Меню

Производительность компрессора кондиционера автомобиля



Как работает автомобильный кондиционер и что в нём ломается?

Как устроена система кондиционирования в автомобиле?

Компрессор приводится ремнем от коленвала. Компрессор сжимает поступающий в него в газообразном состоянии хладагент. При сжатии хладагента выделяется много тепла.

Сжатый и нагретый приблизительно до 100° хладагент поступает в радиатор-конденсатор. Проходя через конденсатор хладагент охлаждается примерно до 45° и переходит из газообразного состояния в жидкое. Т.е. конденсируется. Находящийся на конденсаторе ресивер-осушитель накапливает жидкий хладагент. В его же колбе находится вещество-осушитель, который впитывает влагу после сборки и вакуумирования всей системы. В этой же колбе может присутствовать и фильтр, удерживающий продукты износа компрессора.

На нашем YouTube-канале вы можете посмотреть видеообзор про автомобильные кондиционеры.

Выбрать и купить компрессор кондиционера для вашего автомобиля вы можете в нашем каталоге б/у запчастей.

Из конденсатора жидкий хладагент под достаточно высоким давлением порядка 17 бар направляется в испаритель. На пути в испаритель он проходит через расширительный клапан или терморегулирующий вентиль. У этого клапана 2 функции: снизить давление хладагента и регулировать его подачу в испаритель. Проходя через расширительный клапан давление хладагента снижается до 4 бар. При этом хладагент испаряется и поглощает тепло из окружающей среды, охлаждаясь до 10°. При такой температуре он поступает в испаритель.

Вместо термовентиля может использоваться расширительная дросселирующая вставка, которая непрерывно дозирует подачу фреона в испаритель. В этом случае в испарителе собирается жидкий хладагент. В таком состоянии он не должен попасть в компрессор, что вызовет его гидроудар. Поэтому по пути к компрессору фреон попадает в отдельный аккумулятор, в котором он просто доиспараятся.

Испаритель относится к системе вентиляции салона. К нему вентилятор направляет воздух, попадающий в салон. В испарителе хладагент испаряется, отбирая тепло из окружающей среды. Т.е. он охлаждает и осушает проходящий сквозь испаритель воздух. Испарившийся в испарителе хладагент вновь направляется к компрессору.

Выбрать и купить испаритель кондиционера для вашего автомобиля вы можете в нашем каталоге б/у запчастей.

Аккумулятор-осушитель используется в системе кондиционирования с дросселирующей вставкой вместо термовентиля.

Вообще во время работы всей системы кондиционирования температура испарителя поддерживается на определенном уровне, порядка 10°. Регулирование производится всё в том же расширительном клапане, но в другом его контуре с термостатом. Это происходит следующим образом. Чем сильнее хладагент нагреется в испарителе, тем выше будет его давление. Это давление давит на мембрану термостата. Таким образом, чем теплее выходящий из испарителя хладагент, тем сильнее он давит на мембрану, а та через шток сильнее открывает шаровой клапан, который выпускает больше хладагента к испарителю.

Виды компрессора кондиционера в автомобилях

На автомобилях используются 3 вида компрессоров кондиционера. Самый распространенный тип: поршневые. Существуют варианты с переменным и фиксированным рабочим объемом. Соответственно в конструкции компрессора может быть от 5 до 7 поршней или 10 поршней. Поршневые компрессоры могут иметь как непостоянный, так и постоянный привод.

Менее распространены компрессоры роторного типа. Ротор может иметь лопасти либо представлять собой подвижную спираль, погруженную в такую же неподвижную спираль. Роторные компрессоры обоих типов распространены на японских автомобилях.

C 2012 года всё шире применяются компрессоры кондиционера с электрическим приводом и спиральным ротором.

Как работает компрессор кондиционера

Единственная функция компрессора кондиционера – это принять испаренный в испарителе хладагент, сжать его до более высокого давления и направить в конденсатор для охлаждения и перехода в жидкое состояние. Вся система кондиционирования может иметь саморегулирование или управляться внешними командами. В обоих случаях используется соответствующий управляющий клапан.

