Схема и принцип работы кондиционера в автомобиле: как работает устройство и система кондиционирования
Поскольку кондиционером сегодня оснащены большая часть автомобилей, использующихся в нашей стране, каждому автовладельцу такого авто рано или поздно предстоит столкнуться с обслуживанием агрегата. Кондер во многом способствует более комфортному управлению транспортным средством, особенно в сильную жару. В чем состоит принцип работы кондиционера, из каких компонентов состоит данный агрегат и что нужно знать о неисправностях — читайте в этой статье.
Основные элементы системы кондиционера
Из каких элементов состоит автомобильный кондиционер в машине, какие расходные материалы нужно использовать для обслуживания системы кондиционирования, какова принципиальная схема агрегата? Для начала давайте разберем, как устроен кондер.
В зависимости от модели агрегата и машины, устройство автомобильного кондиционера может отличаться:
- Компрессорное устройство. Этот узел используется для сжатия расходного вещества — газа, а также его дальнейшего распространения по магистралям системы.
- Терморегулирующий вентиль или ТРВ. ТРВ кондиционера автомобиля представляет собой устройство, использующееся для регулировки перегрева пара. Если данный элемент по каким-то причинам сломается, это может привести к более серьезным неисправностям в работе системы кондиционирования воздуха.
- Конденсатор или радиаторный узел. Представляет собой теплообменник, использующийся для преобразования газа в жидкое состояние. Конденсатор позволяет выделять тепло воздушного потока, которое остается, в окружающую среду. Когда конденсатор обрабатывает воздух, его пары выходят через верхнюю часть устройства. Конденсатор передает их по магистралям системы. Если уровень давления жидкости будет слишком низким, то после того, как она попадает в конденсатор, она будет перемещаться в испаритель. Как правило, по своей конструкции эти устройства относятся к многопроточному или ленточному типу.
- Золотник. Используется для направления потока расходного вещества при смещении подвижных компонентов системы. При поломке данного элемента герметичность системы в целом будет нарушена, соответственно, это приведет к ее менее эффективной работе. Золотник, он же ниппель, следует проверять в первую очередь, если обнаруживаются проблемы в работе кондера.
- Муфта. Еще один немаловажный элемент, который включает в себя электросхема. Монтируется она перед компрессорным устройством. Конструкция этого компонента включает в себя катушку, прижимную пластину, а также вал. Принцип действия катушки заключается в образовании магнитного поля, когда на устройство начинает поступать напряжение.
- Набор уплотнительных колец. Комплектующие уплотнители, как можно понять из названия, используются для уплотнения и обеспечения герметичности системы в целом. Как правило, данные комплектующие элементы чаще всего выходят из строя, то есть теряют свою эластичность, после зимних холодов. По причине их износа в системе также может произойти утечка. Если это так, то автовладельцу нужно будет приобрести комплект уплотнительных колец для автокондиционеров и произвести их замену.
- Ресивер осушитель. Может находиться в зависимости от конструкции, в устройстве агрегата. Ресивер используется для обеспечения защиты работы компрессорного устройства, он способствует более полному испарению газа. Ресивер позволяет предотвратить попадание расходного вещества на компрессор, но нужно учитывать, что авто может быть и не оборудовано этим устройством. При отсутствии устройства функцию испарения жидкости будет выполнять моторный отсек, вернее, его высокая температура (автор видео — Nurlan Temyrbekov).
Откуда берется холод?
Теперь предлагаем узнать, как работает кондиционер в машине. Принцип работы автокондиционера в общем схож с принципом функционирования холодильника, несмотря на разные конструкции агрегатов. Схема кондиционирования в машине в целом представляет герметичную систему, в состав которой входит множество вышеописанных элементов. Принцип работы кондиционера в автомобиле заключается в преобразовании горячего воздушного потока в холодный, в чем агрегату помогают расходные материалы — масло и фреон. Масло используется для смазки компрессорного устройства, а также всей системы в общем.
