Автономный автокондиционер принцип работы

Обновлено: 08.01.2025

Далеко не все автомобили оснащены штатными системами кондиционирования воздуха. Как правило, бюджетные модели лишены такой опции, а в условиях неторопливого городского движения одной вентиляции недостаточно. В таких случаях может помочь портативный дополнительный кондиционер. Но так ли он эффективен, как заявляют производители?

Первыми портативными кондиционерами можно считать обычные вентиляторы. Маленькое устройство с электроприводом, крыльчаткой и проводом пользовалось популярностью у водителей. Это был хороший вариант за неимением полноценного автокондиционера. Но его эффективность была мала. По сути, вентилятор просто гонял горячий воздух по салону, создавая псевдопрохладу.

Принцип работы штатного кондиционера

Прежде чем разбирать устройство мобильного автокондиционера, кратко рассмотрим работу полноценной климатической установки. Она представляет собой замкнутую систему с магистралями высокого и низкого давления, в которых находится хладагент. Это вещество способно быстро переходить из газообразного состояния в жидкое, забирать и отдавать тепло. В компоненты системы кондиционирования входят:

компрессор;
конденсатор;
осушитель;
расширительный клапан;
испаритель.

Хладагент нагнетается компрессором в конденсатор и нагревается. Оттуда он по магистралям через осушитель попадает в расширительный клапан и испаритель, где переходит в газообразное состояние с понижением температуры. Испаритель находится под центральной консолью. Холодный воздух в салон подается вентилятором. Далее, процесс повторяется. Компрессор приводится в действие при помощи ременной передачи от двигателя. Он забирает некоторую долю мощности мотора. Выделяемое в процессе работы кондиционера тепло не попадает в салон, а рассеивается в моторном отсеке. Таков принцип работы штатной климатической установки.

Что представляет собой мобильный кондиционер

Сейчас такие устройства предлагаются в широком ассортименте на рынке Китая. Самые дешевые варианты представляют собой не что иное, как простые вентиляторы. С настоящим кондиционером они имеют мало общего. Устройство просто гоняет воздух в салоне, при этом выделяется дополнительное тепло.

Конструкция и устройство более дорогих и эффективных моделей также вызывает много споров и вопросов. Но существуют действительно эффективные автономные кондиционеры.

Переносные кондиционеры испарительного типа

Главным компонентом является испаритель, который представляет собой теплообменник из синтетического материала. По конструкции он схож с автомобильным воздушным фильтром. Вода из емкости подается на испаритель, который смачивается. Воздух забирается из салона вентилятором и подается на испаритель. Охлажденный воздух подается обратно в салон. Эффект достигается за счет испарения воды. Такой дополнительный кондиционер действительно способен понизить температуру воздуха в салоне на 6-10°C, но есть определенные недостатки.

Большая часть испарений улавливается внутри кондиционера, но часть все же попадает в салон. От этого неизбежно повышается влажность. Это чревато появлением грибка и плесени.

Плюсами такого устройства является его мобильность и небольшая потребляемая мощность. Прибор способен работать от прикуривателя (достаточно силы тока 4А). Его можно включить даже при неработающем двигателе во время длительных стоянок, тогда как штатный кондиционер работает только при включенном двигателе.

Компрессорные кондиционеры от прикуривателя

Такие установки действительно полноценно работают и достойны внимания. По устройству они почти не отличаются от штатной климатической системы. Есть замкнутый круг магистралей с хладагентом и компрессор. С одной стороны выделяется тепло, с другой – холод. Конструктивно это уменьшенная копия штатного кондиционера, только компрессор работает не от двигателя, а от электропривода. Питание происходит от бортовой сети автомобиля.

Такому устройству обязательно необходим теплоотвод. Если генерируемое тепло будет оставаться в салоне автомобиля, то теряется смысл его работы. Поэтому прибор обычно устанавливается в люке крыши. Если люка нет, то монтаж будет затруднен.

Главным недостатком такого кондиционера является высокое энергопотребление. Для него необходима сила тока 7-12А. Обычный аккумулятор легкового автомобиля не справится с такой нагрузкой. Поэтому кондиционеры на крышу устанавливают на большегрузные автомобили с мощными аккумуляторными батареями. Но даже они могут разрядиться за несколько часов работы климатического устройства.