Управляющий клапан компрессора кондиционера

Управляющий клапан присутствует у компрессоров переменного рабочего объёма. Клапан может иметь механическое или электронное управление. Данный клапан управляет перетеканием газообразного хладагента между картером компрессора и линией всасывания. Картер в данном случае – это полость позади поршней, в которой расположен качающийся приводной диск.

Как происходит изменение рабочего объема компрессора?

Когда необходима высокая производительность компрессора, на его вход поступает газообразный хладагент под большим давлением. Как мы знаем, его давление повышается, т.к. слишком много хладагента испарилось в испарителе.

Это давление давит на поршни компрессора. При этом управляющий клапан стравливает давление газа из картера в линию всасывания. В этом случае давление всасывания над поршнями будет выше, чем давление, которое «подпирает» их из картера. Следовательно, это давление будет заставлять поршни увеличивать их ход. Таким образом, увеличивается и рабочий объем цилиндров компрессора.

Когда в испарителе испаряется меньше хладагента, то и давление на линии всасывания будет ниже. Для уменьшения рабочего объема цилиндров часть сжатого поршнями газа (хладагента) направляется в картер. Это давление давит на поршни сзади, заставляя их уменьшить рабочий ход.

Таким образом, изменение рабочего объема компрессора происходит за счет баланса сил на поршнях и под ними – в картере.

Качающийся диск

При изменении рабочего объёма компрессора происходит изменение угла качающегося диска. Тут надо понимать, что качающийся диск служит только для приведения в возвратно-поступательное движение поршней от вала компрессора. При этом диск обеспечивает гибкую связь поршней с собой. Диск не прикладывает никакой силы, которая способна заставить поршни изменить свой ход. Изменение хода поршней происходит только за счёт баланса давления газов.

Компрессорное масло

Помимо хладагента в системе кондиционирования присутствует специальное масло. Оно смазывает все пары трения. Масло циркулирует как по всему контуру, так и присутствует в картере компрессора. В зависимости от типа компрессора и применяемого хладагента используются разные типы масел, которые категорически нельзя смешивать друг с другом, т.к. может образоваться парафин, способный закупорить систему.

Читайте также:  Настенный кондиционер hisense as 10hr4sydtg5

Компрессорное масло полностью прозрачное и почти бесцветное. Может иметь ярко зеленый цвет при наличии в нём красителя.

Неисправности и поломки компрессора и системы кондиционирования

Самая распространенная поломка системы кондиционирования – это утечка хладагента через негерметичные уплотнения или трещинки. При недостатке фреона снижается производительность системы кондиционирования. При совсем низком уровне фреона система может полностью отключить компрессор во избежание его поломки. Низкий уровень фреона определяется при его заправке по количеству и перепадам давления в системе. На крупную пробоину указывают потеки компрессорного масла. Хотя в большинстве случаев приходится добавлять в систему специальный краситель, видимый в ультрафиолете.

Врагами цилиндропоршневой группы или ротора компрессора являются повышенное трение из-за недостатка масла или повышенное давление хладагента. Также повышенное давление приводит к перегреву компрессора и масла, которое становится чересчур жидким. Эти факторы приводят к тому, что пары трения задирают друг друга, вся система засоряется алюминиевой пудрой.

Почему возникает избыточное давление хладагента? Первой причиной являются факторы, препятствующие нормальной конденсации. Это загрязнение конденсатора или неработающий вентилятор на нём. Также избыток давления может быть вызван лишним заправленным объемом хладагента.

Если в систему кондиционирования попала металлическая стружка, то ее нужно обязательно промыть и даже заменить испаритель и конденсатор. Иначе стружка очень быстро прикончит новый установленный компрессор.

Поломки других механических и электронных компонентов, таких как расширительный клапан, управляющий клапан довольно редки. Они проявляются в том, что кондиционер не холодит так, как надо, но при этом фреона в системе достаточно и утечек нет.

