Осушитель кондиционера авто принцип работы

Продлить срок службы кондиционера, поможет поддержание подкапотного пространства в чистоте. Особенно тщательно нужно промывать конденсор от накопившихся соляных отложений весной. Его загрязнение часто является единственной причиной плохой работы кондиционера.

Автомобильный кондиционер работает по принципу, как обычный холодильник, хотя устроен немного по-другому. Он представляет герметичную систему, заполненную фреоном и специальным холодильным маслом не боящимся низких температур. Масло нужно для смазки компрессора и всей системы. Несмотря на некоторые различия между авто кондиционерами разных производителей, их принципиальная схема одинакова. Рассмотрим самый распространенный вариант.

В этом ему помогает вентилятор 5 , который включается на первую скорость одновременно с компрессором. Если автомобиль едет — еще лучше, конденсор дополнительно обдувается набегающим потоком воздуха. Охладившись, сжатый фреон начинает конденсироваться и выходит из конденсора уже жидким. После этого жидкий фреон проходит через ресивер-осушитель 6 . Здесь от него отфильтровываются продукты износа и прочая грязь.

Где-то в районе ресивера-осушителя есть смотровой глазок 9 . Через него можно визуально оценить, насколько система полна. Он есть далеко не на всех автомобилях.

Проходя через ТРВ и попадая в испаритель, фреон переходит в газообразное состояние (кипит) и при этом сильно охлаждается. Испаритель 12 — это тот же радиатор, только маленький. Ледяной фреон охлаждает испаритель, а вентилятор 13 сдувает с испарителя холод в салон автомобиля. Пройдя через испаритель, все еще достаточно холодный фреон попадает снова в компрессор. Круг замыкается.

Влага попадает в контур кондиционера различными способами:

Принцип действия

Деталь представляет собой металлический цилиндр длиной 80-170 мм, диаметром 16-30 мм. Размеры узла зависят от модели кондиционера, в который он вставляется. Корпус герметично запаян плазменной сваркой, чтобы предотвратить утечку хладагента. Поверхность обработана антикоррозийным составом. Для входа и выхода хладагента имеется два медных патрубка. Внутри корпуса установлены металлические или полиэфирные сетки. Между ними размещается сердечник, наполненный гранулами синтетического цеолита.

В некоторых моделях на входе устанавливается дополнительный патрубок. Его используют при вакуумировании системы. Одной стороной сердечник упирается в перфорированную пластину и антивибрационную вставку. Обратная часть фиксируется пружиной. На входе устанавливается сетка, предотвращающая попадание гранул цеолита в конденсатор. Диаметр частиц адсорбента 1,5-3 мм. На выходе стоит сетка с более мелкими ячейками. Ее назначение улавливать твердые вещества из фреона.

Разновидности конструкции ФОК

В качестве осушителя используются вещества с разной степенью впитывания влаги. При одинаковых параметрах корпуса разница в объеме удерживаемой жидкости достигает 30 г. Существует несколько типов ФОК:

• для монтажа на жидкостной линии;
• фильтр двунаправленного или Би-потока – устанавливается в любую сторону, имеет встроенные обратные клапаны;
• комбинированные варианты с ресивером;
• фильтр для участка всасывания, удаляющий кислоту.

Двунаправленный вариант предназначен для кондиционеров, работающих в режиме охлаждения и обогрева. В таких моделях обратные клапаны обеспечивают движение фреона от внешнего края к центру. Влага и частицы грязи задерживаются в фильтре независимо от направления потока.

Внутри корпуса некоторых моделей устанавливаются своеобразные предохранители. Это плавки вставки, срабатывающие при нагревании до 85-100°C. Деталь расплавляется и выпускает хладагент.

Ресивер кондиционера автомобиля — фильтр осушитель обеспечивает очистку, удаление влаги из системы, и служит резервуаром для сбора хладагента — фреона, поступившего из конденсатора — радиатора.

Устройство ресивера кондиционера автомобиля и принцип работы.

В устройство осушителя, и принцип его работы, заложена функция отделения влаги, которая попадает внутрь системы.

Накопление воды, может спровоцировать замерзание и затруднение движения хладагента по магистрали. Кроме отсутствия охлаждающего действия испарителя, может послужить причиной поломки компрессора.

Кроме того, вода и хладагент, вступив в реакцию, могут образовать коррозию и опасные кислотные соединения, что отрицательно может сказаться на работе элементов автокондиционера в целом заметно уменьшив срок службы и эксплуатации.

Его неисправность можно определить:

1. По обморожению, появлению инея на трубке высокого давления.
2. Образованию наледи на самом корпусе.
3. Не достаточно холодным воздухом, поступающим в салон авто, плохом охлаждении.