Что касается фреона, то это специальных расходный материал, который был разработан для эксплуатации в автомобильных кондерах. В отличие от других газов, к примеру, пропана, он безопасен для здоровья человека (автор видео — L0RlC).
Так как работает кондиционер в машине:
- Когда водитель нажимает на кнопку активации, включается муфта с прижимным шкивом. Вал, который также с ним сопряжен, вступает в работе под воздействием приводного ремешка.
- Также происходит активация компрессорного устройства, который сжимает газ и передает его на радиаторный узел, где происходит охлаждение фреона.
- Более быстрому охлаждению способствует и вентилирующее устройство. Во время движения транспортного средства происходит обдув устройства нагнетающим воздушным потоком. Из-за охлаждения происходит конденсация вещества, после чего фреон передается на ресивер в жидком состоянии. После этого осуществляется процесс фильтрации фреона, в результате чего жидкость передается в очищенном виде дальше.
- Когда газ очистится, он поступает в салон машины, выполняя функцию охлаждения, но при этом он проходит через расширительный клапан. Адаптер монтируется на патрубке, по которому фреон передается на испарительный узел. Когда объем газа достигнет необходимого уровня в испарительном устройстве, клапан автоматически перекроет.
В зависимости от системы, охлаждению воздушного потока могут способствовать и различные регуляторы и прочие запчасти.
Электрическая схема кондиционера
Характерные неисправности устройства и как с ними бороться?
Теперь вкратце расскажем об основных неисправностях, которые могут произойти в работе системы кондиционирования:
- Утечка жидкости, то есть фреона. Если работающий кондер больше не охлаждает, вполне возможно, что причина неработоспособности заключается в утечке фреона. В первую очередь проверяются фитинги для автокондиционеров — есть вероятность, что они износились или на них имеются повреждения, способствующие утечке. Также нужно проверить и уплотнители. Как сказано выше, при износе уплотнительные кольца для автокондиционеров теряют свою эластичность, в результате чего герметичность системы может быть нарушена.
- Еще одна причина, по которой кондер может не охлаждать воздух, заключается в неработоспособности радиатора. Этот элемент больше остальных подвержен негативному воздействию солей и грязи, а это, в свою очередь, также приводит к разгерметизации кондера.
- Компрессорный узел вышел из строя, такая проблема сопровождается появлением шума при активации системы. Необходимо произвести визуальную диагностику корпуса компрессора — если на нем видны следы масляных пятен, причина может заключаться в заклинивании механизма. Как правило, это происходит в результате долгого использования разгерметизированной системы.
- Если засорился испаритель, кондер будет работать неэффективно. Такая неисправность сопровождается появлением неприятного запаха в работе кондера.
- Выход из строя терморегулирующего вентиля. Для выявления причины следует проверить оба контура системы — передний и задний, по ним перемещается расходный материал. Поломке клапана может способствовать засорение грязью.
- В результате засорения конденсаторного устройства, выхода из строя вентилятора или при поломке датчика его активации кондер также будет работать неэффективно. Такие неисправности, как правило, обусловлены высоким давлением в системе (автор видео — канал Чистка кондиционера (Главная дорога НТВ).
Фотогалерея «Неисправности агрегата»
1. Место утечки фреона
2. Засоренный радиатор
3. Изношенный уплотнитель
Нюансы обслуживания
Если вовремя проводить техническое обслуживание агрегата, вы можете предотвратить возможные неисправности в его работе:
- Регулярно производите чистку теплообменника, поскольку этот элемент подвержен негативному воздействию пыли и грязи. Кроме того, необходимо убедиться в том, что этот элемент надежно зафиксирован, поскольку из-за вибраций, которые происходят во время движения авто, на корпусе теплообменника могут образоваться микротрещины. А трещины, в свою очередь, могут привести к утечке жидкости.
- Поддерживайте чистоту в моторном отсеке, это позволит предотвратить выход из строя компрессора. Узел следует очищать от пыли и отложений.
