В кондиционере плохо работает клапан (6 видео)

На стандартном компрессоре с фиксированным рабочим объемом приводной ремень вращает шкив электромагнитной муфты без нагрузки. Когда вы включаете кондиционер – муфта срабатывает и поршни внутри компрессора начинают накачивать давление, чтобы сжать хладагент.

В этом традиционном подходе к управлению системой есть 2 существенные проблемы.

Первая – компрессору требуются значительные затраты энергии двигателя автомобиля. На автомобилях с небольшими двигателями включение компрессора является серьезной нагрузкой, особенно на холостых оборотах.

Вторая – производительность компрессора низкая или недостаточная на холостых оборотах, а на высоких оборотах наоборот компрессор нагнетает избыточное давление.

Этих проблем можно избежать, если постоянно держать компрессор включенным и контролировать поток хладагента, изменяя объем компрессора.

Компрессор с переменным рабочим объемом представляет собой аксиально-поршневую конструкцию с поршнями, приводимыми в движение качающейся или наклонной пластиной. Угол отклонения этой пластины определяет длину хода поршня, изменяя количество хладагента, перекачиваемого при каждом ходе. Угол пластины регулируется с помощью рычажного механизма и пружин, и регулируется путем изменения давления хладагента в корпусе компрессора.

Когда давление в корпусе увеличивается, давление на задней стороне поршней удерживает их «выше» в цилиндрах, ближе к головке компрессора. Это уменьшает угол наклонной пластины и сокращает ход поршня.

Когда давление в корпусе уменьшается, под действием силы давления всасывания на днища поршней сжимается пружина, которая удерживает наклонную пластину в положении минимального хода поршней. Соответственно увеличивается угол наклона пластины и увеличивается ход поршня. Давление в корпусе контролируется управляющим клапаном с отверстиями и проходами, которые соединяются с всасывающей (контур низкого давления) и нагнетательной (контур высокого давления) камерами головки компрессора.

Видео:Устройство и принцип действия 4-х ходового клапана кондиционераСкачать

Используются два типа управляющих клапанов: механический и электронный. Механический клапан имеет прецизионную диафрагму, которая реагирует на давление в контуре низкого давления. Когда в салоне тепло, температура испарителя увеличивается, что увеличивает давление в контуре низкого давления и сжимает диафрагму клапана. В этот момент открывается порт клапана в сторону всасывания. Это снижает давление в корпусе и увеличивает ход поршня, увеличивая перекачку хладагента через систему.

По мере того, как температура испарителя снижается, снижается и давление в контуре низкого давления. Диафрагма клапана расширяется, закрывая порт клапана в контур низкого давления и одновременно открывая порт, который пускает давление из контура высокого давления в корпус компрессора. Более высокое давление уменьшает ход поршня и объем потока хладагента. Не забывайте, что изменение объема потока не приводит к изменению давления, поэтому управляющий клапан диафрагменного типа остается стабильным.

Клапан Delphi Harrison с механическим управлением — это два клапана в одном корпусе. Когда давление в контуре низкого давления повышается, сильфон сжимается. Конусный клапан открывается, и давление переходит из корпуса компрессора (где находится наклонная пластина) через перепускное отверстие в сторону всасывания, снижая давление в корпусе, отклоняя пластину и увеличивая ход поршня.

При низком давлении сильфон расширяется, закрывая конусный клапан и открывая шаровой клапан. Давление переходит из нагнетательной полости (контур высокого давления) в корпус компрессора, увеличивая давление в нем, препятствуя наклону пластины и соответственно уменьшая ход поршня.

На рисунках ниже показан принцип работы клапана Delphi Harrison: 1 — шаровой клапан, 2 — конусный клапан, 3 — сильфон, F1 — сила давления на днище поршня, F2 — сила давления на поршень из картера компрессора.

Содержание

Не холодит: типичные поломки кондиционера, и что с ними делать
Как это работает?
Поломка первая: утечка
Перегрев и аварийный сброс
Неисправность компрессора
Неисправности терморегулирующего вентиля и дросселирующей вставки
Неисправности системы управления
Как определить самостоятельно, что не работает
🌟 Видео

Не холодит: типичные поломки кондиционера, и что с ними делать

Не так давно я рассказал, как появились кондиционеры в автомобиле. Далеко не сразу инженеры смогли скомпоновать все компоненты системы таким образом, чтобы система была компактной, производительной и удобной в работе. Но схема, придуманная добрых 70 лет назад, пока держится. И неплохо справляется работой – если, конечно, она работает. В стационарных устройствах, вроде бытовых холодильников, и тем более промышленных, особенных проблем с ресурсом нет, система работает десятки лет без перерыва в импульсном режиме. Но в машине почему-то уже после трех-четырех лет службы начинаются сложности, падает производительность, и, как показывает практика, ремонт оказывается дорогим. Почему так происходит, и как снизить издержки?

Читайте также: Настройка перепускного клапана системы отопления

Как это работает?

Схема работы любого кондиционера очень проста, посмотрите на картинку:

Видео:Плохо работает кондиционер | Слабое охлаждение в городе, не меняется направление потока, стукСкачать

C хема может немного различаться в зависимости от того, применяется ли терморегулирующий вентиль (ТРВ) или же просто дросселирующая вставка, но отличия минимальны.

Компрессор с электромагнитной муфтой на большинстве автомобилей приводится от двигателя ремнем. На гибридах и электромобилях он может иметь привод от электродвигателя. Конструкция этого узла может быть достаточно разнообразной. Задача компрессора – сжимать газ, при этом он разогревается.

– это наш «радиатор кондиционера», который расположен перед основным радиатором двигателя. Это просто большой радиатор, но работающий под большим давлением. Разогретый и сжатый газ поступает в конденсатор, охлаждается и выходит уже в виде жидкости.

Ещё в схеме встречается фильтр-осушитель, в нем находится некоторое количество влагопоглощающего состава – например, цеолит ХН-9. Эта деталь является расходным материалом, ее требуется менять по регламенту раз в 5-6 лет. В фильтре задерживается влага, которая способствует коррозии, а заодно и механические загрязнения.

– это небольшой радиатор, в котором фреон испаряется и отбирает тепло у воздуха. Располагается он непосредственно в корпусе системы климат-контроля автомобиля.

В системах с терморегулирующим клапаном (ТРВ) последний часто выполнен отдельным элементом, но может быть конструктивно неотделим от испарителя. В корпусе ТРВ жидкий фреон проходит через миниатюрное отверстие. Проходное сечение и давление в контуре регулируются иглой. В действие она приводится от небольшого термостата, в котором в качестве рабочего тела обычно используется газ R 12, хотя привод может быть и электрическим, и механическим. Клапан регулирует поток жидкости и, следовательно, хладопроизводительность системы.

Можно поступить проще – поставить дросселирующую вставку. Это просто клапан с отверстием постоянного диаметра. Но тогда для нормальной работы системы придется циклически включать и выключать компрессор и использовать аккумулятор жидкости после испарителя. Но КПД такой системы будет немного выше, примерно на 10%. И потому именно ее используют в бытовой технике и в гибридах. В автомобилях она тоже встречается все чаще.

– это узел, который доиспаряет хладагент и препятствует попаданию в компрессор фреона в жидкой фазе. А датчик в нем регулирует хладопроизводительность системы. В него также встроены осушитель и фильтр, так что в системе с аккумулятором отдельный фильтр-осушитель обычно не используется.

Остальные компоненты системы – это трубки. Их количество обычно колеблется между шестью и дюжиной. Также в систему входят один-два датчика для определения давления у систем с ТРВ и как минимум два для систем с аккумулятором и дросселирующей вставкой.

Видео:Как кондиционер работает на тепло.Устройство четырёхходового клапана.Скачать

Управляющая электроника обязательно нужна в системах с дросселирующей вставкой для эффективной работы, но фактически применяется даже на системах с ТРВ для предохранительных функций и более удобного управления системой.

Поломка первая: утечка

В большинстве случаев поломка кондиционера ассоциируется с утечкой фреона. На практике потеря рабочей жидкости – действительно самая частая неисправность системы. Причин может быть много: механические повреждения трубок, конденсатора, корпуса фильтра-осушителя или просто нарушение соединений. Даже совершенно исправная система не рассчитана на эксплуатацию без дозаправки газом более 5-7 лет. При таком количестве быстроразъемных соединений это попросту неизбежное зло.

Запаять все трубки наглухо мешают особенности конструкций автомобилей. Так, на многих моделях снятие пакета радиаторов – обязательная процедура при регламентных работах по замене ремня или цепей ГРМ, доступе к турбинам, помпам и другому навесному оборудованию спереди.

Механические повреждения от вибраций, ударов камней или попросту перетираний тоже встречаются регулярно. Объясняется это легко: большая часть системы расположена открыто в моторном отсеке и ничем не защищена от пыли и грязи, рядом работает вибрирующий мотор, машина ездит по ямам, испытывая знакопеременные ускорения. Да еще и камни летят в радиаторы с хорошей скоростью. Неудивительно, что «чистая» утечка встречается не так уж редко, и это действительно одна из основных причин отказа системы.

Читайте также: Привод трехходового клапана бойлер

Диагностируются утечки достаточно хорошо. Если проблема не выявлена при визуальном осмотре, то вакуум-тест покажет наличие течи, и зачастую место утечки можно будет определить на слух. Если же нет, то заправка системы хладагентом с краской или УФ-компонентом поможет выявить проблему.

К сожалению, иногда встречаются случаи действительно медленной утечки, возникающей только при рабочей разнице температур и длящейся неделями. С такой течью уже ездить не будешь, заправлять придется слишком часто, и найти простыми способами ее может быть очень сложно. В этом случае в ход идут варианты, как при диагностике «наобум». Мастера начинают менять компоненты последовательно. Чаще всего виновниками утечек являются или конструктивно слабые места системы, что не редкость у автомобиля, либо просто утечки трубок в передней части или с конденсатора, как наиболее крупной и уязвимой детали.

Перегрев и аварийный сброс

В системе есть множество предохранительных систем. Например, датчики давления отключат компрессор при превышении рабочей температуры, а если давление все равно растет, аварийный клапан сброса в компрессоре или фильтре выбросит фреон при аварийном превышении. И это правильно: соединения всех трубопроводов рассчитаны на работу до определенного давления и дальше просто начинают пропускать газ наружу.

Видео:Испаритель и ТРВ (расширительный клапан кондиционера) как работает.Скачать

Причина повышения давления в контуре до аварийного обычно проста: это перегрев. Реже давление набирается компрессором до аварийного предела. Виноваты в этом могут быть как остановки вентилятора радиаторов, так и повышенная теплопередача от вентилятора системы охлаждения, неправильно выбранный газ или его объем, поломка ТРВ или дросселирующей вставки или забитый осушитель или аккумулятор. Ну и наконец, возможен перегрев самого компрессора.

Таким образом, отсутствие газа в системе может говорить не только о механическом повреждении контура, но и о проблемах в его работе, в результате которых произошел перегрев и аварийный сброс давления. И потому при каждой заправке кондиционера обязательно контролируйте чистоту всего пакета радиаторов, работоспособность всех вентиляторов во всех режимах, особенно на максимальной производительности, а также работу датчиков давления системы.

Неисправность компрессора

Даже при наличии газа в системе кондиционер может не охлаждать воздух и не развивать нужного давления. Причин не так уж много. Наиболее частая проблема – это разрушение самого компрессора.

На большинстве машин он поршневой аксиальный, но встречаются и рядные, и роторно-поршневые конструкции. В любом случае, в механической его части встречаются такие проблемы как задиры, прихваты, разрушения шатунов и других механических узлов. Бывает, что заклинивают или текут клапаны, штуцеры и даже соединения корпуса.

Если компрессор разрушен, он поставляет в систему много мусора, часто это повреждает еще один узел.

К счастью, самой распространенной проблемой всех компрессоров является банальный отказ электромагнитной муфты, в которой порой подгорает и изнашивается простенькое «сцепление», а электромагнит сгорает. Также муфта часто выходит из строя по вине подшипника.

Наиболее простые внешние конструкции легко меняются на месте, даже без снятия компрессора с машины. Более сложные конструкции со встроенной герметичной муфтой надежнее, но для замены неисправных элементов потребуют серьезной переборки самого компрессора.

Замена опорного подшипника муфты также зачастую потребует применения пресса, и ее не получится выполнить, не снимая сам компрессор с машины. Впрочем, иногда достаточно подрегулировать зазор или удалить грязь из муфты, и узел восстанавливает работоспособность.

К поломкам чаще всего приводит или длительный перегрев и перегрузка системы при отключенных предохранительных датчиках, или недостаток или неправильно выбранный тип смазки и попадание продуктов разрушения фильтра-осушителя в поршневую группу компрессора.

Неисправности терморегулирующего вентиля и дросселирующей вставки

Об этих деталях слишком часто забывают, но, тем не менее, это одни из самых тонких узлов всей конструкции. Их задача – создать перепад давления в системе и спровоцировать испарение хладагента.

Читайте также: Приточный клапан для пластиковых окон в томске

Основная проблема в том, что это очень тонкие устройства. Отверстия очень маленькие, а у ТРВ его пропускная способность еще и регулируется иглой. Мусор забивает эти отверстия и нарушает работу системы. При вакуумировании перед заправкой система может очиститься, но вероятность этого невелика. Повышенное сопротивление ТРВ и дросселирующей вставки приводит либо к полной неработоспособности системы, либо к очень низкой ее производительности. Часто компрессор просто не может прокачать фреон, и происходит скачок давления с последующей его утечкой.

Видео:ПОСЛЕ ЭТОГО кондиционер авто не будет отключатьсяСкачать

Системы с ТРВ устроены несколько проще, поскольку работают в постоянном режиме и с полным испарением хладагента перед испарителем, а системы с аккумулятором и дросселирующей вставкой имеют более простую механическую часть. Но при этом требуют контроля работы компрессора с помощью электроники, благодаря чему их испаритель «затопленного типа» примерно на 10% более эффективен, чем обычный. Но есть и еще один нюанс. Аккумулятор должен препятствовать попаданию хладагента в жидкой фазе снова в насос, иначе он выйдет из строя в результате гидроудара. И при непрогретом моторе или при включении зимой появляется шанс загубить компрессор еще и таким способом.

Приводить к неработоспособности системы могут и сбои в работе электронной системы регулирования.

Неисправности системы управления

Собственно, электроника и электрика машины не так уж редко являются причиной неработоспособности системы. Список возможных неисправностей довольно большой, но все сводится к нескольким критичным: неисправность системы подачи питания на муфту кондиционера, неисправность системы регулирования работы электровентиляторов радиаторов и, наконец, некорректная работа системы датчиков-предохранителей.

Как определить самостоятельно, что не работает

Если при включении вы не слышите характерного звука и нет изменения оборотов двигателя, то проверьте наличие фреона. Можно «неправильным» способом, просто нажав на клапан заправочной горловины, хотя этот метод не даёт возможность оценить количество фреона. Зато он работает и при отключенном компрессоре. Если «пшик» есть, то вы потратили немного фреона, но убедились, что контур под давлением. Количество фреона можно оценить либо по рабочему давлению, либо при работающем компрессоре через «глазок». Если давления нет совсем, то вам придётся ехать к мастеру, проверять трубки и радиатор.

Второй на очереди стоит электрика. Проверьте провода на датчики давления, они расположены на радиаторе кондиционера, а в случае системы с аккумулятором – еще и на нем. Они должны быть целы. Проверьте предохранители муфты кондиционера и системы климат-контроля и вентиляторов радиатора. Визуально попробуйте оценить работоспособность муфты, если есть возможность. Проверьте наличие ремня на шкиве кондиционера.

Если компрессор включается, но холода нет, то полезно определить количество фреона. Обычно на трубках есть глазок для визуальной оценки состояния контура. Если при включении сначала проходят пузырьки, а потом их почти не остается, значит, компрессор качает, и фреона достаточно. Проблема кроется либо в клапане ТРВ, либо в работе конденсатора и вентиляторов. Если пузырьки идут постоянно, то есть беда с количеством фреона, нужно просто дозаправить систему. Если в глазке просто белая взвесь, то фреона почти нет, нужно срочно выключить систему и дозаправить ее.

Можно для гарантии потрогать трубки рукой. Магистраль низкого давления к компрессору должна быть холодной. Если она ледяная, а в салоне жарко, то что-то не так с системой смешения потоков воздуха, или испаритель просто забит грязью снаружи. Трубка высокого давления на радиатор кондиционера должна быть горячей. Это означает, что компрессор работает, хотя бы частично.

Собственно, дальше без манометра и специальной заправочной станции сделать что-то не получится. Если компрессор слабо качает, фреона немного, но есть, или если система регулирования работает некорректно, то придется диагностировать систему у специалиста. И помните: не бывает неремонтируемых узлов, трубки сваривают даже алюминиевые, радиаторы чинят и меняют, компрессоры стоят не миллионы.

О «правильных» ценах на типичный ремонт поговорим в следующем материале.