Кондиционер автомобиля устройство, схема и принцип работы.

Практически каждый владелец автотранспорта где есть система климат контроля использует её не зависимо от времени года и погоды. Но не все знают устройство системы кондиционера автомобиля, что входит в схему и принцип его работы.

В принципе — кондиционер автомобиля представляет собой замкнутую герметичную систему, заправленную хладагентом, с залитым внутрь специально предназначенным маслом для низких температур, смешанным с фреоном.

Устройство автокондиционера принципиальная схема.

В принципиальную схему устройства автокондиционера входит;

1. Компрессор — в принцип его работы и устройства, заложена функция сжатия и преобразования хладагента — фреона из парообразного состояния в жидкость.
2. Радиатор — конденсатор предназначен для охлаждения фреона.
3. Ресивер — фильтр осушитель, устройство осуществляет очищение хладагента от влаги и различных загрязнений.
4. ТРВ — терморегулирующий вентиль проходя через него газ резко расширяясь в объёме, закипает переходя из жидкого состояния в газа образное. Испаритель — блок установленный под панелью приборов в салоне автомобиля в нём проходит процесс закипания хладагента.
5. Вентилятор расположенный в блоке сдувает со стенок испарителя холод, который проходя по воздуховодам попадает через дефлекторы в салон автомобиля.
6. Вентилятор находящийся на конденсоре, помогает дополнительно охладить фреон, проходящий через его тонкие трубочки.
7. Трубки и шланги высокого — низкого давления, являются связующим звеном между составными деталями узлов и механизмов кондиционера автомобиля.
8. В электрическую схему, водят датчики давления, принцип их действия отвечать за цикличную работу, включение и выключение автокондиционера.

Устройство кондиционера автомобиля

В современных автомобилях микроклимат в салоне обеспечивается тремя системами – вентиляции, обогрева и кондиционирования. И конструктивно самой сложной из них является кондиционер, в задачу которого входит охлаждение воздуха в салоне летом. Несмотря на это система кондиционирования достаточно распространена и устанавливается на многие авто даже бюджетного сегмента.

Принцип работы кондиционера автомобиля построен на свойстве определенных веществ поглощать и отдавать тепло при смене агрегатного состояния. Этот же принцип используется в бытовых холодильниках и стационарных кондиционерах. Поэтому все перечисленные устройства конструктивно очень схожи и состоят из одних и тех же составных элементов. Но автомобильный кондиционер отличается более компактными размерами и типом привода одного из основных узлов – компрессора.

Составные элементы

В целом, устройство автокондиционера включает в себя:

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

Все перечисленные элементы соединены между собой магистралями, поэтому система закольцована и герметична. Основным рабочим элементом в системе кондиционирования является хладагент (фреон) – вещество, обеспечивающее поглощение и отдачу тепла.

Компрессор и его привод

Компрессор – узел, осуществляющий нагнетание хладагента. Он создает давление и обеспечивает движение фреона далее по системе. На автотранспорте применяется несколько видов компрессоров, отличающихся по конструкции. Наибольшее распространение получили компрессоры роторно-лопастного и поршневого типов, хотя встречаются и более интересные конструкции, к примеру, узел, работающий по принципу Ванкеля.

Устройство поршневого компрессора

Компрессор является своеобразным разделителем, который всю систему делит на контуры высокого и низкого давлений. Контур высокого давления включает в себя все элементы до испарителя, а к контуру низкого давления относится лишь магистраль, соединяющая испаритель с компрессором.

Компрессоры, используемые на автомобилях, обычно механические и в действие они приводятся от коленчатого вала посредством ременной передачи. Но поскольку, кондиционер используется не постоянно, то конструкция привода оснащена механизмом отключения компрессора. Обычно в качестве такого механизма используется электромагнитная муфта. Реже, но тоже используется электропривод компрессора – узел работает за счет электродвигателя. Такой привод используется на электромобилях.

Еще один тип привода – комбинированный, используется на некоторых гибридных моделях. На таких авто компрессор может работать как от электродвигателя (во время движения на аккумуляторах), так и от коленчатого вала (при задействовании ДВС).

Магистрали

Магистрали высокого давления рассчитаны на значительные нагрузки и температурное воздействие. При нагнетании фреона компрессором, давление хладагента существенно возрастает – до 250-270 кПа. При этом сжатие сопровождается сильным нагревом вещества (до 150 град). Поэтому к магистралям высокого давления выдвигаются серьезные эксплуатационные требования.

