Устройство и работа Авто-кондиционера

Артикул: Устройство и работа Авто-кондиционера

Устройство автомобильного кондиционера

В настоящее время в автомобильных системах кондиционирования воздуха используются две основные схемы:

— с фильтром-ресивером и терморегулирующим вентилем (ТРВ):
— с фильтром-осушителем (аккумулятором) и расширительной трубкой:
Систему кондиционирования условно разделяют на всасывающую (сторона низкого давления – НД)
и нагнетающую (сторона высокого давления – ВД) части.
Граница проходит через компрессор и дросселирующий элемент, в данном случае – расширительный клапан.

Автомобильный кондиционер работает следующим образом.
На всасывающей стороне находится испаритель и трубопровод по которому хладагент поступает в компрессор.
На компрессоре располагается датчик давления и сервисный штуцер низкого давления.

При включении электромагнитной муфты компрессора, газообразный хладагент всасывается и сжимается комп-рессором до высокого давления, после чего поступает в конденсатор, где переходит из газообразного состояния
в жидкость, отдавая «скрытое тепло конденсации» воздуху, проходящему через конденсатор. Температрура хла-дагента на входе в конденсатор составляет порядка 80° С, а на выходе из него – порядка 50° С.
Жидкий хладагент поступает в фильтр – ресивер, где происходит его очистка от мелких частиц, возникающих при 
работе пар трения и др. а также удаление влаги, которая могла попасть в систему при зарядке хладагентом или
недостаточно хорошем вакуумировании системы. Жидкий хладагент высокого давления поступает в ТРВ, и далее
в испаритель, где он расширяется (кипит) с падением давления и понижением температуры и переходит в пар
с давлением порядка 2 бар (при температуре испарения около -2° С). При кипении хладагент низкого давления
отнимает тепло от стенок испарителя. Температура стенок испарителя понижается, делая при этом продуваемый
через него воздух салона автомобиля более холодным и сухим. Лишняя влага, содержавшаяся в теплом воздухе, в 
виде конденсата выводится из автомобиля.
В другой системе – с фильтром-осушителем (аккумулятором) и расширительной трубкой, на выходе из испарите-ля установлен фильтр-осушитель, где происходит удаление влаги из хладагента с перегревом хладагента, кото-рый может поступить из испарителя. То есть функцию фильтр-ресивера выполняет фильтр-осушитель (аккумуля-тор). Фильтр-осушитель (аккумулятор) предохраняет компрессор от попадания в него капель жидкого хладагента,
который может вывести его из строя вследствие гидроудара. Компрессор в этой схеме работает циклически,
получая команды на пуск-остановку от блока управления по сигналам с датчиков давления и температуры.

Существуют системы автомобильных кондиционеров с двумя и тремя испарителями. Принципиально при этом
устройство автомобильного кондиционера не меняется. В этом случае увеличивается лишь общая длина трубоп-роводов, появляются новые элементы: тройники на всасывающей и нагнетающей линии, переходники, штуцеры.
Компрессор автомобильного кондиционера
Компрессор является главным элементом системы и служит для сжатия газообразного хладагента низкого дав-ления и обеспечения его циркуляции в системе АС. Имеются более 40 различных видов компрессоров, которые
используются сегодня, но наибольшее распространение получили поршневые и роторно – пластинчатые.
Поршневые компрессоры автомобильного кондиционера могут иметь один и более поршней, объединенных по 
разным схемам: в ряд, соосно друг другу, горизонтально оппозитно (поршни направлены в разные стороны) или
V-образно. Большинство используемых в настоящее время компрессоров автомобильных кондиционеров имеют
несколько поршней, которые приводятся в движение «качающей плитой», которая жестко насажена на вал ком-прессора. При вращении вала, качающаяся плита перемещает поршни в осевом направлении (назад и вперед),
заставляя их сжимать и всасывать хладагент.
Компрессоры автомобильного кондиционера роторного типа состоят из ротора, имеющего несколько подвиж-ных в радиальном направлении пластин и корпуса. Центр вращения ротора смещен по отношению к оси корпуса
и имеет эксцентриситет. При вращении ротора лопасти, расположенные вдоль оси вращения компрессора, об-разуют полости с переменным объемом. Хладагент через впускное отверстие (всасывающий патрубок) попадает
в начальную полость с максимальным объемом. Далее, при вращении ротора, объем этой полости уменьшается,
радиально расположенная пластина смещается к оси вращения ротора и в конце оборота почти полностью уто-пает в нем. Хладагент, сжатый до максимального давления, выходит в выпускное отверстие (нагнетательный пат-рубок). Далее, миновав выпускное отверстие, полость увеличивается в объеме, начинается процесс всасывания
хладагента. И цикл повторяется.
Привод компрессора автомобильного кондиционера осуществляется приводным ремнем от шкива коленчато-го вала автомобиля через шкив электромагнитной муфты. Муфта с электромагнитным управлением включает в 
работу (выключает) сам компрессор и его приводной шкив, когда это необходимо. В старых конструкциях комп-рессоров муфта представляла собой соленоид, объединенный с ведущим шкивом компрессора и вращающийся
вместе с ним. Во всех новых конструкциях компрессоров муфта неподвижна. В большинстве компрессоров ка-тушка электромагнитной муфты расположена за ведущим шкивом компрессора (ближе к неподвижному корпусу)
или сбоку от него, а нажимной диск муфты – перед шкивом. Нажимной диск жестко связан с валом компрессора
и соединен с ним шлицами. При включении системы кондиционирования на катушку электромагнитной муфты
подается питание (12 В или 24 В), возникает магнитное поле, прижимающее нажимной диск к вращающему веду-щему шкиву. Вращающий момент от коленчатого вала двигателя передается на вал компрессора кондиционера.
Владельцу автомобиля следует помнить, что при работе автомобильного кондиционера, компрессор может «от-бирать» от двигателя от 5 до 10% мощности, иногда больше, (в зависимости от размера автомобиля, мощности
двигателя, режима охлаждения, в котором работает кондиционер).
Смазка трущихся частей компрессора осуществляется специальным холодильным (компрессорным) маслом,
которое циркулирует в системе автомобильного кондиционера. Масло и хладагент очень хорошо растворяются
друг в друге. Марка применяемого масла (синтетическое или минеральное) зависит от используемого в системе
хладагента. Для каждого типа компрессора рекомендован свой перечень компрессорных масел.

Электромагнитная муфта — это узел, который устанавливается спереди компрессора и состоит из нескольких час-тей: электромагнитной катушки (для создания электромагнитного поля), шкива, который приводится в движение
ремнем, и прижимной пластины. Прижимная пластина шлицевым соединением напрямую соединена с основным
валом компрессора, в то время как катушка и шкив устанавливаются снаружи на передней крышке компрессо-ра. Когда на катушку подается питание, она создает магнитное поле, которое притягивает прижимную пластину
к шкиву, приводя в движение вал компрессора. В это время прижимная пластина вращается со шкивом. Так как
прижимная пластина соединена с валом компрессора, то на него передается крутящий момент и компрессор на-чинает работать.
Здесь следует отметить, что величина зазора SD между прижимной пластиной и металлическим сердечником
электромагнитной муфты имеет очень большое значение для правильной и долговечной работы этого узла.
Слишком плотное прилегание, практически без зазора, может привести к касанию металлических частей, истира-нию, нагреву и подгоранию места контакта прижимной пластины и металлического сердечника. И, как следствие,
выходу из строя электромагнитной муфты. Слишком большой зазор приводит к слишком большому проскальзы-ванию прижимной пластины относительно сердечника электромагнитной муфты, плохому отбору мощности и не
эффективной работе кондиционера.
— Шкивы могут различаться по своему диаметру, количеству и типу ручьев. Наиболее распространенные:
— тип A (1 или 2 ручья)
— тип AZ (ручьи разной ширины)
— тип POLY V (от 4 до 10 ручьев)

Электромагнитная катушка
Может быть на напряжение питания 12 В или 24 В (в зависимости от напряжения автомобильной сети).
Прижимная пластина
В некоторых моделях компрессора передняя часть муфты закрыта металлической или пластмассовой крышкой,
чтобы избежать загрязнения рабочей поверхности прижимной пластины.
Испаритель
Представляет собой теплообменник, сделанный из алюминия или меди. Располагается, как правило, под лицевой
панелью салона автомобиля, также существуют подвесные варианты испарителей. Испаритель должен обладать
максимальной теплопередающей поверхностью при минимальных размерах. Через оребренные трубки испари-теля, вентилятор прогоняет теплый забортный воздух или воздух из салона автомобиля (режим рециркуляции).
В испаритель жидкий хладагент поступает после ТРВ или расширительной трубки, (дросселируя с понижением
давления). Попав в испаритель, хладагент низкого давления вскипает и испаряется, отнимая при этом тепло от 
стенок испарителя, через который продувается вентилятором теплый воздух салона автомобиля. В системах с ТРВ
(расширительным вентилем) весь объем жидкого хладагента, поступившего в испаритель, превращается в пар. В 
системах с расширительной трубкой жидкий хладагент, после прохода через нее, не полностью переходит в пар,
частично остается в нем, поступая дальше в фильтр-ресивер. И лишь после него сухой пар всасывается в комп-рессор.
При прохождении через испаритель салонный воздух охлаждается и станови

ться суше. При этом влага конден-сируется, стекает вниз и через дренажную трубку удаляется за пределы автомобиля. Воздух в салоне автомобиля
становится сухим, а условия более комфортными.
Конденсатор
Конденсатор автомобильного кондиционера представляет собой алюминиевый или медный теплообменник, в 
котором газообразный хладагент с высокой температурой и давлением после компрессора превращается в жид-кость, отдавая тепло, отнятое из воздуха салона автомобиля в атмосферу (окружающий автомобиль воздух).
Пары хладагента при прохождении через трубки конденсатора превращаются в жидкость, с выделением боль-шого количества теплоты, называемой скрытой теплотой парообразования. В верхних двух третях конденсатора
протекает пар, а в нижней трети жидкость.
В автомобильных кондиционерах применяется несколько конструкций конденсаторов. Но наиболее часто встре-чаются конденсаторы двух типов – ленточные или серпантинные и многопроточные (MFC- multi flow condensor).
Конденсатор, как правило, устанавливается перед радиатором охлаждения двигателя автомобиля.
Фильтр-ресивер
Фильтр-ресивер — это элемент системы, который обеспечивает очистку, удаление влаги и накопление хладагента.
Кроме того, служит промежуточным резервуаром для сбора и кратковременного хранения хладагента, поступив-шего из конденсатора. Устанавливается на линии высокого давления, между выпускным патрубком конденсатора
и впускным патрубком ТРВ (Термо расширительного вентиля). Применяется в системах кондиционирования воз-духа с ТРВ.

Аккумулятор (Фильтр-осушитель)
В системах кондиционирования воздуха с расширительной трубкой используется аккумулятор, который распо-лагается между испарителем и компрессором. Служит для доиспарения хладагента и защиты компрессора от 
попадания в него жидких капель хладагента (для предотвращения гидроудара). Кроме того аккумулятор, как и
фильтр – ресивер выполняет функции осушения и фильтрации хладагента. На корпусе аккумулятора могут уста-навливаться датчики низкого давления (Схема 2).
Зарубежные производители рекомендуют производить замену фильтра-ресивера и аккумулятора не реже чем 
через 70 000 миль пробега или 5-6 лет эксплуатации автомобильного кондиционера. Отечественные производи-тели, учитывая условия эксплуатации и обслуживания автомобилей в нашей стране – не реже 1 раза в 18 месяцев
или через каждые 20 000 км пробега.
Терморегулирующий вентиль (ТРВ)
Расширительный вентиль — это устройство для автоматического регулирования количества хладагента, поступаю-щего в испаритель.
Расширительный вентиль является дросселем переменного сечения. Величина дросселирующего отверстия регу-лируется автоматически (в зависимости от нагрузки на испаритель) с помощью термобаллона, который является
составной частью ТРВ. Расширительный вентиль устанавливается после фильтра-осушителя на впускном патруб-ке испарителя.
Расширительный вентиль регулирует количество хладагента, поступающего в испаритель, обеспечивая его ба-ланс на входе и с тем, что может полностью превратиться в сухой пар при прохождении через испаритель. Про-ходя через калиброванное отверстие ТРВ, давление жидкого хладагента понижается, начинается интенсивный
процесс его испарения с поглощением тепла от стенок испарителя.