«Прошла зима – настало лето,
Спасибо партии за это!»
Старинная советская пословица.
Автомобильные кондиционеры или просто «автокондеры» — что это? Роскошь или все же необходимая в современном мире вещь?
Даже в летнюю жару, с открытыми окнами, да на скорости автомобилист не задумывается над проблемой создания микроклимата в салоне своего авто, пока… на автостраде, через то же окошко не надует спину или шею…
А стоит остановиться на светофоре или пробке, как сразу через открытое окно, рядом стоящий грузовик легко и непринужденно поднимет содержание углекислоты и прочей дряни в салоне автомобиля до предельно допустимой концентрации.
Но если, садясь за руль машины оснащенной кондиционером, владелец заранее предвкушает, что спасётся не только от жары, выхлопных «витаминов» и городского шума, то сбережет свой горячо любимый организм и силы для полезных свершений.
Этот журнал вы держите в руках на пороге весны. И поэтому, стоит, и просто необходимо заранее позаботится о том, чтобы автомобильный кондиционер исправно отработал летний сезон наряду с другими не менее важными частями вашего автомобиля.
Несмотря на предупреждения иснтрукций по использованию, одним из самых массовых заблуждений остается то, что кондиционер надо «только заправить». Но кондиционер, как и любой серьезный механизм, нуждается в периодической диагностике, или, на худой конец осмотре профессионалом, хотя бы один раз в год, а лучше всего два раза — перед сезоном активного использования и после оного.
Кроме того, своевременная диагностика кондиционера может уберечь от больших финансовых затрат в будущем. Любую болезнь лучше лечить на начальной стадии.
Как работает автокондиционер
Первые аппараты для охлаждения воздуха, разработанные американской фирмой Carrier Transicold специально для использования на автомобилях, в 1936 году стали устанавливать на пассажирские автопоезда (седельный тягач плюс прицепленный к нему «вагон»), курсировавшие между Багдадом и Дамаском. С 1941 года в США начали серийно оснащать автомобили кондиционерами. Правда, Вторая Мировая война почти заморозила все разработки в этой области, но сразу же по ее окончании дело резко пошло в гору. К началу 90-х годов в США кондиционерами было укомплектовано 85% легковых автомобилей и 55% грузовиков.
В Советском Союзе кондиционеры поначалу ставили только на правительственные автомобили «членовозы». Первый кондиционер, собранный в конце 50-х годов из отечественных комплектующих, был установлен на семиместный правительственный лимузин ЗИЛ-111Г.
Современные автомобильные кондиционеры — это устройства, регулирующие температуру, чистоту и циркуляцию воздуха в салоне автомобиля. Конструкций много. Во всем, что касается подачи воздуха (вентиляторы) и его очистки (фильтры), кондиционеры разных лет примерно схожи; принципиально же они различаются только типами холодильных установок. Методом проб и ошибок разработчики автомобильных кондиционеров постепенно пришли к выводу: на сегодняшний день оптимальной холодильной установкой является та, что применяется в обычных бытовых холодильниках — парокомпрессорная, где поглощение тепла осуществляется за счет испарения специального хладагента — фреона, под давлением прокачиваемого компрессором по замкнутой системе.
Тривиальная компрессорная холодильная машина пока остается непревзойденной по совокупности технических и потребительских параметров, особенно по соотношению «стоимость-эффективность». И усилия основных фирм-производителей кондиционеров направлены не столько на поиски новых принципов отбора тепла, сколько на оттачивание конструкций, работающих по упомянутому принципу, более тонкая механика, более умная автоматика, «экологические» фреоны, модный дизайн, эргономика, удобство обслуживания и т. д.
Система состоит из следующих компонентов:
Компрессор — агрегат, заставляющий хладагент циркулировать в системе, причем привод осуществляется ремнем.
Хладагент — газ фреон R12 или R134a (с 1993 используется только R-134a).
Конденсатор (конденсор) — или по народному «радиатор кондиционера» — расположенный перед основным радиатором.
Испаритель — теплосборник, в котором хладагент испаряется и поглощает тепло, находится у радиатора отопителя.
Ресивер-осушитель — резервуар для выравнивания давления и осушения хладагента. Трубки, клапаны, датчики, блок управления, сервисные клапана и прочее.