Рекомендуется! , производить замену ресивера осушителя не реже чем раз в 3-4 года эксплуатации автомобиля. При замене, не рекомендуется покупать фильтр, что называется б/у, если же такое произошло, то только под гарантию его работа способности, которая проверяется на полностью собранной и заправленной фреоном климатическом оборудовании.

Важно знать и понимать! , что ресивер фильтр кондиционера, зап часть штампованная и восстановлению не подлежит!

Соблюдение ряда правил по обслуживанию, своевременная диагностика, достаточный уровень хладагента и масла в климатическом оборудовании, это принцип и гарантия его долгого и безупречного срока службы.

Попадание влаги в систему автокондиционера чрезвычайно опасно, так как вода под воздействием низкой температуры превращается в лёд, который тромбирует магистрали. Чтобы своевременно удалять влагу, в магистрали высокого давления устанавливают специальный фильтр-осушитель, или ресивер. Его основная функция – поглощение воды, случайно попадающей внутрь системы. Кроме того, конструкция фильтра автокондиционера предусматривает очистку фреона от твёрдых примесей.

Как устроен фильтр-ресивер автокондиционера

Конструкция ресивера-осушителя довольно проста, но эффективна. Он представляет собой трубку, заполненную адсорбентом – гранулами синтетического цеолита, который обладает свойством активно поглощать воду. Для систем, работающих на хладагенте R134а, как правило, применяется цеолит ХН-9. Качественный фильтр способен поглотить до 60 г воды. Чтобы контролировать состояние протекающего через фильтр хладагента, в корпусе ресивера автокондиционера сделано прозрачное окошко. Через него можно увидеть:

• содержимое зеленоватого цвета без пузырьков в жидкости – система работает нормально;
• содержимое жёлтого цвета – ресивер требует замены, так как цеолит впитал много влаги;
• наличие пузырьков в жидкости – давление хладагента ниже нормы либо его температура чересчур высока.

Фильтр-осушитель устанавливают в магистрали высокого давления между конденсором и испарителем. После очистки от влаги и примесей фреон поступает в испаритель, где вновь превращается в газ, при этом забирая тепловую энергию из воздуха.

После ТРВ фреон попадает в испаритель, в котором происходит сильное падение давления из-за чего хладагент начинает испаряться, поглощая тепло из окружающей среды. Вода же, сконденсировавшаяся на поверхности радиатора, по дренажному каналу выходит из салона.

Кондиционер в составе климат-контроля

Функционирование кондиционера осуществляется по замкнутому кругу. Компрессор выполняет нагнетание газообразного фреона, создавая давление, из-за чего хладагент разогревается. После этого по магистрали высокого давления вещество подается в конденсатор. В нем за счет отдачи тепла происходит конденсирование фреона, и он становиться жидкостью, все еще находящейся под давлением.

После конденсатора по магистралям хладагент движется дальше и проходит через осушитель, где из него удаляются частицы воды и других примесей, чтобы они не привели к поломке системы.

Из осушителя жидкий хладагент поступает в ТРВ, где происходит регулировка (снижение) давления. При этом падение давления приводит к началу процесса перехода в газообразное состояние. То же самое происходит и в системах, оснащенных дросселем с аккумулятором.

После ТРВ фреон попадает в испаритель, в котором происходит сильное падение давления из-за чего хладагент начинает испаряться, поглощая тепло из окружающей среды. Вода же, сконденсировавшаяся на поверхности радиатора, по дренажному каналу выходит из салона.

Пройдя испаритель хладагент, уже в газообразном состоянии, по магистрали низкого давления поступает к компрессору, и весь процесс повторяется вновь.

Еще один датчик стоит на испарителе в салоне. Это обычная термопара, как в холодильнике. Задача датчика испарителя – отключить компрессор в том случае, если испаритель уже достаточно холодный. Если бы этого датчика не было, на испарителе намерзала бы ледяная шуба, что перекрывало бы проход через него воздуха.

Тип первый. Автомобильный кондиционер с ТРВ.

В салоне машины, перед радиатором печки, находится испаритель. Это тоже радиатор, небольшой по размеру и полностью алюминиевый. Прямо перед входом в испаритель стоит небольшое устройство, называющееся ТРВ, или терморегулирующий вентиль. Это устройство имеет внутри небольшое проходное отверстие, около миллиметра в диаметре. Отверстие способно менять свое сечение под воздействием температуры.

Кроме фреона, в системе в количестве 200-300 граммов присутствует рефрижераторное масло. Оно смешано с фреоном и служит для смазки механизма и сальника компрессора и регулирующего органа ТРВ.

Системой управляет несколько датчиков. Либо один, в котором совмещены все функции.

Датчик низкого давления не позволяет включиться компрессору, если давление в системе упало ниже 2 бар. Это защитная функция. Если фреон из кондиционера утечет, то, включившись «на сухую», компрессор вскоре заклинит. Ведь масло для его смазки переносится потоком фреона.

Датчик среднего давления. Если кондиционеру «жарко» и давление в радиаторе кондиционера или после него поднимается выше 15-17 бар, датчик включает дополнительный вентилятор, расположенный перед радиатором кондиционера. Вентилятор охлаждает радиатор и давление падает до нормы.

Еще один датчик стоит на испарителе в салоне. Это обычная термопара, как в холодильнике. Задача датчика испарителя – отключить компрессор в том случае, если испаритель уже достаточно холодный. Если бы этого датчика не было, на испарителе намерзала бы ледяная шуба, что перекрывало бы проход через него воздуха.

Устройство автомобильного кондиционера

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 31.12.2018 2018-12-31

Статья просмотрена: 933 раза

Библиографическое описание:

Галка, Г. А. Устройство и принцип работы автомобильного кондиционера / Г. А. Галка, А. В. Стрельцов, Н. Е. Титов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 52 (238). — С. 9-14. — URL: https://moluch.ru/archive/238/55306/ (дата обращения: 29.12.2020).

В данной статье описывается устройство и принцип действия на примере эксперимента, рассказывается принцип работы автомобильного кондиционера и его основных узлов и агрегатов.

Ключевые слова: компрессор, конденсатор, ресивер-осушитель, тепловой расширительный клапан (вентиль (ТРВ)), испаритель.

Основные сведения.

Принцип работы созданной системы диагностики заключается в том, что процессы изменения давления хладагента, а также частоты вращения вала электродвигателя преобразуются в электрические сигналы. Последние с помощью аналогового цифрового преобразователя (АЦП) трансформируются в двоичный код цифровых сигналов. Эти сигналы расшифровываются и подаются в качестве исходных данных в разработанную компьютерную программу. Результаты расчётов по программе отображаются в удобном для исследования виде.

Устройство автомобильного кондиционера

Все автомобильные системы кондиционирования воздуха являются по своей сути почти замкнутой герметичной системой трубопроводов с двумя чётко выделенными отделами работы: стороной высокого давления, которую называют напорной магистралью, и стороной низкого давления -обратной магистралью [1].

Нами была собрана установка по определению основных термодинамических параметров системы кондиционирования воздуха салона легкового автомобиля.

Рис.1. Стенд-тренажёр по исследованию основных термодинамических параметров автомобильного кондиционера.

Компрессор кондиционера

Рис. 2. Компрессор автомобильного кондиционера

Стоит отметить, что во всех компрессорах присутствует вредный объём, т. е. сжатый фреон в компрессоре не сможет покинуть камеру нагнетания. Это сделано чтобы увеличить срок службы компрессора, так как если бы не было вредного объёма поршень бил по клапанам (высокого и низкого давления) и головки блока тем самым появился бы шум и увеличился износ, возможна даже поломка. [2].

Конденсатор.

Рис. 3. Конденсатор

Ресивер-осушитель.

На выходе из конденсатора хладон поступает в резервуар, установленный на линии высокого давления, после конденсатора. В ресивере-осушителе удаляются излишки воды и масла, которые попали в фреон. Если не удалять излишки воды, то после прохождения ТРВ образовывается кристаллики льда, которые могут повредить систему.

Рис. 4. Ресивер-осушитель

Также в ресивере-осушителе оседают частички мусора, попавшие в фреон после прохождения компрессора и конденсатора [4].

Сторона низкого давления.

Впрочем, низким давление на этой стороне работы кондиционера назвать сложно — рабочая температура в зависимости от модели машины может варьироваться от 3 до 4 атмосфер (для сравнения, рабочее давление в обычно автомобиле 2–2,3 атмосфер [5].

Тепловой расширительный клапан (вентиль) (ТРВ).

Рис. 6. Испаритель

Испаритель устанавливается в салоне, как правило, в районе бардачка. Испаритель похож на радиатор — он представляет собой змеевик с ребрамии и катушками, для лучшего теплообмена.

Хладон поступая в испаритель кипит т. е. он холодный, близкий к нулю градусов Цельсия. Тепла в салоне автомобиля хватит на то чтобы фреон выкипел и немного перегрелся (на 5–8°С). Вентилятор, создаёт поток воздуха в салон машины через дефлекторы. Сквозь ребристую поверхность испарителя воздух охлаждается и принимает на себя влажность из воздуха, вследствие чего на асфальт может конденсироваться вода.

После испарителя цикл начинается сначала, как было описано выше [7].

Рис. 7. Общий принцип работы кондиционера в автомобиле

Экспериментальное определение основных параметров температуры на конденсаторе автомобильного кондиционера, работающего в тяжелых условиях эксплуатации.

