«Холодная» система, или все об автокондиционерах:принцип работы,неисправности и т.п
autoExpert » СТАТЬИ » Системы автомобиля » «Холодная» система, или все об автокондиционерах

«Холодная» система, или все об автокондиционерах

Кондиционер для автомобиля, конечно, не столь важный агрегат, как система зажигания, подвеска или тормоза. Без него транспортное средство вполне способно эффективно перемещаться. Однако косвенное влияние на возникновение аварийных ситуаций он все-таки оказывает. Да что там косвенное, самое прямое! Когда «за бортом» +30°С, а «на борту» все +40°С из-за разогретого двигателя, трудно ожидать от водителя внимательности и адекватности. А ведь эти параметры имеют большее влияние на безопасность, чем наличие или отсутствие ABS.

Жара еще не вторглась в пределы страны и не затопила салоны и кабины автомобилей банным жаром. Однако эта пора вовсе не за горами, поэтому разговор о системах кондиционирования всегда будет актуальным. Давайте разберемся, каковы принципы работы этого оборудования, рассмотрим типичные неисправности и немного поговорим об обслуживании автокондиционеров.

Принцип работы
Любое вещество может находиться в трех ипостасях, сохраняя неизменным свой химический состав. Это различные агрегатные состояния, зависящие от температуры: газ, жидкость, твердое тело. Например, Н2О: пар, вода, лед. Для нас наиболее интересны явления, происходящие при переходе жидкости в газ (испарение) и газа в жидкость (конденсация). Что говорит об этих процессах термодинамика? Испарение – это превращение жидкости в газ, причем происходящее со свободной поверхности жидкости. То есть какие-то молекулы «вырываются» из плена связующих жидкостью сил. Естественно, в первую очередь на такое способны самые «быстрые» молекулы, обладающие наибольшей энергией. Вот эту энергию они и уносят с собой, соответственно снижая температуру самой жидкости. Кстати, увеличить интенсивность испарения, а следовательно, и повысить количество вырабатываемого холода вполне возможно, совершая какую-то внешнюю работу. Именно ветер (вспомним мокрый палец) ускоряет процесс испарения с части пальца, обращенной к нему. А если газ превращается в жидкость? Это конденсация, при которой некоторые молекулы «захватываются» поверхностью жидкости и втягиваются в нее. Конечно, энергия в жидкости при этом прибавляется, а ее температура возрастает. Вот, собственно, два основных физических явления, на основе которых и были разработаны машины для производства холода.

Не хватает, правда, еще одного понятия – кипения, которое, по сути, то же испарение, но из всего объема жидкости. Чтобы заставить жидкость кипеть, ее надо нагревать, т.е. подводить к ней тепло, отнимая его у другого тела, которое будет охлаждаться. Тут важно заметить следующее: жидкость кипит при определенной температуре, зависящей от конкретного давления. Если давление понизить, то жидкость закипит при меньшей температуре. Это третий важный принцип работы любого холодильника. Конечно, вода, кипящая при температуре 100°С, – не лучшая жидкость для работы холодильника. Для «изготовления» холода используют специальные жидкости, некоторые из которых могут кипеть и при отрицательных температурах. Такие жидкости, называемые хладагентами, используются в кондиционерах.

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. Первым начинает работу компрессор, который сжимает газообразный хладагент, отчего тот сильно нагревается, и гонит его по трубопроводу в конденсор. В народе этот самый конденсор часто называют «радиатором кондиционера». В конденсоре сильно нагретый и сжатый фреон охлаждается. Охладившись, сжатый хладагент начинает конденсироваться и выходит из конденсора уже жидким. После этого он проходит через ресивер-осушитель. Здесь от него отфильтровываются продукты износа компрессора и прочая грязь.

Где-то в районе ресивера-осушителя, часто на нем самом, есть смотровой глазок. 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. 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 – это тот же радиатор, только маленький. Ледяной фреон охлаждает испаритель, а вентилятор 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.