Эффективность работы автономного кондиционера

Водяные мини-кондиционеры могут понизить температуру воздуха на несколько градусов, но лишние испарения могут стать источником плесени и грибка, так как повышается влажность воздуха.

Другие модели, которые позиционируются как кондиционеры, являются простыми вентиляторами. Они способны только обдуть вас прохладным ветерком.

Самодельные варианты

Вполне реально изготовить самодельный кондиционер, который будет довольно эффективным. Для самого простого варианта понадобится пластиковая емкость, небольшой вентилятор (например, компьютерный кулер) и пластиковый трубчатый воздуховод. В крышку емкости врезается вентилятор и рядом воздуховод. Вентилятор подсоединяется к сети 12 вольт. Нужен хладагент. В качестве хладагента используется лед. Вентилятор прогоняет воздух через емкость со льдом, воздух охлаждается и подается в салон. Охлаждение будет работать до тех пор, пока не растает лед.

Более длительную работу показывает самодельный дополнительный кондиционер из переносной сумки-холодильника. Устанавливается радиатор и небольшой насос, на дно сумки укладывается лед. Вода подает в радиатор, осуществляется теплообмен. Вентилятор засасывает воздух, он охлаждается и подается в салон. Теплоизоляционные стенки сумки-холодильника не дадут льду быстро растаять.

Такие самодельные установки имеют некоторые минусы:

большие габариты (придется пожертвовать целым посадочным местом);
ограниченный режим работы;
повышенная влажность (вместе с прохладным воздухом в салон попадает вода).

Идея создания портативных и автономных климатических установок хорошая, но пока такие устройства не обеспечивают должной эффективности. Только устройства с теплоотводом и компрессором можно назвать эффективными, но они забирают слишком много ресурсов автомобиля. Стоит надеяться, что конструкторы смогут создать в ближайшем будущем действительно эффективные и недорогие переносные автокондиционеры.

Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется автомобильной системой кондиционирования воздуха, в народе известной, как авто кондиционер, а также, каков принцип работы устройства. Кроме того, расскажем про то, из каких основных и вспомогательных компонентов состоит автомобильная система кондиционирования, а также, как выглядит принципиальная схема климатической установки. В заключении мы поговорим о правилах обслуживания кондиционера машины, какой ресурс основных узлов системы, как можно продлить срок службы деталей и узлов климатической установки, а также рассмотрим главные признаки, указывающие на неисправность того или иного механизма устройства.

Итак, что называется автомобильным кондиционером? Кондиционером называется разновидность системы кондиционирования воздуха, которая устанавливается в автомобиль и позволяет охлаждать воздух, находящийся в салоне машины, а также производить его очистку от лишней влаги и посторонних запахов. Почти все современные автомобили уже по умолчанию, то есть штатно, как не удивительно намного реже опционально оборудуются кондиционерами, которые являются составной частью системы вентиляции и отопления салона машины.

Как правило, большинство современных систем кондиционирования конструктивно объединены с отоплением салона машины. Это отражается на общих воздуховодах и системе управления устройствами. Панель управления, которая служит для настройки и регулировки режимов системы обогрева, а также кондиционера на легковых автомобилях зачастую располагается на центральной консоли между водителем и передним пассажиром. Заметим, что автокондиционер требует ухода за собой на систематической основе, а также квалифицированного обслуживания. Как функционирует и устроен кондиционер автомобиля, а также, какие возможные признаки неисправности существуют мы далее подробно разберем в нашей статье.

1. Функции и принцип действия автомобильного кондиционера

Главной особенностью любого автомобильного кондиционера является то, что его функционирование осуществляется не от электричества, а от частичной мощности силовой установки машины. Происходит этот процесс благодаря частичному отбору потенциала от коленвала при помощи приводного или общего ремня с генератором . Такой компонент системы, как конденсатор располагается под капотом автомобиля, и чтобы избежать воздействия тепла мотора на систему, располагают его ближе к переднему бамперу перед радиатором на определенную дистанцию друг от друга, чтобы не страдал, обдув узла системы охлаждения двигателя. Справочно заметим, отвод влаги от испарителя кондиционера происходит прямо под кузов машины, в связи с чем под автомобилем, нередко особенно летом можно видеть небольшую лужу с водой.