Магистрали низкого давления – обычные трубки, поскольку после испарителя давление хладагента сильно падает и по трубке проходит фреон практически с атмосферным давлением.

Конденсатор

В конденсаторе происходит переход хладагента из газообразного в жидкое состояние, сопровождающееся активным выделением тепла. Этот составной элемент представляет собой обычный радиатор (обычно из алюминиевых сплавов), на который установлены вентиляторы.

Расположение конденсатора в автомобиле

Чтобы произошла смена агрегатного состояния хладагента, необходимо обеспечить отвод тепла. Поэтому конденсатор располагается в передней части авто под радиатором системы охлаждения. Это обеспечивает при движении авто поток воздуха, который и забирает тепло от конденсатора, тем самым обеспечивая конденсирование фреона. А если воздушного потока недостаточно, он создается принудительно – вентиляторами.

Осушитель

Постоянные перепады температуры приводят к тому, что влага, попавшая внутрь системы, кристаллизируется (становиться кусочками льда), которые могут повредить составные элементы кондиционера, в первую очередь – компрессора. Чтобы этого не произошло, в конструкцию добавлен осушитель. Представляет он собой емкость со специальным наполнителем, улавливающим влагу.

ТРВ, дроссель

Терморегулирующий вентиль (ТРВ) – клапан, обеспечивающий контроль давления в системе, также в этом узле начинается процесс испарения хладагента.

Виды и исполнение ТРВ

ТРВ используется не на всех автомобилях. Ряд автопроизводителей вместо него применяет дроссель и аккумулятор (в основном в системах с климат-контролем). Дроссель выступает в качестве клапана регулировки давления, а аккумулятор – компенсационный резервуар, в котором удерживается лишний фреон.

Испаритель

Испаритель – еще один радиатор, используемый в конструкции системы кондиционирования, но размещен он в салоне (под приборной панелью). В этом элементе происходит испарение хладагента, которое сопровождается сильным поглощением тепла из окружающей среды. При этом влага, находящаяся в воздухе, конденсируется на поверхности радиатора. Чтобы конденсат не попал в салон, испаритель оснащен системой дренажа, по которой вода выводится наружу (под авто).

Для активной отдачи тепла и распространения охлажденного воздуха по салону, на испаритель установлен электровентилятор, обеспечивающий принудительное создание воздушного потока.

Электрооборудование

Поддержание заданной температуры, управление кондиционером, принудительная подача воздуха обеспечивается электрооборудованием.

Поддержание нужной температуры происходит благодаря ряду температурных датчиков:

• температуры охлаждающей жидкости;
• термовыключатель вентилятора радиатора;
• температуры испарителя.

Вариант электрической схемы кондиционера

В зависимости от модели автомобиля могут использоваться другие датчики и иная схема управления.

Управление оборудованием происходит на блоке, установленном на передней панели. За счет органов управления кондиционер включается в работу, выполняется регулировка температурного режима.

Кондиционер в составе климат-контроля

Кондиционер может быть, как отдельной системой, так и входить в состав климат-контроля. Во втором случае все системы салона – вентиляции, обогрева и кондиционирования взаимодействуют между собой и управляются электронным блоком (ЭБУ). К примеру, поддержание нужной температуры в салоне обеспечивается подогревом воздуха после охлаждения. То есть, часть воздушного потока, прошедшего испаритель, подается на радиатор печки, а после смешивается с основным, тем самым регулируя температуру. При этом устройство кондиционера автомобиля, используемого в климат-контроле, не отличается от оборудования, выполненного в виде отдельной системы.

Принцип работы

Функционирование кондиционера осуществляется по замкнутому кругу. Компрессор выполняет нагнетание газообразного фреона, создавая давление, из-за чего хладагент разогревается. После этого по магистрали высокого давления вещество подается в конденсатор. В нем за счет отдачи тепла происходит конденсирование фреона, и он становиться жидкостью, все еще находящейся под давлением.

После конденсатора по магистралям хладагент движется дальше и проходит через осушитель, где из него удаляются частицы воды и других примесей, чтобы они не привели к поломке системы.

Из осушителя жидкий хладагент поступает в ТРВ, где происходит регулировка (снижение) давления. При этом падение давления приводит к началу процесса перехода в газообразное состояние. То же самое происходит и в системах, оснащенных дросселем с аккумулятором.

