принцип работы кондиционера тойота
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 04.10.2024
Правильная работа кондиционера Toyota
Пять основных принципов, на которых основана работа кондиционера: Охлаждение - это удаление тепла. Назначение кондиционера: удалять тепло из салона автомобиля быстрее, чем оно поступает в салон извне (прямые солнечные лучи, теплый ветер, жар от нагретого солнцем асфальта) и образуется внутри.
Тепло всегда перетекает от горячего к холодному и никогда обратно. Поскольку стопроцентной изоляции не бывает, тепло в принципе не может быть сохранено. Возможно лишь изменение скорости его оттока, на что влияет качество изоляции. Теплообмен происходит до тех пор, пока сохраняется разность температур.
Жидкости поглощают тепло при переходе в газообразное состояние (образование пара, в частности, при кипении).
Пар при конденсации и переходе в жидкое состояние отдает тепло, причем количество выделяемого тепла в точности равно тому, которое было затрачено на испарение жидкости.
Температура, при которой происходит кипение жидкости, зависит от давления. При снижении давления жидкость кипит при меньшей температуре, повышение давления приводит к смещению точки кипения вверх по шкале термометра.
Стандартная система кондиционирования состоит из нескольких рабочих узлов (испаритель, компрессор, конденсатор, ресивер-осушитель, расширительный клапан), соединенных между собой герметичной системой трубок. Система заполнена хладагентом, который переходит из жидкой формы в газообразную и обратно, перенося тепло из салона.
Самой важной деталью, от которой зависит эффективность работы кондиционера, является расширительный клапан иначе называемый терморегулирующим клапаном (ТРК). Он установлен на испарителе, размещенном в салоне автомобиля. Хладагент в виде жидкости под высоким давлением поступает через ТРК в испаритель, где разбрызгивается в виде газо-капельной смеси (тумана). ТРК может быть игольчатым или типа диафрагмы. Внутри игольчатого клапана есть маленькое отверстие, а расположенная в отверстии иголка способна больше или меньше перекрывать его, изменяя, таким образом, эффективное сечение. Игла приводится в действие от термодатчика, расположенного внутри испарителя.
Функция ТРК - резко понизить давление хладагента без изменения его состояния: на входе и внутри клапана - жидкость высокого давления, на выходе - жидкость низкого давления. Такой перепад давления в дальнейшем, в испарителе, заставит хладагент кипеть (он бы уже давно кипел, да точка кипения до этого была "повышена" высоким давлением; см. принцип №5 в начале статьи), т.е. превращаться в пар, а значит, поглощать тепло (принцип №3). Чем меньше отверстие, тем холоднее становится хладагент, то есть температуру в испарителе можно регулировать, вводя или выводя иглу из отверстия. Температура поверхности испарителя должна быть близка к точке замерзания воды, но не ниже ее, иначе на испарителе будет образовываться лед, что затруднит движение воздуха и передачу тепла хладагенту. Если ТРК выдает слишком много хладагента, происходит затопление испарителя и выкипание жидкости затрудняется, что снижает эффективность отбора тепла. Кроме того, невыкипевший жидкий хладагент, пройдя "без толку" через испаритель, попадает в следующий агрегат - компрессор и может вывести его из строя. Другая крайность: если на выходе ТРК хладагента слишком мало, то испаритель работает в режиме "истощения" и тоже не обеспечивает охлаждения, поскольку хладагент выкипает, не успевая дойти до испарителя.
Как уже говорилось, вместо игольчатого клапана иногда устанавливается диафрагма. В ней нет движущихся частей, поэтому расход хладагента в испаритель не регулируется, но подача его контролируется при помощи термореле или реле давления. На выходе из ТРК при низком давлении хладагент представляет собой жидкость. Дальше, сразу после входа в испаритель, начинается кипение, и по мере продвижения по трубкам испарителя хладагент превращается в пар. Процесс идет с поглощением тепла, ребра испарителя охлаждаются, холод "снимается" с ребер и вентиляторами гонится в салон. Воздух, пройдя через теплообменник, возвращается в салон более холодным и сухим, так как содержащаяся в нем влага конденсируется на внешней поверхности теплообменника и сливается вне салона.
Накопленное хладагентом тепло необходимо отдать в атмосферу, для чего хладагент, забравший тепло в испарителе, в виде пара с помощью компрессора (устройства, разделяющего части системы с низким и высоким давлением) сжимается и перекачивается в трубопровод, ведущий к конденсатору (это еще один теплообменник, расположенный обычно в передней части автомобиля).
Компрессор приводится в действие от автомобильного двигателя обычно посредством ременной передачи. Крутящий момент передается через электромагнитную муфту сцепления, которая включает-выключает привод компрессора по команде термостата - этим поддерживается нужный режим работы кондиционера, в частности строго определенный период размораживания испарителя.
Внутри компрессора давление хладагента повышается, и он поступает в конденсатор, но уже в виде перегретого пара под высоким давлением. В конденсаторе газ превращается снова в жидкость, при этом содержащееся в ней тепло рассеивается с поверхности конденсатора в атмосферу. Из конденсатора хладагент - уже в виде жидкости под давлением - снова подается на ТРК, и цикл повторяется.
Дополнительные примочки
На практике в описанную базовую схему входят еще кое-какие узлы, в частности, "ресивер-осушитель", который часто (но не всегда) монтируется между конденсатором и ТРК. Ёто устройство (его иногда называют "аккумулятором") фильтрует, обезвоживает и накапливает жидкий хладагент. Иногда осушитель снабжается цветовым индикатором, который показывает, когда его пора заменить (это, значит, что он набрал максимум влаги) и смотровым окном, для наблюдения за состоянием хладагента (наличие ненужных пузырьков и т.д.).
