Принцип работы кондиционера автомобиля, устройство, работа

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.).

Принцип работы кондиционера автомобиля, устройство, работа

Система кондиционирования

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

Компрессор и его привод

Компрессор – узел, осуществляющий нагнетание хладагента. Он создает давление и обеспечивает движение фреона далее по системе.

На автотранспорте применяется несколько видов компрессоров, отличающихся по конструкции.

Наибольшее распространение получили компрессоры роторно-лопастного и поршневого типов, хотя встречаются и более интересные конструкции, к примеру, узел, работающий по принципу Ванкеля.

Принцип работы кондиционера автомобиля, устройство, работа

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.

Принцип работы кондиционера автомобиля, устройство, работа

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.

Принцип работы кондиционера автомобиля, устройство, работа

Осушитель кондиционера

ТРВ, дроссель

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

Принцип работы кондиционера автомобиля, устройство, работа

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).

Принцип работы кондиционера автомобиля, устройство, работаДля 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.

Принцип работы кондиционера автомобиля, устройство, работа

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.

Принцип работы кондиционера автомобиля, устройство, работа

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

Устройство и принцип работы автомобильного кондиционера

Автомобильный кондиционер можно встретить практически в любой машине (в том числе в бюджетных моделях). Многие автомобилисты даже не рассматривают варианты приобретения транспортных средств, не оборудованных кондиционером. А в некоторых странах Европы эксплуатация автомобиля без данного оборудования и вовсе запрещена.

Для чего нужен кондиционер в автомобиле

Автомобильный кондиционер предназначен для охлаждения воздуха в жаркое время года. Главная задача устройства – создать комфортный микроклимат в салоне транспортного средства и сделать поездку комфортной для водителя. Также кондиционер очищает и осушает воздух, поступающий внутрь машины, обеспечивает его циркуляцию.

Принцип работы кондиционера автомобиля, устройство, работаКондиционер в автомобиле обеспечит комфортную поездку даже в самые жаркие дни

Читайте также:  Иридиевые свечи зажигания: срок службы, цена, какие лучше купить

Использование кондиционера позволяет очистить воздух от пыли и вредных веществ. Устройство обеспечивает антибактериальный эффект и защиту от неприятных запахов.

Элементы системы кондиционирования

Конструкция устройства считается самой сложной из всех элементов системы HVAC. Кондиционер в современном автомобиле состоит из:

  • компрессора;
  • конденсера (конденсатора);
  • магистралей высокого и низкого давления;
  • ресивера с осушителем;
  • испарителя;
  • расширительного клапана (дросселя);
  • элементов электрооборудования (датчиков).

Система полностью герметична и закольцована магистралями. Работу кондиционера обеспечивает специальный газ — хладагент, поглощающий влагу и отдающий тепло.

Принцип работы кондиционера автомобиля, устройство, работаСхема устройства и основных элементов системы кондиционирования

Компрессор

Давление, создаваемое компрессором, обеспечивает передвижение хладагента далее по системе кондиционирования. Разделяя всю систему на контуры высокого и низкого давления, он приводится в действие от коленчатого вала посредством ременной передачи. Дополнительно конструкция оснащается механизмом отключения, в качестве которого чаще всего применяется электромагнитная муфта.

Конденсер

Главная задача элемента – охлаждение хладагента. Конденсатор, устанавливаемый перед радиатором системы охлаждения, состоит из изогнутых трубок.

Между собой их соединяют перегородки, увеличивая площадь охлаждения и обеспечивая более высокую теплоотдачу. Газ в конденсаторе охлаждается потоками воздуха во время движения автомобиля.

Также охлаждение может происходить и принудительно – с помощью вентилятора.

Магистрали

Делятся на два типа: высокого и низкого давления. Первые рассчитаны на повышенное температурное воздействие: в нагретом виде температура хладагента может достигать 110 градусов. Также магистрали устойчивы к повышенным нагрузкам и способны выдерживать давление до 1500 кПа, создаваемое при нагнетании хладагента.

В магистрали низкого давления газ попадает после прохождения через испаритель. К этому моменту давление хладагента уже близко к атмосферному, поэтому в качестве магистралей низкого давления применяются обычные трубки.

Осушитель

Емкость со специальным наполнителем, способным удерживать влагу, применяется для устранения влаги, попавшей в систему. Без осушителя капли воды, образующиеся в результате перепада температур, стали бы кристаллизироваться. Маленькие кусочки льда способны повредить систему, в первую очередь – компрессор.

Расширительный клапан

Элемент обеспечивает контроль давления. Также в этом узле начинается процесс испарения хладагента.

