Устройство автомобильного кондиционера и принцип его работы.

Долгое время “кондиционер”, или кондиционирование воздуха в салоне автомобиля, считался предметом роскоши. Теперь же это воспринимается как один из факторов, обеспечивающих уверенное управление автомобилем, и относится к элементам конструкции автомобиля, определяющих степень его безопасности. Еще 10 лет назад только 10 процентов новых автомобилей имели климатические установки, а уже в 1996 году уже четверть новых автомобилей была оснащена этим оборудованием серийно. Среди покупателей постоянно растет стремление оборудовать свой автомобиль климатической установкой. Принципиально устройство климатической установки во всех автомобилях практически одинаково. Отличие состоит в основном только в их конструктивном исполнении. В данном курсовом проекте описаны основные принципы действия и особенности конструкции климатической установки. Приведено устройство основных конструктивных элементов климатических установок, особенности различных хладагентов и основные требования к обслуживанию и ремонту климатических установок. Рассмотренные элементы конструкции имеются во всех климатических установках.

Целью данной курсовой работы является обобщение, систематизация вопросов конструкции, диагностирования и обслуживания современных.систем кондиционирования воздуха автомобиля.

1.Техническое описание системы кондиционирования воздуха автомобиля (назначение, функции, устройство и работа)

1.1 Принцип работы автомобильного кондиционера

Автомобильный кондиционер работает по тому же принципу, что и обычный бытовой холодильник, хотя и устроен по-другому В основу работы этих устройств положен эффект Джоуля-Томсона – понижение температуры рабочего тела при дросселировании. Дросселированием называется понижение давления рабочего вещества при протекании его через сужение в канале или какое либо местное сопротивление (шайба, капиллярная трубка, терморегулирующий вентиль).

Основная функция кондиционеров – обработка внутреннего воздуха в салоне, поскольку кондиционеры лишь обеспечивают комфортную для человека температуру, а именно охлаждение или обогрев воздуха. Кондиционеры обладают дополнительными функциями:

- режим осушения – неконтролируемое осушение воздуха;

- режим автоматического размораживания;

- защита от попадания влаги;

- регулирование направления воздушного потока;

- фильтр грубой очистки воздуха – у всех кондиционеров;

- различные фильтры тонкой очистки воздуха – у бытовых настенных моделей;

- ионизация, устранение запахов, микробов и прочие функции, влияющие на качество воздуха.

Дополнительные функции отличаются у разных моделей и разных фирм.

В отличие от сплит-систем, состоящих из одного внутреннего и одного наружного блоков, что, впрочем, почти идеально подходит для обеспечения комфортных условий в отдельных помещениях, или получивших широкое распространение инвертерных систем кондиционирования с переменной производительностью и свободной комплектацией внутренними блоками различной мощности, система кондиционирования воздуха в автомобиле наиболее близка к мульти-зональным системам с изменяемым расходом хладагента (VRF).

С другой стороны, автомобильный кондиционер представляет собой герметичную систему, заполненную фреоном и специальным компрессорным маслом, растворенным в жидком фреоне. Масло необходимо для смазки компрессора и некоторых компонентов системы.

Существуют несколько типов расположения узлов систем автомобильных кондиционеров, но, несмотря на некоторые отличия, их принципиальная схема одинакова. Далее рассмотрим самый распространенный вариант; он представлен на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1- Схема работы автомобильного кондиционера

При включении кондиционера срабатывает электромагнитная муфта компрессора и прижимной диск примагничивается к шкиву компрессора (шкив приводится в движение ремнем от коленчатого вала двигателя и, даже когда кондиционер выключен, постоянно вращается). Теперь начал работать компрессор. Компрессор сжимает газообразный фреон, отчего тот сильно нагревается, и гонит его по трубопроводу в конденсатор. Конденсатор часто называют конденсором, радиатором кондиционера. В конденсоре сильно нагретый и сжатый фреон охлаждается. Охладиться фреону помогает вентилятор. При движении автомобиля конденсатор дополнительно охлаждается набегающим потоком воздуха. Охладившись, сжатый фреон начинает конденсироваться и выходит из конденсора уже жидким. После этого жидкий фреон проходит через ресивер-осушитель. Здесь от него отфильтровываются шлаки (продукты износа компрессора, пыль, грязь и прочее).

Часто на ресивере-осушителе есть смотровое окно, которое позволяет визуально оценить заполненность системы фреоном. Если система неполная, то при работе компрессора в глазке будет видна молочно-белая пена.

Очистившись в ресивере-осушителе, жидкий фреон подходит к терморегулирующему вентилю (ТРВ). ТРВ представляет собой специальное устройство, регулирующее разницу температур на выходе из испарителя и кипения хладагента – перегрев пара (перегрев), выходящего из испарителя.

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, и 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.

Проходя через ТРВ и попадая в испаритель, фреон переходит в газообразное состояние (кипит) и при этом сильно охлаждается, охлаждая и испаритель, а вентилятор сдувает с испарителя холод в салон автомобиля. Пройдя через испаритель, все еще достаточно холодный фреон попадает снова в компрессор. И далее процесс повторяется.

За правильной работой системы следят различные датчики. Их количество зависит от типа и модели кондиционера. В нашей схеме на ресивере-осушителе стоит датчик включения второй скорости вентилятора. Когда охлаждение конденсора недостаточно, давление в напорной магистрали стремительно растет, а фреон в конденсоре перестает конденсироваться. Датчик реагирует на скачок давления и включает вентилятор на полную мощность.

Датчик выключает компрессор при значительном повышении давления в напорной магистрали. Датчик выключает компрессор при слишком низкой температуре испарителя.

Часть системы от компрессора до ТРВ называется напорной магистралью. Ее всегда можно определить по тонким трубкам, которые теплые или горячие.

Часть системы от испарителя до компрессора называется обратной магистралью, или магистралью низкого давления. Она делается из толстых трубок и на ощупь холодная.

Если в напорной магистрали во время работы компрессора давление колеблется от 7 до 15 атмосфер (в аварийных случаях и до 30), то в обратной магистрали давление не превышает 1–2 атм.

Когда кондиционер выключен, давление в обеих магистралях уравнивается и составляет около 5 атмосфер.

Точные данные по величинам давления и другие характеристики систем кондиционирования автомобилей приведены в специальных справочниках.

В дополнение к описанию принципа работы автомобильного кондиционера на рисунке 1.2 представлена наглядная технологическая схема взаимодействия его основных устройств с указанием направлений циркуляции воздушных потоков.

Рисунок 1.2- Схема взаимодействия основных устройств кондиционера с указанием направлений циркуляции воздушных потоков

Для продолжения скачивания необходимо собрать картинку:

Материалы: http://studfiles.net/preview/5357110/

Работа кондиционера основана на свойстве фреона поглощать тепло при переходе из жидкого состояния в газообразное и выделять его при обратном превращении. Температура кипения фреона, применяемого в автомобильных кондиционерах, —26,3°С при нормальном атмосферном давлении. Любой кондиционер состоит из 5 основных частей: компрессора, испарителя, конденсора, терморегулирующего клапана, фильтра – осушителя. Все это «хозяйство» соединяется между собой алюминиевыми трубками (тонкие – для жидкости, толстые – для газа).

Фреон движется по замкнутому кольцу: компрессор — конденсор — фильтр-осушитель — терморегулирующий клапан — испаритель — компрессор. Компрессор сжимает газообразный фреон, в результате чего он нагревается. В конденсоре фреон охлаждается, переходя в жидкое состояние (конденсируется). Конденсор часто называют радиатором кондиционера. Фильтр-осушитель очищает фреон от примесей и влаги. Терморегулирующий клапан скачкообразно снижает давление жидкого фреона. В испарителе жидкий фреон низкого давления закипает и переходит в газообразное состояние, поглощая при этом тепло из окружающего воздуха. Вентилятор нагоняет охлажденный воздух в салон. Испарившийся газообразный фреон под низким давлением поступает в кондиционер — круг замыкается.

Система кондиционирования автомобиля

В некоторых системах вместо терморегулирующего клапана устанавливается расширительная трубка, а вместо фильтра-осушителя – аккумулятор, которые выполняют аналогичные функции. Правда, в отличие от фильтра, аккумулятор устанавливается после испарителя, перед компрессором. Это связано с тем, что его дополнительной задачей является недопущение попадания жидкого фреона в компрессор. Компрессор рассчитан на сжатие газа, и попадание жидкости вызовет его поломку в результате гидроудара. В остальном принципиальных отличий между двумя системами нет.

Кондиционер требует постоянного, а не сезонного внимания. Даже если на улице мороз или слякоть, необходимо хотя бы раз в неделю кратковременно его включать. Это нужно для смазки движущихся частей компрессора и резиновых уплотнений. Большинство современных кондиционеров прекрасно пускаются даже при низких температурах, играя роль осушителя воздуха. «Профилактическое» включение можно проводить, например, при посещении СТО или мойки. Рекомендация снимать на зиму приводной ремень компрессора, якобы для продления срока службы, неприемлема — убытки от многомесячного простоя могут оказаться весьма существенными.

Компрессор — основной компонент кондиционера. Он приводится от коленвала ремнем. О его неисправности свидетельствует посторонний шум. Причин, как правило, две: либо износился подшипник шкива (шум прослушивается при выключенном компрессоре), либо произошла поломка поршневой группы (шум появляется после его включения). В первом случае подшипник нужно как можно скорее заменить, так как промедление может привести к поломке шкива, а то и вала компрессора. Второй случай еще более серьезный, и в большинстве случаев требует замены компрессора. Знайте, что производителями не предусмотрен ремонт поршневой группы. Если мастер предлагает вам такой вариант — то это его собственное «ноу-хау». Рисковать или нет — решать вам. При замене компрессора, чтобы не повредить новый агрегат отходами «жизнедеятельности» старого (металлические опилки, стружки), необходимо предварительно промыть всю систему. Такая работа производится только на СТО на специальной установке. После промывки в обязательном порядке заменяется фильтр-осушитель либо расширительная трубка и аккумулятор.

Конденсор, устанавливаемый перед радиатором системы охлаждения, работает в самых тяжелых условиях (перепады температур, дорожная пыль, мусор), а изготавливается из хрупких алюминиевых деталей. Поэтому коррозия медленно, но верно «убивает» его. Если коррозия достигла серьезных размеров, сварка не поможет — только замена. Уход за конденсором состоит в регулярной промывке теплой водой под умеренным напором. Есть верный способ проверить, загрязнен ли конденсор. Облейте его холодной водой, и если в салоне стало прохладней — соты забиты. Сильно загрязненный радиатор может не спасти и мойка, придется его менять.

Испаритель, устанавливаемый в салоне, надежно защищен от внешних воздействий, но, тем не менее, тоже требует ухода. Теплый воздух, остывая, оставляет на испарителе влагу, которая стекает в поддон. Оттуда через дренажную трубку конденсат сливается под днище автомобиля. К влажному испарителю прилипает пыль, ухудшая теплообмен. Кроме того, в таких «тепличных» условиях бурно развиваются бактерии, и неухоженный испаритель становится источником неприятного запаха в салоне. Рекомендации — своевременно меняйте салонный фильтр, используйте специальную автохимию для борьбы с бактериями. Но помните, что препараты предназначены только для дезинфекции. А для очистки от сильных загрязнений испаритель необходимо демонтировать и вымыть под струей воды с использованием моющих средств. В особо запущенных случаях не помогает даже механическая очистка, и испаритель приходится заменять.

Соединительные алюминиевые трубки и резиновые уплотнения, пожалуй, чаще всего создают проблемы. Трубки корродируют, резинки высыхают. Через образовавшиеся отверстия и неплотности улетучивается фреон — кондиционер не «холодит». Если визуально место утечки определить не удалось, применяют более «продвинутые» методы. Звуковой способ: отверстие находят с помощью специального приборчика, «слышащего» свист проходящего сквозь трубку воздуха. Для поиска более мелких дырок используется течеискатель, который улавливает пары фреона. В самых сложных случаях помогают ультрафиолетовые лучи (в систему предварительно добавляют флуоресцирующую жидкость).

Если коррозия невелика, трубку можно заварить аргоном, но только если вы уверены в репутации мастера. Существуют и специальные установки для напыления металла «Димет». Более надежный и простой способ ремонта – замена прогнившей алюминиевой трубки на резиновую. Такой трубопровод надежностью не уступает заводскому: сверхпрочный резиновый шланг с неопреновым герметизирующим слоем выдержит до 80 бар. Рабочее давление в системе — до 30 бар. Шланг обязательно фиксируется на трубке с помощью обжимного станка, иначе с гладкой трубки он непременно сползет. Заботливые владельцы не ждут прихода коррозии, а заранее покрывают трубки слоем антикора.

После проведения ремонта, если заменялся какой-либо элемент, в обязательном порядке меняется фильтр-осушитель (либо трубка и аккумулятор), а система вакуумируется для удаления воздуха. Купленный фильтр должен быть с заглушками на штуцерах, в противном случае силикагель наверняка уже насытился влагой из атмосферы — и ни на что не годен.

Материалы: http://avtonov.info/avtomobilnyj-kondicioner

Охлаждение идет при помощи вентилятора, скорость у которого такая же, как и у компрессора, то есть первая. В том случае, если машина движется, то это определенный плюс, так как охлаждение идет еще быстрее при помощи холодного воздуха, который набегает снаружи. После того, как фреон охладился, он выходит из конденсора уже в жидком состоянии. И идет в ресивер-осушитель. Тут он очищается от различных грязных примесей и ненужных продуктов компрессора.

Зачастую в самом ресивер-осушителе или около него имеется глазок, через который можно увидеть своими глазами этот фреон. Но если Вы думаете, что увидите что-то необычное, то Вы ошибаетесь, так как он выглядит как обычный газ в зажигалке. Данный глазок сделан не для того, чтобы просто поглазеть на жидкий фреон, а убедиться, что система работает исправно и правильно устроена. Если некоторая масса фреона улетучилась в атмосферу, то на нем образуется белая пена. Но не во всех автомобилях есть этот глазок, так что немногие водители смогут так просто проверить систему на исправность.

После того, как фреон очистился, он идет к салону автомобиля, где ему и необходимо будет выполнить свою главную миссию. Вся завязка наступает тогда, когда фреон проходит через терморегулирующий вентиль (ТРВ). Вентиль – это специальное устройство, которое регулирует поток пара, который идет из испарителя. ТРВ устанавливают на трубопроводе, по ему фреон передвигается в испаритель. В том случае, когда фреон полностью занимает испаритель, то из него выходит пар, который равен температуре кипения воды, то есть 60 градусов. Орган вентиля, который регулирует данную операцию, закрывается. Если из испарителя выходит пар, температура которого выше, чем установлено терморегулирующим вентилем, то его орган расширяется настолько, что открытая площадь дает право проходить пару. Если углубиться немного в установку ТРВ, то можно понять, что он является автоматически регулируемым дросселем.

Некоторая часть система, которая начинается в компрессоре и конец в терморегулирующем вентиле, имеет название «магистраль». «Магистраль» можно определить по тоненьким трубкам, состояние которых горячие или холодное. Та часть системы, которая имеет начало в испарителе и конец в компрессоре, носит название «обратная магистраль» или же «магистраль низкого давления». «Обратная магистраль» в отличие от «магистрали», имеет толстые трубку и на ощупь они холодные. В «магистрали», когда работает компрессор, давление колеблется от семи до пятнадцати атмосфер (в аварийных случаях до тридцати атмосфер), а в «обратной магистрали» давление не больше 3.5 атмосфер. В состоянии покоя давление в обоих магистралях составляет пять атмосфер.

Теперь, кратко пройдясь по устройству автокондиционера, мы расскажем Вам о его основных болячках и неисправностях.

В целом, описав принцип работы автомобильного кондиционера мы искренне хотим помочь Вам попробовать самостоятельно выявить возможную причину поломки, но все же лучше при неисправности автокондиционера обратиться к специалистам!

Айтигрэйд

Материалы: http://smolmotor.ru/info/advices/5177/20328/