Система кондиционирования воздуха автомобиля
03.07.2010
Хладагенты
В автомобильных системах кондиционирования воздуха обычно используется один единственный тип хладагента, R-134A. В более старых автомобилях использовался хладагент, называемый R-12, но этот хладагент уже не используется в автомобилестроении. Буква "R" -означает хладагент (от английского слова "refriger¬ant"). Оба химических соединения - это хладагенты, подходящие для системы А/С, потому что они имеют очень низкие значения температуры кипения. Хотя они во многих отношениях и похожи, R-12 и R-134А по-разному влияют на окружающую среду.
R-12 - это общее название для хлорированного фторзамещенного углеводорода (Dichlorodifluor-omethane-12)CFC-12 -химического соединения, используемого во многих типах систем охлаждения приблизительно вплоть до 1990 г. R-12 содержит один атом углерода, связанный с двумя атомами фтора и двумя атомами хлора. Химическая формула CFC-12 - CCI2F2. R-12 - подходящий хладагент вследствие его превосходной способности поглощать большие количества тепла.
В середине 80-ых ученые обнаружили, что химические соединения, называемые хлорированными фторзамещенными углеводородами (CFC), уничтожают озоновый слой атмосферы. Озон защищает землю от вредных ультрафиолетовых лучей, испускаемых солнцем. Одним из самых больших "вкладчиков" соединений CFC в атмосферу был R-12, который часто попадал в атмосферу при обслуживании систем А/С. В 1987 году многие страны подписали международное соглашение, посвященное постепенному сокращению использования CFC. В результате R-12 был поэтапно устранен из всех новых автомобильных систем А/С. Кроме того, многие страны имеют законы, гласящие, что механики, работающие с системой А/С, перед работой с ней должны быть должным образом обучены процедурам разгрузки хладагента из системы и его переработки для повторного использования.
HFC134AmiMR-134A
Из-за вредного воздействия на окружающую среду, вызываемого R-12, ученые разработали альтернативный хладагент, называемый R-134A. Большинство автомобилей, изготавливаемых начиная с 1990 г. и по настоящее время, используют в качестве хладагента для системы А/ С R-134A. В отличие от R-12, R-134A не содержит CFCS. Вместо него он содержит фторзамещенный углеводород (hydrofluorocarbon) (HFC), которые не повреждают озоновый слой. Подобно R-12, R-134A имеет химические свойства, которые делают его идеальным для использования в качестве хладагента. В число этих свойств входят:
• Низкая температура кипения: -26 еС (15 eF) на уровне моря
• Способность легко изменять температуру в ответ на изменения давления
R-134A имеет больше достоинств, чем R-12, и при этом не оказывает вредного влияния на атмосферу. Отсутствие в R-134A хлора делает его экологически безвредным, но при определенных значениях давления или определенных концентрациях R-134A может быть огнеопасен.
Смешивание хладагентов
Системы А/С, в которых используется один тип хладагента, не могут использовать другой тип хладагента. Например, вы не можете использовать К-134Адля зарядки более старой системы А/С, рассчитанной на использование R-12. Ни в коем случае не следует смешивать R-12 и R-134A в одной системе. Смешивание хладагентов вызывает загрязнение одного хладагента другим, и это может серьезно повредить систему А/С. Кроме того, идентификация загрязненного хладагента при выполнении обычной диагностики затруднительна.
Обращение с хладагентом
Механики при обслуживании автомобиля часто выполняют процедуру разгрузки хладагента из системы А/С. В зависимости от того, какой обработке подвергается хладагент после его разгрузки из системы, его можно классифицировать как переработанный посредством разового цикла переработки и очистки, переработанный посредством многократного цикла переработки и очистки или просто извлеченный.
Хладагент, переработанный посредством разового цикла переработки и очистки
Хладагент, переработанный посредством разового цикла переработки и очистки, очищается для извлечения из него загрязняющих примесей, возникающих при нормальном функционировании системы А/С. Например, подмешивание переработанного хладагента, работавшего в мобильных системах не автомобильного назначения, или переработанного хладагента из системы А/С объектов недвижимости в переработанный автомобильный хладагент будет загрязнять последний.