Испаритель

Испаритель – второй радиатор системы кондиционирования, размещаемый под приборной панелью в салоне автомобиля (в модуле HVAC). Данный элемент испаряет хладагент, забирая тепло из окружающей среды. Также на нем устанавливается датчик температуры, регулирующий работу компрессора и препятствующий обледенению испарителя.

На поверхности радиатора появляется конденсат. Чтобы влага не попала на другие элементы, испаритель оснащен дренажной системой, выводящей конденсат наружу. Принудительную подачу охлажденного воздуха в салон автомобиля обеспечивает электровентилятор, установленный на испаритель.

Электрооборудование

Электрооборудование системы кондиционирования выполняет несколько функций:

  • сохранение заданной температуры;
  • принудительная подача воздуха;
  • управление всей системой.

За поддержание работы кондиционера отвечает электронный блок управления, который принимает и анализирует сигналы со следующих сенсоров:

  • датчики высокого и низкого давления;
  • датчик температуры испарителя;
  • датчик забортной температуры;
  • датчик положения дроссельной заслонки;
  • датчик температуры охлаждающей жидкости.

Полученные данные поступают в блок управления, который, в свою очередь, управляет работой муфты компрессора.

Принцип работы кондиционера

Работа системы кондиционирования происходит по замкнутому кругу. Рассмотрим работу поэтапно.

  1. Сжатие. Газообразный хладагент нагнетается компрессором в контур высокого давления. При этом он находится в газообразном состоянии. Температура хладагента составляет около 65°C, а давление доходит до 1,4 МПа. Далее вещество проходит по магистрали высокого давления и попадает в конденсатор.
  2. Конденсация. Здесь хладагент превращается в жидкость, которая все еще находится под давлением около 1,4 МПа и при температуре примерно 55°C. Следующий на пути хладагента – осушитель, удаляющий воду и мелкие примеси.
  3. Расширение. Далее хладагент попадает в расширительный клапан, представляющий собой дроссель (узкое место). Происходит распыление вещества, сопровождающееся снижением давления от 1,4 МПа до 0,12 МПа, что приводит к началу перехода в газообразное состояние. Процесс сопровождается понижением температуры приблизительно до -2°C.
  4. Испарение. Хладагент поступает в испаритель и начинает испаряться, забирая тепло из окружающей среды. В это же время вода, образовавшаяся при испарении, выводится по дроссельному каналу за пределы автомобиля. В салон поступает охлажденный воздух. Далее газообразный хладагент проходит по магистрали низкого давления и вновь попадает в компрессор. Давление при этом примерно 0,12 МПа, а температура — 5°C. С этого момента весь описанный цикл повторяется снова.

Принцип работы кондиционера автомобиля, устройство, работаСхема работы кондиционера

Хладагент в системе кондиционирования

Хладагент – это вещество, которое может легко переходить из одного агрегатного состояния в другое. Циркулируя по контуру системы, обеспечивает исправную работу кондиционера.

Некоторое время назад в кондиционерах применялся хлорсодержащий фреон R12. Однако данное вещество оказывало негативное влияние на озоновый атмосферный слой. Поэтому во всех автомобилях, выпущенных после 1993 года, стал применяться фторсодержащий R134a. Вещества этих двух типов являются несовместимыми.

Также существует новое поколение — R1234yf. Это наиболее экологически безопасный хладагент, который, однако, является воспламеняющимся веществом. До 2017 года автомобильные кондиционеры крайне редко адаптировались под новый хладагент. Однако сегодня многие страны начали постепенно переходить именно на R1234yf .

Принцип работы кондиционера автомобиля, устройство, работаR134a является наиболее распространенным хладагентом в современных автомобилях

Когда необходима заправка кондиционера

Хладагент имеет свойство постепенно улетучиваться, поэтому периодически кондиционер необходимо заправлять. Новым автомобилям заправка требуется в среднем один раз в 2-3 года. Транспортные средства старше 5-6 лет заправляют ежегодно (или один раз в два года).

В случае выхода из строя системы кондиционирования необходимо сначала обеспечить ее исправность и герметичность и только после этого заправлять газ.

Заправку кондиционера хладагентом рекомендуется доверить специалистам автосервиса, имеющим необходимое оборудование для успешного выполнения работ.

Масло для кондиционера

Кроме заправки хладагента, в систему кондиционирования необходимо периодически заливать масло, необходимое для исправной работы компрессора. Выбор вещества напрямую зависит от используемого хладагента. С R12, применяемом в автомобилях, выпущенных до 1994 года, используется минеральное масло Suniso 5G.

В автомобили, работающие на R-134а, заправляются только синтетические масла  PAG 46, PAG 100, PAG 150.