Муфта постоянного привода

Поршневые компрессоры кондиционера часто имеют постоянный привод. Т.е. их вал постоянно вращается при работе двигателя, никакого электромагнита в шкиве нет, провода к муфте не подведены.

Муфты постоянного привода могут быть пластиковыми или металлическими, могут иметь привод от ремня или от вала. Внутри такой муфты обязательно присутствуют простейшие резиновые демпферы. Демпферы расположены между шкивом и приводной пластиной, которая посажена непосредственно на вал компрессора. Приводная пластина также называется «срывной» или «предохранительной».

Это значит, что в случае заклинивания вала компрессора или избыточного давления в его корпусе приводная пластина буквально разрушается: происходит обрыв в специальном предохранительном элементе или участке пластины. При этом разрывается связь между валом и шкивом компрессора. Также обрыв предохранительной пластины происходит из-за биения приводного ремня, неисправности натяжного ролика, заклинивании обгонной муфты генератора.

Возможны и другие поломки приводной пластины. Муфта постоянного привода, отслужившая большой срок, может начать стучать во время работы двигателя. Стук возникает из-за разрушения резиновых демпферов и появления люфта. Т.е. соединительные штыри приводной пластины будут стучать по пазам в шкиве. Через некоторое время игнорирование стука приводит к тому, что все штыри срезает, т.е. опять же разрушается связь шкива с валом компрессора.

На некоторых автомобилях используются компрессоры постоянного привода, в муфте которых нет эластичного демпфера, а используется амортизирующий грузик. Такие муфты разрушаются из-за проблем с натяжением приводного ремня.

Муфта постоянного привода вращается на подшипнике, посаженном на шейку передней крышки кондиционера. Если появляется люфт подшипника, то в большинстве случаев его можно заменить на новый. Но при этом посадочная плоскость на шейке не должна быть изношена.

При установке новой приводной пластины на многие компрессоры для автомобилей группы VAG крайне важно не забыть установить на вал компрессора регулировочную шайбу. Без нее при завинчивании пластина просто сломается так, как это задумано производителем в случае заклинивания вала компрессора.

Электромагнитная муфта

Второй вариант привода компрессора кондиционера – с помощью электромагнитной муфты. В этом случае шкив и вал компрессора не находятся в постоянном соединении. Шкив посажен на подшипник, установленный на шейке передней крышки корпуса компрессора, и свободно вращается от ремня навесного оборудования. С валом компрессора соединена приводная пластина с резиновым или пружинным демпфером. Внутри шкива находится электромагнитная катушка. Когда на нее подается напряжение, возникает магнитное поле, которое притягивает и прижимает к шкиву приводную пластину. В этом случае шкив и вал компрессора вращаются вместе как единое целое. Когда напряжение с катушки снимается, приводная пластина выходит из зацепления со шкивом: между ними создается зазор.

Чаще всего электромагнитная муфта начинает проскальзывать. А именно проскальзывает приводная пластина относительно шкива. Далеко не во всех случаях проскальзывание начинается из-за износа привалочных поверхностей муфты. Обычно в самом компрессоре появляется излишние давление хладагента, что сильно нагружает муфту и вызывает ее проскальзывание.

Ну а дальше процесс разрушения идёт очень быстро: трущиеся приводная пластина и шкив разрушают привалочные поверхности, при этом выделяется очень много тепла, которое запекает резиновые компоненты и может сжечь электромагнитную катушку.

От перегрева в результате пробуксовки муфту защищает термопредохранитель, который размыкает цепь питания электромагнита.

В некоторых видах муфт предусмотрен резиновый демпфер приводной пластины, который разрушается в том случае, если вал компрессора вращается с повышенным усилием или заклинил.

Люфт всей муфты возникает из-за износа подшипника и шейки передней крышки корпуса компрессора. Если шейка изношена, то и после установки нового подшипника шкив будет вращаться с люфтом и биением.