Хладагент, переработанный посредством многократного цикла переработки и очистки
Хладагент, переработанный посредством разового цикла переработки и очистки, обрабатывается по тем же самым стандартам и до той же самой чистоты, что и новый хладагент. Этот процесс требует дорогого оборудования, обычно отсутствующего на станциях технического обслуживания дилерских представительств. Хладагент, переработанный по любому из описанных циклов, будет работать во всех мобильных системах А/С одинаково хорошо.
Извлеченный хладагент
Извлеченный хладагент - это хладагент, который просто был разгружен из системы и помещен в соответствующую емкость. Этот процесс используется при обслуживании системы охлаждения, когда хладагент следует разгрузить из системы А/С и оставить на хранение.
Хранение хладагента
И R-12 и R-134Anpn нормальной комнатной температуре являются газами, и при неправильном хранении они могут быть опасны. Новый хладагент, хранящийся в его оригинальном, правильно заполненном баллоне, обычно не представляет никакой опасности. Однако, переработанный хладагент может быть опасен, если его хранить в емкости неправильного типа или в переполненной емкости. Для предотвращения несчастных случаев при обращении с переработанным хладагентом всегда следуйте правилам, данным ниже:
• Никогда не оставляйте использованные баллоны для хладагента для повторного использования. Удалите весь хладагент и правильно утилизуйте баллон.
• Используйте только такие емкости, которые разрешены для хранения хладагента.
• Никогда не заполняйте баллон больше, чем на 60 % ее объема.
• Никогда не храните баллоны с хладагентом под прямыми солнечными лучами или около источников тепла. Высокая температура заставляет газ расширяться, что увеличивает давление в баллоне и может вызвать взрыв баллона.
Фиттинги контура хладагента
Фиттинги контура хладагента позволяют выполнять проверку системы на наличие правильности значений рабочего давления и при необходимости разгружать или заправлять систему. Для предотвращения взаимозагрязнения различных хладагентов, таких как R-134A и R-12, в контурах хладагента используются различные типы фиттингов. Между фиттингами для R-134A и R-12 имеется ряд отличий. Наиболее значительная разница заключается в том, что для R-134A используется специальная муфта, который не может использоваться в системе R-12. Новые фиттинги для R-134A предотвращают чрезмерную утечку хладагента в атмосферу.
Элементы контура хладагента
Подобно жидкости в системе охлаждения двигателя, хладагент в системе кондиционирования воздуха поглощает тепло, переносит его и отдает наружному воздуху. Чтобы сделать это, в системе А/С используется множество элементов, служащих для передачи тепла.
Испаритель
Испаритель располагается около салона автомобиля. Испаритель забирает тепло из салона автомобиля и передает тепло хладагенту. Хладагент входит в испаритель в виде холодного, находящегося под низким давлением жидкого тумана, который циркулирует по испарителю, что во многом подобно тому как охлаждающая жидкость циркулирует через радиатор двигателя. Электрический вентилятор обдува прогоняет теплый воздух из салона автомобиля над поверхностью испарителя. Хладагент поглощает тепло, когда он переходит из жидкого состояния в газообразное. Затем хладагент в виде теплого, находящегося под низким давлением газа выходит из испарителя, унося тепло.
Компрессор
Компрессор - это насос хладагента для системы А/ С. Приводной ремень и шкив соединяют компрессор с коленчатым валом двигателя, который дает энергию для работы компрессора. Компрессор втягивает теплый, находящийся под низким давлением газ из испарителя, и значительно поднимает давление и температуру газа. Газ передается к конденсатору. Компрессор работает только с газообразным хладагентом. Наличие жидкого хладагента в компрессоре ведет к повреждению компрессора.
Компрессоры обеспечивают всасывание и создают давление. Поршни или другие внутренние элементы компрессора создают давление и обеспечивают всасывание, перемещая хладагент.
Всасывающий порт позволяет компрессору втягивать газ, поступающий из испарителя. Затем компрессор сжимает газ и выпускает его через выпускной порт в магистрали хладагента и далее к конденсатору.
