Принцип работы автомобильного кондиционера

В последние годы в большинстве регионов страны летний период отличается значительным количеством чрезвычайно жарких дней. На выручку водителям приходят встроенные автомобильные кондиционеры. Их уже монтируют многие автокомпании даже в модели бюджетного класса, поэтому практически каждому автомобилисту желательно знать принцип работы кондиционера автомобиля, чтобы правильно ухаживать и эксплуатировать установку.

Обеспечение благоприятных условий вождения

В любых ситуациях создание комфортных условий положительно сказывается на самочувствии и безопасности. Особенно важно сформировать правильную атмосферу в салоне автомобиля, ведь в отсутствие климатических систем происходит перегрев всех зон организма. В большей степени негативным термическим факторам подвержена верхняя часть тела.

Этот фактор особенно заметен во время дальних поездок. Схематические диаграммы наглядно демонстрируют возможную опасность. Отрицательные последствия жары ослабляют реакцию водителя, мешают концентрации внимания.

Классические установки, использующие исключительно вентиляторы для обдува салона не имеют достаточной эффективности в снижении температуры. Они лишь перегоняют теплый воздух и не выводят избыточную влагу.

Функционирование охладительной системы

В современных установках принцип работы автомобильного кондиционера имеет максимальное сходство с работой обычного бытового холодильника. В основе системы лежит циркуляция хладагента, в роли которого часто выступает фреон. Согласно школьным знаниям по физике вещество при переходе из жидкости в газ вынуждено отбирать энергию (тепло), а во время обратного процесса парообразования энергия (тепло) отдается окружающей среде.

Задача любого хладагента – отбирать избыток тепла из салона машины и удалять за пределы. Пребывая в виде газа, фреон пытается извлечь из воздуха максимум энергии, остужая его.

Составные элементы

Разбирая, как работает кондиционер в автомобиле, необходимо ознакомиться с основными компонентами. Большинство конструкций имеет в своем перечне следующие обязательные элементы:

• мощный компрессор;
• конденсатор;
• обдувающие вентиляторы;
• встроенный испаритель.

Встроенные в автомобильный кондиционер компрессоры могут быть разных типов. Основное отличие между ними заключается в подаче хладагента в систему поршневым способом или роторным. Также аппараты имеют различные конструкции приводов. В большинстве случаев вращение ведущего вала осуществляется за счет работы силовой установки автомобиля. Данная схема зарекомендовала себя как наиболее простая в изготовлении, что удешевляет общую стоимость, так и имеющая высокий КПД в сравнении с остальными типами приводов.

При наличии собственного привода у климатического оборудования повышается цена установки, но появляется автономность системы. Она способна работать даже при выключенном двигателе. Автомобили, оснащенные системами стоп/старт, обладают компрессорами, запускающимися при необходимости как от силовой установки автомобиля, так и от персонального привода во время стоянки.

Устройство кондиционера в автомобиле предполагает два вида схем работы. В первом варианте регулируется поток хладагента. Для этой операции используется терморегулирующий вентилятор и ресивер осушитель. Данная конструкция встречается во многих французских, корейских, японских и итальянских автомобильных марках. Для второго варианта схемы необходимы дроссель и аккумулятор. Этот вид популярен в американских авто, а также применяется в отдельных марках немецких автоконцернов.

Повышение плотности хладагента осуществляется в конденсаторе. Он изготавливается из легкосплавных материалов, имеющих в основе медь или алюминий.

Источником прохлады служит испаритель. Принцип работы его такой же, как у теплообменника. В его алюминиевом или медном корпусе происходит преобразование фреона в газ из жидкого состояния.

За снятие избыточного тепла отвечают вентиляторы. Они направляют поток воздуха через конденсатор прямо в салон транспортного средства.

На выходной части трубопровода монтируется ресивер-осушитель. Он является основной емкостью, в которой присутствует хладагент в жидком виде. Внутри резервуара происходит очищение рабочего вещества от влаги и возможных загрязняющих примесей. В качестве дополнительного информатора он может иметь вмонтированное смотровое окно, через которое контролируется количество фреона.

С помощью терморегулирующего вентиля (расширительного клапана) осуществляется дозированная подача хладагента в испаритель. Он контролирует скорость потока в зависимости от производительности системы.

Применение предохранительных устройств

Как и во всех замкнутых гидравлических системах, в климатической установке применены различные перепускные клапаны, автоматические предохранители и контрольные датчики. Их работа повышает надежность эксплуатации аппаратуры.

При понижении давления до критической отметки в 2 кг/см² проводится отключение компрессора датчиком низкого давления. Возврат работоспособности выполняется после набора 2,3 кг/см³. Такой алгоритм предотвращает заклинивание компрессорной установки.

Во время повышения давления в замкнутой среде до 30…34 кг/см² датчик высокого давления автоматически блокирует работу компрессора. Она возобновляется после понижения значения до 26 кг/см². Как правило, давление растет вследствие засорения проходных каналов, неисправности клапанов или при проблемах теплообмена в конденсаторе.

Корпус компрессора оснащается температурным датчиком со стороны нагнетания. Он перекрывает подачу напряжения на электромагнитную муфту по достижении температуры в 90…100С.

В отдельных моделях кондиционеров компании производители применяют комбинированные конструкции датчиков. В этом случае они совмещают функционал нескольких приборов.

Применения различных типов хладагента

Ранние модели автомобилей с кондиционерами используют фреон маркировки R12. Это более старый тип рабочего вещества. Для перестройки системы под новый фреон R134A понадобится использовать другие элементы системы:

• конденсатор нужен с большей теплоотдачей;
• соединительный гибкий трубопровод за счет проникающей способности R134A обязан иметь синтетический внутренний слой;
• для обновленного ресивера потребуется в качестве наполнителя материал ХН7;
• новый расширительный лапан должен выдерживать большее давление;
• в отличие от старых резьбовых соединений должны быть использованы новые быстросъемные элементы;
• соединительные трубки должны будут иметь не трубную резьбу, а метрическую, чтобы исключить ошибки во время заправки.

Эти два тип хладагента несовместимы между собой. R134A является более чистым в экологическом плане, хотя в итоге его текучесть ниже относительно на 10…15%. В отличие от R12, использующем для смазки масла на минеральной основе, в R114A применяют полиалкиленово-гликолевое смазку (PAG). При смешивании таких масел в системе произойдет неизбежный и скорый выход из строя рабочего компрессора. В подкапотном пространстве даже информационные таблички для R134A и R12 отличаются по цвету, соответственно зеленые и желтые.

Способы управления

Принято разделять системы по способу управления на автоматические и ручные. В первом случае аппаратуру называют «климат-контролем».

Запуск ручного агрегата осуществляется стандартной кнопкой «А/С» с панели приборов. Регулировка подачи воздуха выполняется вращающейся ручкой от минимальных значений к максимальным обозначенным «min» и «max». Направление потока проводится перемещением решеток в нужном направлении.

С помощью этих устройств водитель настраивает комфортную атмосферу внутри салона. На эффективной работе кондиционера отражаются различные внешние и внутренние факторы, включающие температуру воздуха за пределами салона, скорость движения автомобиля, обороты коленвала, мощность компрессорной установки.

Во время ручной настройки водитель вынужден периодически отвлекаться на регулировку параметров. В некоторых случаях это доставляет определенные неудобства автомобилистам.

Современные модели авто оснащаются автоматическим управлением кондиционирования. От водителя требуется лишь выставить на приборе желаемые температурные параметры. Система самостоятельно будет доводить климат до требуемых значений, корректируя интенсивность и распределение потоков холодного воздуха.

Автоматика имеет возможность создавать и поддерживать в салоне авто зоны с разными температурными режимами.

Климат-контроль оснащается большим количеством датчиков и диагностической электроники, чем ручные кондиционеры. В нем вмонтированы различные дополнительные заслонки, клапаны, вентили. Также среди автоматических режимов предусмотрена возможность ручного способа настройки.

Рабочий диапазон температур, который способен обеспечивать климат-контроль, находится обычно в пределах 18…28С.

Данные о текущих настройках системы выводятся на рабочее табло. Во время снижения температуры окружающей среды до +5С осуществляется отключение кондиционера.

Обслуживание климатического оборудования

Обеспечить бесперебойную работу системы помогает правильное и своевременное обслуживание автомобильных кондиционеров. Желательно осуществлять ежесезонную чистку особенно происходит загрязнение весной в период цветения, например, от тополиного пуха.

Проконтролировать возможную утечку фреона удастся с помощью люминесцентных ламп, если в состав рабочего вещества включены спецмаркеры. Наличие достаточного количества хладагента определяется через смотровое окно или во время диагностики на станции обслуживания.

Выявление пузырьков газа свидетельствует о разгерметизации трубопровода. Часто это происходит на соединительных стыках.

Мощность компрессора зависит от натяга приводного ремня. В некоторых марках машин он совмещен с основным приводом автомобиля.

Нельзя долгое время оставлять кондиционер без включения. За счет наличия в составе хладагена небольшого количества масла происходит смазка компрессора и остальных элементов системы. Для правильной дальнейшей эксплуатации нужно включать установку на хотя бы четверть часа раз в месяц. Это обеспечит смазку уплотнениям и сохранит узлы от пересыхания.

Дозапрака фреона выполняется на автомобилях раз в 2…3 года вместе с сервисным обслуживанием.

Желательно подбирать СТО, использующие вакуумные установки. Заправлять автомобиль хладагентом можно и самостоятельно, но обязательно потребуется применить ту марку вещества, которая указана на специальной табличке в подкапотном пространстве. Там же размещается и значение рабочего объема.

Самостоятельная проверка работы кондиционера

Покупая автомобиль на вторичном рынке, необходимо контролировать кроме остальных параметров работу климатического оборудования. Для проверки достаточно взять комнатный термометр. Его показания будут объективными данными в ходе диагностики, в отличие от субъективных ощущений водителя.

Монтируем термометр напротив решетки с водительской стороны. Двигатель заводим и даем проработать 5…10 минут на оборотах 1000-1500 об/мин. После этого можно включить кондиционер на максимальной частоте вращения. Для этого прокручиваем настроечную ручку до упора.

Включаем режим рециркуляции (блокируя приток извне) и в настройках выставляем поток воздуха в направлении, которое обозначено иконкой «лицо». При этом все окна и двери должны быть закрыты.

После стабилизации температуры, которая наступает через несколько минут, фиксируем показания градусов и проводим замер температуры вне салона. Если в полученной информации заметен существенный разбег с теоретическими данными, то система нуждается в ремонте.