После ТРВ фреон попадает в испаритель, в котором происходит сильное падение давления из-за чего хладагент начинает испаряться, поглощая тепло из окружающей среды. Вода же, сконденсировавшаяся на поверхности радиатора, по дренажному каналу выходит из салона.

Пройдя испаритель хладагент, уже в газообразном состоянии, по магистрали низкого давления поступает к компрессору, и весь процесс повторяется вновь.

Положительные и отрицательные стороны

Если говорить о достоинствах системы кондиционирования, то оно всего одно – кондиционер обеспечивает прохладу в салоне летом. При этом не нужно открывать окна в авто, поскольку воздух внутрь поступает через систему вентилирования, проходя через салонный фильтр. Поэтому водителю не приходится дышать пыльным воздухом с примесями выхлопных газов (при движении в условиях города и простаивании в пробках).

А вот недостатков кондиционера – достаточно много:

• Кондиционер – дополнительная система, причем сложная по конструкции и требует обслуживания. Автовладельцу необходимо следить за состоянием трубопроводов и мест их соединений, периодически заправлять его хладагентом;
• Автомобили, оснащенные этим оборудованием, стоят дороже, а наличие климат-контроля существенно повышает цену на модель.
• Если привод компрессора осуществляется от коленчатого вала, то включение кондиционера сопровождается значительным падением мощности (до 15 л. с.), что особенно явно проявляется на авто с маломощными силовыми установками. Электропривод же создает значительную нагрузку на бортовую сеть. В любом случае включение кондиционера приводит к увеличению расхода топлива или заряда батарей электромобиля;
• Воздух, охлажденный кондиционером, подается вентилятором, поэтому в салоне создается сквозняк, который может стать причиной заболевания;
• Если влага, конденсирующаяся на испарителе, отводится, то бактерии, находящиеся в воздухе, остаются на этом радиаторе. Бактерии и грибки, накопившиеся на испарителе, не только создают неприятный запах в салоне, но и могут стать причиной появления аллергии;
• Ремонт кондиционера – дорогостоящий, поэтому при его поломке многие автовладельцы, не спешат восстанавливать систему, предпочитая эксплуатировать авто без ремонта системы кондиционирования (на работоспособность двигателя такая поломка никак не влияет);
• Фреон – химически агрессивное вещество, поэтому со временем он приведет к повреждениям составных компонентов системы, в первую очередь – магистралей и радиаторов. Поэтому поломка оборудования в любом случае произойдет.

Несмотря на большое количество недостатков, кондиционер – популярное оборудование и многие автовладельцы даже не рассматривают авто, не оснащенное таким устройством. А в некоторых европейских странах установка автокондиционера обязательное условие для автопроизводителей, эксплуатация авто без кондиционера в таких странах запрещена.

КОНДИЦИОНЕР В АВТОМОБИЛЕ: ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, КОНСТРУКЦИЯ, ОБСЛУЖИВАНИЕ (ЗАПРАВКА) И ПОЛОМКИ

Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется автомобильной системой кондиционирования воздуха, в народе известной, как авто кондиционер, а также, каков принцип работы устройства. Кроме того, расскажем про то, из каких основных и вспомогательных компонентов состоит автомобильная система кондиционирования, а также, как выглядит принципиальная схема климатической установки. В заключении мы поговорим о правилах обслуживания кондиционера машины, какой ресурс основных узлов системы, как можно продлить срок службы деталей и узлов климатической установки, а также рассмотрим главные признаки, указывающие на неисправность того или иного механизма устройства.

Итак, что называется автомобильным кондиционером? Кондиционером называется разновидность системы кондиционирования воздуха, которая устанавливается в автомобиль и позволяет охлаждать воздух, находящийся в салоне машины, а также производить его очистку от лишней влаги и посторонних запахов. Почти все современные автомобили уже по умолчанию, то есть штатно, как не удивительно намного реже опционально оборудуются кондиционерами, которые являются составной частью системы вентиляции и отопления салона машины.

Как правило, большинство современных систем кондиционирования конструктивно объединены с отоплением салона машины. Это отражается на общих воздуховодах и системе управления устройствами. Панель управления, которая служит для настройки и регулировки режимов системы обогрева, а также кондиционера на легковых автомобилях зачастую располагается на центральной консоли между водителем и передним пассажиром. Заметим, что автокондиционер требует ухода за собой на систематической основе, а также квалифицированного обслуживания. Как функционирует и устроен кондиционер автомобиля, а также, какие возможные признаки неисправности существуют мы далее подробно разберем в нашей статье.