Подшипник муфты

Если разваливается подшипник муфты, то муфта гремит и люфтит во время работы двигателя. Если пренебрегать этими симптомами и не торопиться в сервис, то подшипник может провернуться и задрать шейку передней крышки компрессора. В этом случае даже после установки нового подшипника или муфты люфт шкива никуда не денется. Для полноценного ремонта придется покупать или новую переднюю крышку, или б/у компрессор. Также есть варианты с восстановлением шейки.

Читайте также:  Установить уже купленный кондиционер в москве

Также люфтящая муфта быстро изнашивает приводной ремень и его натяжной ролик.

Как выбрать б/у компрессор кондиционера на авторазборке?

Если компрессор непостоянного привода, необходимо проверить вращение шкива. Шкив должен вращаться легко, без люфта, биения и постороннего шума. Другими словами, он должен вращаться легко, ровно и бесшумно.

Далее проверяем вращение вала. При этом не должно быть посторонних звуков и шорохов. При вращении вала туда-сюда не должно быть слышно стуков.

Если из портов компрессора сочится масло, можно проверить его чистоту: масло должно быть прозрачным.

Источник

Всё про компрессор кондиционера автомобиля

Автокондиционер – удобнейшая опция, которая сегодня доступна каждому владельцу иномарки. Но каждое дополнительное устройство становится не только удобством, но и «слабым местом», подверженным, как и любой механизм, поломкам и износу. Это относится и к сложному и дорогостоящему узлу системы кондиционирования – компрессору.

Немного истории

Необходимость охлаждать салон автомобиля первыми осознали американцы: на длинных дорогах жарких штатов поездка превращалась в настоящее испытание. Поскольку первые кондиционеры появились в начале ХХ века (уже в 1903 году они были установлены в здании Нью-Йоркской фондовой биржи), а спустя 30 лет стали привычной деталью интерьера, установка системы кондиционирования в автомобиле стала только вопросом времени.

Охлаждение салона автомобиля холодным воздухом,
г. Хьюстон, 1957 год

С 1933 года кондиционеры начали монтировать в автомобили по заказу владельцев, а 1939 год ознаменовал начало нового этапа: установки систем кондиционирования в заводской комплектации. Как и все новинки, это стоило немалых денег и было целесообразно только для самых дорогих автомобилей. Но, как и всё новое, эти первые системы, несмотря на высокую стоимость, были малоэффективными и неудобными. Только в 1954 году кондиционирование объединили с обогревом салона, повысив эффективность и сделав пользование на порядок удобней. В таком варианте система и развивалась вплоть до сегодняшнего дня, постепенно улучшаясь в деталях, но не меняясь принципиально.

Функция компрессора

В замкнутой системе кондиционирования охлаждение фреона в испарителе происходит за счет резкой смены давления: жидкий фреон под большим давлением проходит через узкое отверстие, распыляясь и моментально охлаждаясь. Задача компрессора – перекачка хладагента (фреона) из контура низкого давления (от радиатора конденсатора) в контур высокого давления (к радиатору испарителя) с одновременным его сжатием, а значит, с повышением температуры. В конденсаторе фреон охлаждается и переходит в жидкое состояние, после чего снова поступает в конденсатор. Компрессор кондиционера иногда называют «сердцем» системы, настолько важна его бесперебойная работа для нормального функционирования кондиционера. В то же время на компрессор ложится и самая большая нагрузка.

Виды компрессоров

Большинство компрессоров имеют механический привод от коленвала двигателя.

  • Компрессоры постоянного вращения соединены с коленвалом напрямую через шкив и начинают работать одновременно с ним. Пока кондиционер не нужен, компрессор кондиционера работает вхолостую и только при включении кондиционера он начинает перекачивать хладагент.
  • Компрессоры непостоянного вращения соединяются с коленвалом через шкив посредством соленоида (электромагнитной муфты), который срабатывает при включении кондиционера и только тогда запускает компрессор.

Второй вариант – компрессоры с собственным приводом (электро), которые могут работать и в то время, когда двигатель отключен. А для автомобилей с системой «старт-стоп» используются модели с комбинированным приводом.

Привод от коленвала забирает у двигателя примерно от 1,5 до 15 л.с. в зависимости от модели компрессора и мощности самого двигателя.

