха в салоне из него выделяется лишняя влага. Приняты отдельные меры по сливу жидкости, течь из слива — признак нормальной работы.

Радиатор обдувается салонным вентилятором в климатическую систему, так как естественного притока воздуха здесь нет. Скорость вентилятора регулируется вручную или автоматически, а также направление доминирующего обдува салона.

Испаритель кондиционера может быть частью интегрированной системы климат-контроля автомобиля. Его роль отличается от обычного принципа работы автомобильного кондиционера наличием функций автоматического регулирования температуры. Водителю достаточно выставить нужное значение, после чего электроника сама решит, включать ли обогреватель или кондиционер, куда направить токи и какую интенсивность выставить. При этом возможно многозонное регулирование, когда для каждого пассажира или их группы устанавливаются индивидуальные условия.

Управление системой и организация сервиса

Самый простой пульт от кондиционера представляет собой регулятор температуры, переключатель потока воздуха и скорости вращения вентилятора. В более сложных климатических системах температура устанавливается и отображается на цифровых дисплеях. Климат-контроллер и ряд датчиков нормального и аварийного режима, входящие в состав системы кондиционирования автомобиля, обеспечивают работу управления. Автоматика избавляет водителя от контроля режимов работы и внештатных ситуаций.

Для обслуживания кондиционера он оборудован штуцерами на магистралях в моторном отсеке. К ним можно подключить автомат заправки, который после ввода данных о марке и модели автомобиля автоматически подберет нужное количество фреона, масла и последовательно выполнит все операции по очистке системы (вакуумированию), заправке и оценке его состояние. Просто нужно следить за густотой, для чего существует ряд методов. Иногда во фреон добавляют индикаторный краситель, видимый в ультрафиолетовом свете, или используют другие принципы работы течеискателей.

Читайте также: Как работает система бесключевого доступа

Положительные и отрицательные стороны

Если говорить о преимуществах кондиционера, то тут только одно — кондиционер обеспечивает прохладу в салоне летом. При этом не нужно открывать окна автомобиля, так как воздух поступает через систему вентиляции и проходит через фильтр салона. Поэтому водителю не приходится дышать запыленным воздухом с выхлопными газами (при движении в городе и на холостом ходу в пробках).

Но недостатков у кондиционера много:

• Кондиционер – это дополнительная система, к тому же сложная по конструкции и требующая обслуживания. Автовладелец должен следить за состоянием трубопроводов и их соединений, периодически заправлять охлаждающей жидкостью;
• Автомобили, оснащенные этим оборудованием, стоят дороже, а наличие климат-контроля существенно увеличивает цену модели.
• Если компрессор приводится в действие от коленчатого вала, включение кондиционера сопровождается значительным падением мощности (до 15 л.с.), что особенно заметно на автомобилях с маломощными установками. Электропривод создает значительную нагрузку на бортовую сеть. В любом случае включение кондиционера приводит к увеличению расхода топлива или заряда аккумулятора электромобиля;
• Охлажденный кондиционером воздух подается вентилятором, поэтому в салоне создаются сквозняки, которые могут вызвать болезни;
• Если убрать влагу, которая конденсируется на испарителе, бактерии останутся в воздухе на этом радиаторе. Бактерии и грибки, скопившиеся на испарителе, не только создают неприятный запах в салоне, но и могут вызывать аллергию;
• Ремонт кондиционера стоит дорого, поэтому в случае его поломки многие автовладельцы не спешат восстанавливать систему, предпочитая эксплуатировать автомобиль без ремонта кондиционера (такая поломка не влияет на работу двигателя ни в путь);
• Фреон – химически агрессивное вещество, поэтому со временем он вызовет повреждение компонентов системы, в первую очередь магистралей и радиаторов. Поэтому отказы оборудования будут происходить в любом случае.

Несмотря на большое количество недостатков, кондиционер является популярным оборудованием, и многие автовладельцы даже не рассматривают автомобиль, не оснащенный таким устройством. А в некоторых странах Европы установка автокондиционера является обязательным условием производителей автомобилей, эксплуатация автомобиля без кондиционера в таких странах запрещена.

Конденсатор

Горячий газообразный хладагент с температурой ок. 50…70°С в конденсатор, служащий для преобразования газообразного высокотемпературного хладагента, поступающего от компрессора, в жидкое состояние с выделением тепла в атмосферу. Конденсатор состоит из изогнутых труб, соединенных перегородками, и имеет большую охлаждающую поверхность, что обеспечивает высокую теплоотдачу. Трубки и ребра конденсатора поглощают тепло хладагента.