Муфта в сборе позволяет включать и выключать компрессор, используя электрические органы управления HVAC.
Предохранительный клапан защищает систему от чрезмерного давления хладагента. Если давление в системе становится слишком высоким, клапан открывается и хладагент выпускается в атмосферу.
Конденсатор
Конденсатор располагается перед радиатором. Конденсатор получает горячий, находящийся под высоким давлением газообразный хладагент из компрессора и передает тепло наружному воздуху. Подобно испарителю, конденсатор пропускает хладагент через систему труб и пластин. Вентилятор прогоняет наружный воздух вдоль поверхности конденсатора, позволяя горячему хладагенту передавать свое тепло воздуху. Когда хладагент охлаждается, он превращается из газа высокого давления в жидкость высокого давления. Эффективность конденсатора - это критичный показатель для работы А/С. Наружный воздух должен поглощать накопленное тепло из салона автомобиля плюс дополнительное тепло, которое возникает в результате сжатия газа. Чем большее количество тепла переносится конденсатором, тем большее охлаждение может обеспечить испаритель. Больший по объему конденсатор и более эффективный вентилятор будут существенно уменьшать температуру в салоне.
Ресивер-осушитель
Ресивер-осушитель, используемый в системе А/С с терморегулирующим вентилем, располагается около выхода конденсатора на стороне высокого давления и служит для фильтрации влаги и примесей из жидкого хладагента, а также в качестве емкости для хранения хладагента. Ресивер-осушитель может иметь электрические органы управления и сервисные порты для обеспечения работы и обслуживания системы.
Аккумулятор-осушитель
Аккумулятор-осушитель используется в системе А/ С с капиллярной трубкой постоянного сечения. Аккумулятор располагается на стороне низкого давления системы А/С после испарителя, перед компрессором. Функции аккумулятора-осушителя во многом подобны функциям ресивера-осушителя в системе с терморегулирующим клапаном.
Терморегулирующий вентиль
Терморегулирующий вентиль (другое название -расширительный клапан) регулирует расход хладагента на пути к испарителю. Чтобы добиться максимальной эффективности охлаждения, прежде, чем жидкий хладагент войдет в испаритель, его давление должно быть снижено. При более низком давлении температура хладагента и температура его кипения падают, что позволяет хладагенту поглощать большее количество тепла, когда он проходит через испаритель. Термобаллон на испарителе посылает информацию о температуре испарителя через капилляр. Эта трубка подсоединяется к мембране в терморегулирующем вентиле. Если испаритель становится слишком холодным, мембрана тянет иглу вверх, закрывая клапан и ограничивая расход хладагента. При повышении температуры испарителя мембрана толкает иглу вниз, открывая клапан и позволяя проходить большему количеству хладагента.
Капиллярная трубка постоянного сечения
Подобно терморегулирующему вентилю капиллярная трубка постоянного сечения (другое название - трубопровод с жиклером) разделяет стороны высокого и низкого давления системы А/С. Капиллярная трубка имеет фиксированное сечение. Скорость потока хладагента через отверстие определяется циклированием компрессора.
Смазка
Смазочное масло (другое название - компрессорное масло) смазывает движущиеся части и уплотнения системы А/С. Масло течет по всей системе вместе с хладагентом. Компрессорное масло и моторное масло различны. Никогда не используйте моторное масло в системе А/С.
Минеральное масло и масло PAG
Тип смазочного масла, используемого в системе А/С, зависит от типа хладагента. Когда инженеры разрабатывают формулу хладагента, они одновременно разрабатывают смазочное масло, используемое с этим хладагентом.
В системы А/С с R-12 в качестве смазочного материала используется минеральное масло. В системе R-134A используется масло, изготовленное из полиалкалингликолей и обычно называемое маслом РАС Масло PAG и минеральное масло полностью несовместимы и никогда не должны смешиваться.
Характеристики смазочного масла
Смазочное масло, или минеральное масло или масло PAG, высоко очищено и не содержит никаких присадок, в том числе и очищающих, присутствующих в обычном моторном масле. Смазочное масло свободно течет при температуре значительно ниже температуры замерзания, и содержит присадку, позволяющую предотвращать вспенивание масла в системе А/С. Смазочное масло легко поглощает влагу. При неправильном хранении масло становится непригодным к использованию. Например, если негерметичную емкость с маслом PAG оставить в условиях влажного климата в течение пяти дней, она насытится водой в количестве двух процентов. Если вы будете использовать это насыщенное масло в системе А/С, образуются кислоты, повреждающие уплотнения и другие элементы. После использования всегда правильно уплотняйте емкость со смазочным маслом и никогда не используйте повторно масло, извлеченное из работающей системы А/С.
Элементы системы А/С содержат смазочное масло. Компрессор помогает смешивать масло с хладагентом и обеспечивает его циркуляцию по системе. При замене элемента А/С масло, которое содержится в заменяемом элементе, также должно быть заменено. В руководствах по обслуживанию содержатся таблицы, показывающие, сколько масла должно добавляться при замене различных элементов.
Если система А/С имеет протечку, в месте протечки будет появляться смазочное масло. Любой вытекающий хладагент немедленно испаряется. Количество потери масла зависит от размера протечки и отрезка времени, в течение которого наблюдалась протечка. После устранения протечки восполните утраченное количество масла. Тщательно измерьте количество масла, извлеченного при вакуумировании и замените его слегка большим количеством. Если утраченное масло не будет восполнено, может возникнуть серьезное повреждение.
Циркуляция хладагента в системе кондиционирования воздуха с терморегулирующим вентилем
В системах А/С автомобилей используются физические законы переноса и передачи тепла. Автомобильные системы А/С могут быть или системами с капиллярной трубкой постоянного сечения или системами с терморегулирующим вентилем. Система А/С разделяется на две части: сторону низкого давления и сторону высокого давления. На стороне низкого давления хладагент кипит или испаряется, а на стороне высокого давления - конденсируется.
По мере того как хладагент совершает полный цикл, он подвергается двум изменениям в давлении и изменениям агрегатного состояния. Систему А/С можно разделить на четыре секции. Горизонтальная линия на рисунке разделяет контур на "сторону высокого давления" сверху и "сторону низкого давления" снизу. Сторона высокого давления начинается с выпускного порта компрессора, проходит через конденсатор и ресивер-осушитель и заканчивается в терморегулирующем вентиле.
Когда хладагент выходит из терморегулирующего вентиля, его давление падает, и он входит на сторону низкого давления. Сторона низкого давления проходит через испаритель и входит во впуск компрессора.
Вертикальная линия на рисунке отмечает места, где хладагент изменяет свое состояние. На левой стороне контура хладагент имеет газообразную форму; на правой стороне - жидкую.
Циркуляция хладагента (компрессор)
Циркуляция хладагента начинается в компрессоре. Компрессор втягивает газообразный хладагент (пар), находящийся под низким давлением (приблизительно 206 кПа (30 psi)), из испарителя и сжимает его приблизительно до 1 207 кПа (175 psi). Приводной ремень, получающий движение от двигателя, поворачивает шкив компрессора, который быстро вращает компрессор, когда включена электромагнитная муфта компрессора. Система контролирует давление хладагента и активизирует компрессор только тогда, когда это необходимо.
Компрессор выводит пар через выпускной порт в направлении конденсатора. Терморегулирующий вентиль подобен заглушке в контуре, которая позволяет расти давлению на стороне высокого давления системы. Этот горячий, находящийся под высоким давлением, газообразный хладагент несет тепло, принятое в испарителе, а также дополнительное тепло, возникающее вследствие увеличения давления, обеспечиваемого компрессором. В этот момент температура хладагента может достигать 54 еС (130 eF).
Циркуляция хладагента (конденсатор)
Горячий, находящийся под высоким давлением газообразный хладагент (пар) из компрессора входит в конденсатор под высоким давлением, равным приблизительно 1 206 кПа (175 psi), также поднимая температуру кипения хладагента. Кроме того, разница между температурой наружного воздуха и температурой хладагента также велика, поэтому хладагент быстро отдает тепло воздуху, проходящему над поверхностью конденсатора. Горячий газ при температуре приблизительно 54 еС (130 eF) быстро охлаждается ниже своей высокой температуры кипения. Когда пар конденсируется, переходя в жидкую форму, он высвобождает большое количество тепла или скрытой теплоты конденсации. Воздушный поток через конденсатор уменьшается, когда автомобиль неподвижен или находится в движении по городскому циклу ("остановка-трогание"). Чтобы компенсировать это, большинство систем А/С имеют электрический вентилятор, позволяющий, когда необходимо, подавать дополнительный поток воздуха.
Циркуляция хладагента (ресивер-осушитель)
После прохождения через ресивер-осушитель, который удаляет влагу и загрязняющие примеси, хладагент затем входит в терморегулирующий вентиль. Терморегулирующий вентиль ограничивает расход хладагента, позволяя проходить через него к испарителю только малому количеству. Давление хладагента на стороне высокого давления терморегулирующего вентиля может достигать 1 723 кПа (250 psi) или больше. Терморегулирующий вентиль уменьшает это давление приблизительно до 206 кПа (30 psi) на стороне низкого давления. При этом низком давлении температура жидкого хладагента падает от приблизительно 54 еС (130 eF) до приблизительно -1 еС (30 eF), и уменьшается его температура кипения. Когда хладагент проходит через терморегулирующий вентиль, он распыляется или превращается в мелкие частицы, капельный туман. Этот процесс увеличивает площадь поверхности хладагента и поэтому он легко поглощает тепло, когда проходит через испаритель.
Циркуляция хладагента (испаритель)
Когда хладагент входит в испаритель, он представляет собой холодный, находящийся под низким давлением капельный туман. При этой низкой температуре (приблизительно -1 еС (30 eF)) хладагент легко забирает тепло из салона автомобиля. Электрический вентилятор обдува прогоняет теплый воздух салона через испаритель, где воздух отдает свое тепло и возвращается в салон автомобиля уже охлажденным. Т.к. температура кипения хладагента ниже, он быстро превращается в газ, что позволяет ему запасать большее количество тепла в качестве скрытой теплоты парообразования. После принятия тепла в испарителе, газообразный хладагент втягивается в впускной порт компрессора, где он начинает новый цикл.
Система с капиллярной трубкой постоянного сечения
Система с капиллярной трубкой постоянного сечения аналогична системе с терморегулирующим вентилем. Однако, т.к. капиллярная трубка имеет отверстие с фиксированным диаметром, трубка должна заполнять испаритель, чтобы правильно работать при всех условиях. Когда хладагент проходит через испаритель, большая его часть переходит в газообразную форму и затем идет к аккумулятору-осушителю. Аккумулятор-осушитель заменяет ресивер-осушитель, используемый в системе с терморегулирующим вентилем. Аккумулятор-осушитель отделяет жидкий хладагент от газообразного хладагента и удаляет влагу и загрязняющие примеси. Он предотвращает возвращение жидкого хладагента в компрессор и позволяет выдерживать более высокие тепловые нагрузки, удерживая остающуюся жидкость.
Система отопления
Система отопления работает вместе с системой охлаждения двигателя, чтобы отдавать теплоту двигателя салону автомобиля. Главные элементы системы отопления - это двигатель, шланги отопителя, сердцевина отопителя, электрический вентилятор обдува и устройство выключения подачи тепла. Горячая охлаждающая жидкость двигателя перемещается насосом охлаждающей жидкости по шлангам отопителя к сердцевине отопителя. Сердцевина отопителя подобна радиатору двигателя. Сердцевина отопителя подобно испарителю А/С имеет трубки с пластинами. Сердцевины отопителя обычно устанавливаются в тандеме рядом с испарителями А/С и используют тот же самый электровентилятор и систему распределения воздуха. Тепло от охлаждающей жидкости передается воздуху, прогоняемому через отопитель электровентилятором обдува. Нагретый воздух затем распространяется по автомобилю системой распределения воздуха.
запчасти тойота
Комментарии
Пока нет комментариев