История холода
Давайте начнем с самого термина «кондиционер». Эти устройства назвали так потому, что они доводят воздух до нужного качества (кондиций), то есть очищают его от влаги, пыли и вредных газовых примесей, а не только охлаждают его. Слово «кондиционер» впервые было произнесено вслух в 1815 году, когда француз Жанн Шабаннес получил британский патент на метод «кондиционирования воздуха и регулирования температуры в жилищах и других зданиях». Однако практического воплощения идеи пришлось ждать достаточно долго – только в 1902 году американский инженер-изобретатель Уиллис Карриер собрал промышленную холодильную машину для типографии Бруклина в Нью-Йорке. Самое любопытное, что первый кондиционер предназначался не для создания приятной прохлады работникам, а для борьбы с влажностью, здорово ухудшавшей качество печати.

Спустя лишь один год европейская аристократия, совершая визит в Кельн, обязательно посещала местный театр. Причем столь глубокий интерес публики вызывала не столько игра труппы, а ласкающий холодок находившийся в зрительном зале, несмотря на самые знойные месяцы года. А когда в 1924 году модуль кондиционирования установили в одном из универмагов Детройта, наплыв зевак побил все возможные рекорды. Если бы хозяин универмага сообразил брать плату за вход, то, вероятно, в короткий срок стал бы миллионером. Впрочем, и так все было неплохо – в течение нескольких дней доход поднялся более чем в три раза!

Первый автомобильный кондиционер был создан фирмой С&С Kelvinator Co. в 1930 году и установлен на «Кадиллаке». Мощность охлаждения первенца равнялась 370 Вт. Однако массовое производство автомобильных кондиционеров начала применять в США фирма General Motors лишь в начале 50-х годов. Затем автомобильные кондиционеры начали изготавливать в Японии и с начала 60-х годов – в промышленно развитых странах Европы.

Что представляли собой первые «повелители климата» в технологическом плане? Изначально это были кондиционеры подвесного типа. В плюсы сразу стоит записать универсальность: такие системы могли быть установлены во многие транспортные средства. Дабы не загромождать ограниченное пространство в салоне, основные узлы кондиционера размещались в разных местах автомобиля. Конденсатор устанавливался перед радиатором охлаждения двигателя, иногда монтировался на крыше и чаще всего снабжался дополнительным вентилятором охлаждения либо с электроприводом, либо с ременным приводом от шкива коленчатого вала двигателя. Компрессор устанавливался непосредственно на двигатель транспортного средства, а привод осуществлялся ременной передачей через электромагнитную муфту от коленчатого вала.

В блоке охлаждения воздуха размещались испаритель с терморегулирующим вентилем, электровентилятор подачи воздуха на испаритель, решетки распределения обработанного воздуха и блок управления режимами охлаждения и подачи воздуха. Блок охлаждения устанавливался в салоне автомобиля под панелью приборов со стороны пассажира или на крыше. В последнем случае для забора воздуха из салона и подачи его в салон в крыше транспортного средства изготавливались специальные отверстия. На автомобилях представительского класса блок охлаждения чаще всего устанавливался в багажнике, так как он должен был обеспечивать комфортные условия для высокопоставленных пассажиров, расположенных на задних сиденьях, либо в отдельном салоне, отделенном от водителя перегородкой. Такой кондиционер функционировал автономно, вне зависимости от системы вентиляции и отопления салона автомобиля. С целью экономии энергии, чаще всего, кондиционер работал только в режиме рециркуляции воздуха. Размещение блока охлаждения в определенной части салона автомобиля создавало неравномерность распределения температуры воздуха по салону. Для выравнивания поля температур в кабине транспортного средства, имеющего несколько посадочных мест, требовалось оснащать салон дублированной системой воздухопроводов. Управление таким кондиционером и распределение воздуха в салоне осуществлялось вручную, а должная температура поддерживалась с помощью механического термостата, который включал и выключал компрессор посредством электромагнитной фрикционной муфты.