Количество теплоты, выделяемой хладагентом в конденсаторе, определяется количеством теплоты, поглощаемой испарителем из окружающей среды, и работой компрессора, необходимой для сжатия газа. Для конденсатора результат отвода тепла напрямую влияет на охлаждающий эффект блока охлаждения, поэтому он обычно устанавливается в самой передней части автомобиля и принудительно охлаждается воздухом от вентилятора охлаждения двигателя или дополнительного вентилятора и воздушный поток, создаваемый движением автомобиля. Холодный наружный воздух проходит через конденсатор, поглощает тепло и охлаждает хладагент.

Достоинства и недостатки кондиционеров в автомобилях

На первый взгляд кажется, что у устройства нет недостатков — одни достоинства, но все наоборот. Самый большой плюс в том, что автомобильный кондиционер просто обеспечивает прохладу в салоне в жаркое время года, водителю не приходится дополнительно открывать окна. Но есть внушительный список минусов:

• кондиционер работает через цепочку отдельных процессов – каждый из элементов требует ухода, что приводит к дополнительным расходам на обслуживание;
• работающий кондиционер увеличивает расход топлива в среднем на 10%. Как ни странно, если в жару ездить с открытыми окнами, расход топлива будет одинаковым (это за счет аэродинамики);
• цена автомобиля с автокондиционером выше, чем без него;
• если работа компрессора влияет на коленчатый вал, при его включении может упасть мощность машины, увеличится расход топлива, топливо понадобится через меньшее количество километров пробега;
• работа вентилятора обеспечивает циркуляцию холодного воздуха – водитель и его пассажиры могут простудиться;
• фреон сам по себе является едким газом, который разрушает трубопровод, с годами неизбежны поломки;
• электрический кондиционер приведет к быстрой разборке автомобильного аккумулятора;
• бактерии, осевшие на элементах кондиционера автомобиля, свободно циркулируют по салону.

Еще один недостаток – дорогой ремонт, поэтому многие автовладельцы просто отказываются от его ремонта в случае выхода из строя устройства.

Как устроен радиатор кондиционера (конденсер)

Самая дорогая и подверженная поломкам деталь – это радиатор (конденсатор) кондиционера. Он имеет трубчатую алюминиевую конструкцию и состоит из алюминиевых труб, соединенных друг с другом с помощью коллекторов, алюминиевых лент, сложенных гармошкой и размещенных между трубами, подводящих и отводящих патрубков, монтажных кронштейнов.

Современные радиаторы кондиционера в основном имеют встроенный ресивер-осушитель. Некоторые радиаторы кондиционера имеют усиление для жесткости конструкции.

Трубки обычно изготавливаются из алюминия и имеют плоскую овальную форму. Внутри труб имеются перегородки (многопортовая конструкция), обеспечивающие необходимую жесткость, так как давление в кондиционере может достигать до 7 атм. По тем же причинам патрубки радиатора кондиционера имеют утолщенные стенки (в отличие, например, от патрубков радиатора охлаждения).

Полосы выполняют функцию «ребер», то есть расширяют площадь реагирующего материала, увеличивая отвод тепла. Лента изготовлена ​​из алюминия. Их паяют с трубами в специальной азотной среде, без кислорода, мешающего пайке алюминия.

Коллекторы имеют круглую или квадратно-овальную форму, а также прорези, куда монтируются трубы, соединенные пайкой. Внутри коллекторов имеются специальные перегородки, благодаря которым хладагент заполняет трубы слоями (многоходовое движение хладагента). Перегородки внутри коллекторов размещены асимметрично: чаще ближе к «забору» хладагента, а затем реже. Количество «проходов» внутри конденсатора может быть от 3 до 7, реже встречаются 8-11-проходные конденсаторы.

Принципиальная схема многоходового движения хладагента (на схеме цифрами указано количество труб в проходе).

Имеется два патрубка: первый — входной или входной — расположен в верхней части конденсатора, второй патрубок — выходной или выходной — снизу. Выполняются они также в виде алюминиевых труб, имеющих соединение с трубопроводами — фланцевое или резьбовое с уплотнительной прокладкой.

Кронштейны бывают алюминиевые или стальные. Часто конфигурация кронштейнов требует наличия ребер жесткости — для предотвращения деформации. С помощью кронштейнов конденсатор крепится к радиатору охлаждения (наиболее распространенная конструкция) или непосредственно к кузову автомобиля.

Ресивер осушитель. Алюминиевые баллоны, внутри которых находится специальное вещество – фильтр-влагопоглотитель. Есть ресиверы обслуживаемые (с возможностью замены осушителя — в этом случае ресивер имеет съемную крышку) и необслуживаемые.

Усилители. Встречаются достаточно редко, так как свойства алюминия позволяют обеспечить достаточную жесткость конструкции ствольной коробки. Как правило, это угловые перекладины. Их назначение очевидно — предотвратить искажение геометрии конденсатора.

Некоторые конденсаторы окрашивают после изготовления для защиты от коррозии и скрытия следов пайки, но немногие производители делают это, потому что покраска конденсатора ухудшает теплопередачу.

В связи с тем, что радиатор кондиционера установлен в передней части автомобиля, эта деталь испытывает постоянные деформирующие нагрузки во время движения. Поэтому конденсаторы все чаще монтируют на автомобиль с резиновыми прокладками, снижающими передаваемые на конденсатор вибрации.

Виды, устройство и принцип работы компрессора

Компрессор представляет собой объемный вентилятор. Начинает работать после включения кнопки кондиционера в машине. Агрегат имеет неразъемное ременное соединение с двигателем (приводом) через электромагнитную муфту, что позволяет при необходимости запустить установку.

Компрессор кондиционера

Нагнетатель всасывает охлажденный хладагент в газообразном виде из зоны низкого давления. Кроме того, из-за сжатия повышается давление и температура хладагента. Это основные условия для расширения и дальнейшего охлаждения в расширительном клапане и испарителе. Для увеличения срока службы компонентов компрессора используется специальное масло. Часть его остается в нагнетателе, другая часть распространяется по системе. Компрессор оснащен предохранительным клапаном, защищающим агрегат от избыточного давления.

Компрессоры в кондиционерах бывают следующих типов:

• аксиально-поршневой;
• аксиально-поршневой с вращающимся наклонным диском;
• лезвие (вращающееся);
• спираль.

Наибольшее распространение получили аксиально-поршневые и аксиально-поршневые компрессоры с наклонным вращающимся диском. Это самый простой и надежный вариант устройства.

Аксиально-поршневой нагнетатель

Приводной вал компрессора приводит в движение качающуюся шайбу, которая, в свою очередь, перемещается вперед и назад на поршнях в цилиндрах. Поршни движутся параллельно валу. Количество штампов может варьироваться в зависимости от модели и дизайна. Их может быть от 3 до 10. Таким образом формируется рабочий цикл. Клапаны открываются и закрываются. Хладагент всасывается и выпускается.

Аксиально-поршневой компрессор

Мощность кондиционера зависит от максимальной скорости компрессора. Часто производительность зависит от оборотов двигателя. Диапазон скорости вращения вентилятора от 0 до 6000 об/мин.

Для устранения зависимости компрессора от частоты вращения двигателя используются компрессоры с переменным рабочим объемом. Это достигается за счет использования вращающейся шайбы. Угол наклона диска изменяется с помощью пружин, которые регулируют работу всего кондиционера. В компрессорах с постоянным осевым диском регулировка происходит за счет выключения и включения электромагнитной муфты.

Привод и электромагнитная муфта

Электромагнитная муфта обеспечивает связь между работающим двигателем и компрессором при включении кондиционера. Муфта состоит из следующих компонентов:

• шкив в наличии;
• электромагнитная катушка;
• подпружиненный диск со ступицей.

Блок электромагнитной муфты

Двигатель приводит в движение шкив через ременное соединение. Подпружиненный диск соединен с приводным валом, а электромагнитная катушка — с корпусом вентилятора. Между диском и шкивом есть небольшой зазор. Когда кондиционер включается, электромагнитная катушка создает магнитное поле. Подпружиненный шкив и вращающийся шкив соединены вместе. Компрессор запускается. Когда кондиционер выключен, пружины отодвигают диск от шкива.