Зачем копить хладагент? Во-первых, для стабилизации его потока. Компрессор, работая поршнями, выдает хладагент порциями, а следующим за ресивером агрегатам - терморегулирующему клапану и испарителю - нужно ровное течение жидкости - они очень чувствительны к колебаниям. Жидкость входит в ресивер толчками, эти толчки гасятся в большом объеме, и на выходе получается ровный поток без всплесков давления. Во-вторых, использование ресивера избавляет от необходимости точно отмерять количество хладагента, закачиваемого в систему. Не будь ресивера, пришлось бы считать миллиграммы. А так - сто грамм туда, сто грамм сюда от рекомендованной загрузки - не имеет значения. Хладагент в кондиционер обычно "кладут с избытком" для того, чтобы компенсировать потери от почти неизбежных мельчайших утечек - система должна быть абсолютно герметичной, но наличие большого количества соединений тому не способствует.
В систему кондиционирования входят также нагнетатель, прогоняющий воздух через испаритель, и вентилятор с термостатом, повышающий эффективность работы конденсатора. Обычно в систему входит также датчик давления с выключателем. Он расположен рядом с ресивером-осушителем и управляет работой компрессора и вентилятора конденсатора, а также поддерживает оптимальное давление в системе (разное для разных систем).
В большинстве систем над испарителем крепится еще и нагревательный элемент (радиатор обычной автомобильной печки). Поток воздуха с помощью "смесительной заслонки" распределяется между испарителем и нагревателем так, чтобы придать ему желаемую температуру.
Чем заправлять кондиционер Тойота?
Лучшим хладагентом для парокомпрессорной холодильной машины является аммиак. По совокупности теплотехнических параметров ему нет равных. Однако в автомобильных кондиционерах (как и в домашних холодильниках) он не применяется - запрещено (потому что аммиаку нет равных и по совокупности других "достоинств" - он чрезвычайно ядовит и взрывоопасен). Сейчас аммиак как хладагент еще кое-где применяют в стационарных промышленных холодильниках (например, на мясокомбинатах), но все идет к тому, чтобы отказаться от него совсем.
Вещество, близкое аммиаку по свойствам и вместе с тем относительно безопасное, было синтезировано в начале XX века из четыреххлористого углерода путем отщепления от его молекулы двух атомов хлора и введения на их место двух атомов фтора. Научное название - дихлордифторметан. Ётот класс хладагентов был запатентован компанией Du Pont под торговой маркой Freon. Естественно, другие фирмы, производящие аналогичные хладагенты, не имеют права пользоваться этим названием без разрешения держателя патента.
До недавнего времени в автомобильных кондиционерах применялся хладагент R12. Потом было установлено, что содержащиеся в нем хлорфторуглероды губительно воздействуют на озоновый слой, поэтому сейчас выпускать R12 в атмосферу запрещено. К тому же, под воздействием открытого пламени R12 выделяет смертельный газ фосген. Пока еще разрешено заполнять им кондиционеры прежних выпусков, как разрешается и эксплуатация этих кондиционеров.
В современных системах используется более "экологичный" хладагент - R134А. По своим характеристикам он несколько уступает R12, поэтому при его использовании эффективность работы кондиционера cнизилась почти на 15%. Чтобы компенсировать потерю, он стал отбирать больше мощности у двигателя. Массово хладагент R134а начали использовать в автомобильных кондиционерах с 1992 года. Системы, рассчитанные на R134А, устроены так, чтобы при обслуживании и ремонте не было утечек. Для этого в нужных местах установлены специальныя клапаны и другие приспособления.
В дополнение к хладагенту в качестве рабочей жидкости в кондиционерах используется и специальное масло - высокочистое, не пенящееся, не содержащее парафины и серу, с минимальным содержанием влаги. Выполняет оно две функции: смазывает детали и является носителем хладагента. Его стоимость значительно выше обычных моторных или трансмиссионных масел, что наталкивает некоторых специалистов-самоучек на мысль использовать вместо специального масла моторное. Результат такой экономии - смертный приговор для любого кондиционера.
Как и моторные, масло для кондиционеров бывает синтетическим и минеральным. Применение того или иного масла зависит от типа хладагента - с R12 используется только минеральное масло, а с R134а - только синтетическое. Обусловлено это способностью хладагентов растворяться в масле. Так, R12 хорошо растворяется только в минеральном масле, а R134а - только в синтетическом. Если этим требованием пренебречь, хладагент "выгонит" все масло из системы и компрессор вместе с другими механизмами останется без смазки, что полностью выведет кондиционер из строя.
Еще одной немаловажной особенностью масла для кондиционеров является его высокая гигроскопичность, характеризующая способность вбирать в себя влагу. Ётот момент следует учитывать при покупке масла - его нужно брать ровно столько, сколько указал мастер, иначе остаток впитает влагу и станет непригодным для дальнейшего использования. R134А можно не стоит закачивать в старый кондиционер. Он просачивается через шланги и разъедает прокладки, сделанные из чистой резины. Для этого вещества необходимы специальные шланги с внутренней нейлоновой сплеткой. В то же время в старых системах применяются так называемые "заершенные" соединительные штуцеры, которые способны прорвать эту оплетку. Одним словом, на данный момент выгоднее пользоваться старым хладагентом.
Вообще-то, существуют так называемые "заместительные" хладагенты, предназначенные для замены R12 и не требующие дорогой переделки системы на R134А, но, как говорят специалисты, их нельзя и на пушечный выстрел подпускать к кондиционеру. Некоторые из этих веществ содержат бутан, который может воспламениться внутри системы, кроме того, он погубит тестовое оборудование.