Принцип работы авто кондиционера почти ничем не отличается от функционирования стандартного холодильника, однако само строение системы иное. Любая система кондиционирования в машине представляет из себя герметичную установку, заполненную фреоном и специальным маслом (не боится низких температур), которое растворяется в жидком хладагенте. Масло же необходимо для такого ключевого узла системы, как компрессор.

На сегодняшний день существует несколько типов автомобильных систем кондиционирования, однако несмотря на некоторые различия между ними, принципиальная схема функционирования у всех одинаковая. Как правило, все начинается с нажатия кнопки включения кондиционера, которая чаще всего располагается в салоне автомобиля на центральной консоли. Далее срабатывает электромагнитная муфта со стальным прижимным диском, который издает довольно характерный звук щелчка, а затем от примагничивается к шкиву.

Шкив же в свою очередь приводится в движение приводным ремнем и при выключенном кондиционере, продолжает крутится вхолостую. Далее в работу подключается компрессор, который сжимает фреон, находящийся в газообразном состоянии, поэтому устройство подвержено сильному разогреву. Фреон гонится компрессором по трубопроводу в конденсор (он же радиатор), где газ охлаждается. Ниже на изображении наглядно показана принципиальная типовая схема функционирования системы кондиционирования автомобиля.

Когда фреон попадает в радиатор для охлаждения, то устройству также еще помогает вентилятор системы, который включается одновременно с компрессором на первую скорость. Когда автомобиль находится в движении, то третьей силой для охлаждения фреона служит встречный поток ветра, который дополнительно обдувает устройство. После охлаждения, фреон в сжатом виде начинает преобразовываться из газообразного состояния в жидкое и выходит из радиатора (конденсора) к следующему компоненту системной цепочки. Далее жидкий фреон попадает в специальный ресивер или сушитель, который отфильтровывает продукты износа компрессора, на примере разной грязи, осадков и отложений. Кстати в области сушителя (ресивера) находится смотровой глазок, который позволяет визуально оценивать заполненность системы.

После очищения в ресивере (осушителе), жидкий фреон продолжает свое движение в направлении салона машины, чтобы исполнить свою главную задачу. Далее фреон проходит терморегулирующий вентиль, который всегда устанавливается на трубопроводе системы и поступает в испаритель. В том случае, если испаритель переполнен фреоном, то из него выходит насыщенный пар с температурой равной кипению. В таком случае, терморегулирующий вентиль закрывается. В том случае, если из испарителя выходит пар с температурой превышающей установку вентиля, терморегулятор открывается на площадь равную проходному сечению, которая будет соответствовать допустимой величине. Справочно заметим, что терморегулиющий вентиль - это тот же дроссель только автоматического типа.

Когда фреон проходит терморегулирующий вентиль, а затем попадает прямиком в испаритель, происходит очередное преобразование фреона из жидкого в газообразное состояние. Когда фреон проникает в испаритель, он начинает кипеть и параллельно с этим сильно охлаждаться. Дек, что же такое испаритель? Это тот же радиатор, только в несколько раз меньше по размерам. Когда ледяной фреон охлаждает испаритель, вентилятор направляет холод в виде воздуха в салон транспортного средства. После прохождения испарителя, довольно холодный по температуре фреон попадает снова в компрессор и на этом рабочая цепочка замыкается.

Кроме вышеописанных компонентов системы кондиционирования имеются еще не менее важные элементы такие, как напорные магистрали. Магистрали всегда выходят из компрессора, их можно определить по тонким трубкам, которые по нагреву будут теплыми или холодными. Магистрали делятся на 2 типа : низкого и высокого давления. Магистраль низкого давления называется еще обратной магистралью и идет она от испарителя до компрессора. Производится такая магистраль только из толстых трубок, на ощупь будет холодной. Давление в обратной магистрали не должно превышать 2 Атмосфер. Что касается 2-ой напорной магистрали, то во время функционирования компрессора, давление в ней находится в диапазоне от 6 до 16 Атмосфер. Справочно заметим, что при выключенной системе кондиционирования, давление в обеих магистралях, как бы выравнивается и составляет в районе 5 Атмосфер.