- При обслуживании агрегата также нужно проверять герметичность и качество установленных магистралей, ведь по ним перемещается газ. В том случае, если появляется вибрация при работе фитингов, их необходимо надежно зафиксировать.
- Регулярно производите заправку агрегата, а также его очистку, в частности, перед наступлением летного сезона. Необходимость очистки можно определить по появлению неприятного запаха в салоне, а заправки — по недостаточно эффективной работе агрегата в целом.
Видео «Инструкция по самостоятельной очистке агрегата»
Как самостоятельно прочистить кондер — наглядная инструкция приведена в ролике ниже (автор видео — канал Romanautoreview).
Как работает автокондиционер
Не каждый знает, но автокондиционер работает так же, как бытовой холодильник. Только конструкция немного отличается. Рассмотрим принцип работы автомобильного кондиционера, это поможет вам обеспечить более длительную работу устройства без замен и ремонтов.
Из чего состоит автомобильный кондиционер?
Главный принцип действия любого автомобильного кондиционера основан на возможности веществ забирать и отдавать тепло со сменой агрегатного состояния. Поэтому подобные аппараты конструктивно схожи и состоят из похожих компонентов.
Узлы автомобильного кондиционера:
- компрессор;
- конденсатор;
- испаритель;
- осушитель;
- дроссель или ТРВ;
- электрооборудование;
- магистрали.
Названные элементы взаимосвязаны, устройство автомобильного кондиционера получается зацикленным и герметичным. Теперь для понимания принципа действия агрегата познакомимся с каждым из компонентов подробнее.
Компрессор.
Компрессор нагнетает хладагент – агрегат создает давление, из-за которого фреон начинает двигаться по каналам. В автотехнике используют разные по конфигурации компрессоры. Шире остальных распространены устройства роторно-лопастного и поршневого типа, но попадаются и комбинированные модели – приспособления, которые функционируют по принципу Ванкеля (роторно-поршневые).
Контур вокруг кондиционера разбит на 2 части:
- с высоким давлением – состоит из всех компонентов до испарителя;
- с низким давлением – магистраль соединения компрессора с испарителем.
Виды привода компрессора
- В большинстве автомобилей механические компрессоры приводит в действие коленвал через ременную передачу. В конструкции предусмотрен узел отключения – электромагнитная муфта, поскольку автокондиционером пользоваться приходится не каждый день.
- Реже встречаются системы кондиционирования воздуха, где компрессор работает благодаря электродвигателю. Такое решение встречается преимущественно на электромобиле.
- Комбинированный вариант привода подразумевает работу компрессора как от коленвала, так и от электродвигателя или аккумуляторов при движении машины.
Конденсатор
В конденсаторе фреон меняет газообразное агрегатное состояние на жидкое, что сопровождается интенсивным выделением тепла. Конструктивно элемент выглядит, как стандартный радиатор из сплава алюминия, соединенный с вентиляторами.
Чтобы процесс конденсации хладагента стал возможен, предусмотрено отведение тепла. С этой целью конденсатор устанавливают под радиатором системы охлаждения двигателя. Воздушный поток забирает лишнее тепло от конденсатора либо естественным путем из-за движения машины, либо принудительно – под воздействием вентиляторов.
Испаритель
По конструкции испаритель кондиционера представляет собой радиатор, прибор размещают в салоне под торпедо. Фреон испаряется и поглощает тепло из внутрисалонного воздуха.
Чтобы охлаждение салона автомобиля шло продуктивнее, на испарителе стоит электрический кулер. Когда включается вентилятор, созданный принудительно поток воздуха необходимой интенсивности.
Влага, которая присутствует в атмосфере салона, собирается на поверхности испарителя и через специальные дренажи выводится наружу со стороны днища автомобиля.
Осушитель
Из-за постоянных температурных изменений влага после попадания в систему превращается в ледяные кусочки. Кристаллы способны повредить многие узлы кондиционера – например, компрессор или его шкив.
Инженеры добавили в конструкцию осушитель. Это емкость, наполненная специальным составом, которое улавливает и собирает лишнюю влагу.
Дроссель или ТРВ
С помощью терморегулирующего вентиля (ТРВ) контролируется давление в оборудовании для охлаждения. Кроме того, здесь запускается этап испарения фреона.
ТРВ присутствует не на каждой модели машины. Если в ТС предусмотрен климат-контроль, вероятно, производитель установил дроссель вместе с аккумулятором. Первый прибор работает как регулирующий давление клапан, второй собирает излишки фреона.
Электрооборудование
Электрическое оснащение в системе кондиционирования воздуха предназначено для:
- управления и регулировки;
- поддержания оптимальной температуры;
- принудительной воздушной подачи.
В оборудовании расположены температурные датчики – для охлаждающей жидкости, на испарителе. Также термодатчик обеспечивает автоматическое включение и выключение радиатора. На разных моделях ТС схема подключения и число устройств меняется.
На передней приборной панели располагается управляющая панель, при помощи которой человек легко настраивает режим функционирования автомобильного кондиционера путем нажатия пары кнопок.
Магистрали
Все магистрали разбиты на 2 группы – с высоким и низким давлением.
Когда компрессор нагнетает фреон, его давление достигает существенных значений – 250-270 кПа. А в результате сжатия образуется повышенная температура – до 150 градусов.
Магистрали высокого давления проходят усиленную проверку перед установкой. Они должны стабильно работать – выдерживать воздействие повышенных температур и значительных нагрузок.
Для прокладки магистралей низкого давления достаточно использовать обычные трубки. По ним хладагент протекает уже без нагрузок, его давление примерно равно атмосферному. Высоких температур также нет.
Принцип работы автомобильного кондиционера
Работа автомобильного кондиционера основана на цикличности:
- компрессор нагнетает хладагент в виде газа, вещество разогревается;
- далее оно отправляется по каналам высокого давления к конденсатору;
- здесь фреон отдает тепло и превращается в жидкость, давление которой по-прежнему остается повышенным;
- из конденсатора жидкость переходит дальше через магистрали к осушителю, в котором из нее отводится влага и посторонние примеси;
- следующий этап – поступление хладагента к терморегулирующему вентилю либо дросселю, где давление регулируется (снижается), в результате начинается превращение вещества в газ;
- фреон перенаправляется в испаритель и из-за резкого уменьшения давления испаряется, забирая тепло извне, сконденсированная на испарителе вода уходит наружу;
- после испарителя охладитель в виде газа попадает в каналы с низким давлением, которые ведут его обратно к компрессору.
Очевидно, процесс зацикливается и запускается заново.
Работа кондиционера в составе климат-контроля
Автокондиционеры работают как отдельные устройства, либо в качестве компонента климат-контроля. При втором варианте в машине установлен блок управления. Через ЭБУ системы кондиционирования воздуха, обогрева и вентиляции объединены в единую схему.
При работе климат-контроля для поддержания комфортной температуры в салоне авто воздух подогревается вслед за охлаждением. Т. е. микроклимат регулируется за счет попадания части воздуха из испарителя в радиатор печки. Воздух смешивается с основным и приходит в нужное человеку состояние.
Панель управления системой климат-контроля
Независимо от того, действует ли система кондиционирования самостоятельно или входит в климат-контроль, ее конструкция остается неизменной. Она требует одинакового подхода к использованию.
Эксплуатация и обслуживание автомобильного кондиционера
Автомобильным кондиционером надо правильно пользоваться и своевременно ухаживать. Тогда оборудование проработает долго.
Подобные устройства управляются и настраиваются либо вручную через панель, либо в автоматическом режиме, если это климат-контроль.
При мануальном управлении пользователь сам настраивает:
- угол подачи охлажденного воздуха;
- включение и выключение системы;
- уровень температуры в салоне автомобиля.
Климат-контроль сам выполняет основные операции без участия человека.
По правилам необходимо проветрить салон автомобиля, прежде чем включать кондиционер. Это нужно, чтобы температуры в салоне и на улице уравновесились. Резкие температурные скачки вредны для здоровья.
Кроме того, холодный воздух в нагретом салоне авто способен спровоцировать образование микротрещин на стеклах. Они не будут видны сразу, но постепенно характеристики остекления ухудшатся.
Не стоит включать кондиционер на полную мощность. Это влечет резкий перепад температуры. Важно воздерживаться от такого шага, если в салоне сидит ребенок – при детях порой лучше не пользоваться кондиционером.
Каждый автокондиционер способен работать в 2 режимах:
- приток воздуха в салон с улицы – подходит для отопления остекления;
- отвод воздуха из салона на улицу – предназначен для прогрева воздуха в машине.
Постепенно фильтры засоряются. С увеличением количества пыли и грязи в них ухудшается и качество воздуха в автомобиле. Соответственно, полезно чистить радиатор кондиционера и по мере загрязнения менять фильтры, чтобы в воздухе не появилось лишней грязи, бактерий и неприятного запаха.
Засорившийся радиатор автокондиционера
Пространство под капотом лучше держать в чистоте для продления срока службы как всего автомобиля, так и кондиционера в частности. Рекомендуется уделять конденсатору, в котором по весне накапливаются соли. Это распространенная причина слабой работы оборудования.
При обслуживании подкапотного пространства также стоит осматривать крепления трубок с фреоном. Они не должны болтаться и вибрировать, иначе вещество может протечь.
Поддержание подкапотного пространства в чистоте
Перед приходом лета тщательная подготовка автомобильного кондиционера не нужна. Оправданы некоторые меры предосторожности. Рекомендуется заранее проверить работу оснащения. Если есть подозрения, выполняют указанные выше процедуры. Также для диагностики или заправки кондиционера всегда можно воспользоваться услугами автосервиса.
Распространенные поломки автомобильного кондиционера
При отсутствии должного ухода наиболее частые поломки свойственны конденсатору. Этот теплообменник постоянно подвергается высокому давлению, кроме того в силу расположения рядом с радиатором охлаждения автомобиля он испытывает механические нагрузки. В радиатор летит грязь, пыль, соль и реагенты с дороги. Кроме того, из-за вибрации со временем появляются микротрещины и, как итог, утечка хладагента.
Периодически ломаются механические узлы. Например, подшипники. Признаки – шум кондиционера при включении, во время работы.
Хуже, когда кондиционер шумит при запуске и затихает при отключении. Это говорит о люфте у компрессора.
Автокондиционер – полезное, но сложное оборудование. Соблюдайте перечисленные в статье правила эксплуатации автомобильного кондиционера, чтобы техника годами радовала комфортом в салоне.
Как работает кондиционер в авто: краткое описание системы
Кондиционер в автомобиле обеспечивает комфортную температуру в салоне для максимального комфорта водителя и пассажиров. Это очень полезное оборудование, но не все знают, как оно работает. В этой статье разберем устройство и принципы работы автокондиционера, а также поговорим о нюансах его заправки.
Принцип работы автомобильного кондиционера
Рассмотрим общее устройство системы, которое характерно для большинства автомобилей масс-сегмента, хотя бывают исключения. В целом любая система кондиционирования состоит из следующих компонентов:
- компрессор;
- конденсатор с фильтром осушителем;
- испаритель.
Сердцем всей системы кондиционирования автомобиля является компрессор, который осуществляет циркуляцию фреона по всему контуру системы. Компрессор приводится в движение коленчатым валом двигателя посредственном приводного ремня. На одних типах компрессоров имеется электромагнитная муфта, которая призвана включать и отключать передачу крутящего момента с двигателя на компрессор. На других муфты нет, а используется шкиф с постоянным приводом на вал компрессора, что позволяет нагружать компрессор не всегда на 100%, как в варианте с муфтой, а регулировать нагрузку в зависимости от ситуации, это позволяет меньше нагружать ДВС и экономить топливо. Для смазки компрессора используется специальное масло, которое растворяется во фреоне.
Компрессор создает разряжение во впускном отверстии. Фреон в состоянии газа поступает в компрессор из испарителя. В компрессоре газ сжимается, его температура повышается и в таком виде фреон поступает в конденсатор.
Конденсатор имеет четыре секции. В первой газ охлаждается потоками воздуха из окружающей среды. Во второй газ, конденсируясь на поверхности, переходит в жидкое состояние. В модуляторе происходит разделение жидкого и газообразного хладагента, оставшийся газ получает дополнительную возможность отдать тепло и перейти в жидкое состояние. А в четвертой секции фреон дополнительно охлаждается.
Охлажденный жидкий фреон поступает в расширительный клапан, после прохождения которого хладагент превращается в мелкодисперсный туман, готовый к расширению. В процессе расширения давление и температура вещества понижаются. Расширительный клапан регулирует количество фреона, подаваемого в испаритель, от этого зависит, какая в итоге будет температура в салоне.
Распыленный в виде тумана хладагент попадает в испаритель, который интегрирован в блок управления вентиляцией и охлаждения. Через элементы испарителя проходит воздух из салона автомобиля. Нагрев ребер охлаждения испарителя приводит к испарению распылённого в камере фреона, который забирает излишки тепла и превращается в газ, который идет обратно в компрессор и процесс повторяется. Теплый воздух, охлаждаясь, приводит к появлению капель воды, которые скапливаются в нижней части испарителя и стекают по дренажной трубке, образуя лужи под стоящим автомобилем.
Какие бывают хладагенты
В качестве хладагента большинство автомобилей используют фреон R134. Это вещество без цвета и запаха, оно нетоксично и безопасно для людей и окружающей среды, так как не содержит брома и хлора. Фреон R134 – это газ, обладающий уникальными свойствами: при низком давлении это вещество закипает, а при высоком конденсируется.
Хладагент R134 пришел на смену марке R12 в девяностые годы, а в связи с ужесточающимися экологическими требования все новые автомобильные кондиционеры с 2017 года должны использовать хладагент R1234yf. В связи с этим, важно отметить, что разные фреоны запрещено смешивать друг с другом.
Обслуживание и эксплуатация кондиционера
Существует миф, что кондиционер нужно проверять и заправлять каждый год. Если кондиционер хорошо работает и обеспечивает температуру на минимальном значении, значит ничего с ним делать не нужно. Любой кондиционер – это замкнутая система и в исправном состоянии она очень редко заправляется. Но с автомобильными кондиционерами важно учитывать постоянные вибрации, которые создаются при движении, и появляются мини-утечки, из-за которых давление в системе постепенно снижается и возникает необходимость дозаправки. Естественная убыль составляет примерно 8-10% от общей массы фреона в год.
Правильная заправка кондиционера предусматривает замер давления, полную выкачку старого хладагента и масла из системы и добавление строго определенного количества нового хладагента и масла. Кондиционирующая система автомобиля рассчитана на определенный вес фреона и его нельзя лить ни больше, ни меньше, чтобы не было избыточного или низкого давления.
Игнорирование необходимости заправки кондиционера приводит к перегреванию всей системы, из-за чего могут выйти из строя многие компоненты кондиционирующего оборудования. Еще один нюанс, с течением времени конденсатор будет загрязняться и тогда его эффективность снизится, поэтому его необходимо промывать по необходимости примерно 1 раз в 3 года. Таким образом, если у вас относительно новый автомобиль, возрастом 3-4 года, то беспокоиться не о чем. Если же вашей машине 10 и более лет – стоит проверить систему кондиционирования в целях своего же комфорта.
Источник https://autocentrum.ru/articles/kondicioner/18838-shema-i-princip-raboty-kondicionera-v-avtomobile-kak-rabotaet-ustroystvo-i-sistema-kondicionirovaniya.html
Источник https://www.tts.ru/blog/faq/kak-rabotaet-avtokonditsioner/
Источник https://autopeople.ru/article/obzory/6852362.html
