Автомобильные кондиционеры

Кондиционирование воздуха в автомобиле — это создание и поддержание микроклимата внутри его салона, то есть повышение и понижение температуры воздуха, снижение его влажности, циркуляция, фильтрация, устранение запахов. Микроклимат в салоне автомобиля оказывает большое влияние на состояние водителя. Наиболее благоприятная температура в салоне составляет 18...20 °С; влажность — от 30 до 70%. Если при +10 °С начинается переохлаждение тела, то при + 25 °С наступает физическое утомление, а при + 30 °С замедляется реакция, появляются ошибки в управлении автомобилем. Немаловажное значение для терморегуляции организма человека имеет движение воздуха в салоне, однако сквозняки способны вызвать простудные заболевания.

Автомобильный кондиционер представляет собой замкнутую герметичную систему, в той принудительная циркуляция хладагента обеспечивает отвод тепла из салона автомобиля. Работа кондиционера возможна только при работающем двигателе автомобиля. Находящийся в салоне автомобиля испаритель постоянно снижает температуру воздуха. Хладагент переносит тепло в конденсатор, расположенный за пределами салона, и отдает тепло наружному воздуху. Органы управления и исполнительные устройства позволяют поддерживать желаемый микроклимат.

До недавнего времени хладагентом автомобильных кондиционеров был фреон R12. После принятия международных соглашений, ограничивающих его применение, в системах кондиционирования стал использоваться озонобезопасный хладагент R134а, но эффективность его на 10... 15% ниже, чем у R12, и он более текуч. Применение хладагента R134a привело к усложнению систем кондиционирования. Новый и старый хладагенты невзаимозаменяемы, так как несовместимы компрессорные масла, заправляемые вместе с ними.

Пока ни один отечественный автомобиль серийно с кондиционером не выпускается, однако, по сообщениям специализированных изданий, израильские кондиционеры ALEX можно установить на «Волги» и «Нивы» последних моделей и переднеприводные ВАЗы, у которых для этого даже предусмотрены места крепления.

По российскому законодательству при ввозе озоноразрушающих газов небходимо иметь соответствующую лицензию. В случае, если импортер такой лицензии не имеет, автомобиль с заправленной фреоном климатической системой границу России пересечь не может.

Основные элементы автомобильной климатической инфраструктуры отображены на рис. 4.1.

В настоящее время в автомобильных кондиционерах применяются следующие типы компрессоров:

— аксиально-поршневые;

— роторно-лопастные;

— поршневые рядные и V-образные.

Вал компрессора — единственное место в системе, где расположено «подвижное» торцевое уплотнение, обеспечивающее герметичность.

Привод компрессора осуществляется клиновым или поликлиновым приводным ремнем от двигателя автомобиля через электромагнитную муфту. При подаче напряжения на ее обмотку ведомый диск и шкив вращаются синхронно, приводя в движение вал компрессора.

При включенном кондиционере компрессор отбирает у двигателя 6... 10 л/с, а расход топлива увеличивается на 5... 10%, вследствие чего возрастает нагрузка на систему охлаждения. Поэтому автомобиль, оборудованный кондиционером, имеет более эффективную систему охлаждения (увеличенный радиатор, дополнительные электровентиляторы).

Почти на всех современных автомобилях при включении кондиционера автоматически повышаются обороты холостого хода двигателя.

Смазка компрессора производится специальным компрессорным маслом, йиркулирующим по всей системе вместе с хладагентом. В системах, работающих с фреоном R12, применяются минеральные масла, с R134a — полиалкиленово-гли-колевое (PAG). При смешивании этих масел образуется мутная густая масса, приводящая к выходу из строя инфраструктуры кондиционирования, и в первую очередь компрессора. При дозаправке кондиционера хладагентом и доливе масла используются только те компоненты, которые предназначены для данной инфраструктуры. Как правило, в моторном отсеке автомобиля есть наклейки, указывающие тип хладагента, его количество и соответствующий ему тип и количество масла (наклейки для R134а — зеленого цвета, для R12 — желтого).

Конденсатор (в обиходе — радиатор) кондиционера, как правило, выполнен из алюминиевого сплава. В нем происходит конденсация нагнетаемого компрессором хладагента с выделением тепла в атмосферу. Конденсатор имеет дополнительные электровентиляторы и для лучшего обдува устанавливается перед радиатором инфраструктуры охлаждения. Это уязвимая часть кондиционера, подверженная не только механическим повреждениям, но и коррозии. За два-три года эксплуатации в таком крупном городе, как Москва он может выйти из строя.

Теплообменник-испаритель также, как правило, выполненный из алюминиевого сплава. Переход хладагента из жидкого состояния в газообразное происходит в нем с поглощением тепла. Испаритель расположен в салоне автомобиля вместе с радиатором отопителя на пути входящего воздушного потока, что обеспечивает снижение его температуры.

Ресивер-осушитель устанавливается на выходном трубопроводе конденсатора перед испарителем и служит резервуаром для жидкого хладагента, очищая его от посторонних примесей и воды. Ресивер-осушитель может снабжаться смотровым окном для контроля за количеством хладагента.

Расширительный клапан (иначе «терморегулирующий вентиль») регулирует количество хладагента, поступающего в испаритель. Является устройством, обеспечивающим изменение производительности инфраструктуры в зависимости от условий и режима работы. Устанавливается на испарителе, реже — в моторном отсеке на входной трубке испарителя.

Расширительная трубка представляет из себя тот же расширительный клапан, но другой конструкции, и выполняет те же функции, расположена на входе в испаритель. В зависимости от конструкции инфраструктуры кондиционирования перед испарителем устанавливается расширительный клапан или расширительная трубка.

Аккумулятор-осушитель устанавливается на системах с расширительной трубкой для доиспарения жидкого хладагента. Располагается на трубопроводе после испарителя, до компрессора. Аккумулятор-осушитель выполняет еще и дополнительные функции — осушения и фильтрации хладагента. При его наличии в системе ресивер-осушитель, как правило, не используется.

Система кондиционирования автомобиля снабжена датчиками, клапанами и предохранителями.

Датчик низкого давления отключает компрессор при давлении в системе ниже 2 кг/см2 и включает при 2,3 кг/см2. Это необходимо для предотвращения заклинивания компрессора, так как при снижении давления во время аварийного сброса хладагента или его утечке нарушается циркуляция масла.

Датчик высокого давления отключает компрессор при давлении хладагента в системе 30–34 кг/см2 и включает при 26 кг/см2. Повышенное давление может возникнуть из-за поломки

расширительного клапана, засорения расширительной трубки, нарушения теплообмена в конденсаторе при снижении интенсивности проходящего через него воздушного потока.

Датчик включения дополнительных электровентиляторов обдува конденсатора включает их при повышении давления в системе до 19...22 кг/см2 и выключает при 14... 16 кг/см2.

Датчик температуры компрессора устанавливается на его корпусе, на стороне нагнетания и отключает электромагнитную муфту при температуре 90... 100 °С.

Комбинированные датчики могут совмещать несколько функций, их устанавливают вместо перечисленных сенсоров.

На некоторых ресиверах-осушителях имеется предохранительный клапан с легкоплавкой вставкой. При повышении температуры ресивера до 90 °С вставка плавится и весь хладагент выпускается в атмосферу.

Редукционный клапан устанавливается на трубопроводе нагнетания компрессора или на ресивере-осушителе. Он стравливает хладагент из инфраструктуры при повышении давления до 32...34 кг/см2. В отличие от предохранительного клапана с плавкой вставкой он выпускает в атмосферу лишь часть хладагента.

ПЕРЕВОД инфраструктуры КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ С R12 НА R134

По мнению специалистов, переход на новый хладагент — достаточно дорогая, трудоемкая и в силу этого не вполне целесообразная операция. Применение в системе хладагента R134a вместо R12 потребует замены:

— конденсатора (требуется большая теплоотдача за счет изменения конструкции);

— соединительных шлангов (для хладагента R134a в силу высокой проникающей способности этого вещества важны специальные шланги с внутренней нейлоновой сплеткой, в то же время в старых системах применяются так называемые «заершенные» соединительные штуцеры, которые способны прорвать эту оплетку);

— ресивера-осушителя (внутренняя полость заполняется осушителем ХН7 вместо СХН5);

— расширительного клапана или ТРВ (меняется регулировка из-за изменившегося рабочего давления);

— сервисных клапанов (резьбовые соединения меняются на быстросъемные);

— резьбовых соединений трубопроводов (штуцеры с дюймовой резьбой заменяют штуцерами с метрической для исключения ошибок при последующем ремонте и зарядке хладагентом).