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
н
а 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.
В
оздух, 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.
А
ккумулятор 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).
Рисунок 5 - Внешний вид испарителя я
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 кондиционирования я
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 кондиционирования я
Ресивер- 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.
Рисунок 9 - Шланги системы автомобильного кондиционирования
Система кондиционирования в простом виде управляется с панели управления автомобиля: как правило управление режимами работы происходит через управление тросом распределительной заслонки и ручки регулятора вентилятора. Интенсивность подачи воздуха в салон автомобиля, определяется скоростью вращения вентилятора. На автомобилях, не оборудованных системой климат-контроля, электродвигатель вентилятора может вращаться с четырьмя различными скоростями.
Раздача воздуха по салону осуществляется через систему воздуховодов.
Рисунок 10 - Простая панель системы вентиляции, кондиционирования и отопления автомобиля Ford
1 - переключатель режимов работы вентилятора воздухонагнетателя; 2 - выключатель режима рециркуляции; 3 - регулятор температуры поступающего в салон воздуха;; 4 - выключатель кондиционера; 5 - регулятор распределения потоков воздуха.
Здесь разобрана довольно простая система, но принцип действия и схема везде абсолютно одиакова.
Системы климат-контроля устроены несколько сложнее.
Вообще, если говорить о ремонте - то ремонт автокондиционеров всегда сопряжен с трудностями, обусловленным огромной линейкой элементов входящих в него. Например, на автомобилях одного производителя одного и того же года выпуска системы кондиционирования могут отличаться. Например, могут стоять разные компрессоры и прочее.
к тому же, элементы автомобильного кондиционера подвергаются сильному коррозионному износу, особенно в условиях нашей зимы. Плюс механические и вибрационные нагрузки. Поэтому за автомобильным кондиционером нужно следить.))) но это уже совсем другая тема.
Понятно, что показано несколько упрощено, зато на мой взгляд наглядно и доступно.
Все фото взяты из открытых источников в сети интернет.