Компрессоры различаются по типу конструкции: поршневые, роторно-пластинчатые и спиральные.

В основе конструкции несколько поршней (реже один) с разным вариантом расположения: по кругу, V-образно, оппозитно или в ряд. Чаще всего можно встретить круговое расположение, при котором устанавливается от 2 до 10 поршней, поочередно приводимых в движение наклонным вращающимся диском.

В поршневых компрессорах есть возможность регулировки рабочего объема, от 2-3 до 100%. Управление осуществляется за счет перемещения подвижного диска (и соответственно поршней двигателя) вдоль оси, в результате чего уменьшается или увеличивается длина хода поршня.

Схема поршневого компрессора

Состоят из ротора с выдвигающимися лопастями (двумя или больше), вращающегося в корпусе прецизионной формы. Через впускное отверстие в корпус попадает фреон, проходит через серповидную полость и входит в выпускное отверстие на участке сужения. Сжатие фреона происходит за счет изменения объема секторов в процессе вращения ротора.

Схема работы роторного компрессора

Такая конструкция достаточно редко встречается, в основном в компрессорах с электроприводом. Состоит из двух спиралей, вставленных друг в друга со сдвигом 180о. Одна из спиралей неподвижна, вторая вращается, в результате чего от краев к центру образуются полости с постепенно уменьшающимся объемом. Разреженный фреон входит с краев спиралей, сжатый выходит из центра.

Принцип работы спирального компрессора.
1. Расположение спиралей относительно друг друга.
2. Захват разреженного фреона.
3. Перемещение к центру с одновременным сжатием.
4. Схема непрерывного процесса.

Основным достоинством спиральных компрессоров является небольшой вес и габариты, что важно для компоновки подкапотного пространства. А недостаток конструкции – сравнительно высокая цена.

Технические характеристики

Все компрессоры классифицируются не только по конструкции и приводу, но и по техническим параметрам.

Одна из самых важных характеристик – производительность (см 3 /мин). Производители указывают, есть ли функция изменения рабочего объема (постоянный или переменный объем) и в каких пределах.

Читайте также:  Рекуперацией тепла или кондиционер

В поршневых моделях указывается диаметр и ход поршня, в роторных – тип лопастей (фиксированные или нефиксированные).

В описании компрессора также указывается диаметр и расположение патрубков (горизонтальное или вертикальное), а также тип хладагента, для которого он предназначен, и вязкость компрессорного масла.

Маркировка компрессора:
тип хладагента 134а, масло класса SP-10 (ISO 100)

Большинство производителей комплектуют компрессор необходимым количеством рефрижераторного масла, необходимого для смазки.

Немного о компрессорном масле

При работе кондиционера часть масла вытекает из компрессора и распределяется по всей системе. Это предохраняет внутренние поверхности от коррозии, а резиновые прокладки и уплотнители – от затвердевания. При снятии компрессора (для замены или ремонта) масло затем необходимо долить до нужного уровня.

Схема распределения масла из нового компрессора по системе

Особенность данного масла в том, что оно работает без замены в течение длительного времени, причем в условиях как высоких, так и низких температур, оставаясь при этом по-прежнему жидким и однородным. Но для этого необходимо соблюдение нескольких условий: герметизировать систему для удаления воздуха (эта работа делается при заправке кондиционера фреоном), подбирать масло, соответствующее типу хладагента и не смешивать масла разных типов между собой.

Основной параметр выбора масла – тип используемого фреона. Автокондиционеры заправляют двумя основными видами фреонов: хлорсодержащий R-12 (в автомобилях до 1993 года выпуска) и новые бесхлорные R134a и R-1234yf (в машинах после 1995 года). На «стыке» этих двух периодов автокондиционеры могли заправить любым из этих фреонов.

Соответственно выбирается один из трех видов масла:

  • Полиалкиленгликолевое (PAG). Синтетическое масло, подходящее для фреона R134a и R-1234yf, то есть используемое в новых автомобилях. Его особенностью является высокая гигроскопичность: масло связывает влагу из окружающей среды, в результате чего теряет свои свойства и превращается в мощный окислитель. Поэтому такие масла часто выпускают в небольшой таре, достаточной только на одну заправку. Также PAG-масло негативно влияет на резиновые прокладки и уплотнители, вызывает их коробление и усыхание.
  • Минеральное. Продукт переработки нефти, используемый для систем на фреоне R-12. В отличие от PAG, не вступает в реакцию с влагой из воздуха и не портит резиновые детали. Этим маслом смазывают о-ринги (уплотнительные кольца), чтобы защитить от воздействия хладагента, влаги и перепадов температур.
  • Полиэстеровое (эстеровое, полиальфаолефиновое или POE). Используется для компрессоров с электроприводом, установленных в гибридных системах. Эстеровое масло обладает высокими изоляционными свойствами, благодаря чему рекомендуется к применению в современных системах кондиционирования. Также оно используется в системах, переделанных с R-12 на R134a. Одна из особенностей этого масла – низкая термическая стойкость. При перегреве оно разлагается, после чего перегревается и выходит из строя компрессор.

Помимо основы, масла различаются по вязкости, что важно для выбора. На старых автомобилях использовались минеральные масла одной стандартной вязкости, на новых системах применяются PAG и POE с различной степенью вязкости, стандартизированной по ISO. В настоящее время производятся масла с вязкостью 46, 100 и 150, и рекомендации по выбору указываются на маркировке компрессора. В случае, если рекомендуемая вязкость масла неизвестна, специалисты заливают масло ISO 100 во все компрессоры, работающие на фреоне R134a. Залив масло неподходящей вязкости (слишком жидкое или слишком густое), можно за короткое время «убить» компрессор.

Компрессорное масло вязкостью ISO 46 и ISO 150
для разных климатических условий

Специалисты категорически не рекомендуют смешивать разные типы масел: образующиеся при этом хлопья засоряют радиаторы и вызывают преждевременный износ деталей компрессора.

Чинить или менять?

При должном техобслуживании компрессор может проработать достаточно долгое время, не требуя полной замены. Но есть детали, которые изнашиваются в первую очередь, и именно их можно заменить отдельно от всей остальной конструкции. В первую очередь это подшипник муфты, который изнашивается и в результате может заклинить. Также замене подлежит шкив и сальник, при износе которого появляется утечка фреона. Своевременный ремонт – лучший способ продлить эксплуатацию недешевого компрессора.

Однако в случаях поломок самого механизма, специалисты рекомендуют менять компрессор целиком: как и в двигателе, появляются задиры на поршнях, износ зеркала цилиндров и других частей. При появлении неисправностей усиливается трение деталей, а значит – повышается температура компрессора во время работы. Масло перегревается, перестает выполнять свои функции и в результате компрессор выходит из строя, попутно «убивая» смежные детали системы кондиционирования.

Перегретое вязкое масло, вызвавшее отказ компрессора

Есть несколько причин поломки компрессора:

  • Естественный износ деталей;
  • Масляное голодание;
  • Перегрев;
  • Влага (которая попадает в систему при разгерметизации);
  • Недостаток или избыток хладагента (при недостаточном давлении система автоматически отключается, а вот избыток фреона может вызвать перегрузку компрессора);
  • Недостаточное охлаждение фреона в конденсаторе (неисправный вентилятор, засорены трубки радиатора).

Как видно, в большинстве случаев поломки компрессора можно избежать, если вовремя проводить ТО системы кондиционирования, обращаясь к квалифицированным мастерам.

Работа автомобильного кондиционера зависит не только от компрессора, но и от четкого и слаженного функционирования всех элементов системы, в том числе многочисленных датчиков, установленных на различных участках. И, конечно, одним из факторов комфорта будет качественный фильтр салона, благодаря которому даже на самой загруженной трассе в летнюю жару пассажиры автомобиля будут наслаждаться свежим и прохладным воздухом.

О том, как выбирать компрессор кондиционера и на что обращать внимание, читайте наш «Гид покупателя».

Источник

Adblock
detector