На что влияет радиатор кондиционера
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?
Как это работает?
Схема работы любого кондиционера очень проста, посмотрите на картинку:
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Как выбрать радиатор кондиционера
Автомобильный кондиционер – технически сложный элемент, который состоит из нескольких деталей. Несмотря на то, что различия между обычным бытовым кондиционером и автомобильным видны невооруженным взглядом, принципиальная схема работы обоих приборов одинакова. Грубо говоря, работа кондиционера сводится к нагреванию и сжатию фреона с последующей его конденсацией. Конструктивный элемент кондиционера, называемый конденсором – тема нашего обсуждения. В народе конденсо просто называют радиатором, что отчасти верно – в конденсоре фреон, предварительно сжатый и нагретый, быстро охлаждается, переходя в жидкую фазу.
Работа автомобильного кондиционера
Запчасти на Nissan primera
Запчасти на Ford sierra
За исправной работой кондиционера «следят» датчики. Количество датчиков самое разное. К примеру, на ресивере-осушителе имеется датчик, отвечающий за исправное включение второй скорости встроенного вентилятора. Если давление в напорной магистрали (от компрессора к ТРВ) слишком высоко, датчик выводит вентилятор на полную мощность. При этом еще один датчик отвечает за исправное включение компрессора кондиционера в случаях, когда в так называемой напорной магистрали устанавливает сверхвысокое давление. И еще один датчик отвечает за включение компрессора в тех случаях, когда испаритель становится слишком холодным. Это можно назвать джентльменским набором – без всех указанных элементов кондиционер не будет работать стабильно.
Отличия климат-контроля от кондиционера
В самых современных автомобилях почти всегда есть система климат-контроля. На первый взгляд она ничем не отличается от обычного кондиционера – точно так же охлаждает воздух и устраняет из него влагу. Давайте рассмотрим основные функции обеих систем:
Правильная эксплуатация радиатора кондиционера
В практически идеальных условиях конденсор обувается воздухом снаружи автомобиля и температура фреона внутри имеет допустимые значения. В этом и кроется главная проблема: конденсор должен выдерживать сильные потоки воздуха, поскольку он находится спереди автомобиля и фактически ничем не защищен от воздействия агрессивной внешней среды. Дабы избежать проблем, связанных с поломкой радиатора кондиционера (равно как и всей системы вообще), нужно следить за:
Неисправности радиатора кондиционера
Если с чисткой радиатора все понятно, то с механическими повреждениями чуть сложнее. Если есть основания полагать, что деталь повреждена и нуждается в ремонте, то сначала ее нужно как можно более осторожно демонтировать ( важно не повредить ребра ) и приступить к ремонту. Он может быть следующим:
Для предотвращения коррозийных процессов и продления «жизни» радиатора кондиционера его поверхность имеет смысл обрабатывать химическими аэрозолями, которые иногда можно найти в магазинах автохимии или в интернет-магазинах. Разумеется, перед использованием аэрозоля радиатор нужно помыть и обезжирить.
Как подобрать радиатор кондиционера
Второй способ активно используется при поиске запчастей в интернет-каталогах. Ими имеет смысл пользоваться тогда, когда автолюбитель хочет найти бюджетный аналог и не склоняется в покупке оригинала – в сети их найти проще, а цены зачастую более демократичные.
Экскурс по брендам
При выборе аналога важно не только подобрать деталь, совместимую с автомобилем, но и уделить внимание производителю. Все автолюбители наслышаны о плохом качестве китайских запчастей, но на деле в Китае производят как отличные товары (те же тайваньские бампера), так и совсем плохие. По этой причине важно держать в уме имена тех брендов и производителей, которые выпускают действительно хорошие запчасти – строгого соответствия между страной производства и самим производителем здесь нет. Хорошие радиаторы кондиционера выпускают следующие компании:
Вывод
Особых сложностей в выборе подходящего радиатора кондиционера у автолюбителя возникнуть не должно. Сложности начинаются тогда, когда приходится выбирать между, скажем, запчастью от Nissens и Ava. Категорически не рекомендуем экономить на радиаторах и брать самый дешевый аналог от малоизвестной фирмы – велика вероятность того, что он перестанет справляться со своими задачами уже на следующий год. Чуть переплатив за продукт от Behr-Hella или Valeo можно получить стоящий радиатор, который будет работать долгие годы.