В 1994 году также выпускали машины с компрессорами, допускающими использование  как R-12, так и R-134a. Но даже если автомобиль сошел с конвейера в данный переходный период, недопустимо смешивать синтетические и минеральные масла. Такая смесь может быстро вывести из строя всю систему.

Можно ли включать кондиционер зимой

Среди автомобилистов принято использовать кондиционер только в жаркую погоду, характерную для конца весны, всего лета, а иногда и начала осени. Зимой система не используется. Однако такие длительные перерывы вредны для устройства.

Всю систему кондиционирования в автомобиле равномерно покрывает масляная пленка. Если кондиционер не использовать в течение длительного времени, масло скопится в одной из частей контура. Это значит, что при запуске системы многие детали будут работать практически на сухую, подвергаясь повышенному износу.

Также после длительного перерыва могут высохнуть и потрескаться резиновые трубки и уплотнители, в результате чего герметичность будет нарушена.

Чтобы исключить описанные выше неблагоприятные последствия, рекомендуется не допускать простоя системы дольше двух недель.

Зимой кондиционер также нужно включать, но при соблюдении нескольких условий.

  • Температура воздуха на улице должны быть выше -5 градусов.
  • Запускать систему можно только после того, как прогрелась печка (чтобы из испарителя удалилась вся влага).
  • Предварительно включить режим рециркуляции, чтобы воздух, поступающий в систему, мог быстрее прогреться.

Принцип работы кондиционера автомобиля, устройство, работаЧтобы кондиционер работал исправно, не рекомендуется допускать простоя системы более двух недель

Автомобильный кондиционер – важный элемент комфорта водителя и пассажиров. Благодаря ему даже в самые жаркие дни в вашем автомобиле будет создаваться прохлада, а поездка станет приятной.

Источник: https://TechAutoPort.ru/elektrooborudovanie-i-elektronika/upravlenie-klimatom/kondicioner.html

Как устроен автомобильный кондиционер

?

Categories: Оригинал взят у holodilshik в Как устроен автомобильный кондиционерСейчас мы все больше времени проводим в автомобиле. Оснащение транспортом в России составляет примерно 250 автомобилей на 1 тысячу человек и постоянно растет, несмотря даже на некоторое снижение продаж.Практически в каждом вновь выпускаемом автомобиле в стандартной комплектации установлена система кондиционирования. Давайте посмотри из чего состоит система автомобильного кондиционирования и как она работает.

Система автомобильного кондиционирования работает по тому же принципу, что и всем известные бытовые кондиционеры, устанавливаемые в квартирах и офисах. Она позволяющая охлаждать воздух в салоне автомобиля, а также очищать его от влаги и посторонних запахов. В современных автомобилях является составной частью системы вентиляции и отопления салона.

Основная цель системы кондиционирования воздуха в автомобиле(системы климатконтроля) обеспечить комфорт пассажиров. В основном она должна должна выполнять четыре функции.2. контроль циркуляции воздуха.Немного истории: Первые автомобильные кондиционеры появились в США, который тогда являлся законодателем мод в автомобилестроении. В 40-х и 50-х годах они устанавливались, как дорогая опция на автомобили премиум и высокого ценового сегмента. Рост произошел в 60-х годах 20-го века и к началу 70-х годов уже около половины автомобилей в США имели кондиционеры, в Европу массово кондиционеры пришли несколько позже.Автомобильный кондиционер — это герметичная систему, заполненная фреоном и компрессорным маслом, которое частично растворено в жидком фреоне. Масло применяют для смазки компрессора.

На сегодняшний день основным хладагентом автомобильных систем кондиционирования является фреон R134a, но до сих пор встречаются автомобили на ранее применявшемся R12. В будущем наметилась перспектива перехода на новый хладагент R1234yf.

Рисунок 1 — Примерный вид системы кондиционирования внедорожника. Виды все основные элементы системы кондиционирования.

Читайте также:  Как зарегистрировать самодельный автомобиль

На данный момент в современных автомобилях используется две основные схемы кондиционирования воздуха:

с ресивером-осушителем и терморегулирующем вентилем;

с аккумулятором и расширительной трубкой.

Рисунок 2 — Схема кондиционера с ресивером-осушителем и терморегулирующем вентилем

Принцип работы кондиционера автомобиля, устройство, работа

В системе с ресивером и терморегулирующем вентилем на стороне низкого давления (всасывании) находится испаритель и часть трубопровода от терморегулирующего вентиля до всасывающего порта компрессора, на котором располагается датчик низкого давления и сервисный штуцер низкого давления.