Кроме ранее описанных магистралей, система также снабжена специальными датчиками, которые следят за правильной работой устройств. Первый датчик устанавливается на осушителе, он помогает осуществить включение вентилятора на 2-ой скорости. В том случае, если охлаждение основного радиатора системы или конденсора недостаточно и давление в напорной магистрали начинает резко повышаться при этом фреон перестает конденсироваться на помощь приходит следующий, второй датчик, который реагирует на скачок давления, а затем при надобности активирует вентилятор на максимальную мощность. Третий датчик отвечает за выключение компрессора, в том случае, если давление в напорной магистрали достигает очень высоких показателей. Заключительный, четвертый датчик также отвечает за выключение компрессора, в случае если температура испарителя становится очень низкой.

2. Как обслуживать кондиционер? Признаки неисправностей

Справочно заметим, что в автомобильной системе кондиционирования воздуха механическому износу в значительной мере подвержен компрессор. Что касается остальных компонентов, за исключением вентиляторов, то они находятся в неподвижном состоянии. Однако по статистике довольно часто первым из строя выходит не компрессор, а конденсатор или другими словами говоря - теплообменник, который устанавливается перед радиатором мотора. Дело в том, что конденсатор постоянно находится под давлением, порой оно способно доходить до 22 Атмосфер, а также это устройство испытывает воздействие летящей с дороги грязи с пылью. Также конденсатор сильно подвержен коррозии, он постоянно находится под вибрацией, испытывает механические воздействия и все это в итоге приводит к появлению на нем микротрещин, благодаря которым в дальнейшем происходят утечки фреона из системы.

Чтобы продлить ресурс кондиционера и его компонентов, необходимо постоянно поддерживать подкапотное пространство в порядке и чистоте. Исходя из рекомендаций специалистов по обслуживанию и ремонту транспортных средств, желательно хотя 2 раза в год промывать радиатор кондиционера от накопившихся в нем соляных, а также грязевых отложений. Также заметим, что довольно часто из-за сильного загрязнения конденсора (радиатор кондиционера) может плохо функционировать система, то есть охлаждение воздуха будет происходит дольше обычного. Полезным делом будет в процессе мойки подкапотного пространства и конденсора, проверить надежность механического крепления трубок, патрубков, проводов. В том случае, если одна из трубок в процессе проверки имеет даже небольшую вибрацию, то ее необходимо обязательно закрепить.

Справочно заметим, что в большинстве случаев подготовка автомобильной системы кондиционирования воздуха к летнему сезону не требуется. Однако рекомендуется проверять работоспособность узлов и компонентов на исправность заранее, не дожидаясь наступления сильной жары на улице, путем включения всех режимов системы попеременно. В процессе проверки, при подозрении на недостаточную эффективность системы или поломку, желательно обратиться на станцию технического обслуживания для тщательной диагностики и возможной заправки кондиционера фреоном.

Главными сигналами, которые свидетельствуют о поломках в системе кондиционирования являются посторонние шумы, появляющиеся при включении кондиционера или в процессе его работы. В том случае, если кондиционер гудит при работающей силовой установке машины и не исчезает звук при его отключении, то быстрее всего в этом случае, неисправен подшипник шкива. При возникновении такой проблемы лучшим вариантом будет обращение на СТО. Но есть поломки еще серьезней, например, в том случае, если кондиционер начинает шуметь при включении, а затем затихает при отключении. В данной ситуации, это будет означать, что придется готовится к замене компрессора системы, так как у устройства появились чрезмерные люфты при перемещении деталей.

В заключении отметим, что как утверждают специалисты по ремонту и обслуживанию автомобильных климатических установок, серьезного ремонта почти всегда можно с легкостью избежать, если вовремя обратиться, так сказать при появлении первых признаков неисправности системы на СТО. Исправление той или иной проблемы связанной с кондиционером и его компонентами, можно осуществить только при проведении детальной диагностики системы.