Чтобы все работало
Для того, чтобы система кондиционирования хорошо работала, нужно уметь с ней обращаться. Например, многие не понимают, что кондиционер только тогда будет работать эффективно, когда в машине закрыты все окна, а также люк (если есть). Чтобы быстрее охладить салон в очень жаркий день, нужно на минуту-другую открыть все двери, чтобы машину продуло, затем все закрыть и включить кондиционер (при работающем двигателе).
Осушающее воздействие кондиционера снижает запотевание ветрового и боковых стекол салона, поэтому иногда кондиционер полезно включать одновременно с печкой. Правда, многие климатические системы не предусматривают одновременной работы кондиционера и печки.
В системе кондиционирования есть масло, которое циркулирует вместе с хладагентом. Если система долго бездействует, некоторые ее детали, в частности неопреновые прокладки, пересыхают и разрушаются, давая течь. Поэтому желательно раз в неделю включать кондиционер не меньше, чем на десять минут, в том числе и зимой, чтобы масло смазало все узлы системы.
Что можно починить
Кондиционеры не подлежат "домашнему" любительскому ремонту. Ётот номер не пройдет. Хладагент - вещество капризное, для его полной откачки и закачки нового требуется профессиональное оборудование, а чтобы обеспечить полную герметичность, нужны специальные высокочувствительные приборы для выявления утечек.
Если кондиционер сломался, значит, как минимум, какие-то детали нужно заменить, в том числе специальные трубки и фитинги, но существует множество их типоразмеров. А для крепления трубок к фитингам применяются специальные обжимные приспособления.
Так что, если у вас возникли проблемы с кондиционером, полагайтесь только на специалистов. Обращайтесь в фирмы, которые производят сложный ремонт, а не только закачивают улетучившийся хладагент. Если хладагент "ушел" из системы, то вначале нужно найти причину, иначе новый хладагент улетучится точно так же!
Аналогично, если у вас заклинило компрессор, то просто заменить его недостаточно - через несколько месяцев его снова заклинит. Нужно вначале удалить из системы стружку и другой мусор, а затем промыть ее специальным растворителем или азотом. Придется также заменить ресивер-осушитель (в нем осталась стружка) и закачать свежий хладагент.
Чаще всего получает повреждение конденсатор. Он расположен перед автомобильным радиатором и защищен только радиаторной решеткой. Второй проблемой является отказ игольчатого вентиля (он забивается грязью). Прочищая вентиль, необходимо удалить из него грязь, а не проталкивать ее внутрь!
Возникают и другие проблемы - например, шумит компрессор. Обычно это говорит о его близком конце. Легко проверить состояние приводного ремня. В некоторых машинах компрессор приводится отдельным ремнем. Ёто удачный вариант. Однако, современные автомобили часто оборудованы длинным "многофункциональным" ремнем, который приводит в движение сразу несколько устройств, часто, в том числе, и водяной насос. Так что, если подшипник ведущего шкива компрессора кондиционера вдруг заклинит, вы никуда не уедете, пока не найдете ремень меньшего размера, чтобы "обойти" компрессор!
Другие аспекты
Если все-таки произошла утечка хладагента через резиновые шланги, то их замена довольно проблематична, так как трудно надежно загерметизировать новые шланги на старых алюминиевых фитингах. Имейте в виду, что кондиционер может не включиться, если окружающая температура ниже заданной, или если давление в системе намного ниже (утечка хладагента) или выше оптимального.
К нарушениям в работе кондиционера приводят также избыток масла, избыток хладагента, попадание в систему воздуха или влаги, сильное загрязнение ребер конденсатора или испарителя, неисправность системы охлаждения автомобиля (перегрев), а также проскальзывание муфты компрессора.
Диагностика кондиционера тойота
Единственное требование по эксплуатации - регулярно поглядывать в смотровое окно ресивера-осушителя. Там все видно: есть ли повод для беспокойства или нет.
Чистое смотровое стекло и сплошной прозрачный поток хладагента свидетельствуют о том, что кондиционер правильно заряжен и отрегулирован.
Изредка проскакивающие пузырьки указывают на то, что система немного недогружена хладагентом либо ресивер-осушитель насыщен влагой и выпускает ее в магистраль.
Большое количество пузырьков и уж тем более вспенивание жидкости - хладагента очень мало.
Масляные потеки на смотровом стекле - хладагента нет вообще. Мутное, совершенно грязное изнутри смотровое стекло - ресивер-осушитель разрушен и осушающее вещество циркулирует в системе вместе с хладагентом.
Если картина, наблюдаемая в смотровом окне, соответствует пункту 1 - поздравляем, тратиться не придется долго. Пункту 2 - не беспокойтесь, пользование кондиционером допустимо, но все-таки советуем в несрочном порядке заехать на сервис. Предупредить болезнь дешевле, чем лечить.
Ну а уж если индикация соответствует пунктам 3, 4 и 5. Бегом к доктору. И чем скорее, тем лучше.
Тойота Королла Аурис Особенности устройства системы кондиционирования Toyota Corolla Auris
Рис. 12.2. Принципиальная схема движения хладагента в системе кондиционирования воздуха: 1 – комбинированный датчик давления; 2 – участок трубопровода высокого давления; 3 – ресивер-осушитель; 4 – сервисный клапан линии высокого давления; 5 – конденсор (радиатор кондиционера); 6 – вентилятор конденсора и радиатора системы охлаждения; 7 – компрессор кондиционера; 8 – участок трубопровода низкого давления; 9 – сервисный клапан линии низкого давления; 10 – вентилятор отопителя; 11 – испаритель; 12 – терморегулирующий клапан
На автомобилях Toyota Corolla установлена система кондиционирования компрессорного типа. Узлы отопителя и теплообменник испарителя кондиционера скомпонованы в одном блоке. Органы управления системой кондиционирования воздуха расположены на панели, общей с органами управления отопителем.