На стороне высокого давления (нагнетании) расположены конденсатор, ресивер-осушитель, терморасширительный вентиль (далее трв), и трубопровод от нагнетательного порта компрессора до трв, на котором расположен датчик высокого давления и сервисный штуцер высокого давления.Как уже понятно, система делится по давлению на высокую и низкую стороны.

При включении электромагнитной муфты — начинает работать компрессор — газообразный хладагент всасывается и сжимается до высокого давления, после чего нагнетается по трубопроводу в конденсатор, где газ с высоким давлением и температурой конденсируется: переходит из газообразного состояния в жидкость, отдавая тепло в окружающую среду.

Температура хладагента на выходе из компрессора составляет около 60 град С. Воздух, проходящий через конденсатор, значительно холоднее, он соответствует температуре окружающего воздуха (как правило, не выше +35 ºС), Далее жидкий фреон поступает в ресивер-осушитель, где происходит его осушение — удаление влаги и фильтрация (удаление взвешенных частиц).

Также ресивер обеспечивает компенсацию подачи хладагента в испаритель.  Далее жидкий хладагент высокого давления поступает в трв, где он дросселируется. Сопротивление потоку, создаваемое ТРВ вызывает быстрое падение давления хладагента. Затем этот хладагент попадает в испаритель, где происходит его кипение.

Жидкий фреон при низком давлении кипит, поглощая теплоту от относительно горячего воздуха салона автомобиля (например, +30 ºС), приводя тем самым к изменению состояния хладагента с жидкого на газообразное и снова всасывается компрессором. Затем цикл повторяется.

Т.е. проще путь фреона выглядит так: сжатие газообразного фреона в компрессоре — конденсация в конденсаторе — осушение жидкого фреона в ресивере-осушителе — дросселирование в трв, где происходит потеря давления — кипение в испарителе, где фреон переходит из жидкости в газ — всасывание в компрессор. Повторение цикла.

Рисунок 3 — Схема кондиционера с аккумулятором и расширительной трубкойПринцип работы кондиционера автомобиля, устройство, работа

Отличие систем с аккумулятором и расширительной трубкой, в том, что на выходе из испарителя установлен аккумулятор, а вместо трв установлена дросселирующая вставка. Дросселирующая вставка заменяет ТРВ, а аккумулятор заменяет ресивер- осушитель.

Аккумулятор содержит осушающее вещество, с помощью которого осуществляется удаление влаги из фреона. Также в аккумуляторе происходит доиспарение жидкого хладагента, который может попасть из испарителя. То есть Аккумулятор предохраняет компрессор от попадания в него жидкого хладагента, который может вывести его из строя вследствие гидроудара.

Дросселирующая вставка представляет собой калиброванную вставку, которая дозирует поступление потока жидкого хладагента в испаритель. Так как дросселирующая вставка имеет фиксированный диаметр проходного отверстия, то испаритель в этой схеме, будет испарителем затопленного типа.

Компрессор в этой схеме работает циклически, получая команды на пуск-остановку от блока управления по сигналам с датчиков давления и температуры.

  • Визуальный показ системы автомобильного кондиционирования с акцентом на компрессор (извиняюсь, если реклама этого производителя, отношения к нему не имею — ролик удачный).
  • На ролике показана схема кондиционера с ресивером-осушителем и терморегулирующем вентилем в динамике.
  • Основные элементы:

Основной особенностью работы автомобильных кондиционеров, например, от обычных бытовых сплит-систем заключается в том, что для его работы используется не электричество, а часть мощности двигателя внутреннего сгорания, отбираемая с его коленчатого вала при помощи муфты.

Автокондиционер состоит из следующих основных элементов: компрессор, испаритель, конденсатор, терморегулирующий вентиль (или расширительная трубка), ресивер-осушитель (или аккумулятор), соединительные трубопроводы и вспомогтательные элементы (датчики, реле и т.д.).

В общем виде, компрессором называют механизм, в котором для увеличения давления фреона используется механическая энергия. В данном случае, энергия двигателя внутреннего сгорания автомобиля. Компрессор обеспечивает циркуляцию фреона и масла через систему кондиционирования воздуха.

Приводной вал компрессора вращается от электромагнитной муфты. Если на муфту не подается напряжение, то вращается только ее шкид и крутящий момент не передается на вал компрессора.

При включении кондиционера- напряжение подается на катушку муфты, она притягивается к валу компрессора и передает крутящий момент с двигателя автомобиля на вал компрессора. Начинает работать система кондиционирования.

Рисунок 4 — Фото типичного компрессора для системы автомобильного кондиционирования, а также его разрез

     

Испаритель представляет собой теплообменник, основной функцие которого является поглощение тепла содержащегося в салоне и охлаждение воздуха внутри автомобиля. Также в нем происходит осушение  проходящего воздуха. В испарителе происходит фазовый переход жидкого фреона в газообразное состояние (кипение).