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:

компрессор;
конденсатор;
испаритель;
осушитель;
дроссель или ТРВ;
электрооборудование;
магистрали.

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:

с высоким давлением – состоит из всех компонентов до испарителя;
с низким давлением – магистраль соединения компрессора с испарителем.

Виды привода компрессора

В большинстве автомобилей механические компрессоры приводит в действие коленвал через ременную передачу. В конструкции предусмотрен узел отключения – электромагнитная муфта, поскольку автокондиционером пользоваться приходится не каждый день.
Реже встречаются системы кондиционирования воздуха, где компрессор работает благодаря электродвигателю. Такое решение встречается преимущественно на электромобиле.
Комбинированный вариант привода подразумевает работу компрессора как от коленвала, так и от электродвигателя или аккумуляторов при движении машины.

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:

управления и регулировки;
поддержания оптимальной температуры;
принудительной воздушной подачи.

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:

компрессор нагнетает хладагент в виде газа, вещество разогревается;
далее оно отправляется по каналам высокого давления к конденсатору;
здесь фреон отдает тепло и превращается в жидкость, давление которой по-прежнему остается повышенным;
из конденсатора жидкость переходит дальше через магистрали к осушителю, в котором из нее отводится влага и посторонние примеси;
следующий этап – поступление хладагента к терморегулирующему вентилю либо дросселю, где давление регулируется (снижается), в результате начинается превращение вещества в газ;
фреон перенаправляется в испаритель и из-за резкого уменьшения давления испаряется, забирая тепло извне, сконденсированная на испарителе вода уходит наружу;
после испарителя охладитель в виде газа попадает в каналы с низким давлением, которые ведут его обратно к компрессору.

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:

угол подачи охлажденного воздуха;
включение и выключение системы;
уровень температуры в салоне автомобиля.

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:

приток воздуха в салон с улицы – подходит для отопления остекления;
отвод воздуха из салона на улицу – предназначен для прогрева воздуха в машине.

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.

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.

Автомобильные климатические установки быстро заняли своё почетное место в пользовании владельцев машин. Сейчас без кондиционера машину, особенно в южных регионах, трудно себе представить, но некоторые старые модели в дешёвых комплектациях этой опцией не обладают. Конечно всё можно установить, но не всегда есть планы на долгую эксплуатацию древнего автомобиля.

Однако, существуют и альтернативные варианты для облегчения ситуации в салоне автомобиля в жару, о чем и пойдет речь дальше.

Как работает штатный кондиционер

Принцип действия у всех холодильных установок компрессорного типа более-менее одинаков. Основан он на охлаждении предварительно сжатого хладоагента в момент расширения.

Под капотом автомобиля установлен компрессор, который через электромагнитную муфту и приводной ремень подсоединён к шкиву коленчатого вала двигателя.

При включении кондиционера муфта замыкается, ротор компрессора приходит во вращение и начинает сжимать газообразный хладоагент, отправляя его по трубопроводу в радиатор, называемый ещё конденсатором.

Из названия понятно, что газ в радиаторе конденсируется, понижая свою температуру и переходя в полужидкое состояние. Таким образом, у него отнимается излишек энергии, полученный при сжатии. После этого сжиженный газ поступает в расширитель и испаритель, где его температура падает до отрицательных величин.

Испаритель выполнен в виде теплообменника между хладагентом и воздухом автомобильного салона. По мере расширения газа и обдува радиатора температура в салоне падает.

Вентиляторы, датчики и воздушные заслонки регулируют процесс, обеспечивая заданную водителем комфортную температуру.

Часто кондиционер объединяется с отопителем, образуя интегрированную систему климат-контроля, где водителя вообще не интересует, что работает в данный момент, главное – поддержание заданного теплового режима.

Автоматика сама разберётся, нагревать ей воздух или охлаждать.

Что из себя представляет портативный кондиционер

Если не рассматривать обычный вентилятор на передней панели, который тоже способен охладить разгорячённого водителя, то автономный кондиционер без обмана должен не просто направлять поток воздуха на человека, а хоть как-то этот воздух охлаждать.

Существует несколько способов это сделать, от самых примитивных до тех же, что применяются и в стационарной климатической установке.

