Система кондиционирования автомобиля

Газ хладагент всасывается и сжимается компрессором до высоких температуры и давления (80 С, 15 кг/см2) и затем выпускается.

Хладагент, выпущенный из компрессора, поступает на конденсатор и принудительно охлаждается вентилятором системы охлаждения, при этом отдавая “скрытое” тепло конденсации воздуху, проходящему через конденсатор, превращается в жидкость. Температуратпри этом составляет около 50 С. Превращенный в жидкость хладагент после удаления влаги и пыли в приемнике-осушителе поступает на расширительный клапан.

Жидкий хладагент высокого давления в расширительном клапане, резко расширяясь, превращается в хладагент туманообразного состояния с низкими температурой и давлением (-2 С, 2,0 кг/см2), такой хладогент далее течет на испаритель.

Хладагент в туманообразном состоянии, войдя в испаритель и проходя через вентилятор. Отнимая “скрытое” тепло испарения у сжатого воздуха, охлаждает воздух в окрестности. Одновременно с охлаждением из туманообразного превращается в газообразное состояние и всасывается компрессором для повторного цикла.

Подобным образом хладагент, повторяя кругооборот по циклу, осуществляет охлаждение. В общем, для превращения газа в жидкость, достаточно нагнетать давление, но для облегчения превращения в жидкость одновременно с нагнетанием давления и охлаждают. Для этого в современных холодильных установках неоходимы компрессор и конденсатор.

 

 

 

 

ЧТО ТАКОЕ ХЛАДАГЕНТ

    

Хладагент является легко летучим веществом, играющим роль передатчика тепла при циркулировании внутри контура охлаждающей системы. Имеется несколоко видов хладагента, а во фреоновом ряду имеются: R-11, R-12, R-14, R-21, R-22. Из них в автомобилях применяется фреон R-12.

 

 

Внимание! Причиной невозможности использования в автомобилях других хладагентов фреонового ряда являются следующие особенности:

R-11: Если превысить точку кипения 23,77 С, то хорошо распространяется в смаочных маслах. Поэтому используют как очищающее средство системы А/С автомобиля.

R-14: Точка температуры превращения газа в жидкость         

-45,5 С, которая очень низка.

R-21: Хотя слаб, но ядовита и высока точка кипения.

R-22: Имеет свойства растворения резины, нельзя использовать прокладки из резины.

 

 

Особенности фреонового газа R-12, используемого в автомобилях, следующие:

Велика «скрытая» теплота испарения и легко превращается в жидкость.

Не горит и не взрывается.

Химически устойчив и не меняется.

Не ядовит. Нет свойства окисления.

Не портит продукты питания и одежду.

Легко приобрести.

 

 

ОЗОНОВЫЕ СЛОИ АТМОСФЕРЫ

 

 

Под атмосферой понимается слои различных газов (N2, О2, СО2, и т.п.), не способных залететь во внешнюю систему из-за земного тяготения. Эти слои в зависимости от высоты расположения разделяются на тропосферу, стратосферу, мезосферу и термосферу.

Особенно в стратосфере на высоте 15-35 км существуютплотные слои О3, которые и называются «озоновыми слоями».

С началом вступления в 20 век развитие науки и техники, связанное с ростом промышленности и уровня жизни людей, породило проблему загрязнения окружающей среды.

В связи с углублением таких проблем, как разрушение озоновых слоев «тепличный» эффект (повышение температуры атмосферы Земного шара), кислотные дожди, загрязнение морских вод, для принятия мер по устранению подобных проблем был принят Монреальский протокол от 29 июня 1990 года, который включает в себя правила ограничения применения разрушающих озоновые слои веществ. В последнее время в Рио-де-Жанейро (Бразилия) открыто совещание ООН по развитию среды и достигнуто решение изучения конкретных предложений по защите окружающей среды Земного шара.

Согласно Монреальскому протоколу, обьектами по ограничению применения веществ, разрушающих озонные слои, было принято 5 веществ фреонового ряда: R-11, R-12, R-113, R-114, R-115. Хотя по срокам с 1986 года ограничение применения было определено в 1995 году – 50%, 1997 – 85%, 2000 – 100% уровня, в последнее время США, ЕС и другие передовые страны резко ужесточили сроки реализации Монреальского протокола и выдвинули предложение по сокращению срока запрета с января 1994 года до 85%, а с января 1996 года - полное запрещение производства и применения веществ, разрушающих озоновые слои. 

 

 

НОВЫЙ ХЛАДАГЕНТ И ЕГО ОСОБЕННОСТИ И ПРЕИМУЩЕСТВА

 

 

Появился кондиционер, в котором применён новый хладагент R-134а вместо прежнего R-12. До настоящего времени хладагентом автомобильного кондиционера был R-12. Что из себя представляет этот газ – неизвестно. И только после опубликования теории о том, что не разложившийся фреон при достижении слоёв стратосферы в большом количестве выделяется в тропосферу Земного шара и разрушает озоновые слои, разлагаясь под влиянием сильных ультрафиолетовых лучей из космоса, применение хладагента автомобильного кондиционера стало ограниченным.

 

 

КОМПРЕССОРНОЕ МАСЛО

 

 

Применяется  полиалкиленовое – гликолевое масло (РАG) с хладагентом (R-134а) и минеральное с (R-12).

В автомобилях с новым хладагентом (R-134а) в качестве смазки уплотнительного кольца при работе в соединительных частях применяется компрессорное масло со спецификацией, используемой в нынешних хладагентах (R-12). При работе главной магистрали  и магистралях требуется осторожность, так как во время смазывания компрессорным маслом нового хладагента (R-134а) на уплотнительном кольце возникает явление гидрогенизации.

При работе на главной магистрали и магистралях требуется осторожность, так как при сопоставлении поглощаемости компрессорного масла нового хладагента (R-134а) при прочих равных условиях ее значение примерно в 180 раз выше, чем у компрессорного масла ныне применяемого хладагента.

При компрессорном масле у автомобилей с новым хладагентом (R-134а) обьем заправки таков же, что у автомобилей с нынешним хладагентом (R-12).

 

 

ОХЛАЖДАЮЩИЕ МАСЛА

 

 

В последнее время из-за быстрого развития компрессоров, разработок облегченных малых компрессоров и применения новых видов хладагента еще сильнее повышаются требования к роли охлаждающего масла. Роль охлаждающего масла важна как звено способа для обеспечения длительной безопасности системы кондиционирования и стойкости к боле высокой и низкой температуре. Если посмотреть роль охлаждающей жидкости в системе, то

 

 

Выходной клапан:

В компрессоре участок выходного клапана является наиболее высокотемпературным местом. На этом участке образуется углерод и нельзя допустить его наслоения.

Конденсатор:

Наибольшее количество масла, входящее в систему хладагента, вместе с жидким хладагентом должно поддерживать жидкообразное состояние, чтобы не препятствовать теплообмену или течению от затвердения на стенах конденсатора.

Трубопровод равного давления и расширительный клапан, масло не должно содержать твердые вещества, мешающие расширению, а также создавать подобные вещества.

Испаритель:

Во время охлаждающего цикла масла в испарителе, являющимися наиболее низкотемпературной частью, не должен создавать кристалические осадки. Кроме того, масло не должно содержать влагу и затвердевать. При возникновении подобных явлений, они прерывают течение хладагента и уменьшают эффективность охлаждения.

 

 

ОСОБЕННОСТИ ОХЛАЖДАЮЩЕГО МАСЛА

 

 

Специфичность:

Охлаждающее масло должно иметь специфические особенности, которые не имеют специфические особенности, которые не имеют обычные смазывающие масла. Хотя обычное смазывающее масло в основном должно отвечать только требованиям по смазывающей характеристике, а охлаждающее масло должно быть таким, чтобы при смешивании с хладагентом и низкой температуре не затвердевать, при высокой не окисляться, не вступать в химическую реакцию с хладагентом, не вызывать аварии, вступая в реакцию с используемым в оборудовании материалом.

Химическая стабильность:

В качестве одного из способов оценки стабильности охлаждающего масла, проводятиспытание в герметизированной трубке. Этот способ испытания проводится в жаростойкой стеклянной испытательной трубке, поместив в него реально применяемый в компрессоре хладагент (R – 12), металл (Fe, Сu, Аl) и масло. При испытании на герметизированной трубке используют масло 0,5 мл, хладагент R – 12 0,5 мл. Положив в качестве катализатора медь и железо, нагревают с температуры 175 С в течение 14 дней, измеряют количество R – 12,  разложенного из R – 12.

 

 

ПОЛНЫЕ УСЛОВИЯ ТРЕБОВАНИЙ К ОХЛАЖДАЮЩЕМУ МАСЛУ

 

 

Должен обладать поверхностой прочностью и хорошим электроизоляционным свойством.

Не содержать примеси такие как влага и различные кислоты.

Обладать хорошей разделяемостью с водой и соответствующей вязкостью.

Обладать хорошей определяемостью от хладагента и не вступать в химическую реакцию.

Содержать малое количество элементов кристаллизации и обладать стабильностью в отношении кислот.

В этом испытании чем меньше разложившееся количество, тем лучше стабильность охлаждающего масла.

Также нужно пронаблюдать и посмотреть состояние прилипания на поверхности железных листов, коррозию медных проводов, цвет смеси.

Здесь следует обратить внимание на то,  что испытание следует рассматривать как способ выбора одного хорошего. Для правильного принятия решения о соответствии охлаждающего масла важны результаты испытания, полученные на реальном компрессоре.

Низкотемпературное свойство:

Охлаждающее масло соприкосается с хладагентом при низкой температуре. Мало того, что желательно совместное сосуществование с хладагентом при низкой температуре и необходимо, чтобы не разлагало воск на воскообразные отложения.

Охлаждающее масло даже при низкой температуре не затвердевает, т.е. имеет низкую температуру текучести и одновременно трудно разлогает осадки, и чем меньше разложение, тем предподчительнее.

Смазывающее свойство:

При чрезмерном рафинировании охлаждающего масла резко уменьшается ароматические компоненты.  Хотя среди ароматических компонентов вещества с плохой химической стабильностью, но если ароматические компоненты чистые, то возникает активное влияние этих компонентов стабильность к окислению и предельное давление. Поэтому есть необходимость применения ручного способа рафинирования для сохранения указанных эффективных элементов. Таким образом, нужно выбирать масло с хорошим смазывающим свойством, чтобы даже при применении в реальной машине не возникало плавления.

 

 

 

 

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЯВЛЕНИЯ И ИХ ПРОЯВЛЕНИЯ

 

 

Пенообразование.

В фреоновых охлаждающих установках при запуске компрессора давление в картере резко падает и хладагент, растворяемый в масле, начинает резко испаряться, поверхность масла начинает бурлить и возникает пена. Если это явление будет продолжаться длительное время, то из-за нарушения смазки трущихся частей, может заклинить компрессор и сгореть.

При проникновении с всасывающей стороны компрессора или различных других путей большого количества масла в цилиндр, то  из-за сжатия несжимаемого масла возникает опасность повреждения тарелки седла клапана. Кроме того, возникает недостаточность масла в картере так как большое количество масла перейдет в различные части установки. Недостаточность масла становится причиной заклинивания компрессора.

Явление медного покрытия.

Имеется в виду явление, когда в охлаждающих установках, применяющих хладагент фреоновой системы, медь растворившись в масле, вместе с хладагентом циркулирует в установке, затем вновь оседает на поверхности металла и покрывает его, при этом:

• -         уменьшается активная часть зазора, компрессор заклинивает и становится неработоспособным.

• -         в установке либо много влаги, либо чем выше температура, тем легче влага появляется в цилиндре и на тарелке клапана.

• -         Чем больше содержит молекул водорода R-22 по сравнению с R-12 и R-30 по сравнению с R-22, и чем больше элементов МАХ, тем сильнее это явление.

 

 

СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ

 

 

 

 

1 – ИСПАРИТЕЛЬ; 2 – КОМПРЕССОР; 3 – РЕСИВЕР;                                    4 - КОНДЕНСАТОР

КОМПРЕССОР (рис. 1)

 

 

Компрессор вращается от передачи муфты компрессора вращающегося момента шкивом коленчатого вала через приводной ремень. Если на магнитную муфту не подается напряжение, то вращается только сам шкиф муфты компрессора и не вращается вал компрессора. При подаче напряжения на магнитную муфту диск и втулка муфты перемещаются назад и соединяются со шкивом. Шкив и диск под действием сил становятся едиными и приводят во вращение вал компрессора.

Компрессор, в зависимости от вращающегося его вала превращает газообразное состояние хладагента низкого давления, идущего от испарителя, в газ высокой темперетуры и высокого давления. Масло, перемещающее вместе с хладогентом, играет роль смазки. Поршень при вращении вала компрессора приводится в движение эксцентриком, в зависимости от давления выпускает соответствующее количество газа изменением хода поршня и угла поворота и перемещающегося диска.

 

 

КОНДЕНСАТОР (рис. 2)

 

 

Кондансатор устанавливается перед радиатором и выполняет функцию превращения газообразного высокотемпературного хладагента, идущего от компрессора в жидкое состояние выделением тепла в атмосферу. Количество выделяемого хладогентом тепла в конденсаторе определяется количеством поглощенного испарителем тепла из вне и работой компрессора, необходимой для сжатия газа. Для конденсатора результат теплоотдачи прямо влияет на эффект охлаждения холодильной устоновки, поэтому, обычно он устанавливается на самой передней части автомобиля и принудительно охлаждается воздухом вентилятора системы охлаждения двигателя и потоком воздуха, возникающим при движении автомобиля.