1. Функции и принцип действия автомобильного кондиционера

Главной особенностью любого автомобильного кондиционера является то, что его функционирование осуществляется не от электричества, а от частичной мощности силовой установки машины. Происходит этот процесс благодаря частичному отбору потенциала от коленвала при помощи приводного или общего ремня с генератором . Такой компонент системы, как конденсатор располагается под капотом автомобиля, и чтобы избежать воздействия тепла мотора на систему, располагают его ближе к переднему бамперу перед радиатором на определенную дистанцию друг от друга, чтобы не страдал, обдув узла системы охлаждения двигателя. Справочно заметим, отвод влаги от испарителя кондиционера происходит прямо под кузов машины, в связи с чем под автомобилем, нередко особенно летом можно видеть небольшую лужу с водой.

Принцип работы авто кондиционера почти ничем не отличается от функционирования стандартного холодильника, однако само строение системы иное. Любая система кондиционирования в машине представляет из себя герметичную установку, заполненную фреоном и специальным маслом (не боится низких температур), которое растворяется в жидком хладагенте. Масло же необходимо для такого ключевого узла системы, как компрессор.

На сегодняшний день существует несколько типов автомобильных систем кондиционирования, однако несмотря на некоторые различия между ними, принципиальная схема функционирования у всех одинаковая. Как правило, все начинается с нажатия кнопки включения кондиционера, которая чаще всего располагается в салоне автомобиля на центральной консоли. Далее срабатывает электромагнитная муфта со стальным прижимным диском, который издает довольно характерный звук щелчка, а затем от примагничивается к шкиву.

Шкив же в свою очередь приводится в движение приводным ремнем и при выключенном кондиционере, продолжает крутится вхолостую. Далее в работу подключается компрессор, который сжимает фреон, находящийся в газообразном состоянии, поэтому устройство подвержено сильному разогреву. Фреон гонится компрессором по трубопроводу в конденсор (он же радиатор), где газ охлаждается. Ниже на изображении наглядно показана принципиальная типовая схема функционирования системы кондиционирования автомобиля.

Когда фреон попадает в радиатор для охлаждения, то устройству также еще помогает вентилятор системы, который включается одновременно с компрессором на первую скорость. Когда автомобиль находится в движении, то третьей силой для охлаждения фреона служит встречный поток ветра, который дополнительно обдувает устройство. После охлаждения, фреон в сжатом виде начинает преобразовываться из газообразного состояния в жидкое и выходит из радиатора (конденсора) к следующему компоненту системной цепочки. Далее жидкий фреон попадает в специальный ресивер или сушитель, который отфильтровывает продукты износа компрессора, на примере разной грязи, осадков и отложений. Кстати в области сушителя (ресивера) находится смотровой глазок, который позволяет визуально оценивать заполненность системы.

После очищения в ресивере (осушителе), жидкий фреон продолжает свое движение в направлении салона машины, чтобы исполнить свою главную задачу. Далее фреон проходит терморегулирующий вентиль, который всегда устанавливается на трубопроводе системы и поступает в испаритель. В том случае, если испаритель переполнен фреоном, то из него выходит насыщенный пар с температурой равной кипению. В таком случае, терморегулирующий вентиль закрывается. В том случае, если из испарителя выходит пар с температурой превышающей установку вентиля, терморегулятор открывается на площадь равную проходному сечению, которая будет соответствовать допустимой величине. Справочно заметим, что терморегулиющий вентиль — это тот же дроссель только автоматического типа.

Когда фреон проходит терморегулирующий вентиль, а затем попадает прямиком в испаритель, происходит очередное преобразование фреона из жидкого в газообразное состояние. Когда фреон проникает в испаритель, он начинает кипеть и параллельно с этим сильно охлаждаться. Дек, что же такое испаритель? Это тот же радиатор, только в несколько раз меньше по размерам. Когда ледяной фреон охлаждает испаритель, вентилятор направляет холод в виде воздуха в салон транспортного средства. После прохождения испарителя, довольно холодный по температуре фреон попадает снова в компрессор и на этом рабочая цепочка замыкается.

Кроме вышеописанных компонентов системы кондиционирования имеются еще не менее важные элементы такие, как напорные магистрали. Магистрали всегда выходят из компрессора, их можно определить по тонким трубкам, которые по нагреву будут теплыми или холодными. Магистрали делятся на 2 типа : низкого и высокого давления. Магистраль низкого давления называется еще обратной магистралью и идет она от испарителя до компрессора. Производится такая магистраль только из толстых трубок, на ощупь будет холодной. Давление в обратной магистрали не должно превышать 2 Атмосфер. Что касается 2-ой напорной магистрали, то во время функционирования компрессора, давление в ней находится в диапазоне от 6 до 16 Атмосфер. Справочно заметим, что при выключенной системе кондиционирования, давление в обеих магистралях, как бы выравнивается и составляет в районе 5 Атмосфер.

Кроме ранее описанных магистралей, система также снабжена специальными датчиками, которые следят за правильной работой устройств. Первый датчик устанавливается на осушителе, он помогает осуществить включение вентилятора на 2-ой скорости. В том случае, если охлаждение основного радиатора системы или конденсора недостаточно и давление в напорной магистрали начинает резко повышаться при этом фреон перестает конденсироваться на помощь приходит следующий, второй датчик, который реагирует на скачок давления, а затем при надобности активирует вентилятор на максимальную мощность. Третий датчик отвечает за выключение компрессора, в том случае, если давление в напорной магистрали достигает очень высоких показателей. Заключительный, четвертый датчик также отвечает за выключение компрессора, в случае если температура испарителя становится очень низкой.

2. Как обслуживать кондиционер? Признаки неисправностей

Справочно заметим, что в автомобильной системе кондиционирования воздуха механическому износу в значительной мере подвержен компрессор. Что касается остальных компонентов, за исключением вентиляторов, то они находятся в неподвижном состоянии. Однако по статистике довольно часто первым из строя выходит не компрессор, а конденсатор или другими словами говоря — теплообменник, который устанавливается перед радиатором мотора. Дело в том, что конденсатор постоянно находится под давлением, порой оно способно доходить до 22 Атмосфер, а также это устройство испытывает воздействие летящей с дороги грязи с пылью. Также конденсатор сильно подвержен коррозии, он постоянно находится под вибрацией, испытывает механические воздействия и все это в итоге приводит к появлению на нем микротрещин, благодаря которым в дальнейшем происходят утечки фреона из системы.

Чтобы продлить ресурс кондиционера и его компонентов, необходимо постоянно поддерживать подкапотное пространство в порядке и чистоте. Исходя из рекомендаций специалистов по обслуживанию и ремонту транспортных средств, желательно хотя 2 раза в год промывать радиатор кондиционера от накопившихся в нем соляных, а также грязевых отложений. Также заметим, что довольно часто из-за сильного загрязнения конденсора (радиатор кондиционера) может плохо функционировать система, то есть охлаждение воздуха будет происходит дольше обычного. Полезным делом будет в процессе мойки подкапотного пространства и конденсора, проверить надежность механического крепления трубок, патрубков, проводов. В том случае, если одна из трубок в процессе проверки имеет даже небольшую вибрацию, то ее необходимо обязательно закрепить.

Справочно заметим, что в большинстве случаев подготовка автомобильной системы кондиционирования воздуха к летнему сезону не требуется. Однако рекомендуется проверять работоспособность узлов и компонентов на исправность заранее, не дожидаясь наступления сильной жары на улице, путем включения всех режимов системы попеременно. В процессе проверки, при подозрении на недостаточную эффективность системы или поломку, желательно обратиться на станцию технического обслуживания для тщательной диагностики и возможной заправки кондиционера фреоном.

Главными сигналами, которые свидетельствуют о поломках в системе кондиционирования являются посторонние шумы, появляющиеся при включении кондиционера или в процессе его работы. В том случае, если кондиционер гудит при работающей силовой установке машины и не исчезает звук при его отключении, то быстрее всего в этом случае, неисправен подшипник шкива. При возникновении такой проблемы лучшим вариантом будет обращение на СТО. Но есть поломки еще серьезней, например, в том случае, если кондиционер начинает шуметь при включении, а затем затихает при отключении. В данной ситуации, это будет означать, что придется готовится к замене компрессора системы, так как у устройства появились чрезмерные люфты при перемещении деталей.

В заключении отметим, что как утверждают специалисты по ремонту и обслуживанию автомобильных климатических установок, серьезного ремонта почти всегда можно с легкостью избежать, если вовремя обратиться, так сказать при появлении первых признаков неисправности системы на СТО. Исправление той или иной проблемы связанной с кондиционером и его компонентами, можно осуществить только при проведении детальной диагностики системы.