Рисунок 5 — Внешний вид испарителя системы автомобильного кондиционированияя

Конденсатор представляет собой теплообменник, основной функцией которого является отвод в окружающую среду тепла, поглощенного из кабины. В конденсаторе происходит фазовый переход газообразного фреона в жидкое состояние (конденсация).

Рисунок 6 — Внешний вид конденсатора системы автомобильного кондиционированияя

Терморегулирующий вентиль и дросселирующая вставка являются устройствами предназначеными для регулирования подачи хладагента в испаритель системы кондиционирования воздуха. Их основной функцией является подача определенного количества хладагента в испаритель в зависимости от перегрева хладагента на выходе из испарителя. Рисунок 7 — Внешний вид терморегулирующих вентилей и расширительной вставки (правый верхний угол) системы автомобильного кондиционированияяРесивер- осушитель выполняет следующие основные функции:- Удаление влаги из хладагента и масла;- Удаление из фреона посторонних примесей (твёрдых частиц);- Выполнение разделения жидкость – пар, таким образом, обеспечивая подачу жидкости в ТРВ.Аккумулятор, используется в системах с дросселирующей вставкой для предотвращения попадания жидкого хладагента на низкую сторону компрессора (гидроудара).Рисунок 8 — Внешний вид ресивера-осушителя (справа) и аккумулятора (слева). На аккумуляторе виден порт для датчика давления.

Также в системах автомобильного кондиционирования применяются множество вспомогательных элементов: вентиляторы, датчики и реле давления (высокого и низкого), термостаты, фильтры, муфты и прочее.

Помимо алюминиевых магистралей, трубопроводы систем автокондиционирования часто изготавлювают из специальных армированных шлангах. Ремонт трубопроводов почти всегда выполняют из таких шлангов.

Я убрал название производителя, чтобы никого не смущать. Шланги обживаются специальными устройствами — кримперами под необходимый фитинг соединения. На верхней картинке изображен уже обжатый шланг. На нижней шланг в разрезе, как видно это многослойное изделие.

  1. Рисунок 9 — Шланги системы автомобильного кондиционирования
  2. Рисунок 10 — Простая панель системы вентиляции, кондиционирования и отопления автомобиля Ford
  3. Все фото взяты из открытых источников в сети интернет.

Источник: https://engineering-ru.livejournal.com/291000.html

Устройство и принцип работы кондиционера автомобильного

С целью обеспечения комфортных условий эксплуатации автомобиля водителем и пассажирами в конструкционной схеме транспортного средства предусматривается установка системы отопления, вентиляции и кондиционирования.

Система отопления отвечает за нагрев воздуха в салоне. Вентиляция необходима для охлаждения воздуха и его очистки (с этой целью устанавливается салонный фильтр). Система кондиционирования, на современных автомобилях зачастую климат-контроль, отвечает за поддержание заданных микроклиматических параметров (температуры воздуха, влажности).

Основные элементы системы кондиционирования

Принцип работы кондиционера автомобиля, устройство, работа

Автокондиционер – это несколько основных элементов (управляющих и исполнительных устройств), которые объединены в одну замкнутую герметичную систему.

По данной системе циркулирует охлаждающая жидкость, ее называют хладагент.

Конструкционно система охлаждения имеет свои особенности в зависимости от марки и модели автомобиля, но существует несколько базовых элементов:

  • компрессор;
  • ресивер-осушитель или аккумулятор-осушитель;
  • испаритель (теплообменник);
  • конденсатор (дефлегматор);
  • магистрали (система трубопроводов);
  • вентилятор.

В остальном схема может иметь свои особенности.

Принцип работы

Принцип работы системы кондиционирования автомобиля основан на изменении агрегатного состояния хладагента в системе. Используются базовые законы физики. А именно при переходе из жидкого в газообразное состояние любая жидкость поглощает тепло, а при обратном преобразовании, то есть когда газ переходит в состояние жидкости – отдает.

Таким образом, хладагент в газообразном состоянии забирает тепло из салона, уменьшая при этом температуру воздуха, а переходя в жидкое состояние, отдает тепловую энергию.

Эти законы работают в системе кондиционирования следующим образом.

Компрессор кондиционера всасывает газообразный холодный хладагент под небольшим давлением. Затем происходит сжатие газа (при этом повышается давление), его нагрев и передача по магистрали далее.

В таком состоянии хладагент попадает в конденсатор, где охлаждается воздухом, поступающим естественным путем, при необходимости дополнительно подаваемым через вентилятор кондиционера, и, достигая точки росы, находясь под высоким неизменным давлением, преобразуется в жидкое состояние.