Нами получены экспериментальные данные по зависимости времени выхода на стационарный режим от изменения температуры.

Выполнение расчета было произведено в промежутке времени от 3 до 10 минут после запуска установки.

Определение изменений температуры на испарителе автомобильного кондиционера с момента включения установки до ее выхода на стационарный режим.

Показания изменения температур в компрессоре (на входе и выходе), работающего при тяжелых условиях эксплуатации, на промежутке времени от 3 до 10 минут с момента включения установки.

Этот технический элемент размещается вне участков с повышенным давлением.

Особенности конструкции ресивера-осушителя

Своими полезными качествами прибор во многом обязан техническим особенностям конструкции.

В состав устройства входят:

• бачок,
• фильтрующий элемент,
• заборная трубка,
• устройство для удаления влаги.

У некоторых моделей предусмотрено небольшое смотровое окошко. Через такое окошко можно контролировать, в каком состоянии на данный момент находится хладагент и не требуется ли ему замена.

Принадлежность к определенной категории моделей может повлиять на конструкцию прибора и наличие в ней дополнительных технических элементов. Среди таких них — датчики давления.

Важная часть ресивера — абсорбент. В качестве абсорбента могут применяться:

• активная окись алюминия,
• силикагель,
• цеолиты NaA.

Абсорбент работает по простой схеме: он удерживает молекулы воды, и хладагент не засоряет ее.

Рассмотрим самый распространенный вариант кондиционера:

Принцип работы автомобильного кондиционера такой же, как у обычного бытового холодильника, отличие лишь в конструктивных особенностях. Существует ошибочное мнение, что кондиционер «вырабатывает» холод, это далеко не так. Автокондиционер осуществляет «перенос» тепла-холода в пространстве(из салона автомобиля наружу).

Рассмотрим самый распространенный вариант кондиционера:

Система кондиционера герметична, заполнена фреоном(хладагентом) и специальным компрессорным маслом.

При нажатии в салоне кнопки включения авто кондиционера, электромагнитная муфта компрессора(1) притягивает прижимной диск (3) к шкиву компрессора(2), который связан с коленчатым валом двигателя автомобиля ременным приводом. Таким образом компрессор начинает работать. Компрессор сжимает газообразный фреон и гонит его в конденсатор(4) по трубопроводу. При сжатии фреон сильно нагревается, охлаждение его происходит в конденсаторе с помощью вентилятора(5).

Из конденсатора жидкий и охлажденный фреон поступает в ресивер-осушитель, где происходит его очистка от продуктов износа компрессора, влаги, грязи и прочих примесей. В некоторых моделях кондиционеров на ресивере-осушители имеется смотровое окно(9), через него можно визуально оценить степень заполненности системы кондиционера фреоном.

Далее фреон поступает к ТРВ( терморегулирующий вентиль)(10), который регулирует количество поступающего жидкого фреона в испаритель(12). В испарителе фреон переходит в газообразное состояние и при этом сильно охлаждается, охлаждая и испаритель.

Воздух, подаваемый вентилятором испарителя (13) (часто называемый «вентилятор печки»), проходя через испаритель, охлаждается и подается в салон автомобиля.
Далее, из испарителя, все еще холодный фреон попадает снова в компрессор. Процесс циклически повторяется.

Часть системы от компрессора до ТРВ называется магистралью высокого давления(ВД), часть от испарителя до компрессора – магистралью низкого давления (НД).Давление в магистрали ВД в момент работы компрессора 7-15 атмосфер, а в аварийных ситуациях до 30. Давление в магистрали НД около 1-2 атмосфер. При выключенном кондиционера давление в обеих магистралях уравнивается и равняется примерно 5 атм.

Система заполняется хладагентом, который в зависимости от температуры и давления может переходить из газообразного в жидкое состояние и наоборот. Хладагент — это газ, которым заполняется система. До недавнего времени хладагентом автомобильных кондиционеров был фреон R12 . После опубликования теории разрушения озонового слоя земной атмосферы хладфторуглеродами, содержащимися в хладагенте R12, его применение сократилось.

Испаритель

Компрессоры климатических установок бывают различного типа:

• поршневые нагнетатели
• спиральные нагнетатели
• лопастные нагнетатели
• аксиально-поршневые нагнетатели с вращающимся наклонным диском
• с приводом от электродвигателя

Наибольшее распространение для систем кондиционирования нашли компрессоры с переменной производительностью аксиально-поршневого типа.

Рис. Схема аксиально-поршневого компрессора переменной производительности с вращающимся наклонным диском:
1 – шкив; 2 – электромагнит; 3 – наклонная шайба; 4 – поршень; 5 – крышка блока цилиндров насоса; 6 – клапаны