Принципиальная схема движения хладагента в системе кондиционирования воздуха приведена на рис. 12.2.
Компрессор установлен на блоке цилиндров двигателя и приводится во вращение поликлиновым ремнем.
Компрессор обеспечивает циркуляцию хладагента в системе. Вал компрессора установлен в передней крышке корпуса на подшипниках и уплотнен со стороны шкива привода сальником.
Шкив привода компрессора установлен на двухрядном шариковом подшипнике и при работающем двигателе постоянно вращается.
Конденсор (радиатор кондиционера) многопоточного типа расположен перед радиатором системы охлаждения двигателя. Он крепится с помощью четырех резиновых держателей к радиатору системы охлаждения. Соты конденсора изготовлены из плоских тонкостенных алюминиевых трубок с внутренними продольными перегородками для жесткости и наружным оребрением для улучшения теплообмена. Бачки алюминиевые, с фланцами для подсоединения трубопроводов. По высоте бачки разделены на секции, поэтому, проходя через конденсор, поток хладагента несколько раз меняет направление. В конденсоре происходит конденсация паров сжатого компрессором хладагента и отвод выделяющегося при этом тепла в окружающий воздух.
При включении кондиционера блок управления двигателем включает цепь питания электрического вентилятора радиатора охлаждения двигателя, что улучшает теплообмен в конденсоре и снижает давление в системе кондиционера.
ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ.
Не реже одного раза в год, лучше перед началом летней эксплуатации, промывайте оребрение А сот конденсора от налипшей грязи, пыли и противогололедных реагентов Б. Это улучшит теплообмен, снизит давление в системе и увеличит срок службы элементов системы.
Не применяйте для мойки конденсора моющие установки со струей воды под высоким давлением. Это может привести к повреждению В тонкостенных пластин оребрения.
Даже при регулярной мойке необходимость замены конденсора возникает гораздо чаще, чем хотелось бы. Дело в том, что он первым принимает на себя поток противогололедных реагентов, грязи и камешков с дороги. А стенки трубок у него тоненькие… В большинстве случаев конденсор повреждается коррозией на третий-четвертый год эксплуатации.
Если в результате коррозии нарушится герметичность конденсора, то ремонтировать его себе дороже. Даже если мастеру аргоновой сварки удастся залатать дыру, то вскоре возможно появление течи в другом месте.
Кстати, давление в системе в жаркие дни может доходить до 25–28 бар.
Кроме того, следует учитывать сложную структуру трубки конденсора: вдоль она разделена перегородками на каналы, поэтому велика вероятность, что после сварки часть каналов будет перекрыта. Соответственно упадет рассеиваемая мощность и ухудшится работа кондиционера, особенно в пробках и в жаркую погоду.
После каждого эксперимента с латанием конденсора нужно будет оплатить снятие-установку, сварку конденсора и заправку системы хладагентом. Так что лучше сразу установить новый конденсор. Вместо дорогого оригинального вполне можно купить более дешевый конденсор от авторизованных производителей запасных частей.
Испаритель расположен в блоке системы отопления и кондиционирования салона, под панелью приборов. Испаритель изготовлен из алюминиевых трубок с наружным оребрением для улучшения теплообмена. Проходя по трубкам испарителя, кипящий хладагент активно поглощает тепло из воздуха, обдувающего наружную оребренную поверхность трубок. Воздух охлаждается и вентилятором подается в салон автомобиля.
При охлаждении проходящего через испаритель воздуха содержащиеся в нем водяные пары конденсируются. Конденсат через дренажную трубку, расположенную на нижней части моторного щита, сливается под днище автомобиля. При высокой влажности окружающего воздуха под автомобилем может образоваться лужа воды, что является косвенным признаком исправности системы кондиционирования.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ.
В процессе эксплуатации автомобиля на влажной от конденсата наружной поверхности испарителя оседают частицы дорожной пыли и грязи.
Этот слой становится прекрасной средой для жизни и бурного размножения гнилостных бактерий и грибковых культур. Со временем в автомобиле появляется неприятный запах.
Особенно сильно он ощущается в момент выключения кондиционера и во влажную погоду.
Для того чтобы максимально снизить риск возникновения этой проблемы, при покупке нового автомобиля необходимо провести профилактическую обработку испарителя специальными химическими препаратами, регулярно заменять салонный фильтр и прочищать дренажную трубку. Если, несмотря на принятые меры, запах все же появился, обратитесь в специализированный сервис по ремонту автомобильных кондиционеров для дезинфекции или промывки испарителя.
При очень сильном загрязнении испаритель придется заменить.
Терморегулирующий клапан блочного типа расположен в средней части шита моторного отсека и соединен с испарителем. Пройдя через дросселирующее отверстие в корпусе клапана, жидкий хладагент резко снижает свое давление и начинает кипеть. В корпусе клапана установлен регулирующий элемент, изменяющий проходное сечение дросселирующего отверстия в зависимости от давления и температуры хладагента. Регулирующий элемент настраивается на заводе-изготовителе и в процессе эксплуатации регулировке не подлежит.
Ресивер-осушитель установлен на конденсоре с левой стороны и составляет с ним неразборный блок. Внутри корпуса находится сменный фильтрующий элемент (картридж), заполненный гранулами осушителя (силикагеля). В нижней части корпуса расположено отверстие для замены фильтрующего элемента.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ.