Жидкость подается к узкому месту, это либо дроссель, либо расширительный клапан (другие варианты используются гораздо реже). Проходя через одно из этих устройств, хладагент распыляется (так падает давление) и попадает в испаритель.

В испарителе происходит испарение охлаждающей жидкости (преобразование ее в газ) при достижении точки кипения и снижении давления. Таким образом, забирается тепло из воздуха, который в охлажденном состоянии, зачастую через салонный фильтр, передается в салон.

  • Из испарителя под низким давлением хладагент в газообразном состоянии подается в компрессор и цикл повторяется.
  • Хладагент
  • В качестве хладагента в системах кондиционирования используется фреон, бесцветный газ. В большинстве автомобилей применяются:
  • дихлорфторметан (R12);
  • тетрафторэтан (R134a);
  • тетрафторпропан (R-1234yf).

Применение R12, как и других фторхлоруглеводородных соединений, практически прекращено. Таким фреоном заправка кондиционера выполняется только в подержанных автомобилях 90-х годов прошлого века выпуска.

Читайте также:  Подсветка колес автомобиля своими руками, светодиодная подсветка колесных дисков, беспроводная, led, rgb; виде как сделать

В современных новых автомобилях применяются только фторуглеводородные соединения, гидрофторолефиновые хладагенты (HFO), в том числе R134a и R-1234yf.

Несколько важных моментов.

Первый момент. В климатических системах с R12 закачивать R134a категорически нельзя. Допускается переоборудование системы, с этой целью подлежат замене:

  • конденсатор;
  • трубка кондиционера (соединительные шланги);
  • аккумулятор-осушитель или ресивер-осушитель (адсорбент отличается);
  • клапаны, включая сервисные (быстросъемные вместо резьбовых), расширительные или NHD;
  • резьбовые соединения (ставятся штуцеры с метрической резьбой вместо штуцеров с дюймовой резьбой).

Смена R12 на R134a довольно затратное занятие и его нужно доверять только профессионалам технических центров, где имеется все необходимое оборудование. В любом случае при переоборудовании хладопроизводительность климатической установки снизится.

Второй момент, для смазки исполнительных устройств во фреон добавляется компрессорное (холодильное, рефрижераторное) масло. В системах с R12 это минеральные масла, с R134a и R-1234yf – синтетические, PAG (Poly-Alkylen-Glykol, полиалкиленово-гликолиевые) или POE (эстеровые, полиальфаолефиновые).

Когда выполняется заправка кондиционера добавлять во фреон не соответствующий ему тип компрессорного масла запрещено. Иначе возможны плакирование медью, образование отложений, закоксование. Как итог – преждевременный износ и деформация подвижных частей системы.

  1. В моторном отсеке должна быть наклейка, как правило, для R12 желтого цвета, а для R134a зеленого, где указаны тип хладагента и холодильного масла, их необходимый объем.
  2. Выбирая масло, учитывайте такие критерии как термическая стойкость и главное вязкость, степень вязкости у синтетического масла отличается (46, 100, 150), иначе можно быстро «убить» компрессор.
  3. Компрессор и электромагнитная муфта
  4. Компрессор кондиционера – его сердце, которое приводится в действие посредством ременной передачи с использованием определенного типа ременного привода (устанавливается ремень кондиционера). В современных автомобилях используется три решения:
  • классическое, от коленчатого вала, путем забора крутящего момента от двигателя автомобиля;
  • автономное, от собственного электродвигателя;
  • комбинированное.

Классический тип привода – от коленвала. Минус этой системы в том, что автокондиционер будет работать только при включенном двигателе и никак иначе. Соединение выполняется при помощи ременной передачи.

Ставится клиновый или поликлиновый ремень кондиционера, который надевается на шкив коленвала и приводит в действие компрессор, в большинстве случаев еще генератор, иногда другие устройства. Причем варианта подключения два.

Первый постоянного вращения, включился двигатель, одновременно заработал компрессор, включили кондиционер, началась перекачка фреона. Такое решение на современных автомобилях редкость.

Второй непостоянного вращения, тут используется дополнительное устройство, называется соленоид, электромагнитная муфта. Компрессор кондиционера включается только тогда, когда необходимо охлаждение воздуха в салоне.

Автономная система не зависит от работы двигателя автомобиля. Это обособленный электромотор, который приводит в действие автокондиционер даже на стоянке, при выключенном моторе.

Комбинированная система устанавливается, как правило, на автомобили, двигатель которых оборудован системой Start-Stop. Принцип простой – включился ДВС, компрессор работает от привода коленвала, выключился силовой агрегат, система работает от электромотора.