Управляющий блок

Единственная разница между обычным кондиционером и более продвинутым климат-контролем заключается в блоке управления, который поддерживает подключение различных датчиков, а общий принцип тот же – управление компрессором и вентилятором. Управление кондиционером сводится к подаче напряжения на электромуфту компрессора и регулировке скорости вращения вентиляторов. Для этого нужен блок переключателей, потому что кнопки и потенциометры, установленные на передней панели автомобиля, не рассчитаны на подключение мощной нагрузки. Подключение контроллера и различных датчиков к блоку управления, а также возможность изменять направление движения поступающего воздуха так, чтобы он проходил через испаритель, превращает кондиционер в систему климат-контроля.

Откуда берется холод?

Теперь предлагаем узнать, как работает кондиционер в автомобиле. Принцип работы кондиционера в целом аналогичен принципу работы холодильника, несмотря на разные конструкции агрегатов. Контур кондиционера в автомобиле в целом представляет собой герметичную систему, включающую в себя многие элементы, описанные выше. Принцип работы кондиционера в автомобиле заключается в преобразовании горячего потока воздуха в холодный, где помогают устройству расходные материалы – масло и фреон. Масло используется для смазки компрессорного агрегата, а также всей системы в целом.

Что касается фреона, то это специальный расходный материал, который был разработан для использования в автомобильных трубах. В отличие от других газов, например пропана, он безопасен для здоровья человека (автор видео — L0RlC).

Как работает кондиционер в машине:

1. Когда водитель нажимает кнопку активации, включается муфта нажимного шкива. Вал, который также соединен с ним, приходит в работу под воздействием приводного ремня.
2. Также включается компрессорная установка, которая сжимает газ и передает его в радиаторную установку, где фреон охлаждается.
3. Вентиляционное устройство также способствует более быстрому охлаждению. Во время движения автомобиля устройство обдувается принудительным потоком воздуха. Благодаря охлаждению вещество конденсируется, после чего фреон переносится в ресивер в жидком состоянии. Затем осуществляется процесс фильтрации фреона, в результате которого жидкость передается дальше в очищенном виде.
4. Когда газ очищается, он поступает в салон автомобиля и выполняет функцию охлаждения, но при этом проходит через расширительный клапан. Переходник монтируется на патрубке, по которому фреон подается в испарительный блок. Когда объем газа достигает необходимого уровня в испарителе, клапан автоматически закрывается.

В зависимости от системы различные регуляторы и другие запасные части могут помочь охладить воздушный поток.

Электрическая схема кондиционера

Лучшие автомобильные компрессоры

Эксперты, оценив эксплуатационные характеристики компрессоров автомобильных кондиционеров разных марок, составили рейтинг лучших агрегатов.

Принцип действия автокондиционера

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

1. Фреон из контура низкого давления в газообразном виде всасывается компрессором.
2. Внутри компрессора хладагент сжимается, в результате чего повышается температура – ​​газ переходит в жидкую фазу.
3. Нагретый от сжатия фреон по контуру высокого давления направляется в конденсатор. Конденсатор предназначен для отвода избыточного тепла от хладагента. Охлаждение сжимаемого фреона предотвращает образование избыточного давления.
4. Охлажденный фреон в жидкой фазе направляется в осушитель. После прохождения через бак с влагопоглощающим наполнителем (силикагелем) из фреона удаляется влага. Также в осушителе есть фильтрующий элемент, который улавливает продукты износа компрессора (стружку, тефлон) и другой мусор, циркулирующий в магистрали.
5. Очищенный фреон под высоким давлением и высокой температурой подается к газовому или расширительному вентилю (в зависимости от типа конструкции).
6. Газ проходит через газовый/расширительный клапан и поступает в испаритель. Из-за резкого снижения давления в системе газ возвращается в состояние термодинамического равновесия и испаряется. Другими словами, после принудительного сжатия и повышения температуры в результате мы позволили ему испариться. Так как температура кипения фреона R134a составляет -26,5°С, газ активно поглощает тепло при контакте со стенками испарителя при испарении.
7. Воздух, нагнетаемый вентилятором отопителя, проходит через охлаждаемый испаритель.

Из описания принципа работы видно, что все виды автомобильных кондиционеров не генерируют холод, а только поглощают тепло от потока воздуха от вентилятора печки.

Правильная эксплуатация автомобильного кондиционера

Это казалось обычным делом, я хотел прохладного воздуха в машине в жаркую погоду, я нажимал кнопку запуска кондиционера, устанавливал температуру и наслаждался. Но увы, это не всегда так. Вот тут-то и начинается разница между климат-контролем и кондиционером.

Кондиционер может подавать только то количество холодного воздуха, которое соответствует заданной температуре. Необходимо помнить, что закрывать заслонку подачи воздуха снаружи стоит, зная, какая температура безопасна для вашего здоровья, если в машине есть дети, злоупотреблять этим не стоит, иначе можно легко простудиться, когда едешь на улице в жаркую погоду.

Чаще всего забывают закрыть заслонку подачи воздуха снаружи, иначе охлаждения не предвидится. В обязательном порядке все окна должны быть закрыты, это тоже повлияет не только на температуру, но и на работу компрессора кондиционера и расход топлива. После достижения нужной температуры компрессор автоматически выключается, но если окна или заслонка открыты, компрессор будет работать постоянно, а значит, увеличится расход топлива. В результате длительной работы кондиционера без выключения может сгореть компрессор.

В климат-контроле все параметры управляются и управляются с помощью бортового компьютера, он автоматически закроет заслонку или подаст сигнал о том, что она не закрыта. Также предложит закрыть все окна, чтобы не перегружать компрессор. Выбрав оптимальную температуру, система будет автоматически ее поддерживать, включать и выключать компрессор, подавать горячий или холодный воздух. Зачастую климат-контроль имеет гораздо больше функций по направлению воздуха, температурному режиму (поскольку это еще и система обогрева салона зимой).

Обслуживание кондиционера

Самостоятельное обслуживание, не требующее специального оборудования, заключается в своевременной замене салонного фильтра и оценке работы кондиционера. Фильтр необходимо менять каждые 15-20 тысяч километров. Если вы часто пользуетесь кондиционером или эксплуатируете автомобиль в очень пыльных условиях, сократите пробег до 7-12 тысяч километров. Это защитит вас от появления неприятного запаха в салоне. Если кондиционер вдруг стал хуже работать, а замена салонного фильтра не помогла, нужно проверить количество хладагента. Это можно сделать, измерив давление в системе и сравнив его с требуемым. 

Все данные о давлении записываются на небольшой металлической табличке, прикрепленной к внутренней стороне капота или на задней стенке моторного отсека. Эта табличка устанавливается при установке кондиционера.

Кондиционер автомобиля — система смазки компрессоров

Хладагент R134a на самом деле является частью системы смазки кондиционера. Поэтому недопустимо пытаться запустить кондиционер автомобиля без хладагента. Если пренебречь этим требованием, компрессор автокондиционера работает без смазки, то есть полно внутренних повреждений.

Рекомендуется использовать смазочные материалы для автомобильных кондиционеров, такие как PAOil. Это один из достойных образцов автомобильного компрессорного масла. Смазка PAOil представляет собой полиальфа-олефин, а не полиалкиленгликоль или сложный эфир.

PAOil — полностью синтетическое масло, тщательно подобранное, подходит для всех компрессоров кондиционеров автомобилей.

Это неагрессивное, безопасное масло, которое не воздействует на уплотнения или резиновые шланги и совместимо с другими смазочными материалами. Продукт негигроскопичен.

Таблица: характеристики смазочных масел для компрессоров автомобильных кондиционеров

Смазка «ПАОил»	Смазка «ПАГ»	Полиэстер	Минеральная
Негигроскопичный	Гигроскопичный	Гигроскопичный	Гигроскопичный
Совместимый	—	—	—
Совместимость: ГХФУ, Cfc, ГФК, Смеси ГФУ, смеси ГХФУ	— — Совместимый Совместимый —	Совместимый Совместимый Совместимый Совместимый совместимый	Совместимый Совместимый — — —
Низкая смешиваемость	Смешивается	Смешивается	Смешивается
повышает производительность за счет короткого времени работы на одну загрузку	Не допускает расширения емкости	Не допускает расширения емкости	Не допускает расширения емкости
Вязкость при сверхвысоких температурах	Средние характеристики	Средние характеристики	Низкие характеристики
Неагрессивный	Агрессивный	Агрессивный	Неагрессивный

Чтобы сравнить PAOil с маслами на основе PAG, при использовании масла на основе PAG необходимо соблюдать следующие меры предосторожности):

• не допускайте попадания масла PAG на кожу кузова или лакокрасочное покрытие автомобиля;
• не допускается вдыхание паров смеси масла PAG и фреона R134a;
• учитывая высокую степень гигроскопичности, контейнеры следует открывать непосредственно перед использованием. Закрывайте контейнеры сразу после использования.