Устройство кондиционера автомобиля
В современных автомобилях микроклимат в салоне обеспечивается тремя системами – вентиляции, обогрева и кондиционирования. И конструктивно самой сложной из них является кондиционер, в задачу которого входит охлаждение воздуха в салоне летом. Несмотря на это система кондиционирования достаточно распространена и устанавливается на многие авто даже бюджетного сегмента.
Принцип работы кондиционера автомобиля построен на свойстве определенных веществ поглощать и отдавать тепло при смене агрегатного состояния. Этот же принцип используется в бытовых холодильниках и стационарных кондиционерах. Поэтому все перечисленные устройства конструктивно очень схожи и состоят из одних и тех же составных элементов. Но автомобильный кондиционер отличается более компактными размерами и типом привода одного из основных узлов – компрессора.
Составные элементы
В целом, устройство автокондиционера включает в себя:
Все перечисленные элементы соединены между собой магистралями, поэтому система закольцована и герметична. Основным рабочим элементом в системе кондиционирования является хладагент (фреон) – вещество, обеспечивающее поглощение и отдачу тепла.
Компрессор и его привод
Компрессор – узел, осуществляющий нагнетание хладагента. Он создает давление и обеспечивает движение фреона далее по системе. На автотранспорте применяется несколько видов компрессоров, отличающихся по конструкции. Наибольшее распространение получили компрессоры роторно-лопастного и поршневого типов, хотя встречаются и более интересные конструкции, к примеру, узел, работающий по принципу Ванкеля.
Устройство поршневого компрессора
Компрессор является своеобразным разделителем, который всю систему делит на контуры высокого и низкого давлений. Контур высокого давления включает в себя все элементы до испарителя, а к контуру низкого давления относится лишь магистраль, соединяющая испаритель с компрессором.
Компрессоры, используемые на автомобилях, обычно механические и в действие они приводятся от коленчатого вала посредством ременной передачи. Но поскольку, кондиционер используется не постоянно, то конструкция привода оснащена механизмом отключения компрессора. Обычно в качестве такого механизма используется электромагнитная муфта. Реже, но тоже используется электропривод компрессора – узел работает за счет электродвигателя. Такой привод используется на электромобилях.
Еще один тип привода – комбинированный, используется на некоторых гибридных моделях. На таких авто компрессор может работать как от электродвигателя (во время движения на аккумуляторах), так и от коленчатого вала (при задействовании ДВС).
Магистрали
Магистрали высокого давления рассчитаны на значительные нагрузки и температурное воздействие. При нагнетании фреона компрессором, давление хладагента существенно возрастает – до 250-270 кПа. При этом сжатие сопровождается сильным нагревом вещества (до 150 град). Поэтому к магистралям высокого давления выдвигаются серьезные эксплуатационные требования.
Магистрали низкого давления – обычные трубки, поскольку после испарителя давление хладагента сильно падает и по трубке проходит фреон практически с атмосферным давлением.
Конденсатор
В конденсаторе происходит переход хладагента из газообразного в жидкое состояние, сопровождающееся активным выделением тепла. Этот составной элемент представляет собой обычный радиатор (обычно из алюминиевых сплавов), на который установлены вентиляторы.
Расположение конденсатора в автомобиле
Чтобы произошла смена агрегатного состояния хладагента, необходимо обеспечить отвод тепла. Поэтому конденсатор располагается в передней части авто под радиатором системы охлаждения. Это обеспечивает при движении авто поток воздуха, который и забирает тепло от конденсатора, тем самым обеспечивая конденсирование фреона. А если воздушного потока недостаточно, он создается принудительно – вентиляторами.
Осушитель
Постоянные перепады температуры приводят к тому, что влага, попавшая внутрь системы, кристаллизируется (становиться кусочками льда), которые могут повредить составные элементы кондиционера, в первую очередь – компрессора. Чтобы этого не произошло, в конструкцию добавлен осушитель. Представляет он собой емкость со специальным наполнителем, улавливающим влагу.
ТРВ, дроссель
Терморегулирующий вентиль (ТРВ) – клапан, обеспечивающий контроль давления в системе, также в этом узле начинается процесс испарения хладагента.
Виды и исполнение ТРВ
ТРВ используется не на всех автомобилях. Ряд автопроизводителей вместо него применяет дроссель и аккумулятор (в основном в системах с климат-контролем). Дроссель выступает в качестве клапана регулировки давления, а аккумулятор – компенсационный резервуар, в котором удерживается лишний фреон.
Испаритель
Испаритель – еще один радиатор, используемый в конструкции системы кондиционирования, но размещен он в салоне (под приборной панелью). В этом элементе происходит испарение хладагента, которое сопровождается сильным поглощением тепла из окружающей среды. При этом влага, находящаяся в воздухе, конденсируется на поверхности радиатора. Чтобы конденсат не попал в салон, испаритель оснащен системой дренажа, по которой вода выводится наружу (под авто).
Для активной отдачи тепла и распространения охлажденного воздуха по салону, на испаритель установлен электровентилятор, обеспечивающий принудительное создание воздушного потока.
Электрооборудование
Поддержание заданной температуры, управление кондиционером, принудительная подача воздуха обеспечивается электрооборудованием.
Поддержание нужной температуры происходит благодаря ряду температурных датчиков:
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:
Несмотря на большое количество недостатков, кондиционер – популярное оборудование и многие автовладельцы даже не рассматривают авто, не оснащенное таким устройством. А в некоторых европейских странах установка автокондиционера обязательное условие для автопроизводителей, эксплуатация авто без кондиционера в таких странах запрещена.
За что отвечает испаритель кондиционера в авто
Как работает автокондиционер
Не каждый знает, но автокондиционер работает так же, как бытовой холодильник. Только конструкция немного отличается. Рассмотрим принцип работы автомобильного кондиционера, это поможет вам обеспечить более длительную работу устройства без замен и ремонтов.
Из чего состоит автомобильный кондиционер?
Главный принцип действия любого автомобильного кондиционера основан на возможности веществ забирать и отдавать тепло со сменой агрегатного состояния. Поэтому подобные аппараты конструктивно схожи и состоят из похожих компонентов.
Узлы автомобильного кондиционера:
Названные элементы взаимосвязаны, устройство автомобильного кондиционера получается зацикленным и герметичным. Теперь для понимания принципа действия агрегата познакомимся с каждым из компонентов подробнее.
Компрессор.
Компрессор нагнетает хладагент – агрегат создает давление, из-за которого фреон начинает двигаться по каналам. В автотехнике используют разные по конфигурации компрессоры. Шире остальных распространены устройства роторно-лопастного и поршневого типа, но попадаются и комбинированные модели – приспособления, которые функционируют по принципу Ванкеля (роторно-поршневые).
Контур вокруг кондиционера разбит на 2 части:
Виды привода компрессора
Конденсатор
В конденсаторе фреон меняет газообразное агрегатное состояние на жидкое, что сопровождается интенсивным выделением тепла. Конструктивно элемент выглядит, как стандартный радиатор из сплава алюминия, соединенный с вентиляторами.
Чтобы процесс конденсации хладагента стал возможен, предусмотрено отведение тепла. С этой целью конденсатор устанавливают под радиатором системы охлаждения двигателя. Воздушный поток забирает лишнее тепло от конденсатора либо естественным путем из-за движения машины, либо принудительно – под воздействием вентиляторов.
Испаритель
По конструкции испаритель кондиционера представляет собой радиатор, прибор размещают в салоне под торпедо. Фреон испаряется и поглощает тепло из внутрисалонного воздуха.
Чтобы охлаждение салона автомобиля шло продуктивнее, на испарителе стоит электрический кулер. Когда включается вентилятор, созданный принудительно поток воздуха необходимой интенсивности.
Влага, которая присутствует в атмосфере салона, собирается на поверхности испарителя и через специальные дренажи выводится наружу со стороны днища автомобиля.
Осушитель
Из-за постоянных температурных изменений влага после попадания в систему превращается в ледяные кусочки. Кристаллы способны повредить многие узлы кондиционера – например, компрессор или его шкив.
Инженеры добавили в конструкцию осушитель. Это емкость, наполненная специальным составом, которое улавливает и собирает лишнюю влагу.
Дроссель или ТРВ
С помощью терморегулирующего вентиля (ТРВ) контролируется давление в оборудовании для охлаждения. Кроме того, здесь запускается этап испарения фреона.
ТРВ присутствует не на каждой модели машины. Если в ТС предусмотрен климат-контроль, вероятно, производитель установил дроссель вместе с аккумулятором. Первый прибор работает как регулирующий давление клапан, второй собирает излишки фреона.
Электрооборудование
Электрическое оснащение в системе кондиционирования воздуха предназначено для:
В оборудовании расположены температурные датчики – для охлаждающей жидкости, на испарителе. Также термодатчик обеспечивает автоматическое включение и выключение радиатора. На разных моделях ТС схема подключения и число устройств меняется.
На передней приборной панели располагается управляющая панель, при помощи которой человек легко настраивает режим функционирования автомобильного кондиционера путем нажатия пары кнопок.
Магистрали
Все магистрали разбиты на 2 группы – с высоким и низким давлением.
Когда компрессор нагнетает фреон, его давление достигает существенных значений – 250-270 кПа. А в результате сжатия образуется повышенная температура – до 150 градусов.
Магистрали высокого давления проходят усиленную проверку перед установкой. Они должны стабильно работать – выдерживать воздействие повышенных температур и значительных нагрузок.
Для прокладки магистралей низкого давления достаточно использовать обычные трубки. По ним хладагент протекает уже без нагрузок, его давление примерно равно атмосферному. Высоких температур также нет.
Принцип работы автомобильного кондиционера
Работа автомобильного кондиционера основана на цикличности:
Очевидно, процесс зацикливается и запускается заново.
Работа кондиционера в составе климат-контроля
Автокондиционеры работают как отдельные устройства, либо в качестве компонента климат-контроля. При втором варианте в машине установлен блок управления. Через ЭБУ системы кондиционирования воздуха, обогрева и вентиляции объединены в единую схему.
При работе климат-контроля для поддержания комфортной температуры в салоне авто воздух подогревается вслед за охлаждением. Т. е. микроклимат регулируется за счет попадания части воздуха из испарителя в радиатор печки. Воздух смешивается с основным и приходит в нужное человеку состояние.
Панель управления системой климат-контроля
Независимо от того, действует ли система кондиционирования самостоятельно или входит в климат-контроль, ее конструкция остается неизменной. Она требует одинакового подхода к использованию.
Эксплуатация и обслуживание автомобильного кондиционера
Автомобильным кондиционером надо правильно пользоваться и своевременно ухаживать. Тогда оборудование проработает долго.
Подобные устройства управляются и настраиваются либо вручную через панель, либо в автоматическом режиме, если это климат-контроль.
При мануальном управлении пользователь сам настраивает:
Климат-контроль сам выполняет основные операции без участия человека.
По правилам необходимо проветрить салон автомобиля, прежде чем включать кондиционер. Это нужно, чтобы температуры в салоне и на улице уравновесились. Резкие температурные скачки вредны для здоровья.
Кроме того, холодный воздух в нагретом салоне авто способен спровоцировать образование микротрещин на стеклах. Они не будут видны сразу, но постепенно характеристики остекления ухудшатся.
Не стоит включать кондиционер на полную мощность. Это влечет резкий перепад температуры. Важно воздерживаться от такого шага, если в салоне сидит ребенок – при детях порой лучше не пользоваться кондиционером.
Каждый автокондиционер способен работать в 2 режимах:
Постепенно фильтры засоряются. С увеличением количества пыли и грязи в них ухудшается и качество воздуха в автомобиле. Соответственно, полезно чистить радиатор кондиционера и по мере загрязнения менять фильтры, чтобы в воздухе не появилось лишней грязи, бактерий и неприятного запаха.
Засорившийся радиатор автокондиционера
Пространство под капотом лучше держать в чистоте для продления срока службы как всего автомобиля, так и кондиционера в частности. Рекомендуется уделять конденсатору, в котором по весне накапливаются соли. Это распространенная причина слабой работы оборудования.
При обслуживании подкапотного пространства также стоит осматривать крепления трубок с фреоном. Они не должны болтаться и вибрировать, иначе вещество может протечь.
Поддержание подкапотного пространства в чистоте
Перед приходом лета тщательная подготовка автомобильного кондиционера не нужна. Оправданы некоторые меры предосторожности. Рекомендуется заранее проверить работу оснащения. Если есть подозрения, выполняют указанные выше процедуры. Также для диагностики или заправки кондиционера всегда можно воспользоваться услугами автосервиса.
Распространенные поломки автомобильного кондиционера
При отсутствии должного ухода наиболее частые поломки свойственны конденсатору. Этот теплообменник постоянно подвергается высокому давлению, кроме того в силу расположения рядом с радиатором охлаждения автомобиля он испытывает механические нагрузки. В радиатор летит грязь, пыль, соль и реагенты с дороги. Кроме того, из-за вибрации со временем появляются микротрещины и, как итог, утечка хладагента.
Периодически ломаются механические узлы. Например, подшипники. Признаки – шум кондиционера при включении, во время работы.
Хуже, когда кондиционер шумит при запуске и затихает при отключении. Это говорит о люфте у компрессора.
Автокондиционер – полезное, но сложное оборудование. Соблюдайте перечисленные в статье правила эксплуатации автомобильного кондиционера, чтобы техника годами радовала комфортом в салоне.
Испаритель кондиционера: назначение, устройство и характерные неисправности
Без кондиционера сложно представить себе современный автомобиль. Системы регулирования температуры и влажности воздуха в автомобильном салоне появились достаточно давно, однако за последние пятнадцать-двадцать лет они сильно ушли вперед. Так, например, сегодня транспорт все чаще оснащают двухзонным климат-контролем. Однако как бы подобные системы не менялись с течением времени, они всегда включают в себя несколько ключевых элементов. Одним из них является испаритель. В материале Avto.pro мы попытаемся разобраться с тем, как работает система кондиционирования, какое место в ней занимает испаритель кондиционера, какие неисправности являются для него наиболее характерными, а также ответим на важный вопрос: испаритель какой фирмы стоит брать в качестве замены изношенного оригинала.
Как работает кондиционер в автомобиле
По факту, автомобильный кондиционер является чем-то вроде доработанного холодильника. Разница лишь в том, что холодильник выдувает холодный воздух внутрь себя и эффективно аккумулирует тепло, выбрасывая теплоту наружу. Кондиционер автомобиля делает практически тоже самое, однако охлажденный воздух он направляет в салон транспортного средства. К основным узлам кондиционера относят:
Однако это лишь основные компоненты системы – в действительности деталей в кондиционере намного больше. Сейчас попробуем разобраться. Вот что происходит при включении кондиционера: после нажатия на соответствующую кнопку в работу включается электромагнитная муфта; прижимной диск примагничивается к шкиву; шкив начинает вращаться; в работу включается компрессор; компрессор сжимает газообразный фреон и направляет его в специальный радиатор; фреон, охладившись в радиаторе, продолжает движение по системе; попадает в ресивер-осушитель; проходит через терморегулирующий вентиль; попадает в испаритель ; вентилятор сдувает холод от испарителя в салон. Такая система кажется несколько мудреной если не понимать, для чего здесь вообще нужен хладагент.
Как можно понять из представленной выше информации, суть работы холодильной системы сводится к изменению давления фреона в системе, его циркуляции и дальнейшему охлаждению. По факту, сначала система работает на производство теплоты, а потом на снижение давления хладагента, вследствие чего его температура резко снижается и производится холод. Довольно легко проследить всем известную логику – если где-то убыло, то где-то прибыло. В данном случае система выбрасывает ненужное тепло в атмосферу, производя при этом холод.
Подробнее о назначении испарителей
Конструкция испарителей
Запчасти на Mazda 2
Запчасти на Proton saloon
Пластинчатые теплообменники чаще всего встречаются в мощных системах кондиционирования, тем временем как в более компактный системах испаритель является кожухотрубным. Он представляет собой пучок или спиральную ленту, состоящую из трубок внутри специального кожуха, камеры или патрубков. При выборе материала трубок руководствуются его теплопроводностью. В случае автомобильных испарителей это медь. Кожухотрубные испарители делятся на множество подтипов. Предлагаем ознакомиться со следующим изображением чтобы понять, какие варианты возможны:
Неисправности испарителя кондиционера
Распознать неисправности испарителя зачастую не так уж сложно. Автолюбителям стоит обращать внимание на несколько вещей. Во-первых, на появившийся запах сырости в салоне. Во-вторых, на запотевание стекол внутри салона и на общее повышение влажности воздуха. В-третьих, на то, что что кондиционер перестал охлаждать воздух до низких температур – при максимальной нагрузке он может охладить салонный воздух до 8-12°С. В случае последнего автолюбитель может и не узнать, что испаритель работает ненормально, т.к. кондиционер обычно не включают в режим максимального охлаждения. Причин, по которым испаритель может выйти из строя, много:
Практика успела показать, что испаритель перестает нормально справляться со своими задачами при сильном загрязнении поверхности. Этот вопрос мы еще рассмотрим. Но как быть, если испаритель чист? Здесь есть один верный вариант: обратиться за диагностикой на СТО. Специалисты убедятся в том, что система герметична и работает на охлаждение воздуха до нормальной температуры. Кроме того, они проведут тщательный визуальный осмотр, а также проверят, не засорен ли контур системы кондиционирования воздуха. В случае сильном загрязненности внутренних узлов и трубопроводов система будет очищена и в нее зальют новый хладагент.
Очистка испарителя
К проведению очистных работ нужно хорошо подготовиться. Окна автомобиля должны быть опущены, вентиляция включена, а сам испаритель должен быть сухим. Также автолюбителю понадобится специальная химия, инструменты и средства индивидуальной защиты – очки, перчатки, опционально даже респиратор. Методов чистки довольно много. Обычно их делят на две категории:
Мы советуем начинать именно с химической чистки. Для нее вам понадобятся антибактериальные и антигрибковые средства, а также пенные очистители и шланг. Существует и альтернативная химия для очистных работ. Чаще всего автолюбители берут одно или несколько средств из такого перечня : пена для чистки кондиционеров, Liqui Moly Klima-Anlagen-Reiniger, Лизоформин 3000, CRC Airco Cleaner, Хлогенсидин, Хлорамин Б. Также используют мыльный раствор, хотя специализированная химия подходит лучше. Вот один из вариантов чистки испарителя:
Предварительно испаритель и смежные с ним элементы можно очистить при помощи пылесоса с узкой насадкой, после чего обработать антибактериальным средством. Стоит отметить, что на очистных средствах не стоит экономить – обрабатывайте ими испаритель до тех пор, пока с него не начнет капать. Остатки средств можно снять с поверхности испарителя, но предельно аккуратно – ламели довольно хрупкие и легко деформируются.
Выбор нового испарителя кондиционера
Подобрать новый испаритель не так уж сложно. Во многом благодаря независимым интернет-магазинам у автолюбителей появилась возможность вести поиск нужных запчастей в сети, не выходя из дома и даже не сверяясь с оригинальными каталогами – магазины используют продвинутые кросс-базы и гарантируют, что запчасть подойдет к вашему авто. Но это касается только крупных интернет-магазинов с хорошей репутацией. Вести поиск можно по:
Мы рекомендуем искать испаритель по параметрам автомобиля, так как в большинстве случаев у автолюбителей нет кода искомой запчасти, а поиск по VIN-коду поддерживает все меньшее число интернет-магазинов. Поиск по параметрам авто дает надежный результат, если автолюбитель не ошибся при указании этих параметров и, на всякий случай, проверил коды найденных запчастей в других магазинах или даже тематических порталах. Но как быть, если автолюбитель ищет неоригинальный испаритель? Ему нужно не только уточнить совместимость запчасти со своим авто, но и разбираться в фирмах-производителях. Практика успела показать, что наиболее качественные неоригинальные испарители могут быть найдены под именами таких брендов:
Вывод
Испаритель – важный элемент системы кондиционирования воздуха автомобиля. Вопреки популярному мнению, испаритель нуждается в обслуживании. Его желательно чистить раз в год, а в отдельных случаях и чаще – если водитель часто включает кондиционер. Испарители служат довольно долго, однако и они периодически выходят из строя. Новая запчасть от известных производителей стоит немало, однако ее цена полностью оправдана. Покупая пусть и недешевый, но качественный аналог, автолюбитель избавит себя от проблем с автомобильным кондиционером на долгое время.