Компрессорные автокондиционеры от прикуривателя

Как правило, все подобные устройства представляют собой не более чем обычный обман потребителя. Кондиционер не может работать в замкнутом объёме. Ему надо сбрасывать тепло конденсатора в окружающее пространство, иначе он будет не охлаждать, а нагревать салон при любом режиме работы.

Исключение составляют портативные кондиционеры, выполненные по принципу сплит-систем. Чаще всего они монтируются в люк на крыше кабины.

По сложности такое устройство уже практически ничем не отличается от любого другого автомобильного кондиционера компрессорного типа, который сейчас можно установить на любой автомобиль, включая самые старые модели отечественного производства.

При этом они не требуют работы основного двигателя автомобиля, что положительно сказывается на экологии вовремя, например, ночёвок водителей-дальнобойщиков. Тем более, что во многих странах работа двигателя на стоянке запрещена законодательно.

Что же касается питания от прикуривателя, то мощность этой цепи сильно ограничена, и обычно не превышает 250 ватт в продолжительном режиме.

Говорить о какой-то эффективности в охлаждении салона легкового автомобиля при таком энергопотреблении не приходится.

К тому же основное преимущество автономных систем в виде возможности работы с заглушенным двигателем не реализуется из-за быстрой разрядки аккумулятора. То, что для кондиционирования будет несерьёзной мощностью, для батареи окажется запредельной нагрузкой.

Переносные автокондиционеры испарительного типа

Самая простая схема охлаждения воздуха основана на принципе понижения температуры жидкости при её испарении.

В подобных приборах используется подача воды низкой интенсивности из отдельного резервуара в испаритель, имеющий губчатую структуру, продуваемую электрическим вентилятором.

Воздух при этом одновременно охлаждается и насыщается водяными парами. Высокая влажность в салоне становится основным недостатком данного типа кондиционера.

Помимо того, что в таких условиях пассажирам трудно оценить эффект от понижения температуры, постоянное увлажнение отрицательно скажется на техническом состоянии автомобиля, начиная от обычной коррозии и заканчивая появлением грибков в материалах отделки. Да и температура снизится лишь на единицы градусов, и только вблизи вентилятора.

Чего стоит ожидать от мобильной климатической установки

В любом случае универсальности в применении автономных кондиционеров быть не может. То, что пригодно для грузовика, для легковой машины неприемлемо.

Серьёзная автономная климатическая установка, а не дешёвая рыночная поделка, всё же имеет определённые преимущества:

независимость от конкретной модели автомобиля позволит гибко применять её на разных машинах;
для работы кондиционера не нужно запускать двигатель автомобиля;
при условии обеспечения электроэнергией автономка может постоянно поддерживать приемлемую температуру салона на стоянке;
устройство работает относительно бесшумно и не загрязняет атмосферу.

Сопровождается это существенными недостатками:

как правило, мощность автономных установок слишком мала, а следовательно и эффективность;
высокая цена реально работающих систем сравнима со штатными климатическими установками;
на рынке много подделок и откровенного обмана;
установки трудно применять для легкового транспорта.

То есть приемлемы подобные устройства лишь для грузовиков и всевозможных автокемперов. Да и практически проблемы микроклимата во всех легковых машинах давно решены даже в базовых комплектациях.

Как самому сделать мобильный кондиционер в машину

Любители технического творчества вполне смогут создать аналог автономного кондиционера самостоятельно.

Вариантов может быть масса, поэтому стоит ограничиться лишь общими принципами построения. Основой конструкции должен стать контейнер с запасами льда. Сухого или это будет обычная замороженная вода – всё зависит от возможностей снабжения источником холода.

В контейнере устанавливается нагнетающий электровентилятор и выходной патрубок, к которому можно даже подсоединить длинный гофрированный шланг, позволяющий удобно разместить установку в салоне.

При работе вентилятора воздух из салона будет проходить через контакт со льдом, охлаждаться и в таком виде поступать в салон. По мере расходования льда, его запасы можно пополнять из отдельного термоизолированного накопителя.

Установка достаточно эффективна, а по затратам на изготовление и эксплуатацию находится вне конкуренции.

Читайте также: