Войти
Проект-Технарь
Устройство авто.
Данный раздел посвещён вопросам устройства и экстплуатации авто
Здесь Вы сможете найти статьи по устройству, ремонту,
обсуживанию, также деталям и узлам авто.
Также можно найти классификацию нетрадиционных ДВС, их устройство и работу.
Наши контакты:
+7(903) 982 12 16, admin@studiplom.ru
Меню


Система скидок

Автомобильный кондиционер

Автомобильный кондиционер

Десять лет назад кондиционер в автомобиле вызывал столько же вожделенного трепета и страха, что и автоматическая коробка передач (АКПП), теперь все изменилось...

Теория работы кондиционера

С физической точки зрения задача кондиционера состоит в отводе тепла из салона автомобиля. И, вообще говоря, для этого можно применять различные устройства и схемы, например, элементы Пельте – близкорасположенные параллельные пластины, перенос тепла между которыми происходит при протекании электрического тока через разделяющие их полупроводники. В результате одна пластина нагревается, а другая охлаждается. Однако в качестве системы охлаждения салона они так и не прижились, хотя и применяются во многих небольших портативных холодильниках.

Впрочем, это отдельная тема, а для нас же интересен тот факт, что, несмотря на уже весьма солидный возраст, конструкция автомобильного кондиционера существенных изменений не претерпела. Разумеется, идет процесс совершенствования материалов, снижения себестоимости, но в основе работы кондиционера по-прежнему лежит известный еще со школы эффект охлаждения испаряющейся жидкости.

Правда, чтобы добиться высокой производительности, приходится прибегать к дополнительным мерам. В частности, чтобы испарение, а, следовательно, и охлаждение было интенсивным, нужна жидкость с низкой температурой кипения. Как правило, для этого используются так называемые фреоны, процесс кипения которых начинается при -40..-20 градусах. Таким образом, в нормальных условиях, то есть при атмосферном давлении и околонулевой температуре, их испарение происходит очень интенсивно – они буквально кипят, стремительно охлаждаясь до отрицательных температур.

Итак, жидкость испаряется, охлаждая радиатор, то есть, отбирая тепло из салона. Но что делать с полученным паром? Его нужно превратить обратно в жидкость, которую можно будет повторно испарить. Но добиться этого не так просто, ведь при температуре выше точки кипения жидкости её пар не конденсируется. А температура эта, как мы помним, очень низкая. И что делать? Не охлаждать же пары фреона до -40!

Значит, остается другой вариант – повысить саму температуру кипения, что обеспечивается поднятием давления в системе. Теперь остается лишь немного охладить разогретый от сжатия пар, и цепочка замкнется: конденсируруясь, фреон перейдет в жидкое состояние и будет опять готов к испарению.

С термодинамической же точки зрения получается такая картина: испаряясь, пар поглощает тепло из салона автомобиля, а, конденсируясь, отдает его в окружающую среду. Так и осуществляется перенос тепла.

Климат-контроль

Существует два вида управления кондиционером - ручное и автоматическое.

Ручное включает кнопку (А/С) управления компрессором, ручку регулирования температуры с синей и красной зонами, переключатель оборотов электродвигателя вентилятора кондиционера, рычаг распределения потоков воздуха по салону (вверх, вниз, центральная часть).

Водитель с помощью перечисленных органов управления изменяет микроклимат в салоне. На работу системы кондиционирования оказывает влияние много факторов, таких как скорость автомобиля, температура наружного воздуха, солнечная радиация, обороты двигателя и, соответственно, компрессора. При ручной регулировке водителю постоянно приходится корректировать работу кондиционера, что доставляет неудобства и отвлекает от управления автомобилем.

Автоматическое управление кондиционером осуществляется в современных автомобилях. Водителю достаточно задать на блоке управления значение желаемой температуры, которая будет автоматически поддерживаться и корректироваться, независимо от внешних и внутренних факторов. Система автоматического управления включает в себя температурные датчики, электронные блоки, электрические исполнительные механизмы (клапаны, заслонки, вентили). В блоке управления имеется также функция ручной установки оборотов вентилятора и режимов распределения потоков воздуха по салону. Водитель, изменяя эти параметры по своему усмотрению, выводит систему из режима автоматического поддержания микроклимата.

Практические принципы

А теперь рассмотрим, как же все устроено под капотом автомобиля (см. рис.)

Циркуляцию и давление в системе обеспечивает компрессор, вращаемый двигателем автомобиля посредством ременной передачи. Работает он не постоянно, а периодически. Для этого вал компрессора присоединяется к шкиву с помощью электромагнитной муфты, которая при смыкании передает крутящий момент на ось компрессора.

Газообразный фреон, нагнетаемый компрессором под давлением от 7 до 15 бар, поступает в конденсор – радиатор, расположенный носовой части автомобиля, в котором пар охлаждается и конденсируется. Далее уже в сжиженном состоянии под давлением фреон продвигается к испарителю – второму радиатору, установленному уже в салоне автомобиля. Но на входе в испаритель путь ему перекрывает специальный клапан, обычно называющийся терморегулирующим вентилем (ТРВ). Он управляет процессом испарения, точно отмеряя впрыскиваемые в испаритель порции. Если подаваемого фреона, окажется слишком мало, то и радиатор несильно охладится. Если же слишком много - в испарителе поднимется давление, повысится температура кипения, и само испарение будет не столь интенсивным, что опять-таки скажется на эффективности охлаждения. Для охлаждения фриона (при охлаждении фрион сжимается и давление падает) в системе кондиционирования используется система контроля.

Помимо упомянутых узлов, в систему кондиционирования обычно встраиваются и дополнительные устройства. Так, на выходе из конденсора устанавливается ресивер-осушитель. Внешне, как правило, он представляет собой небольшой цилиндр. Задача же его состоит в фильтрации фреона, удалении из него воды и механических примесей, а так же в сглаживании пульсаций давления, возникающих вследствие периодических включений и выключений компрессора. Если этого не сделать, то клапан ТРВ не сможет осуществлять точную подачу фреона.

Иногда после испарителя устанавливается еще одно устройство — аккумулятор-осушитель, задачей которого является доиспрарение не успевшего до конца перейти в газообразное состояние фреона. Ведь, попав в компрессор, жидкость может вызвать гидроудар.

Условия безопасности

Дело в том, что к хладагенту предъявляется много требований, от которых зависит и техническая сложность деталей кондиционера, и их размеры, и эффективность работы. Например, интенсивность охлаждения определяется не только скоростью испарения, зависящей от температуры кипения, но и от количества тепла, поглощаемого каждым килограммом испаряющегося хладагента, то есть от удельной теплоты парообразования. А такой параметр, как критическая температура, определяет требования к качеству охлаждения конденсора – если она окажется очень низкой, то, превысив её, вообще не удастся добиться конденсации паров хладагента ни при каком давлении, развиваемым компрессором. В общем, нюансов здесь очень много, а за последние 30 лет к ним добавились и еще требования экологической безопасности.

Поэтому кандидатов на роль хладагента немало, но оптимальный вариант еще предстоит найти. Так, изначально в холодильных машинах использовался аммиак. Однако, несмотря на свои отличные термодинамические характеристики, он оказался очень ядовит и взрывоопасен, из-за чего вскоре пришлось от него отказаться.

Вместо аммиака стали применять разнообразные фреоны – фторсодержащие производные углеводородов. Но и здесь все оказалось не столько однозначно, как предполагалось ранее. Популярный до 90-ых годов фреон R12 отличался хорошими тепловыми качествами и был безвреден для человека, однако негативно влиял на озоновый слой. В результате, с 1995 года его производство вообще попало под запрет.

С тех пор автомобильные кондиционеры стали заправлять безопасным для озона хладагентом R134a. Но опять незадача: в отличие от R12-го он медленнее испаряется, на 15% меньше переносит тепла и требует более высокого давления в системе. Впрочем, все это меркнет на фоне главного недостатка – огромного влияния на увеличение парникового эффекта. По сравнению с CO2 он агрессивнее в 1300 раз! Разумеется, сейчас, когда поднялся шум на тему глобальным потепления, этого оказалось достаточным, чтобы подписать приговор – с 2017 года применению R134a в автомобилях будет положен конец.

Дезинфекция кондиционера

Со временем все обладатели кондиционеров в авто задают один и тот же вопрос: чем так пахнет (воняет) в моей машине? Почему при включении зажигания, когда начинает работать вентилятор, в лицо бьёт струя далеко не благовоний? Этот вопрос появляется и в конференции «кондиционеры». Там на него кондиционерные сервисы отвечают однозначно слаженно: мыть испаритель (это та штуковина, которая, можно сказать, холод и производит, через неё проходит воздух и, охлаждаясь, дует нам в лицо и ноги).

Сначала о происхождении, об источнике запаха.
Когда мы выключаем двигатель, отключается кондиционер. И на холодные воздуховоды и испаритель попадает влажный горячий воздух с улицы. Попадая на холодные детали воздуховодов и испарителя, из воздуха мгновенно конденсируется влага. И ладно бы только вода. Состав влаги широк и вонюч. Влага смешивается с грязью и пылью, находящейся в системе, увлажняет плесень, грибки и бактерии, неизбежно находящиеся там. Вот вам и запах. При работающем кондиционере влага с силой выносится в салон и осушается воздуховоды. Но часть её остаётся при выключении вентилятора. И при каждом последующем включении влага добавляется, множа колонии бактерий. И с годами запах превышает порог терпимости нашего носа.

Что делать, чтобы разрешить проблему?
Первый, напрашивающийся ответ, — держать систему сухой, по возможности выключая кондиционер незадолго до того, как мы приезжаем на место стоянки. Это позволит сконденсировавшейся влаге осушиться потоком тёплого воздуха и уменьшить последующую конденсацию влаги, повысив температуру воздуховодов. Но это не решит проблему с имеющимся запахом.
Тут напрашивается решение проблемы, подсказанное сервисами — дезинфекция. То есть убивание бактерий.
Чем это сделать и чем это могут делать сервисы? Понятное дело, что хлорка решит все проблемы. Но езда в противогазе резко снижает обзор водителя. Обратимся в лечебные учреждения и спросим, чем они дезинфицируют всё то, что им положено дезинфицировать?
Ответ: ЛИЗОЛ, он же раствор КРЕЗОЛа на мыльно-маслянной основе. Применяется для дезинфекции хирургического инструмента, рук перед операцией, операционных и туалетов, между прочим! А так же уничтожения мух, источника холеры, и прочая, прочая, прочая. Что же это такое за чудо, по своим дезинфицирующим свойствам превосходящее всё известное (и даже хлор!)?! Это такой фенол. И именно на основании этого фенола выпускаются профессиональные препараты для дезинфекции кондиционеров в автомобилях, школах, больницах, мотелях и т.п.

1. Достать ЛИЗОЛ — концентрат или ЛИЗОЛ-содержащие растворы. (бывают даже с запахами!)
2. Разбавить чистый ЛИЗОЛ в пропорции 1:100 (хирургический инструмент дезинфицируется при 1:20), для получения 300-400 мл. раствора (это ж какая экономия!!).
3. Залить раствор в ручной опрыскиватель или пустую банку из-под стеклоочистителя, при желании добавить парфюмерные отдушки.
4. Открыть все окна в машине настежь.
5. Завести машину, включить кондиционер на полную, максимально включить вентилятор. Направить струю воздуха в салоне в лицо/ноги, опустив сопла пониже. Поскольку теоретически раствор может таки пройдя через систему и остаться раствором и попасть на стекло и сидения, принимаем меры для предотвращения этого (хотя, думаю, лишнее это. Но, бог его знает как кожа и велюр себя поведут, хотя используют это средство буржуи и в детских садах на мебели и коврах).
6. Выйти из машины и из распылителя разбрызгать в отверстия воздухозаборника у лобового стекла. Старайтесь не экономить и не лить струёй, а именно разбрызгивать туман — это должен делать нормальный разбрызгиватель. Поскольку все мы любим наши машины, я бы проверил в "незаметном месте действие раствора на краску и стекло. Можно просто прикрыть газетой-тряпкой, чтобы не было потёков воды по капоту. Это была дезинфекция воздуховодов (о чём не пишут сервисы — они только про испаритель говорят).
7. Выключаем двигатель. Ждём минут десять — пусть лизол ведёт неравный бой (неравный для бактерий).
8. Заводим двигатель (кондиционер и вентилятор мы не трогали — они начинают работать вовсю). Открываем автомобиль со стороны пассажира. Включаем внутреннюю рециркуляцию воздусей (закрываем доступ воздуха с улицы). Окна открыты. Разбрызгиваем не скупясь водную пыль под ноги пассажира, под перчаточный ящик (бардачок). Там находится забор воздуха при режиме рециркуляции. Воздух попадает на испаритель и далее по системе. При возможности неплохо бы добраться собственно до испарителя и облить его обильно. Но и так пойдёт (при такой-то стоимости процедуры и возможности регулярного повтора!). Выключить зажигание. При необходимости (если всё равно запах донимает) повторить через день.