В случае ремонта или замены элементов системы кондиционирования, если она находилась в открытом состоянии (были сняты какие-либо узлы, разрушены трубопроводы и т.п.), фильтрующий элемент (картридж) подлежит замене. Иначе после заправки системы хладагент не будет осушаться и внутри системы могут образоваться кислоты, которые разрушат изнутри детали кондиционера.
Трубопроводы соединяют все элементы системы кондиционирования в единый герметичный контур. Трубопроводы и фланцы их крепления изготовлены из алюминиевых сплавов и закреплены на кузове резиновыми держателями.
Оберегайте металлические участки трубопроводов от вмятин и перегибов. Любое сужение проходного сечения трубопровода приводит к снижению производительности системы.
Для соединения взаимоподвижных элементов системы трубопроводы на некоторых участках снабжены гибкими вставками из синтетических материалов.
В местах соединений отдельных элементов системы установлены уплотнительные кольца круглого сечения из неопрена. При разъединении участков трубопроводов во время ремонта системы уплотнительные кольца подлежат обязательной замене.
Сервисные клапаны, расположенные на трубопроводах, служат для подсоединения диагностического и заправочного оборудования.
Для предохранения от попадания грязи клапаны закрыты резьбовыми колпачками с символами «L» и «H» соответственно для клапанов трубопроводов низкого и высокого давления.
ПРИМЕЧАНИЕ.
Так расположены на трубопроводах сервисные клапаны линий низкого А и высокого Б давления.
В клапанах установлены золотники, по конструкции сходные с золотниками шин колес, но отличающиеся от них размерами.
Для выворачивания и вворачивания золотников используется специальный ключ.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ.
Проверять наличие хладагента в системе путем нажатия на золотники сервисных клапанов запрещено, так как после такой проверки золотник клапана может полностью не закрыться и произойдет утечка хладагента из системы
Датчик давления установлен в моторном отсеке, в одном блоке с клапаном трубопровода высокого давления. По сигналам датчика электронный блок управления двигателем отключает компрессор кондиционера при разгерметизации системы или аварийном повышении давления в ней с целью защиты компрессора от перегрузок.
Датчик температуры испарителя установлен в блоке системы отопления и кондиционирования салона, под панелью приборов. Датчик определяет температуру воздуха непосредственно на выходе из испарителя посредством изменения внутреннего сопротивления, которое считывается блоком управления системой кондиционирования.
Хладагент. Система заправлена хладагентом HFC134a (R134a). Полный объем заправки составляет (440±30) г.
В хладагент добавлено специальное масло ND-OIL 8 для смазки компрессора. Категорически запрещено использовать в системе хладагенты и масла других типов.
ПРИМЕЧАНИЯ.
В процессе эксплуатации автомобильного кондиционера периодически возникают ситуации, когда требуется обслуживание системы кондиционирования или её ремонт.
Для этого используется современное диагностическое и ремонтное оборудование. Самая распространенная ситуация – это разгерметизация системы и выход из нее хладагента.
Для обнаружения мест утечки используются высокочувствительные галогеновые течеискатели со звуковой индикацией.
В некоторых сложных случаях применяется метод т.н. ультрафиолетовой диагностики герметичности системы автокондиционера.
Метод состоит в том, что в систему в микродозах вводится специальный краситель.
В местах микротечей краситель вместе с хладагентом постепенно выходит на наружную поверхность элементов системы.
Во время осмотра системы краситель под действием ультрафиолетовых лучей специального светильника начинает светиться (флюоресцировать)…
…и места утечки хладагента становятся видны.
Следует отметить, что краситель не оказывает никакого отрицательного воздействия на систему. Он может находиться в хладагенте и циркулировать по системе сколь угодно долго и сослужит свою службу только в том случае, когда возникнет утечка.
– прецизионные манометрические блоки со специальными соединительными наконечниками;
– двухступенчатый вакуумный насос для полного удаления воздуха и водяных паров из системы;
– высокоточные (цена деления не более 5 г) весы для дозирования заправляемого хладагента.
В связи со специфическими особенностями ремонта системы кондиционирования в данном разделе описаны только работы по снятию и установке отдельных элементов и блока управления системой. Работы, связанные с заправкой системы хладагентом, следует проводить в специализированных сервисных центрах.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ.
Система кондиционирования заправлена хладагентом под высоким давлением. Попадание жидкого хладагента на кожные покровы человека вызывает сильное обморожение, поэтому все работы, связанные с обслуживанием, ремонтом или демонтажем элементов системы кондиционирования, проводите по возможности в специализированных сервисных центрах, располагающих профессиональным технологическим оборудованием. При проведении работ своими силами примите меры предосторожности.
dron983 › Блог › Принцип работы автомобильного кондиционера.
Если честно то сначала не знал куда записать… Немного подумав решил опубликовать сюда.
Лето приходит становится жарко и каждый водитель должен знать как устроен и принцип работы автомобильного кондиционера.
Сегодня многие имеют в своих автомобилях кондиционеры. Но мало кто задумывался, как они работают. Для автолюбителей это всего лишь кнопка на приборной панели, которая в жаркий день дарит прохладу и свежесть. Давайте посмотрим устройство и принцип работы автомобильного кондиционера.
История
Самые первые климатические системы для автомобилей появились еще до Второй мировой войны. Стоила эта опция, как треть машины. В нашей стране, а точнее в отечественном автопроме, климатические системы стали устанавливать на «АвтоВАЗе» намного позже.
В 1933 году в Соединенных Штатах эти устройства считались неотъемлемой частью жилых помещений. В 1936 году инженеры занялись разработкой систем охлаждения воздуха для различных транспортных средств. Первые климатические установки появились в автопоездах для пассажиров. Принцип работы кондиционера автомобильного был такой же, как и в холодильниках. Он не изменился и сегодня.
Самый первый автомобиль, который комплектовался такой комфортной новинкой – Packard. Но монтаж обходился достаточно дорого – за 700 долларов можно было смело приобрести новую машину. Установка обходилась в 274 доллара – это одна треть стоимости. Среди неудобств этой первой модели выделялся большой объем системы. Установка занимала половину свободного места в багажнике, а автоматического управления еще не было. Эти приборы не получили хорошего отзыва и популярности. Их выпуск прекратился. В 1941 году к этой теме снова вернулись – это был американский Cadillac.
Началась война и все разработки пришлось прекратить. Возобновить работу удалось лишь после войны. В 1954 году инженеры совершили революцию в производстве этих климатических систем для авто. Так, на моделях марки Nach-Kelvinator стали монтировать настоящий климат-контроль, состоящий из вентиляции и отопления. Также система включала в себя кондиционер и отопитель. Этот климат отличался значительно меньшими размерами и помещался под капотом. Эти устройства стали более популярны, и спрос на них постоянно рос. Принцип работы кондиционера автомобильного с тех пор не менялся.
В начале 90-х годов в Штатах практически все авто, сходившие с конвейера, оснащались системами охлаждения воздуха. В нашей стране такие опции ставились лишь на авто членов правительства. Первый отечественный кондиционер устанавливался на отечественный ЗИЛ-111. В 60-х годах некоторые примитивные модели устанавливали на грузовики. И лишь в 1976 году по указу правительства этими системами стали комплектовать комбайны, грузовики, самосвалы.
Компрессор кондиционера автомобиля: принцип работы
Итак, это основной узел системы. Он необходим, чтобы сжимать хладагент, находящийся в газообразном состоянии, а также для обеспечения процессов циркуляции хладагента по системе. Существует около 40 видов этих деталей. Но сегодня распространены и пользуются популярностью лишь роторно-лопастные и поршневые устройства.
Говоря об автомобильных кондиционерах, нужно понимать, что это целая система. Она состоит из нескольких основных узлов, как и многие другие устройства в машине. Мы кратко пройдем по всем деталям и узнаем устройство кондиционера, принцип действия, особенности эксплуатации.
Компрессор
Это устройство является сердцем всей системы кондиционирования. Его функция – прокачивать хладагент по всем магистралям и трубопроводам. Устройство вытягивает пары фреона из испарителя и отправляет хладагент в конденсатор. На многих современных системах компрессор является единственным подвижным механизмом.
Компрессор – это единственный узел, который позволяет разделить контуры высокого и низкого давления. Специалисты называют сторону высокого – нагнетательной, а низкого – всасывающей стороной. Многие современные компрессоры могут разделять зоны давления благодаря специальному пластинчатому клапану.
Автомобильный кондиционер работает по тому же принципу, что и обычный бытовой кондиционер.
Основа работы устройства — способность жидкостей поглощать тепло при испарении и выделять при конденсации. То есть автомобильный кондиционер поглощает тепло испарителем (охлаждает салон потоком охлажденного воздуха) и выделяет его в окружающую среду, там где находится конденсатор.
Автомобильный кондиционер представляет собой герметичную систему, заполненную фреоном и компрессорным маслом, осуществляющем смазку трущихся деталей компрессора с целью уменьшения трения, снижения износа сопрягаемых деталей и уплотнения зазоров. Кроме того масло отводит часть выделившейся в процессе трения теплоты и удаляет мелкие частицы, образовавшиеся в процессе трения сопрягаемых деталей . Циркулируя в системе кондиционирования масло смешивается с холодильным агентом.
1. Компрессор
2. Конденсатор
3. Вентилятор
4. Ресивер-осушитель
5. ТРВ (расширительный клапан)
6. Испаритель
7. Вентилятор испарителя
8. Предохранительный клапан
Красное — Высокое давление жидкости
Синее — Низкое давление жидкости
Голубое — Низкое давление газа
Розовое — Высокое давление газа
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 ТРВ.
Когда компрессор НЕ работает — давление в обеих частях одинаковое и находится в прямой зависимости от температуры или окружающей среды или подкапотного пространства автомобиля.
Давления в обеих частях измеряют, подключая манометрический блок к сервисным штуцерам. В системе кондиционирования измеряют давление насыщенного пара хладагента, то есть давление в системе не будет зависеть от количества хладагента в системе (в этом состоит основная сложность определения количества хладагента в системе), а зависит только от температуры.
На всасывающей стороне находятся испаритель и трубопровод по которому хладагент поступает на всасывание в компрессор. На нем же расположены сервисный штуцер НД (низкого давления) и датчик давления.
На нагнетающей стороне находятся конденсатор, ресивер — осушитель, расширительный клапан с баллоном термодатчика, расположенным на испарителе, трубопровод с сервисным штуцером ВД (высокого давления) и датчиками давления.
При включении электромагнитной муфты газообразный хладагент всасывается и сжимается компрессором до высоких температур и давления и поступает в конденсатор, где газ высокого давления и температуры переходит из газообразного состояния в жидкость, отдавая "скрытое тепло конденсации" воздуху, проходящему через конденсатор. Температура холодильного агента на входе и выходе конденсатора составляет 80 и 50 °С соответственно .
Теплый жидкий хладагент поступает в ресивер — осушитель, где происходит его фильтрация от мелких частиц и пыли, удаление влаги. Далее жидкий хладагент высокого давления поступает в расширительный клапан ТРВ, где он испаряется и переходит в состояние жидкость — пар с низкой температурой и давлением (-2 °С, 2 бар). Далее этот хладагент попадает в испаритель, где переходит из жидкого в газообразное состояние (жидкий хладагент при низком давлении кипит, охлаждая стенки испарителя) и всасывается компрессором для повторного цикла .
Через испаритель вентилятором отопителя прогоняется либо наружный воздух, либо воздух из салона . Воздух, проходя через разветвленную поверхность испарителя охлаждается, при этом на испарителе конденсируется влага из воздуха, которая стекает в поддон под испарителем и удаляется из салона .
Таким образом воздух, проходя через испаритель охлаждается и становится суше. Компрессор в этой схеме работает непрерывно .
Несмотря на некоторые отличия между кондиционерами на автомобилях разных производителей, принципиальная их схема одинакова. Мы рассмотрим самый распространенный вариант. Итак, вы нажали на кнопку включения кондиционера. Сработала электромагнитная муфта, стальной прижимной диск <3>, издав характерный щелчок, примагнитился к шкиву <2>. Шкив приводится в движение ремнем и, когда кондиционер выключен, крутится вхолостую. Теперь заработал компрессор <1>. Компрессор сжимает газообразный фреон, отчего тот сильно нагревается, и гонит его по трубопроводу в конденсор <4>. В народе этот самый конденсор часто называют радиатором кондиционера. В конденсоре сильно нагретый и сжатый фреон охлаждается.
Охладиться ему помогает вентилятор <5>, который включился на первую скорость одновременно с компрессором. Если автомобиль едет — еще лучше, конденсор дополнительно обдувается набегающим потоком воздуха. Охладившись, сжатый фреон начинает конденсироваться, и выходит из конденсора уже жидким. После этого жидкий фреон проходит через ресивер-осушитель <6>. Здесь от него отфильтровываются продукты износа компрессора и прочая грязь.
Где-то в районе ресивера-осушителя, часто на нем самом, есть смотровой глазок <9>. Через него на жидкий фреон можно полюбоваться воочию. Вообще-то, ничего интересного, выглядит как газ в зажигалке. Впрочем, глазок сделан не для удовлетворения любопытства. Через него можно визуально оценить, насколько система полна. Если часть фреона утекла в атмосферу, то при работе компрессора в глазке будет видна молочно-белая пена. К сожалению, глазки есть далеко не на всех автомобилях.
Очистившись в ресивере-осушителе, фреон течет в сторону салона автомобиля, чтобы выполнить свое основное предназначение. Кульминация наступает, когда жидкий фреон проходит через ТРВ <10>. ТРВ, он же терморегулирующий вентиль, представляет собой специальное устройство, регулирующее перегрев пара, выходящего из испарителя. (Перегрев — разница температур на выходе из испарителя и кипения хладагента). ТРВ устанавливают на трубопроводе, по которому жидкий фреон поступает в испаритель. Если испаритель полностью заполнен жидким фреоном, то из него выходит насыщенный пар, температура которого равна температуре кипения. Регулирующий орган ТРВ закрывается. Если из испарителя выходит пар, перегрев которого превышает установку ТРВ, то регулирующий орган ТРВ открывается настолько, чтобы площадь его проходного сечения соответствовала допустимой величине. По сути, ТРВ является автоматически регулируемым дросселем. Не вдаваясь в термодинамику, можно сравнить ТРВ с соплом аэрозольного баллончика.
Проходя через ТРВ и попадая в испаритель, фреон переходит в газообразное состояние (кипит) и при этом сильно охлаждается. Испаритель <12> — это тот же радиатор, только маленький. Ледяной фреон охлаждает испаритель, а вентилятор <13> сдувает с испарителя холод в салон автомобиля. Пройдя через испаритель, все еще достаточно холодный фреон попадает снова в компрессор.
Круг замыкается. Часть системы от компрессора до ТРВ называется напорной магистралью. Ее всегда можно определить по тонким трубкам, которые теплые или горячие. Часть же от испарителя до компрессора называется обратной магистралью, или магистралью низкого давления. Она делается из толстых трубок и на ощупь ледяная. Если в напорной магистрали во время работы компрессора давление колеблется от 7-ми до 15-ти атмосфер (в аварийных случаях и до 30-ти), то в обратной магистрали давление не превышает 3.5 атмосфер. Когда кондиционер выключен, давление в обеих магистралях уравнивается и составляет около 5-ти атмосфер.
За правильной работой системы следят несколько датчиков. Количество их варьируется. В нашем случае на ресивере-осушителе <6> стоит датчик <7> включения второй скорости вентилятора. Когда охлаждение конденсора <4> недостаточно (вы стоите в пробке, например), давление в напорной магистрали начинает стремительно расти, а фреон в конденсоре перестает конденсироваться. Датчик реагирует на скачок давления и включает вентилятор <5> на полную мощность. Датчик <8> выключает компрессор, если давление в напорной магистрали достигает запредельных величин. Датчик <11> выключает компрессор, если температура испарителя становится слишком низкой.
Компрессор – один из наиболее сложных и самых дорогостоящих элементов системы автокондиционера. Его выход из строя требует проведения ряда работ, поэтому важно вовремя обнаружить неисправность. Один из признаков неисправности – шум, возникающий в месте установки компрессора автомобильного кондиционера.
Если компрессор автомобильного кондиционера зашумел, это может означать либо износ подшипника муфты, либо проблему в самом компрессоре. Шумы от подшипника и компрессора различаются. Первый раздается независимо от того, включен ли компрессор. Второй возникает при включении кондиционера.
В случае своевременного обнаружения неисправности компрессор автомобильного кондиционера можно отремонтировать. Но если возникли серьезные проблемы или компрессор автомобильного кондиционера заклинило — он подлежит замене. В некоторых случаях из-за негерметичности компрессора автокондиционера происходит утечка хладагента. Виной этому может быть сальник компрессора автокондиционера либо уплотнения между его частями. Их замена, как правило, сопряжена со снятием компрессора. После установки нового сальника необходимо отрегулировать зазор между шкивом и прижимной пластиной с помощью регулировочных шайб. Для замены резиновых уплотнителей также следует демонтировать и разбирать компрессор автокондиционера.
Наиболее часто встречающаяся неисправность автомобильного кондиционера бывает вызвана несвоевременной заменой подшипника шкива компрессора. Этот подшипник вращается независимо от того, включен автокондиционер или нет. Из-за процесса естественного износа подшипник перестает работать должным образом. Очень важно вовремя заметить первые признаки неисправности, так как заклинивание подшипника приводит к выходу из строя других деталей муфты компрессора автомобильного кондиционера.
Для замены подшипника необходимо удалить фреон из системы, демонтировать компрессор кондиционера, снять шкив с помощью специальных съемников. Затем нужно выпрессовать неисправный подшипник и установить новый. Существует несколько десятков видов подшипников, однако в большинстве автомобилей используется всего несколько (5-7) основных размеров. Чтобы избежать такого рода поломок, требуется производить диагностику автокондиционера (желательно раз в полгода).
Основная проблема конденсатора (радиатора кондиционера) в его расположении: как правило, в легковых автомобилях он всегда стоит впереди радиатора двигателя, в силу чего летом забивается пылью, насекомыми и т. п., а зимой грязью и антигололедными реагентами. Грязь оседает между ламелями, скапливается в пространстве между конденсором и радиатором охлаждения двигателя, а также на других элементах системы. Кроме того, антигололедные реагенты ускоряют процессы коррозии. Также следствием скопившегося мусора становится снижение теплоотдачи, что приводит к нарушениям в работе системы автокондиционера. Повышенное давление внутри системы увеличивает износ клапанной группы.
Радиатор изготавливается из алюминия – из-за высокой теплоотдачи этого металла. Однако алюминий весьма чувствителен к реагентам. Коррозия приводит к разрушению металла радиаторакондиционера: ламели начинают крошиться, металл истончается, появляются источники утечки хладагента. Последствием коррозии также становится разрушение самого радиатора: он рассыпается как труха.
Зачастую конденсатор можно отремонтировать. Поломки, связанные с механическими повреждениями или с небольшими очагами коррозии (а также фреонопроводов, испарителей и других узлов, выполненных из алюминия), встречаются достаточно часто и устраняются при помощи сварки. Однако ремонтировать конденсатор можно лишь в том случае, если очагов коррозии не так много и они находятся в доступном для горелки месте. Если же конденсатор во многих местах пострадал от коррозии и иных повреждений сварка надолго не поможет.
Фильтр-осушитель (аккумулятор, либо ресивер) автомобильного кондиционера подлежит периодической замене, как и любой другой фильтрующий элемент. Желательно производить такую замену раз в год – весной. Недопустима установка б/у фильтров.
Если система была разгерметизирована, то влагопоглощающий элемент насыщается влагой атмосферного воздуха, такой осушитель непригоден для дальнейшей эксплуатации
Терморегулирующий вентиль автомобильного кондиционера регулирует подачу фреона и ломается крайне редко. Однако, если долго не менять фильтр-осушитель, то он теряет фильтрующие способности, грязь циркулирует по системе и добирается до вентиля. Тонкий шток терморегулирующего вентиля забивается. Состояние терморегулирующего вентиля автомобильного кондиционера определяется диагностическим путем. Вентиль требует замены только в случае поломки, ремонту он не подлежит.
Испаритель автомобильного кондиционера представляет собой теплообменник из алюминия или меди, расположенный, как правило, под лицевой панелью салона авто. При прохождении через испаритель воздух охлаждается, влага конденсируется на поверхности теплообменника и удаляется за пределы автомобиля через дренаж.
Система кондиционирования требует периодической очистки испарителя и воздуховодов. Если нет салонного воздушного фильтра, то вместе с воздухом в салон автомобиля попадают органические частицы, пыль, грязь, опавшие листья, несгоревшие частицы топлива. Большая часть этих веществ оседает на поверхности испарителя автомобильного кондиционера. Автовладельцы часто обращаются с жалобой на неприятный болотный запах в салоне. Дело в том, что повышенная влажность и загрязнения на поверхности испарителя – благоприятная среда для различных микроорганизмов, в том числе и болезнетоврных. Они захватываются проходящими через испаритель воздухом и попадают через воздуховоды в салон автомобиля. Это отрицательно отражается на здоровье водителя и пассажиров.
Для антибактериальной процедуры предлагается большое количество различных антисептических средств. Поверхность испарителя со всех сторон обрабатывается антисептиком.
Также необходимо следить за состоянием фильтра салона автомобильного кондиционера и производить его своевременную замену.
Шланг ни в чем не уступает по своим характеристикам фреонопроводам, выполненным из алюминия. Фреоно- и маслостойкий шланг рассчитан на то, чтобы выдерживать высокое давление хладагента в системе автомобильного кондиционера. Изготавливается он из специальной резины с оплеткой и пластиковыми вставками и представляет собой довольно сложную конструкцию. Нередко оригинальная трубка автомобильного кондиционера стоит дороже или ее необходимо заказывать и долго ждать. Резиновый шланг обходится, как правило, дешевле.
Герметичность системы обеспечивают уплотнительные кольца. Уплотнители входят в число наиболее часто используемых при ремонте расходных материалов. При каждом монтаже/демонтаже шлангов уплотнительные кольца следует менять.
Читайте также: