Система кондиционирования автомобиля – Компрессоры кондиционера для электромобилей: особенности конструкции и нюансы обслуживания | Автомобильный журнал «ДВИЖОК» — SJRacing — тюнинг комплектующие для вашего автомобиля

Содержание

Как устроен автомобильный кондиционер: engineering_ru — LiveJournal

Сейчас 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.

Основные:

1. контроль температуры;

2. контроль влажности;

Дополнительные :

1. очистка воздуха;

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.

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

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 трубкой

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.
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.

Основные элементы:

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).

Система кондиционирования воздуха в автомобиле

Система обогрева воздуха в салоне автомобиля не способна обеспечивать необходимый температурный режим. При температуре окружающего воздуха превышающей 20°С необходимо его охлаждения для создания комфортных условий водителю и пассажиров. Для решения этой задачи применяются системы кондиционирования. Схема системы кондиционирования показана на рисунке:

Рис. Система кондиционирования воздуха в автомобиле:
1 – компрессор; 2 – электрическая муфта; 3 – конденсатор; 4 – вспомогательный вентилятор; 5,7 – датчик давления; 6 – рессивер-осушитель; 8 – температурный выключатель; 9 – термодатчик; 10 – поддон для конденсата; 11 – испаритель; 12 – вентилятор испарителя; 13 – выключатель вентилятора; 14 – редукционный клапан

Хладагент

Система заполняется хладагентом, который в зависимости от температуры и давления может переходить из газообразного в жидкое состояние и наоборот. Хладагент — это газ, которым заполняется система. До недавнего времени хладагентом автомобильных кондиционеров был фреон R12 . После опубликования теории разрушения озонового слоя земной атмосферы хладфторуглеродами, содержащимися в хладагенте R12, его применение сократилось.

В современных системах кондиционирования используется фреон R134а (тетрафторэтан), который считается «экологически чистым». Этот хладагент относится к классу гидрофторуглеродов (HFC), не содержит хлора и не очень вреден, но эффективность его на 10-15% ниже, чем у R12, и он более текуч. Однако для эффективной работы автомобильных кондиционеров, использующих R134a, требуется более высокое рабочее давление. Применение хладагента R134а привело к усложнению систем кондиционирования. Необходимо отметить, что новый и старый хладагенты несовместимы, так как несовместимы компрессорные масла, заправляемые вместе с ними.

Ресивер

При определенной температуре и определенном давлении охлажденный хладагент конденсируется и переходит в жидкое состояние. Снизу хладагент выходит из конденсатора и в жидком состоянии поступает в ресивер-осушитель, состоящий из ресивера и осушителя, устанавливаемый на выходном трубопроводе конденсатора перед испарителем. Ресивер-осушитель не только обеспечивает хранение хладагента, но фильтрует его и удаляет влагу (иногда фильтр устанавливается отдельно от ресивера). Влага удаляется с помощью специального адсорбента, который имеет ограниченный срок службы.

Ресивер 5 служит для сглаживания колебаний потока хладагента.

Рис. Ресивер-осушитель:
1 — подача хладагента от конденсатора; 2 — подача хладагента к редукционному клапану; 3 – осушитель; 4 – фильтр-сетка; 5 — ресивер

В осушителе 3 происходит удаление влаги, которая проникла в контур хладагента при монтаже или из окружающей среды, а также осаждаются продукты износа частей компрессора, грязь, попавшая в контур при монтаже и прочие инородные примеси. Ресивер-осушитель может снабжаться смотровым окном для контроля за количеством хладагента. В случае выхода из строя ресивер-осушитель не ремонтируется и подлежит замене.

Редукционный клапан

После осушителя хладагент поступает к редукционному клапану. В редукционном клапане перед испарителем понижается давление жидкого хладагента, что приводит к охлаждению испарителя. Редукционный клапан находится на границе разделения сторон низкого и высокого давления контура хладагента. В клапане происходит регулирование потока хладагента к испарителю в зависимости от температуры паров хладагента на выходе из испарителя, поэтому в испарителе испаряется столько хладагента, сколько необходимо для поддержания равномерного «холода» в испарителе.

Если повышается температура хладагента, выходящего из испарителя, то хладагент расширяется в термостате 4, установленном на редукционном клапане. Мембрана 3 при этом прогибается и поток хладагента через шариковый клапан 2 к испарителю увеличивается.

Рис. Редукционный клапан:
1 – регулировочная пружина; 2 – шариковый клапан; 3 – мембрана; 4 – термостат с сенсорной трубкой и хладагентом

Если понижается температура хладагента, выходящего из испарителя, то тогда объем хладагента в термостате уменьшается и мембрана 3 возвращается в верхнее положение. Поток хладагента через шариковый клапан к испарителю уменьшается.

Термостатический расширительный клапан функционирует под действием трех сил:

1-я давление в сенсорной трубке зависит от температуры сильно нагретого хладагента. Это давление действует в качестве силы отпирания (PFu) на мембрану

2-я давление в испарителе (PSa) действует на мембрану в противоположном направлении
3-я давление регулировочной пружины (PFe) действует в том же направлении, как и давление в испарителе

Редукционный клапан разбрызгивает охлажденную жидкость, подавая ее в испаритель.

Испаритель

Испаритель ускоряет процесс испарения. Для этого он имеет большую поверхность и является теплообменником между хладагентом и окружающим воздухом. Хладагент, прошедший через редукционный клапан, став легкоиспаряющимся с низким давлением, при прохождении в туманообразном состоянии через трубопровод алюминиевого испарителя, под действием потока воздуха от вентилятора, испаряясь превращается в газ при температуре -2°С и давлении 2,0 кг/см2. При этом рёбра трубопровода испарителя становятся холодными от теплоты парообразования, и воздух внутри автомобиля становится прохладным. Кроме того, влага, содержащаяся в воздухе, от охлаждения превращается в воду и вместе с пылью по спусковому трубопроводу стекают в поддон для конденсата и затем на землю.

Компрессор

Газообразный хладагент по трубопроводу поступает в компрессор, который приводится в действие от вала двигателя. Компрессор сжимает газ до высокого давления. Компрессор работает от муфты, которая приводится в действие шкивом коленчатого вала через приводной ремень. Если на электромагнит муфты не подается напряжение, то вращается только сам шкив муфты компрессора и не вращается вал компрессора. При подаче напряжения на магнитную муфту диск и втулка муфты перемещаются назад и соединяются со шкивом. Шкив и диск под действием сил становятся едиными и приводят во вращение вал компрессора.

Компрессоры климатических установок бывают различного типа:

поршневые нагнетатели
спиральные нагнетатели
лопастные нагнетатели
аксиально-поршневые нагнетатели с вращающимся наклонным диском

с приводом от электродвигателя

Наибольшее распространение для систем кондиционирования нашли компрессоры с переменной производительностью аксиально-поршневого типа.

Рис. Схема аксиально-поршневого компрессора переменной производительности с вращающимся наклонным диском:
1 – шкив; 2 – электромагнит; 3 – наклонная шайба; 4 – поршень; 5 – крышка блока цилиндров насоса; 6 – клапаны

С ведущим валом компрессора соединена наклонная шайба, которая при своем вращении перемещает несколько (5…7) поршней. Корпус с цилиндрами закрыт крышкой с системой клапанов. Производительность компрессора определяется заданной температурой охлаждения. У таких компрессоров может изменяться наклон шайбы, что приводит к изменению хода поршней и, следовательно, производительности. Компрессоры этих типов оказывают меньшее влияние на работу двигателя при включении муфты, что очень важно для маломощных двигателей. Кроме того, они обеспечивают большую стабильность заданной температуры.

Компрессор, в зависимости от частоты вращающегося его вала превращает газообразное состояние хладагента низкого давления, идущего от испарителя, в газ высокой температуры и высокого давления (80°С, 15 кг/см2). Газообразное состояние хладагента необходимо для компрессора, поскольку жидкий хладагент нельзя сжать, и это привело бы к разрушению компрессора. Компрессор уплотняет хладагент и нагнетает его в виде горячего газа в конденсатор (сторона высокого давления контура хладагента). Таким образом, компрессор представляет собой место разделения сторон низкого и высокого давления контура хладагента.

Смазка компрессора производится специальным компрессорным маслом, циркулирующим по всей системе вместе с хладагентом. В системах, работающих с фреоном R12, применяются минеральные масла, с R134а – полиалкиленово-гликолевое (PAG). При смешивании этих масел образуется мутная густая масса, приводящая к выходу из строя системы кондиционирования, и в первую очередь компрессора. При дозаправке кондиционера хладагентом и доливке масла используются только те компоненты, которые предназначены для данной системы. Как правило, в моторном отсеке автомобиля есть наклейки, указывающие тип хладагента, его количество и соответствующий ему тип и количество масла (наклейки для R134а – зеленого цвета, для R12 – желтого).

Конденсатор

От компрессора горячий газообразный хладагент с температурой около 50…70° C подается в конденсатор, который служит для превращения газообразного высокотемпературного хладагента, идущего от компрессора в жидкое состояние выделением тепла в атмосферу. Конденсатор состоит из изогнутых трубок, которые соединены перегородками и имеет большую поверхность охлаждения, чем достигается высокая теплопередача. Трубки и ламели конденсатора воспринимают тепло хладагента. Количество выделяемого хладагентом тепла в конденсаторе определяется количеством поглощенного испарителем тепла из окружающей среды и работой компрессора, необходимой для сжатия газа. Для конденсатора результат теплоотдачи прямо влияет на эффект охлаждения холодильной установки, поэтому, обычно он устанавливается на самой передней части автомобиля и принудительно охлаждается воздухом вентилятора системы охлаждения двигателя или дополнительным вентилятором и потоком воздуха, возникающим при движении автомобиля. Холодный наружный воздух проходит через конденсатор, забирает тепло, благодаря чему хладагент охлаждается.

Датчики давления

Система кондиционирования снабжается датчиками давления 5 и 7, которые не позволяют включать работу системе при давлении хладагента в системе ниже определенной величины. Для контроля температурного режима работы системы предусмотрены температурные датчики 8 и 13.

Видео: Общие сведения о системе кондиционирования воздуха

Автомобильный кондиционер — Википедия

Автомобильная система кондиционирования воздуха — разновидность системы кондиционирования воздуха, устанавливаемая в автомобиле и позволяющая охлаждать воздух в салоне, а также очищать его от влаги и посторонних запахов. В современных автомобилях является составной частью системы вентиляции и отопления салона.

Особенность такого кондиционера с технической точки зрения заключается в том, что для его работы используется не электричество, а часть мощности двигателя внутреннего сгорания, отбираемая с его коленчатого вала при помощи приводного ремня, иногда общего с ремнём генератора или отдельным. Конденсатор кондиционера обычно располагается под капотом, причём для того, чтобы избежать воздействия на него тепла двигателя, его располагают ближе к переднему бамперу машины, перед радиатором, но при этом таким образом, чтобы не страдал обдув самого радиатора. Отвод воды от испарителя кондиционера выполняется прямо под автомобиль, поэтому часто под автомобилем с работающим кондиционером можно увидеть лужу.

Современные установки кондиционирования воздуха как правило конструктивно объединены с системой отопления салона, используют общие воздуховоды и систему управления. Органы управления системами обогрева и кондиционирования воздуха на современных автомобилях обычно размещается на панели приборов, или на центральной консоли между водителем и передним пассажиром.

История[править | править код]

Впервые установки кондиционирования на автомобилях были предложены в качестве устанавливаемого по заказу дополнительного оборудования в США в 1933 году одной из нью-йоркских компаний, — к тому времени кондиционеры уже стали привычным оборудованием в американских небоскрёбах. В основном ими оборудовались самые дорогие и роскошные лимузины.

Первым же автомобилем, который мог быть оснащён установкой кондиционирования воздуха в заводской комплектации, стал Packard модели 1939 года, — который, впрочем, оставался малосерийным автомобилем ручной сборки. Стоимость установки составляла 274 доллара — огромную сумму по тем временам (более трети цены нового полноразмерного легкового автомобиля, вроде «Форда», который стоил от $742). Кроме того, помимо агрегатов, расположенных под капотом и в салоне, установка кондиционирования занимала половину багажника, была малоэффективна и не имела даже зачатков автоматического управления, вроде термостата. Популярностью эта опция не пользовалась, так что после 1941 предлагать её перестали, однако в том же году похожую систему предложил уже Cadillac. В 1941-42 модельных годах установка кондиционирования воздуха значилась в списке опционального оборудования и самых дорогих автомобилей Chrysler, однако не известно, была ли на самом деле продана хоть одна машина с ней.

Imperial модели 1953 года с установленным кондиционером AirTemp. Видны внешние воздухозаборники на задних крыльях, а на полке за задним сиденьем — внутренние воздухозаборники (по бокам) и направляющая решётка, задающая направление потока воздуха. Отражаясь от потолка, поданный через неё холодный воздух опускался сверху вниз на пассажиров, равномерно охлаждая салон без создания сквозняка.

Между тем, бурное развитие технологий и существенный рост уровня оснащённости американских автомобилей в первой половине пятидесятых годов привели к тому, что уже к 1954 году кондиционер мог быть установлен в виде опции на автомобили большинства американских марок высшего и среднего-высшего ценового диапазона, — хотя и оставался опцией крайне дорогой и мало востребованной. Например, в 1952 году кондиционер был предложен в виде опции на модели Chrysler Imperial, а в следующем, 1953 — и на некоторых более доступных моделях «Крайслера». Как и более ранние установки, крайслеровский кондиционер AirTemp имел основной блок, расположенный в багажнике автомобиля, хотя теперь и занимающий существенно меньше места. Однако он отличался простотой в управлении — за работу установки отвечал всего один трёхпозиционный переключатель, а также высокой эффективностью: он был способен охладить салон самого крупного «Крайслера» с 50 до 30° С всего за пару минут. Кроме того, в отличие от более примитивных образцов, он был практически бесшумен, имел более совершенную систему управления потоком охлаждённого воздуха, которая способствовала его равномерному распределению по салону, и мог работать не только в режиме рециркуляции, но и за счёт приточного свежего воздуха, забираемого снаружи машины через большие решётки на задних крыльях, так что выдаваемый им воздух был лишён ощущения застойности. В 1955 году та же система уже была теоретически доступна на автомобилях всех марок, принадлежащих Chrysler Corporation. До эпохи массового распространения кондиционеров в южных штатах США на некоторых автозаправках предлагалась услуга по закачиванию охлажденного воздуха в салон автомобиля.

Стоимость установок кондиционирования воздуха оставалась крайне высокой, так что оснащалось ими крайне немного автомобилей. Кроме того, они всё ещё были малоэффективны и накладывали ряд ограничений в эксплуатации, с учётом примитивности самих установок и сравнительно невысокой мощности двигателей тех лет. Так, на большинстве автомобилей при включенном кондиционере двигатель неровно работал на холостых оборотах — водителю приходилось выключать кондиционирование на светофорах и при движении в транспортном заторе, когда оно было нужнее всего. Многие модели давали мощный поток холодного воздуха только при движении на трассе, а при городских скоростях он становился слабым, при этом температура охлаждающей жидкости в двигателе приближалась к критической, угрожая перегревом. Управление было как правило самым рудиментарным — в лучшем случае водитель мог выбрать несколько скоростей работы вентилятора, температура кондиционированного воздуха же обычно настройке не подлежала, не говоря уже о выборе точки, из которой он подавался в салон — все установки кондиционирования тех лет были отдельными от системы вентиляции и для подачи воздуха в салон использовали свои собственные дефлекторы. Стоит отметить, что даже обычный отопитель в те годы на большинстве автомобилей оставался дополнительным оборудованием, устанавливаемым за доплату, на кондиционер же и вовсе смотрели как на большую роскошь.

Пульт управления климатической установкой WeatherEye на Rambler Cross-Country 1957 года. Управление кондиционером (REFRIG) и отопителем (HEATER) осуществляется одним переключателем.

Революция произошла в 1954 году: на автомобилях корпорации Nash-Kelvinator^[en] была впервые предложена интегрированная система вентиляции и отопления All-Weather Eye^[en], включавшая в себя и отопитель, и кондиционер, причём все компоненты располагались под капотом, не занимая место в багажнике и устраняя уязвимо расположенные под днищем автомобиля длинные трубопроводы и ресивер. Подогретый или охлаждённый воздух подавался в салон уже как на современных автомобилях — через расположенные на панели приборов дефлекторы. Наиболее же приятной для потенциальных покупателей оказалась цена установки, которая составляла всего $345 — дешевле, чем у любой другой автомобильной системы кондиционирования тех лет. И всё же, даже эта сумма составляла примерно четверть от цены самого дешёвого легкового «Форда» в том же году ($1 548).

С учётом цены, не удивительно, что в конце 1950-х автомобильные кондиционеры всё ещё оставались очень редким оборудованием — так, из автомобилей Ford Motor Company они более-менее массово они устанавливались только на дорогих Lincoln; на Mercury и Edsel среднего ценового диапазона кондиционер в 1958 году заказало всего около 1,5 % покупателей, а на бюджетных «Фордах» эта опция и вовсе была практически не востребована.

Типичный блок кондиционера 1970-х годов, расположенный под панелью приборов и автономный от системы вентиляции и отопления. Такие устройства широко предлагались на рынке автоаксессуаров.

Тем не менее, с распространением подобных All-Weather Eye систем управления микроклиматом, более практичных и удобных в использовании, популярность автомобильных установок кондиционирования росла, и к началу 1960-х годов их имели уже примерно 20 % американских автомобилей. Впрочем, массовое их распространение пришлось всё же на начало 1970-х. В 1968 году кондиционер впервые стал стандартным оборудованием на автомобиле AMC Ambassador (среднего ценового диапазона), а уже в 1969 его имели 54 % новых американских автомобилей. В Европе же вплоть до 1980-х годов кондиционер оставался большой редкостью. Первым советским автомобилем получившим кондиционер стал ЗИЛ-111А.

С тех пор принципиальных изменений в конструкции и принципе действия автомобильных кондиционеров не произошло, за исключением введения систем автоматизированного, в том числе компьютерного, управления (климат-контроль), повышения эффективности, долговечности и удобства в эксплуатации, введения всевозможных дополнительных фильтров, и так далее.

Устройство[править | править код]

Автомобильный кондиционер работает по тому же принципу, что и обычный домашний кондиционер или холодильник, отличие составляет лишь большая компактность всех узлов и то, что источником энергии выступает двигатель внутреннего сгорания (на электромобилях — электродвигатель).

Компрессор кондиционера под капотом AMC Ambassador 1968 года.
Внутреннее устройство компрессора кондиционера, работающего по принципу Ванкеля.
Воздушный фильтр кондиционера.

Автомобильный кулер Thermador на «Шевроле» модели 1950 года.

Так как «настоящие» (компрессорные) автомобильные установки кондиционирования воздуха в течение долгого времени были весьма дороги, им была создана более дешёвая альтернатива в виде портативных испарительных кондиционеров (кулеров). В 1930-х — 1960-х годах они были весьма популярны в жарких штатах юго-запада США в качестве дополнительного оборудования. Как правило кулеры устанавливались на рамку пассажирской двери. По устройству они были до примитивности просты и с технической точки зрения представляли собой обычный испарительный кондиционер, в котором охлаждение воздуха достигается за счёт поглощения тепла водой при её испарении. В корпусе кулера располагался картридж из пористого или волокнистого материала, который постоянно смачивался водой. Когда машина находилась в движении, воздух поступал в устройство самотёком за счёт эффекта инерционного наддува, вызывая интенсивное испарение воды, а для работы на стоянке некоторые модели имели электровентилятор, обычно подключаемый к штатному разъёму для прикуривателя. Типовой вариант имел водяной резервуар объёмом около 4 литров, чего хватало на 100—150 миль пробега (150—250 км).

Эффективность такой установки в жаркую погоду была вполне достаточна, поэтому до массового распространения настоящих автомобильных кондиционеров её применение в жарком климате было оправдано, несмотря на явные недостатки, — необходимость постоянного добавления воды в корпус (вода постепенно расходовалась) и характерный «болотный» запах сырости, приобретаемый прошедшим через установку воздухом (из-за чего они и получили своё американское название — swamp cooler, от swamp — «болото»).

В настоящее время кулер является характерным атрибутом стиля Resto cal, но часто ставят их и просто на классические автомобили.

Кондиционер охлаждает воздух за счет изменения агрегатных состояний рабочего вещества системы — хладагента. Хладагент при переходе из одного агрегатного состояния в другое принимает или отдает тепло. В контуре системы кондиционирования хладагент переходит из газообразного состояния в жидкое в конденсере, затем проходит через фильтр-осушитель и в испарителе вновь переходит в газообразное состояние.

Хладагент поступает в компрессор в газообразном состоянии, где сжимается до 1200 кПа, отчего температура хладагента повышается до 150С, и направляет его дальше по контуру к конденсеру.
В конденсере сжатый хладагент переходит в жидкое состояние – конденсируется, и выделяет тепло, которое рассеивается в окружающей среде. Затем хладагент в виде жидкости высокого давления проходит через фильтр-осушитель и направляется в испаритель. Фильтр-осушитель — следующий блок — удаляет загрязнения и воздух из жидкого хладагента, а также уменьшает влажность.
В испарителе давление хладагент движется по трубкам. Вентилятор продувает воздух из салона автомобиля через испаритель, воздух охлаждается, тепло от него передается хладагенту. Давление жидкости понижается, и хладагент становится газообразным.
После чего хладагент снова подается в компрессор и цикл замыкается.

Принцип работы кондиционера автомобиля

Автоликбез25 апреля 2017

Современный автомобиль перестал быть просто средством передвижения, и причина этому явлению – высокие требования владельцев к личному автотранспорту. Производители стремятся сделать машины комфортнее, быстрее и лучше, однако некоторые составляющие остаются бессменными спутниками. Речь идёт о кондиционере – устройстве для регулирования уровня холода или тепла в салоне автомобиля. Чтобы понять преимущества оборудования, стоит понимать принцип работы кондиционера. Но перед этим важно разобраться в устройстве кондиционера.

Устройство автомобильного кондиционера

Охлаждающее устройство представляет большое значение для автовладельца и всех его пассажиров, поскольку способно не только радовать вас прохладой в жаркие дни лета, но также согревать зимой, отапливая салон автомобиля перед поездкой. Более того, дополнительная функция кондиционера в автомобиле – очистка воздуха. Оборудование чаще всего взаимодействует с системами отопления и вентиляцией. Основной задачей автокондиционера остаётся создание микроклимата, оптимального для комфортного пребывания в салоне водителя и пассажиров.

За функции очистки воздуха отвечают фильтры:

электростатический;
катехиновый;
фотокаталитический;
угольный.

Благодаря фильтрующим способностям оборудования воздух в салоне не имеет вредных для здоровья человека примесей, пыли. Антибактериальный эффект наряду с возможностью устранения неприятных запахов – дополнительные аргументы в пользу установки автомобильного кондиционера.

Основную функцию кондиционера выполняет компрессор, от которого зависит эффективность работы системы охлаждения или обогрева. В некоторых случаях агрегат дополняется ресивером-коллектором, призванным защищать компрессор за счёт выпаривания хладагента. Если вспомогательный компонент системы кондиционирования отсутствует, требуется горячее пространство под капотом авто. Так удаётся обеспечивать подходящий уровень испарения охлаждающего вещества в трубках обратного контура, а также в испарителе.

В зимнее время года температура подкапотного пространства существенно снижается, а потому требуется дополнительная установка температурного датчика. Благодаря небольшой детали система узнаёт температуру окружающей среды, вследствие чего кондиционер не включается (при температуре ниже -5 °С).

Автомобильный кондиционер представляет собой полностью герметичную систему, которая заполнена газом-хладагентом, компрессорным маслом. С помощью масла осуществляется эффективная смазка трущихся между собой деталей оборудования. Так удается снизить износ подвижных деталей компрессора, а также достигается уплотнение зазоров. Помимо всего, маслу отводится ещё одна полезная функция – отведение части тепла, выделяемого в процессе трения, а также удаление мелких частиц из оборудования. На протяжении циркуляции в системе кондиционирования происходит смешивание масла с холодильным газом. Оборудование представлено комплексом следующих составляющих:

компрессором;
конденсором;
испарителем;
вентилятором;
предохранительный клапаном;
ресивером-осушителем;
расширительным клапаном;
испаряющим вентилятором.

Благодаря техническому взаимодействию всех компонентов системы охлаждения достигается высокий уровень комфорта в салоне автомобиля.

Принцип действия автокондиционера

Принципиально автомобильный кондиционер по большей части совпадает с бытовым аналогом. В основе принципа работы оборудования заложена простая физическая закономерность – при испарении вещества тепловая энергия поглощается, тогда как при конденсации происходит выделение тепла. Нажимая на кнопку включения устройства, происходит срабатывание электромагнитной муфты, вследствие чего прижимной диск примагничивается к шкиву. Последний элемент начинает двигаться посредством ремня. Система функционирует вхолостую.

Фреон сжимается компрессором, проходит в конденсор, где производится охлаждение потоком воздуха, идущим от вентилятора. Как только фреон охлаждён, газ конденсируется и поступает к осушителю для последующей фильтрации. Будучи очищенным, фреон проходит через терморегулирующий вентиль, отвечающий за контроль и регулирование уровня перегрева пара.

Система устанавливается на трубопроводе, по которому охлаждающий газ транспортируется к испарителю. Когда испаритель заполняется хладагентом, происходит выделение пара, температура которого достигает точки кипения воды. Фреон поступает в испаритель, будучи в газообразном состоянии, тогда как температурный показатель существенно снижается. Происходит охлаждение испарителя ледяным газом, благодаря чему вентилирующее устройство направляет холодный воздух в салон автомобиля. Хладагент циркулирует по системе, служа источником необходимой для водителя и пассажиров прохлады. Таким образом, жидкость испаряется, а затем поступает в компрессор, и процедура снова повторяется.

Обогрев салона кондиционером

Превращаясь в жидкость, хладагент отдаёт тепловую энергию. Фреон превращается в конденсат, находясь в теплообменнике внутреннего блока, тогда как испарение производится в наружном. Обогрев салона автомобиля кондиционером считается финансово выгодным, поскольку объём тепловой энергии, выдаваемой устройством, в несколько раз превышает потребляемую мощность.

Правильная эксплуатация автомобильного кондиционера

Чтобы довольствоваться прохладой в салоне личного транспорта предельно долго, не помешает знать, как правильно пользоваться кондиционером. Все устройства подобного действия разделены на ручные и автоматические, а потому управление достигается мануальной настройкой или регулируется климат-контролем.

В случае с ручным управлением угол подачи воздуха, температурный режим в салоне, включение и выключение регулируются не автоматически, тогда как функция климат-контроль выполняет основные операции без ведома человека.

Увеличить срок службы автомобильного кондиционера удастся, если вы будете прислушиваться к предписаниям производителя. Не пренебрегайте пунктами инструкции, прилагающейся производителем!

Перед включением кондиционера рекомендуется проветривание салона машины. Эта мера желательна для уравновешивания температур в салоне автомобиля и на улице. Холодный поток, направленный в жарком салоне автомобиля на стёкла, может послужить причиной образования микротрещин. В дальнейшем характеристики стёкол только ухудшатся. Резкие перепады температур придутся вредными для организма и здоровья.

Также не стоит включать устройство на максимальные обороты, что послужит причиной резкого температурного перепада. Если в вашем автомобиле находится ребенок – воздержитесь от частого применения кондиционера, и решайте, нужен ли кондиционер в автомобиле вообще. Следует помнить о том, что оптимальная температура окружающей среды, безопасная и комфортная для жизнедеятельности человека, колеблется в пределах 20-23 градусов Цельсия.

В каждом автомобиле, оснащённом кондиционером, предусмотрены 2 режима функционирования – для притока воздуха снаружи автомобиля и отвода из салона на улицу. Первый вариант надо применять для отопления стёкол, тогда как второй режим подойдёт для прогревания воздуха в салоне машины.

Не забывайте о чистоте воздуха. С течением времени фильтрующие элементы системы охлаждения засоряются, загрязняются пылью, и чем больше грязи находится в фильтрах, тем хуже качество воздуха в салоне авто. Очищайте радиатор устройства, регулярно меняйте салонный фильтр, и тогда бактерии и пыль не будут вам страшны.

Возможные неприятные сюрпризы

Система кондиционирования спроектирована полностью герметичной, однако может иметь место диффузия газа, из-за чего потребуется дозаправка агрегата. Зачастую периодичность дозаправки системы составляет около 1 раза в 5 лет. При заправке оборудования требуется добавлять рефрижераторное масло.

Если вы не наблюдаете необходимый уровень охлаждения, хотя все элементы системы функционируют надлежащим образом, то, скорее всего, требуется замена ресивера-осушителя. Справиться с этой задачей можно самостоятельно, поскольку полная разборка устройства не требуется. Удалите старый компонент кондиционера и установите новый ресивер-осушитель для дальнейшей работы оборудования.

Значение кондиционера в салоне автомобиля существенно возрастает с приближением лета. Однако и в зимнюю пору устройство справляется со своими задачами. Покупка автомобиля с кондиционером или дооборудование машины охлаждающим устройством целесообразна в большинстве случаев.

Как работает кондиционер в автомобиле, устройство и принцип работы

Кондиционер в автомобиле – не столько роскошь, сколько средство обеспечения комфортных условий вождения. Это система из нескольких основных узлов, которая регулирует температуру и влажность воздуха в салоне. Работа автомобильного кондиционера базируется на тех же принципах, что и работа бытового.

Естественно, авто различного класса и марок оснащаются системами кондиционирования в разной компоновке, но базовые элементы конструкции присутствуют всегда. Далее рассмотрим концептуальный кондиционер, без привязки к конкретному производителю. Понимание конструктивных особенностей и принципа действия поможет более качественно обслуживать эту систему и лучше понимать сотрудников сервиса в случае серьезного ремонта.

Устройство автомобильного кондиционера

Любой автомобильный кондиционер состоит из пяти основных узлов:

Компрессор. Может быть поршневым, лопастными или любым другим.
Конденсатор, чаще всего расположенный в передней части двигательного отсека за радиаторной решеткой.
Расширительный клапан, который регулирует подачу хладагента в испаритель.
Испаритель, расположенный в салоне.
Расширительная емкость с осушителем, через которую хладагент проходит на пути к испарителю.

Все элементы соединены между собой трубками и гибкими шлангами, по которым хладагент циркулирует в жидком и газообразном состоянии. Хладагент это особая смесь из веществ с подходящими физическими свойствами с добавлением устойчивого к холоду компрессорного масла.

Фактическая конструкция кондиционера может отличаться дополнительными узлами. Так, в некоторых авто конденсатор снабжается вентилятором для охлаждения, иные – снабжаются расширительным клапаном с цифровым управлением и тому подобное.

Компрессор вращается за счет двигателя, и соответствующее движение передается через ремень или электромагнитный контур (чаще всего в электромобилях и гибридных авто). Для успешного обслуживания кондиционера достаточно понимать конструктивные нюансы только своего авто.

Технически к системе автомобильного кондиционера также относятся крыльчатки в салоне, воздушные фильтры, вентиляторы, обдувающие конденсатор и множество других компонентов. Но их разнообразие очень велико, а принципиальная роль в работе кондиционера не так значительна, как основных узлов.

Принцип работы автомобильного кондиционера

Принцип работы кондиционера в автомобиле базируется на особенностях обмена тепла между хладагентом и окружающей средой.

Рассмотрим цикл циркуляции хладагента подробнее:

Из компрессора хладагент под давлением поступает в конденсатор. На выходе из компрессора вещество находится в состоянии газа. Свойства хладагента таковы, что он может находиться в газообразном состоянии только при наличии определенной температуры и давления.
Конденсатор представляет собой сеть капилляров с множеством ребер охлаждения. Проходя через него, хладагент остывает и становится жидкостью. Высокое давление предохраняет его от преждевременного испарения.
После конденсатора жидкость поступает в расширительную емкость, где из нее удаляется вода и другие, ненужные, примеси.
Из ресивера-осушителя хладагент поступает в расширительный клапан. В участке магистрали за этим клапаном давление хладагента значительно ниже, чем во всех предыдущих. Степень открытия клапана регулируется температурой хладагента, покидающего испаритель.
В испаритель хладагент попадает в состоянии жидкости низкого давления. Проходя через трубки испарителя, он становится газом. Процесс сопровождается потреблением тепла из окружающей среды.
Из испарителя газообразный хладагент при низком давлении попадает обратно в компрессор, где во время сжатие разогревается. Цикл повторяется.

Таким образом, хладагент в системе циркулирует постоянно, обеспечивая салон прохладным воздухом и конденсацией лишней влаги на стенках испарителя.

Неисправности и обслуживание автомобильного кондиционера

Герметичная система циркуляции хладагента, правильное его количество и своевременное обслуживание кондиционера – основные условия нормальной и продолжительной работы системы. Рекомендации по замене фильтров в салоне, необходимое количество хладагента и масса другой полезной информации указаны в руководстве к конкретному автомобилю.

Рассмотрим несколько распространенных поломок и их причины:

запотевание окон указывает на необходимость замены воздушного фильтра в салоне или натяжения/замены приводного ремня компрессора;
слишком медленное охлаждение чаще всего связано с загрязнением испарителя или конденсатора или разгерметизацию контура циркуляции хладагента;
неприятный запах часто возникает во время продолжительных пауз в эксплуатации кондиционера и устраняется его промывкой при помощи специальных составов.

Поломки основных узлов кондиционера влекут за собой дорогостоящий ремонт. Особенно, если речь идет о замене компрессора. Теоретически замену можно выполнить и самостоятельно, но для этого необходима диагностика, которая подтвердит неисправность того или иного компонента.

Соблюдение правил эксплуатации и обслуживания продлит срок службы кондиционера. К примеру, следует включать его хотя бы раз в месяц даже в холодное время года. Аккуратная промывка двигательного отсека уменьшит коррозию, вызываемую дорожными реагентами. Кроме того, хладагент покидает систему в любом случае через резьбовые соединения. Раз в год-два необходимо пополнять запас хладагента, используя профессиональное измерительное оборудование и соответствующие инструменты.

В целом периодическое обслуживание системы кондиционирования лучше проводить не реже, чем раз в год. Оптимальные сезоны для обслуживания – осень или весна. Работы можно проводить самостоятельно или обратиться к профессионалам. В первом случае следует тщательно изучить особенности конструкции и работы конкретного кондиционера во избежание серьезных поломок, обусловленных неквалифицированным обслуживанием. Стабильная работа кондиционера возможна только при правильной эксплуатации и соблюдении режима обслуживания. Все системы и агрегаты автомобиля, так или иначе, связаны, и неисправность одной из них влечет за собой увеличенный расход топлива, повышенный износ компонентов и множество других неприятных последствий.

Видео на тему

AUTO COND

Принцип работы авто кондиционера

По научному, как работает АВТО кондиционер – это отдельная система автомобиля, которая отвечает за создание и автоматическое поддержание в автомобилях температуры, влажности, чистоты, интенсивности потока воздуха. По сути же – это уникальное изобретение, которое обеспечивает комфортные условия поездки в автомобиле.

Автомобильный кондиционер работает по принципу, что и обычный холодильник, хотя устроен немного по-другому. Он представляет герметичную замкнутую систему, заполненную фреоном и специальным холодильным маслом, растворимым в жидком фреоне и не боящимся низких температур. Масло нужно для смазки компрессора и всей системы.

Устройство:

Как работает авто кондиционер

При нажатии на кнопку включения кондиционера срабатывает электромагнитная муфта, и стальной прижимной диск 3, издав характерный щелчок, примагничивается к шкиву 2. Шкив приводится в движение ремнем и, когда кондиционер выключен, крутится вхолостую. Теперь заработал компрессор 1. Он сжимает газообразный фреон, отчего тот сильно нагревается, и гонит его по трубопроводу в конденсор 4 (в народе его часто называют радиатором кондиционера, в чем есть доля истины, так как в конденсоре сильно нагретый и сжатый фреон охлаждается).

В этом ему помогает вентилятор 5, который включается на первую скорость одновременно с компрессором. Если автомобиль едет — еще лучше, конденсатор дополнительно обдувается набегающим потоком воздуха. Охладившись, сжатый фреон начинает конденсироваться и выходит из конденсатора уже жидким. После этого жидкий фреон проходит через ресивер-осушитель 6. Здесь от него отфильтровываются продукты износа компрессора и прочая грязь.