Как устроен автомобильный кондиционер
В современных легковых авто кондиционер имеет как «ручное», так и автоматическое управление (климат-контроль). Независимо от того, как происходит контроль над климатической установкой, структура системы кондиционирования и в первом, и во втором случае аналогична.
Кондиционер состоит из компрессора, сжимающего хладагент до парообразного состояния высокого давления и высокой температуры, радиатора кондиционера (конденсера), в котором хладагент охлаждается и переходит в жидкое состояние, ресивера-осушителя, где происходит фильтрация хладагента, переходящего в промежуточное состояние (жидкость низкого давления), испарителя (или эвапоратора), в котором жидкий хладагент превращается в пар с выделением холода, и трубопроводов, представляющих собой транспортную систему для хладагента. Входят в число составляющих системы кондиционирования также заправочный клапан и датчики давления и температуры.
Автоматическое управление климатической установкой отличается от механического наличием процессора, следящего по заданной программе за температурой входящего в салон автомобиля воздуха. Контроль за температурой в салоне осуществляется через изменения скорости вентилятора и углов отклонения заслонок; кроме того, когда нет такой необходимости, автоматика может отключить компрессор кондиционера.
Функция осушения
У системы кондиционирования две задачи. Помимо охлаждения салона автомобиля, другая функция — осушение воздуха. Когда хладагент расширяется, в испарителе происходит конденсация влаги из воздуха, которая позже вытекает через дренаж из системы автомобиля. Реализация данной функции помогает бороться с запотеванием стекол и контролирует влажность, создавая в салоне оптимальный комфорт.
Одновременная работа кондиционера и печки
Многие автомобилисты ошибочно считают, что, когда работает система кондиционирования, система отопления выключена. Это заблуждение! Кондиционер и отопитель вполне могут работать одновременно — горячий воздух от радиатора печки и холодный воздух от испарителя перемешиваются; температура на выходе в этом случае есть сумма значений температур от печки и от испарителя. Радиатор отопителя и испаритель располагаются в едином блоке, рядом друг с другом; циркуляция воздуха обеспечивается одним и тем же вентилятором (на большинстве автомобилей).
Неисправность автомобильного кондиционера
Чаще всего в системе кондиционирования выходят из строя следующие составные части (в скобках указана причина поломки): трубопроводы (вибрация и коррозия); радиатор кондиционера (механические повреждения и коррозия); компрессор, в частности его электромагнитная муфта (в основном эрозия обмоток). Другие детали системы кондиционирования имеют несравнимо больший ресурс.
Как устроен радиатор кондиционера (конденсер)
Наиболее дорогая и подверженная поломкам деталь — радиатор кондиционера (конденсер). Он имеет трубчато-ленточную алюминиевую конструкцию и состоит из алюминиевых трубок, соединенных между собой посредством коллекторов, алюминиевых лент, сложенных гармошкой и находящихся между трубками, подводящего и отводящего патрубков, кронштейнов крепления.
Современные радиаторы кондиционера имеют в основном интегрированный ресивер-осушитель. Некоторые радиаторы кондиционера для жесткости конструкции имеют усилители.
Трубки, как правило, изготавливаются из алюминия и имеют плоскоовальную форму. Внутри трубок находятся перегородки (мультипортовая конструкция), обеспечивающие необходимую жесткость, поскольку давление в системе кондиционирования может доходить до 7 атм. Из тех же соображений трубки радиатора кондиционера имеют утолщенные стенки (в отличие от, например, трубок радиатора охлаждения).
Ленты выполняют функцию «оребрения», то есть расширяют площадь реагирующего материала, увеличивая теплоотвод. Ленты производятся из алюминия. Они спаиваются с трубками в специальной азотной среде, без кислорода, который мешает пайке алюминия.
Коллекторы имеют круглую или квадратно-овальную форму, а также прорези, в которые монтируются трубки, присоединенные посредством пайки. Внутри коллекторов есть особые перегородки, благодаря которым хладагент послойно заполняет трубки (многоходовое движение хладагента). Перегородки внутри коллекторов располагаются несимметрично: ближе к «входу» хладагента более часто, а далее — реже. Количество «ходов» внутри конденсера может быть от 3 до 7, реже встречаются 8–11-ходовые конденсеры.
Принципиальная схема многоходового движения хладагента (на схеме цифрами обозначено число трубок в одном ходе).
Патрубков два: первый — подводящий, или входной, — находится в верхней части конденсера, второй патрубок — отводящий, или выходной, — снизу. Также выполнены в виде алюминиевых трубок, имеющих соединение с трубопроводами — фланцевое либо резьбовое при помощи уплотнительной прокладки.
Кронштейны бывают алюминиевые или стальные. Часто конфигурация кронштейнов требует наличия ребер жесткости — для исключения их деформации. С помощью кронштейнов конденсер присоединяется к радиатору охлаждения (наиболее часто встречаемая конструкция) либо непосредственно к кузову автомобиля.
Ресивер-осушитель. Алюминиевые цилиндры, внутри которых располагается специальная ткань — фильтр-десикант. Бывают обслуживаемые ресиверы (с возможностью замены десиканта — в этом случае ресивер имеет съемную крышку) и необслуживаемые.
Усилители. Встречаются довольно редко, так как свойства алюминия вполне позволяют обеспечить достаточную жесткость конструкции ресивера. Как правило, представляют собой угловые поперечины. Их назначение очевидно — предотвращение искривления геометрии конденсера.
Некоторые конденсеры окрашивают после изготовления для защиты от коррозии, одновременно скрывая и следы пайки, но делают это лишь немногие производители, так как покраска конденсера ухудшает теплопередачу.
Из-за того что радиатор кондиционера установлен впереди автомобиля, данная деталь все время испытывает деформирующие нагрузки при движении. Поэтому конденсеры все чаще монтируются к автомобилю посредством резиновых подушек, которые уменьшают передающиеся на конденсер колебания.
Как выбрать правильный радиатор для автомобиля
Автомобиль приносит его владельцу не только радость, но и огорчения. Будучи технически сложным изделием, он может ломаться. В этом случае неизбежен визит в автомагазин и на СТО. Как же выбрать и купить такую запчасть, которая не доставит вам никаких хлопот и прослужит долгие годы? Поговорим о «правильном» автомобильном радиаторе и критериях его выбора.
Геометрическое соответствие. Купленный вами радиатор должен легко соединиться с дефлектором вентилятора и с конденсером. Это важнейший критерий, который гарантирует легкий монтаж радиатора. Попробуйте «сочленить» узел «радиатор — дефлектор — конденсер» до установки его в автомобиль.
Теплоотдача. Если купленный вами радиатор будет иметь недостаточную теплоотдачу, автомобиль может «закипеть» в пробке или в жаркую погоду. Вам нужно сравнить количество трубок, их размер (ширину), а также оребрение радиатора с оригинальным изделием.
Срок службы. Оценить потенциальный срок службы изделия очень сложно. Здесь простой совет: оцените общее исполнение радиатора.
Покупка радиатора LUZAR позволит вам решить сразу все три задачи, ведь LUZAR гарантирует геометрическое совпадение размеров, теплоотдачу не ниже требований завода-производителя и расчетный ресурс восемь лет*.
* Гарантийный срок составляет два года.
Статья подготовлена при участии технических специалистов компании LUZAR — ведущего производителя деталей системы охлаждения и отопления автомобиля, в том числе широкого спектра автомобильных радиаторов кондиционера. Многие модели поставляются на сборочные конвейеры, то есть являются оригинальными. Богатый опыт компании LUZAR в производстве автомобильных конденсеров гарантирует высочайший уровень качества изделий.