Поскольку при включении компрессора происходит увеличение нагрузки на двигатель, то автомобили оснащались устройствами поддержания частоты вращения двигателя. Описанный кондиционер подвесного типа, чаще всего являлся дополнительным оборудованием автомобиля, поставляемым по заказу, и монтировался вне заводского конвейера, в специальных мастерских.

Неисправности
Среди причин поломок автокондицинеров лидирует влияние окружающей среды, в которых они эксплуатируются: резкие изменения температуры и влажности, наличие пыли и грязи на дорогах и т.д. Однако если проводить своевременное техническое обслуживание и строго следовать рекомендациям по эксплуатации, то, безусловно, можно увеличить срок безаварийной службы автокондиционера. Рассмотрим далее наиболее часто встречающиеся неисправности.

Поломка компрессора. Поскольку он является самой главной составляющей автокондиционера, то его неисправность влечет за собой проведение целого ряда весьма затратных операций. Поэтому важно как можно раньше определить момент ее появления: на том этапе, когда еще можно отремонтировать сам компрессор, так как его замена обойдется намного дороже. При этом характерным признаком неправильной работы данного элемента является шум в области его крепления. Причинами его появления может быть или износ подшипника муфты или же попадание продуктов износа в саму систему кондиционирования.

Неисправность конденсора. Основная причина поломок данного узла кроется в месте его расположения: крепится он зачастую перед радиатором двигателя, поэтому наиболее подвержен воздействию пыли, грязи, налипания насекомых и т.д. Все это неблагоприятно сказывается на рабочем цикле системы из-за повышенного внутреннего давления, которое, в свою очередь, сокращает срок службы всей клапанной группы. Поэтому периодически необходимо проверять состояние конденсора.

Утечка хладагента. Он постепенно «уходит» из системы, что чревато большими неприятностями. Агрегат не только перестает «холодить», но наступает риск выхода из строя самой ответственной и дорогой детали – компрессора. Дело в том, что для нормальной его работы необходима достаточная смазка всех подшипников и движущихся элементов. Смазка осуществляется циркуляцией масла, добавляемого в строго определенном количестве в хладагент, убыль которого нарушает условия смазки и ведет к заклиниванию компрессора.

Если в системе не обнаруживаются участки явной утечки хладагента, а его недостаток налицо (контролируется по разности давлений в линиях нагнетания и всасывания), требуется полная перезарядка системы. Необходимо откачать весь хладагент, удалить воздух и примеси, вакуумировать систему и заправить требуемые количества хладагента и масла.

Стремление ряда горе-мастеров побыстрее обслужить клиента, дозаправив систему некоторым количеством хладагента, порочно в принципе, так как возможен перезаряд агрегата с последующим гидроударом. Но главное – не принимается в расчет убыль масла, от которого зависит исправность компрессора. Таким образом, оперативная дозаправка не более чем попытка «срубить денег по-быстрому».

Кроме того, некоторые «мастера» решают, что автокондиционер – это обычный холодильник, и для его заправки подойдет обычный фреон. Это не так. Автомобильные кондиционеры используют свои, специальные хладагенты. В холодильниках же применяют фреоны, которые неприменимы к автокондиционерам. Не стоит также забывать, что R-134a и R-12 также между собой не взаимозаменяемы. Одной из причин также является отличия в масле для смазки компрессора, растворенных в хладагенте. Автомобильные кондиционеры, рассчитанные на работу с фреоном R-12, заправляются только R-12. Но переходить с одного вида хладагента на другой все-таки можно. Для этого необходима промывка всей системы и замена ресивера-осушителя. Все это довольно дорого, поэтому автовладельцу проще поискать сервис, где есть фреон R-12. В качестве защиты от дурака производители выполнили заправочные штуцеры R-12 и R-134a разными, но наши умельцы постоянно придумывают переходники для заправки автокондиционеров любым фреоном.

Во время обслуживания часто оставляют без внимания фильтры осушителя. Да они стоят денег, но выполнять ремонт системы автомобильного кондиционера без замены фильтров осушителя это то же самое, что использовать старые масляные фильтры на новом двигателе после замены старого. Звучит абсурдно?

Так почему же так важно заменять фильтр-осушитель? Для начала смотрите на него как на простой фильтр. Любой фильтр, неважно какой конструкции, имеет лимит эксплуатации. Когда ваш фильтр осушитель засорен (грязью из системы, коррозией или влагой) – он засорен. Все! Он больше не функционирует. Вся система кондиционирования может быть подвергнута опасности, потому что один элемент системы не функционирует.

Еще одна причина, по которой добиться желаемой прохлады в салоне авто сложно – загрязненный внутренний испаритель. Из-за пыли и мельчайших частиц на нем образуется пленка-налет, которая не дает вентилятору доставить холодный воздух в салон, т.е. затрудняет теплообмен. Но это не единственная неприятность, которую может доставить испаритель…

Ах, этот запах…
Вас тошнит от дурных запахов из системы кондиционирования? Если да, то они исходят из вашего испарителя. Система кондиционирования является системой «повторного нагрева». То есть, независимо от того хотите ли вы охладить или нагреть воздух, или получить смесь того и того, весь воздух, поступающий в ваш автомобиль, проходит сначала через испаритель. Оттуда, он направляется или прямо в салон (если вы хотите охлаждения) или через обогреватель (если вы хотите тепла). Тем не менее, испаритель является первой остановкой.

Также поймите, что, так как испаритель выступает в качестве влагопоглотителя (на его ламелях оседает влага из воздуха), то он почти всегда покрыт конденсатом влаги. Эта конденсация помогает фильтровать воздух, так как она тоже попадает в автомобиль. Но что происходит с грязью? Надеемся, что конденсированная влага стекает с испарителя и затем выходит через дренажную трубку в корпусе испарителя (постоянное капание воды, при работе кондиционера обычно сразу за передним колесом со стороны пассажира). Однако часто дренажная трубка забивается, грязью, которая попадает через воздухозаборник (листья, тополиный пух, и т.п.), и испаритель становится основным местом размножения бактерий, спор и плесени. Со временем, они могут превратиться в источник по-настоящему отвратительного запаха.

Впрочем, в практике СТО случаются и курьезы: «Нам позвонил владелец почти новой Toyota и пожаловался, что его мучает запах в салоне. Он хотел бы, чтобы мы сняли и почистили испаритель. Испаритель мы сняли. Сразу показалось подозрительным, что он оказался совсем чистым. Мы его помыли, продезинфицировали, поставили на место. Заправили кондиционер, включили и стали принюхиваться. Запах не прошел. Стали поднимать все ковры, лазить под сиденьями. Наконец, поиски увенчались успехом: в укромном уголке притаилось тухлое крашеное яичко».

Также специфической поломкой автокондиционера иногда оказывается… отсутствие кондиционера. Человек на совсем свеженьком Land Rover обратился в один столичный автосервис с проблемой «перестал работать кондиционер». Увы, у него просто не оказалось этого устройства: автомобиль он купил совсем недавно, и ушлый продавец убедил его, что в нем есть кондиционер. Он даже не поленился кнопочку со снежинкой в салоне разместить. А поскольку Land Rover был куплен ранней весной, это «прокатило».

Помощники?
Очевидно, что для проведения любых работ с системой кондиционирования необходимо соответствующее оборудование, предложений которого на рынке предостаточно. Мы не будем рекомендовать выбор какой-либо конкретной марки, а расскажем о тех позициях, которые просто необходимы на сервисном участке. Начнем с основного агрегата – установки для заправки системы кондиционера. На наш взгляд, оптимальный вариант – это хорошая специализированная автоматическая станция высокого уровня. Хотя и не совсем дешево, но зато масса преимуществ в период эксплуатации. Такие установки предельно просты в работе, обеспечивают высокую скорость обслуживания и не требуют персонала высокой квалификации. Кстати, подобное оборудование рекомендуют крупные автопроизводители для обслуживания своих климатических систем.

Работать с подобной установкой действительно очень просто: оператор лишь подключает шланги к системе кондиционирования, задает программу выполнения операций, нажимает кнопку «Старт» – и все. Умная машина эвакуирует хладагент, вакуумирует систему и проверяет ее герметичность, удаляет воздух и пары воды и, наконец, заправляет систему необходимым количеством хладагента и масла. Желательно, чтобы подобная станция имела встроенный принтер для распечатки отчета о выполненной работе. Тем самым устраняется возможность возникновения разногласий с клиентом и повышается престиж мастерской.

Конечно, для полноценного ремонта кондиционера одной станции его заправки недостаточно. Если в системе имеется течь, то хладагент быстренько «уйдет». Требуется обнаружить место утечки и заменить неисправные детали.

Особого внимания при поиске утечек заслуживает метод их обнаружения с помощью добавок – составов, флоуресцирующих в свете ультрафиолетовой лампы. Такие составы добавляются к компрессорному маслу и вместе с ним и хладагентом циркулируют по всей системе. При диагностике с помощью ультрафиолетовой лампы места утечек легко обнаруживаются.

Действующие лица
Компрессор – единственная точка в системе, которая разделяет стороны высокого и низкого давления. Сторона высокого давления так же называется стороной нагнетания, а сторона низкого давления – стороной всасывания. В большинстве современных компрессоров разделение низкого и высокого давления достигается при помощи пластинчатого клапана. Если компрессор работает, но не качает (не создает низкого и высокого давления), то это проблема клапана: они или сломаны, или засорены. В некоторых случаях дешевле заменить компрессор, чем пробовать отремонтировать клапаны.

Конденсатор (радиатор кондиционера).Конденсаторы обычно делаются из тонкого алюминия и часто подвергаются поломке из-за излишней, как внутренней, так и внешней коррозии. Внешняя коррозия наиболее часто вызвана дорожной солью и погодными условиями. Внутренняя коррозия является результатом загрязнения системы, но это мы обсудим позже.

Терморегулирующий вентиль (ТРВ) или расширительная трубка. Терморегулирующий вентиль (отметим, что сегодня он используется реже, чем расширительная трубка) имеет движущиеся части и может сломаться в закрытом или в открытом положении. В любом случае, конечным итогом является потеря охлаждения, однако закрытое положение может быть (потенциально) более опасным для компрессора, так как прекращается поток хладагента. С другой стороны, расширительные трубки не имеют движущихся частей. Они тоже обычно располагаются на входном отверстии испарителя. Их функция полагается на размер отверстий, которые дозируют поток хладагента. Циклическое включение и выключение компрессора, на самом деле, контролирует поток хладагента через клапан.

В обоих случаях нет каких-либо мер предотвращения поломок. Оба клапана полагаются на отверстия, размер которых обычно составляет 1,54 мм. Хотя оба вида клапанов используют входные фильтры, на самом деле нужно совсем немного грязи, что бы забить их и ограничить поток хладагента и масла. Чтобы дать вам представление, какое количество грязи считается опасным, представьте себе, что менее десятой части чайной ложки грязи достаточно, что бы вызвать серьезные повреждения. В дополнение, при работе с системами, в которых применяются расширительные трубки, учтите, что производители поменяли места установки сопл. В некоторых случая они остаются во входном отверстии испарителя, в других – они в конденсоре, или могут быть на линии нагнетания (между конденсатором и испарителем).


Подготовил Марк Сергеев


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
 (голосов: 2)






Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.

Спецвыпуски

Популярное

Календарь

«    Май 2022    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 

Опрос

Направление вашего бизнеса

Продажа автомобилей
Автосервис
Оптовая торговля автокомпонентами
Автомагазин
Автоперевозки
Другое