В целом компрессор кондиционера – нагнетатель вытеснительного типа, повышающий давление хладагента, находящегося в газообразном состоянии (это важно). Своего рода место разделения контуров высокого и низкого давления.

Конструкционно компрессоры существенно различаются между собой, причем помимо типов, существуют еще и разновидности, всего больше 40 разнообразных решений. Основных конструкционных схем три:

  • поршневая;
  • роторно-лопастная;
  • спиральная.

Поршневые компрессоры – самый широкий класс и наиболее часто использующийся. Конструкция основана на применении нескольких поршней (реже одного). Поршни могут размещаться в любом порядке, например:

  • в ряд (рядная компоновка);
  • V-образно;
  • по кругу;
  • оппозитно;
  • соосно.

Отдельно отметим аксиально-поршневые компрессоры с наклонным вращающимся диском. И еще один нюанс.

Существуют компрессоры с постоянным и переменным (от 2-3% до 100%, за счет перемещения подвижного диска, увеличения или уменьшения хода поршня) рабочим объемом.

 Компрессор кондиционера с переменным объемом – саморегулирующийся. Чаще всего используется круговое расположение с количеством поршней от 2 до 10.

Роторно-лопастной компрессор кондиционера – это ротор, с лопастями (двумя и более, фиксированными или нефиксированными) и корпус прецизионной формы. Принцип работы основан на изменении объема секторов, за счет чего фреон сжимается и повышается давление.

Спиральный компрессор кондиционера большая редкость, характерная для автономного (с электромотором) типа привода. По сути это две спирали, вставленные друг в друга со сдвигом в 180°. Первая спираль неподвижная, вторая вращается, таким образом образуются плоскости, объем которых постепенно уменьшается, что позволяет сжимать фреон и повышать давление.

Электромагнитная муфта может отличаться по форме и конструкции, как правило, это ременной шкив с подшипником, электромагнитная катушка и подпружиненный диск со ступицей. Ранее это был соленоид, объединенный с ведущим шкивом компрессора, чем обеспечивалось совместное вращение. Современные электромагнитные муфты в большинстве случаев неподвижны.

Конденсатор

Конденсатор, он же радиатор кондиционера, он же дефлегматор.

В этом устройстве происходит конденсация фреона, преобразование его из газообразного в жидкое состояние путем охлаждения потоком встречного воздуха, дополнительно используется вентилятор кондиционера (может быть как один основной, так и несколько вспомогательных).

 Радиатор кондиционераизготавливается из меди или алюминия. По форме и конструкции устройства отличаются. В большинстве случаев используются ленточные и серпантинные (многопроточные) устройства, состоящие из изогнутых трубок, соединенных перегородками.

Испаритель

Испаритель (теплообменник) необходим для преобразования фреона, который достигает точки кипения, из жидкого состояния в газообразное. Это второй радиатор кондиционера, изготовленный из меди или алюминия. Испарителей бывает несколько. С целью подачи охлажденного воздуха от испарителя в салон также используется свой вентилятор кондиционера.

Терморегулирующий вентиль и дроссель

Автокондиционер может работать с использованием различных схем, основные устройства компрессор, конденсатор и испаритель будут присутствовать, а в остальном варианты. Основных схем две. Первая основана на ТРВ (терморегулирующий вентиль, расширительный клапан), вторая на установке дросселя (расширительная трубка кондиционера).

В схеме с ТРВ фреон через отверстие небольшого диаметра распыляется в испаритель. ТРВ это дроссель переменного сечения, его конструкция может существенно отличаться.

В схеме с дросселем хладагент проходит через трубку в пластмассовом корпусе, с резиновыми уплотнительными кольцами и сетчатым металлическим фильтром, диаметром меньше миллиметра и попадает также в испаритель. Цель в обеих схемах одна – создать зону разряжения, чтобы фреон достиг точки кипения.

Ресивер-осушитель или аккумулятор осушитель

Данные устройства необходимы для очистки хладагента от загрязнений и воды (она может преобразоваться в твердое состояние при отрицательных температурах и трубка кондиционеразачастую деформируется, а попадание влаги в компрессор кондиционера нередко приводит к гидроудару). Также ресивер-осушитель это буферное и демпферное устройство для хладагента, которое позволяет сглаживать его колебания.

Как правило, ресивер-осушитель ставится между конденсатором и испарителем в схеме с ТРВ, аккумулятор-осушитель после испарителя. То есть первая схема – компрессор→конденсатор→ресивер-осушитель→ТРВ→испаритель→компрессор, вторая компрессор→конденсатор→дроссель→испаритель→аккумулятор-осушитель→компрессор.

Ресивер-осушитель – бачок, в котором находятся фильтр-сетка и слой адсорбента, аккумулятор-расширитель немного отличается по конструкции, но мешочек с адсорбентом и фильтр также присутствуют, в большинстве случаев еще и U-образная трубка. Выбор адсорбента зависит от вида используемого фреона, с R12 используются силикагель, активная окись алюминия, цеолиты, с R134a – цеолит ХН-9.

Датчики и клапаны

Управление системой кондиционирования выполняется при помощи специальных датчиков. Их может быть несколько, все зависит от используемой схемы и особенностей конструкции.

Как правило, устанавливаются датчики температуры охлаждающей жидкости, испарителя, компрессора, низкого и высокого давления, включения вентиляторов.

Раньше вместо датчика высокого давления использовался зачастую манометрический выключатель.

Для защиты системы на устройствах устанавливаются предохранительные, редукционные клапаны. Также используются сервисные штуцеры высокого и низкого давления, иногда демпферы и другие устройства.

Регулировка температурного режима

Регулировка температуры воздуха в салоне выполняется двумя способами. Первый – ручная настройка при помощи ручного управления системой кондиционирования.

Второй – автоматическая регулировка, это уже полноценный климат-контроль, управление осуществляется при помощи заслонок и датчиков.

Система сама принимает решение о выборе температурного режима в салоне автомобиля на основании алгоритмов и информации, получаемой с целого ряда датчиков, в том числе солнечного излучения (фотосенсор), температуры наружного воздуха, в канале всасываемого воздуха, термодатчиков на передней панели, в дефлекторе подачи воздуха для ног. И это не полный перечень, все зависит от модели и производителя. Например, при настройке микроклимата могут учитываться скорость движения, частота вращения двигателя, время на стоянке и огромное количество других параметров.

Последнее что отметим – любой автокондиционер нуждается в обслуживании, это напрямую влияет на здоровье водителя и пассажиров. Чистку системы, замену расходных материалов лучше всего проводить в крупных технических центрах и СТО.

В Казани услуги по обслуживанию климатических систем автомобиля на высоком профессиональном уровне, с использованием современного оборудования выполняют специалисты технического центра «Гвардейский».

ПЕРЕЧЕНЬ РАБОТ ПО ОБСЛУЖИВАНИЮ АВТОКОНДИЦИОНЕРА
№ п/п Наименование
1 АНТИБАКТЕРИАЛЬНАЯ ОБРАБОТКА РАДИАТОРА КОНДИЦИОНЕРА
2 ВЕНТИЛЯТОР КОНДИЦИОНЕРА: ЗАМЕНА
3 Д ТЕЧИ ФРЕОНА
4 ДАТЧИК КОНДИЦИОНЕРА: ЗАМЕНА
6 ЗАПРАВКА КОНДИЦИОНЕРА
8 КЛАПАН РЕДУКЦИОННЫЙ КОМПРЕССОРА: ЗАМЕНА
9 КОЛЬЦО КОМПРЕССОРА КОНДИЦИОНЕРА
11 КОЛЬЦО УПЛОТ-ОЕ ТРУБОК ИСПАРИТЕЛЯ:ЗАМЕНА
12 КОМПРЕССОР КОНДИЦИОНЕРА: ЗАМЕНА
13 ПОДШИПНИК КОМПРЕССОРА КОНДИЦИОНЕРА: ЗАМЕНА
14 МУФТА КОМПРЕССОРА: ЗАМЕНА
15 ОСУШИТЕЛЬ КОНДИЦИОНЕРА: ЗАМЕНА
16 ПРОТЯЖКА ТРУБОК КОНДИЦИОНЕРА
17 РАДИАТОР КОНДИЦИОНЕРА (НАРУЖНИЙ): ЗАМЕНА
18 РАДИАТОР КОНДИЦИОНЕРА (САЛОННЫЙ): ЗАМЕНА
19 РЕГУЛИРОВКА РЕМНЯ КОНДИЦИОНЕРА
25 ТЕСТ ВАКУУМИРОВАНИЯ
26 ТРУБКА КОНДИЦИОНЕРА  ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ( НАГНЕТАЮЩАЯ): ЗАМЕНА
27 ТРУБКА КОНДИЦИОНЕРА ДВОЙНАЯ (ШТАНЫ):  ЗАМЕНА
28 ТРУБКА КОНДИЦИОНЕРА( РАДИАТОРА ) НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ: ЗАМЕНА
29 ТРУБКИ КОНДИЦИОНЕРА (ШТАНЫ): ЗАМЕНА

Действующие акции

Источник: http://sto01.ru/services/avtokonditsioner/ustroystvo-i-printsip-raboty-konditsionera-avtomobilnogo/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector