Система кондиционирования (2007, 2008)

Применимость

Примечание: На иллюстрации могут быть некоторые расхождения, но основная информация всегда совпадает.

На иллюстрации показано местонахождение компонентов в автомобиле с двигателем B6324S. Самым большим отличием в автомобилях с другим двигателем является местонахождение компрессора.Система охлаждения функционирует только при температуре наружного воздуха выше 0 °С. При боле низкой температуре, давление в системе будет слишком низким и компрессор не будет включаться.Система охлаждения функционирует только при работающем двигателе. Она функционирует независимо от оборотов и от скорости автомобиля. На полном газе, при резком ускорении, компрессор выключается, чтобы эффект газа был оптимальным, например при обгонах.Вентилятор обдува должен работать, прежде чем может быть включена система управления микроклиматом.Система кондиционирования воздуха имеет только два положения, выключено и включено. Если в салоне слишком холодно, температура регулируется обычными регуляторами отопления и вентилятора обдува.Система управления микроклиматом состоит из пяти основных компонентов:

• испаритель
• осушитель (интегрирован в конденсаторе)
• компрессор
• конденсатор
• расширительный клапан.

Система заполнена подходящим количеством хладагента и масла. Назначение масла - смазывать и герметизировать компрессор (поршень и цилиндр).В хладагент добавлен флюоресцентный реагент для поиска утечек. Это позволяет искать утечки, используя ультрафиолетовый свет.

Схема основных элементов системы управления микроклиматом

Объяснение:

Система охлаждения разделена на:

• сторону низкого давления (B, C)
• сторону высокого давления (A, D).

Эти две стороны разделены компрессором (1) и расширительным клапаном (5). Испаритель (6) находится на стороне низкого давления, а конденсатор (2) - на стороне высокого давления.Конструкция системы управления микроклиматом в автомобиле основана на законах природы, которые гласят, что жидкости испаряются при повышении температуры или при понижении давления, и что во время этого процесса поглощается тепло.Если горячий пар затем снова охладить, поглощенное тепло выделяется и газ переходит обратно в жидкое состояние. Этот процесс повторяется столько раз, сколько необходимо, с тем чтобы ”охлаждение производилось” непрерывно. Такой же процесс используется, например, в холодильниках.

Хладагент

Для того чтобы удалить тепло из салона, используется вещество, имеющее более низкую температуру испарения, чем воздух, так как тепло всегда перемещается от более горячего предмета к более холодному. Используемым веществом является хладагент R134a.R134a - это газообразный фторуглерод. В нем нет хлора и он не разрушает озоновый слой. R134a, тем не менее, является вредным для окружающей среды, так как он способствует усилению парникового эффекта. Поэтому все работы по техобслуживанию должны выполняться квалифицированным персоналом.При нормальном атмосферном давлении R134a находится в газообразном состоянии, и только при охлаждении до температуры ниже -26 °C - конденсируется.R134a имеет следующие свойства:

• может смешиваться только с синтетическими полиалкилгликолевыми маслами (PAG), но не с минеральными маслами
• не воздействует на металлы
• воздействует на некоторые типы пластмасс, поэтому следует использовать только специальные уплотнения, предназначенные для использования с R134a
• невзрывчатый
• не имеет запаха
• нетоксичен в малых дозах
• хорошо поглощает влагу
• невоспламеняемый
• тяжелее воздуха в газообразном состоянии.

Позволяя хладагенту циркулировать в закрытой системе и изменяя её давление и объем, возможно изменять температуру и допускать кипение (испарение). Рабочее давление в системах низкого давления примерно 170 - 320 кПа (1,7 - 3,2 бар), хладагент кипит при температуре примерно от 0 до +4 °C.Условием кипения хладагента является достаточное тепло. Тепло поступает из воздуха вокруг испарителя, в котором происходит кипение. Когда тепло накапливается в хладагенте, окружающий воздух будет холоднее. Этот холодный воздух продувается в салон вентилятором системы микроклимата. Тепло, принимаемое хладагентом в испарителе передается в отсек двигателя, где оно отдается в воздух конденсатором. Конденсатор охлаждается встречным ветром или электрическим вентилятором.

Компрессор

Компрессор является механическим устройством и приводится в действие автомобильным двигателем. Когда компрессор работает, он ” забирает” от двигателя 0,5-8 кВт (0,7-11 л.с.). Это можно заметить по легким рывкам, появляющимся при вождении, когда компрессор включается/выключается.Назначение компрессора:

• вытягивать газообразный хладагент из испарителя
• сжимать газ, увеличивая таким образом его давление и температуру
• вытеснять газ, имеющий высокое давление и высокую температуру, в конденсатор.

В идеальных условиях, компрессор сжимает охлаждающую жидкость от примерно 200 кПа (2 бар) до интервала от 1,2 МПа до 2,1 МПа (12 и 21 бар). В этом процессе охлаждающая жидкость нагревается от 0 °С до интервала от 70 °С до 110 °С. Это значение давления и температуры относится обычно к рабочему давлению в системах высокого давления, когда система работает в оптимальных условиях.Клапан избыточного давления, расположенный сзади на компрессора, выполняет функцию предохранения. Клапан открывается и выпускает хладагент при очень высоком давлении в системе (примерно 3,5 МПа (35 бар)). Клапан в таком случае перекрывает давление и переходит на обычное значение.Температура газа хладагента может увеличиваться до 125 °С.Компрессор может сжимать только газы, так как жидкость повредит компрессор.Компрессор расположен в контуре хладагента, находящемся между испарителем и конденсатором.Компрессор имеет варьированный объем. Крепление компрессора и подключения труб могут выглядеть по-разному, в зависимости от двигателя автомобиля.В нормальном режиме работы компрессор с варьированным рабочим объемом обычно не отключается. Подача хладагента непрерывно регулируется в соответствии с потребностью. Регулировка рабочего объема компрессора между мин. и макс. значениями осуществляется посредством:

• поршней, приводимых в действие кулачковым диском с регулируемым углом,
• если компрессор отключен, этот угол задается с помощью пружин,
• если компрессор включен, этот угол определяется давлением, которое воздействует на поршни сверху (= давление на входе), и снизу (= давление в картере) во время фазы впуска,
• давление снизу на поршне (= в корпусе коленчатого вала) регулируется клапаном, который старается поддерживать давление на входе постоянным.

Высокое давление на входе = большой объем.

• Клапан открывается, и давление в картере снижается. Противодавление, действующее на поршни снизу, снижается, и угол кулачкового диска увеличивается.
• При увеличении этого угла увеличивается рабочий ход поршней. Это приводит к увеличению количества всасываемого хладагента и к снижению давления на входе.

Низкое давление на входе = малый объем.

• Клапан закрывается, и давление в картере повышается. Это давление передается хладагентом, который поступает со стороны выпуска в картер по калиброванному каналу. Противодавление, действующее на поршни снизу, повышается, и угол кулачкового диска уменьшается.
• При уменьшении этого угла уменьшается рабочий ход поршней. Это приводит к уменьшению количества "всасываемого" хладагента и к повышению давления на входе.

Компрессор смазывается специально разработанным маслом хладагента. Это масло (синтетическое масло PAG) смешивается с хладагентом, когда система кондиционирования работает.

Выключатель кондиционера

Компрессор управляется линейным датчиком. Он выполняет функцию выключателя компрессора, когда давление в системе охлаждения будет очень высоким или очень низким. Выключатель компрессора управляет также электрическим вентилятором. Выключатель компрессора находится в системе охлаждения на стороне высокого давления, прямо перед испарителем. В отсеке двигателя выключатель находится в холодной зоне под общей крышкой.

Узел электромагнитной муфты

Компрессор приводится в движение коленчатым валом двигателя через приводной ремень. Как только двигатель начинает работать, шкив ремня (4) на компрессоре начинает вращать ведущую ось компрессора без каких-либо препятствий. Если система микроклимата включена, ток проходит через магнитную катушку (5), которая при этом намагничивается. Это прижимает вперед пластину поводка (1) на ведущей оси компрессора.Сцепление включается и компрессор акселерирует по мере увеличения скорости двигателя.Когда ток, идущий к катушке электромагнита, прерывается, ведущий диск (1) отходит от шкива (4) под действием возвратных пружин.Когда компрессор выключен, ременной шкив вращается свободно, не оказывая воздействия на компрессор. Когда ток проходит магнитное поле, подвижная пластина вступает во взаимодействие с ременным шкивом. Усилие передается в таком случае от шкива через пластину на ось компрессора.Чтобы электромагнитная муфта функционировала нормально, расстояние между ведущим диском (1) и шкивом (4) должно быть совершенно правильным. Поэтому между ними помещаются регулировочные диски (2).

Расширительный клапан

Расширительный клапан проверяет поток хладагента в испарителе по отношению к температуре и давлению. За счет расширительного клапана обеспечивается ровное управление температурой, поскольку количество хладагента контролируется по мере необходимости.Расширительный клапан установлен на впускной и выпускной трубах испарителя. В контуре хладагента он находится на стороне высокого давления между осушителем расширительного бачка и испарителем.Расширительный клапан является зависимым от давления и температуры регулятором потока суживающегося типа. При запросе на слабое охлаждение количество хладагента уменьшается за счет закрытия клапана. Если запрос на охлаждение увеличивается, клапан слегка открывается, пропуская больше хладагента в испаритель.В системах с расширительным клапаном регистр больше, чем в системах с неподвижной воздушной заслонкой, поскольку количество хладагента может лучше регулироваться по запросу на охлаждение.Расширительный клапан состоит из диафрагмы (1) и корпуса клапана (2).

Поперечное сечение расширительного клапана

1. Впускное отверстие клапана из осушителя расширительного бачка
2. Ползун клапана
3. Выпускное отверстие клапана в компрессор
4. Датчик температуры
5. Диафрагма (заполнено хладагентом)
6. Диафрагма
7. Впускное отверстие клапана из испарителя
8. Выпускное отверстие клапана в испаритель
9. Шаровой клапан
10. Пружина

Жидкий хладагент поступает из осушителя расширительного бачка и течет через впускное отверстие клапана (1). Шаровой клапан (9) распыляет хладагент, прежде чем хладагент идет далее через выпускное отверстие клапана (8) в испаритель.Отверстие шарового клапана управляется температурой и давлением газообразного хладагента, выходящего из испарителя.Если, например, температура газообразного хладагента, выходящего из испарителя в заборник расширительного клапана (7), увеличивается, датчика температуры (4) увеличивает температуру хладагента в головке с диафрагмой.Хладагент в головке с диафрагмой расширяется и прижимает шаровой клапан в седле клапана вниз при помощи диафрагмы (6) и ползуна клапана (2) так, что седло клапана открывается. Поток хладагента к испарителю увеличивается. Испаритель охлаждается, и температура газообразного хладагента уменьшается.Шаровой клапан закрывается, как только температура в испарителе падает, и поэтому температура хладагента в головке с диафрагмой также падает.

Испаритель

Испаритель находится в распределительном корпусе системы микроклимата. Доступ к нему возможен с правой стороны корпуса распределителя.В контуре хладагента испаритель находится на стороне низкого давления между расширительным клапаном и компрессором.Назначением испарителя является охлаждение и осушение воздуха.Хладагент (объем, отмеренный расширительным клапаном) впрыскивается в испаритель. Как только хладагент попадает в охлаждающие змеевики, он испаряется, благодаря падению давления. Во время этого процесса тепло также поглощается из охлаждающих змеевиков. Трубы змеевиков и весь испаритель немедленно охлаждаются. Затем газообразный хладагент вытягивается с помощью компрессора.Когда входящий в салон теплый воздух попадает на холодный испаритель, находящаяся в воздухе влага конденсируется на испарителе. Вода выводится под автомобиль через сливной шланг. В случае высокой влажности воды может быть много, что часто ошибочно принимается например за утечку воды из двигателя.Высвобождаемое при конденсации тепло (энергия), передается на хладагент, где происходит испарение, разница температуры между воздухом и хладагентом уменьшается. Высокая влажность воздуха увеличивает необходимость охлаждения.Поверхность испарителя покрыта полиуретаном для ослабления неприятного запаха. Полиуретановое покрытие уменьшает поверхностное натяжение воды, и вытекание воды облегчается.Испаритель состоит из змеевика, через который проходит хладагент. Змеевик оснащен фланцами для увеличения поверхности приема тепла. Испаритель расположен под наклоном, чтобы могла стекать конденсированная вода.В испарителе присутствует низкое давление по причине перекрывания расширительного клапана и эффекта всасывания от компрессора.Для получения необходимой охлаждающей производительности, температура испарения хладагента должна быть значительно ниже желаемой температуры в пассажирском салоне. Однако, для предотвращения замерзания конденсата на испарителе, воздух не охлаждается ниже приблизительно +3 °С (на этой стадии температура хладагента в испарителе равна приблизительно -3 °С).После испарителя имеется датчик температуры. Датчик температуры определяет температуру воздуха, прошедшего через испаритель. Когда температура слишком низкая, компрессор выключается. Это делается для предотвращения образования льда на испарителе.Важно, чтобы в системе управления микроклиматом было нужное количество хладагента.

• Слишком большое количество хладагента в испарителе приводит к нагреву хладагента, но он испаряется только частично. Это значит, что меньшее количество тепла поглощается из воздуха, что приводит к понижению охлаждающей способности
• Слишком малое количество хладагента в испарителе приводит к испарению хладагента и перегреву пара. Это значит, что меньшее количество тепла поглощается из воздуха, что приводит к понижению охлаждающей способности.

Конденсатор (охлаждаемый воздухом теплообменник)

Конденсатор находится перед радиатором. В системе охлаждения он расположен на стороне высокого давления посредине, между компрессором и осушителем.Назначение конденсатора - охлаждать и, таким образом, превращать горячий, газообразный хладагент в жидкость.Насос компрессора работает под высоким давлением с горячим охлаждающим газом, температура которого достигает от 70 до 110 °С, на входе на наружной стороне конденсатора. Когда горячий газ проходит через змеевик, он охлаждается и переходит в жидкость (конденсируется). Излучаемое газом тепло передается в окружающий воздух.Электрический вентилятор увеличивает поток воздуха через конденсатор. Это увеличивает передачу тепла из хладагента в наружный воздух.Количество выделяемого тепла = количество выделяемого тепла, принимаемого испарителем + количество тепла, выделяемого компрессором. Чтобы достигнуть достаточный уровень охлаждения, температура конденсирования хладагента должна быть несколько выше температуры окружающего воздуха.Количество тепла управляется выключателем кондиционера и термостатом вентилятора, который находится в контуре охлаждающей жидкости двигателя.Конденсатор состоит из петлеобразных трубок, по которым течет хладагент. Петли имеют фланцы для увеличения теплоотдающей поверхности.Щтуцер подключения трубопровода изготовлен из алюминия. На левой стороне конденсатора находится осушитель, который интегрирован с конденсатором.

Осушитель (интегрирован в конденсаторе)

Осушитель интегрирован с конденсатором. В контуре хладагента он находится на стороне высокого давления между конденсатором и расширительным клапаном.Осушитель состоит из заменяемого фильтрующего патрона. Задачей патрона является привязывать влагу (воду) в системе и фильтровать посторонний материал.Хладагент в форме жидкости проходит под высоким давлением из конденсатора в осушитель. Хладагент проходит затем далее в расширительный клапан.Если система охлаждения была открытой (не закупоренной) в течение 10 минут, или если если в течение некоторого времени в системе была утечка, и в систему мог проникнуть воздух, осушитель должен быть заменен. При замене осушителя, в новом осушителе содержится красящее вещество для индикации утечки, которое распространяется в системе как только система будет запущена.Осушитель расширительного бачка может поглотить только ограниченное количество влаги. Если в системе содержится больше влаги, чем может впитать осушитель расширительного бачка, это может привести к обледенению, блокирующему расширительный клапан.

Сервисные клапаны

1. Сервисный клапан для слива, вакуумной откачки и заполнения хладагентом
2. Сервисный клапан для слива и вакуумной откачки.

На стороне низкого давления имеется под общей крышкой имеется сервисный клапан (2), и один клапан имеется на стороне высокого давления (1). Чтобы избежать неправильного подключения, клапаны имеют различные размеры.

Осторожно: Заполнение хладагентом должно выполняться только на стороне высокого давления, чтобы предотвратить вероятность попадания жидкого хладагента в компрессор (тип жидкости).

Шланги, трубки

Все соединения, кроме расширительного клапана имеют двойные уплотнительные кольца. Соединение к расширительному клапану осуществляется через одинарное уплотнительное кольцо.Уплотнительные кольца изготовлены из специально разработанного материала (HNBR = гидронитриловая резина).