Ресивер-осушитель — резервуар для выравнивания давления и осушения хладагента.
Трубки, клапаны, датчики, блок управления, сервисные клапана и прочее.
Принцип работы:
Привод компрессора осуществляется от двигателя ремнем. Компрессор гонит хладагент в системе. В конденсаторе хладагент конденсируется, при этом выделяется тепло. Причем дополнительно конденсатор обдувается своим электрическим вентилятором. Соответственно в испарителе хладагент испаряется и поглощает тепло — поступающий воздух охлаждается.
Хотя автомобильный кондиционер работает по тому же принципу, что и обычный бытовой холодильник, устроен немного по-другому. Автомобильный кондиционер представляет собой герметичную систему, заполненную фреоном и специальным холодильным маслом, растворимым в жидком фреоне и не боящимся низких температур. Масло нужно для смазки компрессора и всей системы.
Теоретически, заполнить кондиционер можно было бы и обычным пропаном, если бы не его взрывоопасность. Для холодильных систем придумали специальные хлоросодержащие соединения, которые, кроме безопасности, обладают еще и набором нужных характеристик.
Несмотря на некоторые отличия между кондиционерами на автомобилях разных производителей, принципиальная их схема одинакова. Мы рассмотрим самый распространенный вариант.
Итак, вы нажали на кнопку включения кондиционера. Сработала электромагнитная муфта, стальной прижимной диск 3, издав характерный щелчок, примагнитился к шкиву 2. Шкив приводится в движение ремнем и, когда кондиционер выключен, крутится вхолостую. Теперь заработал компрессор 1. Компрессор сжимает газообразный фреон, отчего тот сильно нагревается, и гонит его по трубопроводу в конденсор 4. В народе этот самый конденсор часто называют радиатором кондиционера. В конденсоре сильно нагретый и сжатый фреон охлаждается.
Охладиться ему помогает вентилятор 5, который включился 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 компрессора и прочая грязь.
Где-то в районе ресивера-осушителя, часто на нем самом, есть смотровой глазок.
Очистившись в ресивере-осушителе, фреон течет в сторону салона автомобиля, чтобы выполнить свое основное предназначение. Кульминация наступает, когда жидкий фреон проходит через ТРВ 10. ТРВ, он же терморегулирующий вентиль, представляет собой специальное устройство, регулирующее перегрев пара, выходящего из испарителя. (Перегрев — разница температур на выходе из испарителя и кипения хладагента). 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. 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.
Не вдаваясь в термодинамику, можно сравнить ТРВ с соплом аэрозольного баллончика.
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. Часть системы от компрессора до ТРВ называется напорной магистралью. Ее всегда можно определить по тонким трубкам, которые теплые или горячие. Часть же от испарителя до компрессора называется обратной магистралью, или магистралью низкого давления. Она делается из толстых трубок и на ощупь ледяная. 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 одной двух атмосфер. Когда кондиционер выключен, давление в обеих магистралях уравнивается и составляет около 5 атмосфер.
За правильной работой системы следят несколько датчиков. Количество их варьируется. В нашем случае на ресивере-осушителе 6 стоит датчик > включения второй скорости вентилятора. Когда охлаждение конденсора 4 недостаточно (вы стоите в пробке, например), давление в напорной магистрали начинает стремительно расти, а фреон в конденсоре перестает конденсироваться. Датчик реагирует на скачок давления и включает вентилятор 5 на полную мощность. Датчик 8 выключает компрессор, если давление в напорной магистрали достигает запредельных величин. Датчик 11 выключает компрессор, если температура испарителя становится слишком низкой.
Профилактика кондиционера
Что надо для того, что бы кондиционер работал исправно: вoвремя проводить диагностику и сервисное обслуживание, заправлять хладагент правильного типа. Диагностика включает в себя проверку герметичности системы, проверку компрессора и приводного ремня, проверку работы испарителя, проверку хладагента и компрессорного масла. За год теряется до 20% объема хладагента из-за диффузии.
Каких-либо специальных мероприятий по подготовке исправного кондиционера к летнему сезону обычно не требуется. Можно лишь порекомендовать проверить работоспособность кондиционера заранее, до наступления теплых дней, и при подозрении на недостаточную эффективность либо неисправность заехать в сервис на диагностику и заправку кондиционера. Обычно это откладывают до последнего, и с наступлением жары во всех обслуживающих кондиционеры фирмах возникают большие очереди.
Самому можно помыть конденсатор водой из шланга от грязи и соли. Почистить испаритель или поставить салонный фильтр (проверка проста — переключили с внешней на внутреннюю циркуляцию воздуха — если поток возрос, то надо чистить). Проверить работу эл. вентилятора, послушать компрессор на предмет посторонних скрипов и шумов, а также вибрации, естественно проверить натяжение приводного ремня.
На ресивере находится окошечко через которое можно наблюдать за состоянием хладагента: ничего нет — нормальное состояние или весь хладагент вытек (кондиционер не работает), немного пузырьков — нормальное явление, много пузырьков или белая эмульсия — большие утечки хладагента (систему лучше сразу не включать и обратиться в сервисный центр). К сожалению, такие глазки есть глазки есть далеко не на всех относительно старых автомобилях.
Появление изморози или капелек на трубках, клапанах, соединителях показывает то, что линия засорилась.
Автомобильный кондиционер представляет собой фресковую холодильную машину, элементы которой соединены трубками-фреонопроводами. Соединители в автомобильном кондиционере резьбовые, с резиновыми уплотнителями, в отличие от сварных в бытовом холодильнике. При воздействии вибраций, перепадов температуры и т.п. происходит постепенное изменение свойств уплотнителей, вследствие чего фреон из системы постепенно улетучивается. Из-за этого кондиционер нужно периодически заправлять. Обычно на новом автомобиле фреон требуется дозаправлять раз в 2-3 года, через 5-7 лет скорость утечки увеличивается и дозаправка нужна раз в 1-2 года, даже при отсутствии явных дефектов. Кстати, все элементы кондиционера смазываются маслом, добавленным в фреон, и именно с этим связана рекомендация включать кондиционер зимой раз в месяц на 10-15 минут. Циркулирующее масло смажет за это время все уплотнители, и они будут дольше служить.
Конденсер, прослуживший 5-7 лет, почти всегда имеет многочисленные очаги коррозии, особенно в местах крепления. В районе появления микротрещин на конденсоре появляется характерное пятно от просачивающегося масла. Такой конденсер при очередном обслуживании автомобиля подлежит замене. Попытки заварить поврежденный конденсер чаще всего обречены на неудачу — проблема вскоре вновь проявится, возможно на месте другого очага коррозии.
Раз в 2-3 года в кондиционере нужно заменить фильтр-ресивер и, при наличии, фильтр воздуха, поступающего в салон машины.
Если система кондиционирования повреждена, нужно по возможности быстро восстановить ее герметичность, для предотвращения попадания в систему воздуха, содержащего влагу и загрязнения.
Если автомобиль предстоит сильно нагревать, например в окрасочной камере, нужно обязательно удалить хладагент из системы кондиционирования, иначе аномально высокое давление в системе, возникающее при нагреве, может вызвать разрыв какого-либо блока кондиционера.
Заправлять кондиционер нужно строго фреоном той марки, который был в кондиционере. Авто-владельцы часто слышали, что фреонов бывает двух типов, «старый» и «новый». На самом деле фреоны подразделяются на хлорсодержащие, из которых в автомобильных кондиционерах применяют фреон CF2C12 (торговое наименование R12), и безхлоровые, из которых в автомобиле применяется C2H2F4 (торговое наименование R134a). Фреон R12 применялся в авто-кондиционерах с 40-х годов прошлого века, но в 1990 г. были приняты правила ограничения применения разрушающих озоновый слой веществ, к которым относится и фреон R12, и примерно с 1993 г. в автомобилях стал применяться фреон R134a. Фреоны этих двух типов несовместимы, заправка в кондиционер с фреоном R134 фреон R12 (и наоборот) почти неминуемо выводит кондиционер из строя из-за образования твердых продуктов реакции разных фреонов (и разных масел). Тип фреона всегда указывается на каком-либо из блоков кондиционера. Фреон R12 в настоящее время почти не производится, и стоит дороже фреона R134а.
По большому счету, в автомобильном кондиционере механическому износу подвержен только один элемент- компрессор, остальные элементы (кроме вентиляторов) неподвижны. Но чаше всего первым выходит из строя не он, а конденсер — теплообменник, установленный перед радиатором двигателя. Он находится под давлением (до 20 атм.), и постоянно омывается с дороги солью, грязью и т.п. Коррозия, вибрация, механические напряжения приводят к образованию в нем микротрещин, и к утечке хладагента. Продлить срок его службы, как впрочем и всех прочих деталей кондиционера, поможет поддержание подкапотного пространства в чистоте. Особенно тщательно нужно промыть конденсер от накопившихся соляных отложений весной. Кроме того, загрязнение конденсера часто является единственной причиной плохой работы кондиционера в целом.
В процессе мойки подкапотного пространства полезно проверить надежность механического крепления трубок-фреонопроводов. Если какая-либо трубка вибрирует, ее обязательно нужно закрепить.
Также при эксплуатации автомобиля с кондиционером полезно почаще проверять уровень масла в двигателе, охлаждающей жидкости в радиаторе, натяжение ремня привода агрегатов. Это связано с повышенной нагрузкой на двигатель, которую создает работающий кондиционер.
В целом процесс обслуживания системы кондиционирования достаточно сложен и его нельзя доверять «фирмам» не имеющим специального оборудования и опыта.
Заправка автомобильного кондиционера.
Если утечек в системе не обнаружено, то остается только заправить кондиционер. Эта, на первый взгляд, несложная процедура скрывает в себе множество нюансов. Несоблюдение элементарных правил может привести если уж не к мгновенной порче системы, то к ее преждевременному износу. Постараемся вкратце описать процесс заправки, технологию и необходимое оборудование.
Как известно, природа не терпит пустоты. Если ваш кондиционер по той или иной причине был разгерметизирован, вместо фреона в нем находится воздух и незначительное количество паров воды. Вода для кондиционера особенно опасна. Если вы, например, откатались всю зиму без радиатора кондиционера, ее в системе может быть очень много. Бывали случаи, когда из какого-нибудь шланга при его демонтаже сливалось с пол-стакана воды. Нетрудно догадаться, что при отрицательных температурах, которые возникают в кондиционере, вода просто замерзнет, перекрыв тем самым регулирующий орган ТРВ. Кроме того, от воды, тем более от растворенных в ней дорожных реагентов, система убивается коррозией.
Хотя многие и преувеличивают опасность присутствия воздуха в системе, все же он там нежелателен. Воздух, как известно, на 70 процентов состоит из азота. Азот имеет отличные от фреона физические свойства, в результате чего нагрузка на компрессор возрастает.
Чтобы убрать из системы воздух и воду, перед заправкой к ней подключают вакуумный насос. Наблюдать за вакуумированием довольно забавно. Толстые резиновые шланги, которые только что нельзя было продавить пальцами, на глазах худеют и сплющиваются. Вакуумировать систему в некоторых случаях не обязательно. Например, при дозаправке. Если систему ненадолго вскрывали, чтобы поменять одно резиновое колечко, то насос также можно не подключать — система осталась заполненной газовой фракцией фреона, и воздух туда в значительном количестве не попал.
Теперь в систему надо закачать нужное количество газа. Опустив детали, в двух словах опишем технологию заправки. Отмеряется фреон двумя способами — по электронным весам, на которые ставится баллон, или по мерной колбе. Она, на наш взгляд, гораздо практичнее и удобнее. Жидкий газ закачивается в колбу из баллона, за его количеством можно наблюдать по мерной шкале, градуированной в граммах. Затем открываются краны, и газ устремляется внутрь кондиционера. Из-за выравнивания давлений в колбе и системе, весь газ в систему не входит. Чтобы «запихнуть» его, на мерной колбе предусмотрен нагревательный элемент, поднимающий давление газа.
Можно заправлять и другим способом — через порт обратной магистрали при включенном компрессоре кондиционера. В этом случае ваш компрессор засасывает газ сам. Если на системе предусмотрен смотровой глазок, за полнотой системы можно следить еще и по нему. Вместе с фреоном в систему при необходимости заправляется масло или ультрафиолетовый краситель. Делается это через специальный инжектор.
Почему нужно соблюсти именно точное количество фреона?
В недозаправленной системе наступает масляное голодание компрессора. Как известно, масло переносится фреоном. Если фреона мало, то в компрессор поступает недостаточно масла и это приводит к его преждевременному выходу из строя. Кроме того, недозаправленный кондиционер плохо холодит.
Перезаправленная система ничуть не лучше. В ней возникают повышенные давления, компрессор работает на пределе возможностей, бывает даже отключается по аварийному давлению. Как и в первом случае, кондиционер не холодит.
Само собой, заправлять систему можно только предусмотренным для нее типом фреона и масла. Для фреона R-12 следует использовать минеральное масло, а для фреона R-134a — синтетическое. Есть и универсальные масла, подходящие для обоих фреонов.
Нельзя не заметить, что некоторые проблемы с плохой работой компрессора и ТРВ проявляются только после полной заправки системы. Часто это бывает после того, как человек ездил долгое время с незаправленным кондиционером.
К примеру, от долгой разгерметизации системы внутрь попали водяные пары. От них успели заржаветь лепестковые клапана компрессора. Само собой, ржавчина не проедает их насквозь, они всего лишь покрываются тонким рыжим налетом. Но этого уже достаточно, чтобы понизить компрессию.
Бывает, что доливка масла и принудительная работа компрессора на повышенных оборотах спасает ситуацию и агрегат начинает медленно «оживать». Но, увы, так бывает далеко не всегда.
Часто возникает вопрос: «Как узнать, каким газом заправлена моя машина?»
Случилось все в 1992-ом году, когда весь мир насторожила весть о том, что фреон R-12 наносит вред озоновому слою земли. Производство его стало сокращаться с невероятной скоростью, и с той же скоростью он был заменен озонобезопасным R-134а. По техническим требованиям система, работающая на 134-ом должна иметь несколько другие параметры, и одним из самых важных её факторов является наличие синтетического масла.
В свою очередь, система, работающая на 12-ом газе, спокойно справляется с тяжелыми условиями на минеральном масле. Что же будет, если в 12-ю систему заправить 134-ый фреон? В общем, ничего криминального, если не считать того, что в газе не будет растворяться масло, и рано или поздно компрессор, недополучивший смазки, просто заклинит.
Для избежания досадных ситуаций, фирмы-производители автокондиционеров поступили просто. Чтобы не было путаницы куда чего заливать и в какую систему какой газ заправлять, решено было сделать заправочные штуцеры под 134 фреон принципиально иными и отличными от 12-ых.
Заправочные штуцеры под 12 газ сильно напоминают обыкновенные колесные ниппеля с закручивающимся сверху колпачком, в точности так как на автомобильном колесе. Размер самого штуцера соизмерим с тем же колесным ниппелем, да и сам ниппель, стоящий внутри штуцера может быть легко заменен колесным.
Штуцер, который применяется для 134 фреона гораздо больше в диаметре и значительно выше. Визуально он похож на быстроразъемные соединения для пневмоинструмента. Кран, который одевается сверху для заправки — быстроразъемная внутренняя муфта, которая не наворачивается по резьбе сверху, как на 12-ом штуцере, а фиксируется несколькими упорами за специальную канавку на штуцере.
Пластиковые колпачки, которыми предохраняются заправочные штуцера на этих системах, тоже разные и по размеру, и по внешнему виду. Колпачок от системы, работающей на 12-ом фреоне можно легко перепутать с колесным. А колпачки от системы, работающей на 134 фреоне, напоминают скорее крупные крышечки от тюбиков зубной пасты, только окрашены в яркие цвета: красный, черный, синий. Таким образом, получается, что даже если сильно захотеть, то оборудованием под 134 фреон невозможно заправить систему, работающую на 12 фреоне и наоборот.
К тому же, все автомобили, выпущенные до 1992 года, работают на 12 фреоне, а более поздние — на R-134а. Путаница возникает только на автомобилях 1992-93 гг. Эти годы можно считать переходными от 12 фреона к 134, тут надо смотреть в оба (!) на тип заправляемого хладагента, а то в нашей стране чудес «мастера» могут залить несовместимый тип.