Глава 3           Система кондиционирования воздуха

Система кондиционирования воздуха является одним из признаков модернизации автомобиля. Данная система способна регулировать температуру и влажность воздуха в замкнутом пространстве. Основное предназначение системы кондиционирования воздуха современного автомобиля заключается в улучшении условий работы водителя и повышении уровня комфортности для пассажиров при любых погодных условиях и условиях вождения. По той причине, что объектом, для которого предназначена система кондиционирования воздуха, является человек, то возрастают и требования к обеспечиваемой ей комфортности. Комфортность определяется как самочувствие и ответная реакция пассажиров на температуру и влажность воздуха внутри автомобиля, скорость подачи воздуха, содержание кислорода и токсичных газов в воздухе, звуковое давление, содержание пыли, бактерий и другие параметры. Система кондиционирования воздуха современного автомобиля подстраивает среду внутри автомобиля под наиболее комфортные для человеческого организма условия, создает наилучшие условия для работы, повышает производительность труба и безопасность водителя, создает комфорт внутри автомобиля, защищает здоровье пассажиров и предоставляет им лучшие условия для обзора окрестностей, чтения и отдыха. Именно поэтому система кондиционирования воздуха современного автомобиля должна обладать функциональными возможностями, приведенными в Таблице 4-3, а также быть снабжена необходимым для них оборудованием. Такое оборудование может использоваться по отдельности либо комбинированно в составе системы кондиционирования воздуха.

Система кондиционирования воздуха автомобиля Lifan обеспечивает охлаждение, нагрев и вентиляцию. В летний период данная система используется для понижения температуры внутри автомобиля. В зимний период – для обогрева и антизапотевания.

Раздел 1         Состав и принцип работы системы кондиционирования воздуха

I. Система охлаждения

Основными частями системы охлаждения автомобиля Lifan являются компрессор, испаритель, конденсатор, осушительный бачок, расширительный клапан, нагнетательный вентилятор, блок управления, а также другие устройства (см. Рис. 4-9).

Принцип охлаждения системы кондиционирования воздуха автомобиля Lifan приведен на Рис. 4-10.

Компрессор с приводом от двигателя забирает газообразный хладагент из испарителя и подает его в конденсатор. При прохождении газообразного хладагента под высоким давлением через конденсатор хладагент переходит в жидкое состояние и обеспечивает теплообмен (выделяет тепло). Тепло отводится воздухом, подаваемым в автомобиль. Когда жидкий хладагент под высоким давлением проходит через расширительный клапан, эффект дросселирования снижает его давление. В испарителе жидкий хладагент низкого давления превращается в газ, обеспечивает теплообмен (поглощает тепло). Охлажденный вблизи испарителя воздух подается в автомобиль с помощью нагнетательного вентилятора. Затем газообразный хладагент отводится компрессором и перекачивается в конденсатор, что обеспечивает циркуляцию хладагента в замкнутом пространстве, постоянный отвод тепла из салона автомобиля и поддержание температуры в автомобиле на комфортном уровне.

1. Компрессор

(1) Назначение компрессора:
Основным элементом системы охлаждения является компрессор. Его предназначение заключается в заборе, сжатии и рециркуляции хладагента.

Функция абсорбирования компрессора. Абсорбируя хладагент, компрессор (вместе с дросселированием, выполняемом на расширительном клапане) понижает давление хладагента внутри испарительного трубопровода и обеспечивает переход жидкого хладагента в газообразное состояние, тем самым отводя тепло из салона.

Функция сжатия компрессора. Компрессор сжимает газообразный хладагент при низком давлении, тем самым повышая давление и температуру, что вызывает переход газообразного хладагента в жидкое состояние и отвод тепла из автомобиля.

Функция рециркуляции компрессора. Рециркуляция обеспечивается за счет постоянного поглощения и сжатия хладагента. Таким образом, компрессор также выступает в качестве источника питания для рециркуляции хладагента.

Рис. 4-9 Составные части системы охлаждения воздуха автомобиля Lifan 1-конденсатор, 2-осушительный бачок, 3-предохранительный клапан, 4-нагнетательный вентилятор, 5-испаритель,                      6-расширительный клапан, 7-компрессор

Рис. 4-10 Принцип работы системы охлаждения

(2) Состав компрессора:

На автомобиле Lifan применяется центробежный компрессор автомобильной системы кондиционирования воздуха. Его составные части показаны на Рис. 4-11.

(3) Принцип работы компрессора:

Как видно на Рис. 4-12, при вращении ротора (2) под воздействием внешней силы пять лопаток ротора и масло под давлением взаимодействуют друг с другом. Край располагается вблизи стенки цилиндра (1). По той причине, что неподвижный цилиндр имеет овальную форму, при вращении лопатки ротора подаются вперед и вбираются назад в соответствии с формой цилиндра, что вызывает постоянное изменение объема серповидного цилиндра, положения лопаток и других частей, впуская воздух в компрессор и выпуская его из компрессора.

Рис. 4-11 Структурная схема компрессора 1-электромагнитная муфта. 2-крышка головки, 3-вращающаяся часть, 4-корпус

Рис. 4-12 Принцип работы компрессора

2. Конденсатор

(1)   Назначение конденсатора:

Конденсатор предназначен для отвода тепла из газообразного хладагента высокого давления, забираемого компрессором, и перевода хладагента в жидкое состояние.

(2)   Конструкция конденсатора:

Конденсатор выполнен в виде ленты из алюминиевых трубок и установлен перед радиатором системы охлаждения двигателя. Его принудительное охлаждение осуществляется за счет вентиляторов радиатора и встречного потока воздуха, образующегося при движении автомобиля. Конструкция конденсатора и радиатора во многом аналогичны. Для увеличения площади рассеивания на стенку конденсатора также была добавлена пластина радиатора.

(3)   Порядок работы конденсатора:

Цикл охлаждения хладагента можно подразделить на три этапа:

Пары хладагент с высокой температурой и высоким давлением превращаются в насыщенный пар. При поступлении в трубопровод конденсатора высокотемпературные газы хладагента отдают свою температуру через трубки.

Паровой газ насыщенного хладагента превращается в насыщенную жидкость. На этом этапе температура хладагента не изменяется, но при сжижении газов хладагента выделяется большое количество тепла. На этом этапе выделяется большая часть тепла, образующегося при рециркуляции хладагента.

Насыщенный жидкий хладагент охлаждается до переохлажденной жидкости. Температура насыщенного жидкого хладагента выше температуры окружающей среды. Таким образом, насыщенная жидкость еще больше охлаждается в трубках конденсатора.

3.  Испаритель

(1)   Назначение испарителя:

Испаритель предназначен для понижения давления жидкого хладагента и части паровых газов хладагента за счет дросселирования и разгрузки давления на расширительном клапане. Он также понижает температуру и удаляет влагу из воздуха внутри автомобиля.

(2)   Конструкция испарителя:

Конструкция испарителя аналогична конструкции конденсатора. На автомобиле Lifan испаритель установлен внутри корпуса испарителя.

(3)   Порядок работы испарителя:
При поступлении в испаритель после дросселирования паровые газы хладагента поглощают тепло, закипают и превращаются в насыщенный газ. На данном этапе давление пара остается постоянном. Остается постоянной и температура пара. Нагнетательный вентилятор продолжает подавать воздух с низкой температурой по внешней поверхности испарителя вовнутрь автомобиля, что вызывает понижение температуры в салоне.

Рис. 4-13 Конструкция расширительного клапана 1-датчик температуры 2-мембрана

4.  Расширительный клапан

(1)   Назначение расширительного клапана:

За счет дросселирования расширительный клапана понижает давление подаваемого под высоким давлением жидкого хладагента. Он способен автоматически регулировать расход хладагента в соответствии с изменениями температуры хладагента, подаваемого в компрессор, и поддерживать хладагент в компрессоре в газообразном состоянии.

Конструкция расширительного клапана: Конструкция расширительного клапана приведена на Рис. 4-13.

Принцип работы расширительного клапана:

Расширительный клапан имеет два канала для подачи хладагента – входной и выходной. Расположенный под впускным отверстием шаровой клапан управляет скоростью потока хладагента. Запирание шарового клапана и прекращение подачи хладагента осуществляется с помощью пружины. Перемещение выбросного штифта вниз под воздействием диафрагмы вызывает открытие шарового клапана и канала подачи хладагента.

При повышении температуры на выходе испарителя термочувствительный элемент, расположенный на диафрагме, расширяется и изгибает диафрагму вниз, которая подает выбросной штифт также вниз, что вызывает открытие шарового клапана.

В этом время происходит соответствующее повышение расхода хладагента. По мере того, как через испаритель проходит все большее количество хладагента, его температура понижается. Термочувствительный элемент втягивается, и давление, с которым диафрагма давит вниз, уменьшается. Шаровой клапан закрывается под воздействием пружины. При этом расход хладагента понижается соответствующим образом.

5. Осушительный бачок

Осушительный бачок предназначен для: поглощения влаги, фильтрации посторонних включений и хранения хладагента, необходимого для восполнения потерь вследствие нормальной утечки. Конструкция осушительного бачка приведена на Рис. 4-14.

Емкость осушительного бачка составляет 1/3 от рабочего объема системы охлаждения. В качестве осушителя применяется силикагель, которые находится между двумя фильтрами и меняет свой цвет по мере поглощения воды.

Смотровое окошко А предназначено для проверки влажности хладагента (влажность определяется по изменению цвета).

Смотровое окошко В предназначено для проверки циркуляции хладагента (определяется по количеству хладагента, которое видно по пузырькам воздуха).

Рис. 4-14 Конструкция осушительного бачка

1-первый фильтр, 2-второй фильтр, 3-обратная линия, 4-мембраный переключатель, 5-клапан давления, 6-смотровое окошко А, 7-смотровое окошко В, 8-к расширительному клапану,  9- к конденсатору

II. Система подогрева.

Система обогрева автомобиля Lifan подает тепло от нагретой воды и состоит из нагнетательного вентилятора, вентиляционной трубы, радиатора, нижнего вентиляционного канала, механизма управления и других частей. Корпус нагнетательного вентилятора теплого воздуха соединен с корпусом испарителя и составляет с ним единое целое. Нагнетательный вентилятор и вентиляционные каналы используются вместе с системой охлаждения. Составные части показаны на Рис. 4-15.

Нагнетательный вентилятор обогрева подает холодную воду от двигателя к внутреннему радиатору, передавая тепло от воды вовнутрь салона или стекло, что вызывает повышение температуры в салоне или очистку запотевшего стекла.

Рис. 4-15 Составные части нагнетательного вентилятора обогрева

1-корпус нагнетательного вентилятора, 2-нижнее вентиляционное отверстие, 3-корпус испарителя, 4-вентиляционная труба, 5-вентиляционый шланг, 6-выпускное отверстие

Основной частью системы нагрева воздуха является теплообменник, конструкция которого приведена на Рис. 4-16.

Теплообменник нагнетательного вентилятора обогрева установлен внутри корпуса вентилятора. На его входной патрубок подается горячая вода от двигателя. Выходной патрубок теплообменника соединен с насосом двигателя. Внутри теплообменника циркулирует горячая вода. Излучаемое тепло подается вовнутрь автомобиля и лобовое стекло с помощью нагнетательного вентилятора и вентиляционных труб. Расход воды, походящей через теплообменник, управляется термостатом, расположенным на выходном патрубке для воды двигателя. Температура воздуха регулируется за счет переключателя управления частотой вращения вентилятора и переключателя управления температурой на выходе.

Рис. 4-16 Теплообменник

1-теплообменник теплого воздуха, 2,3-нажимная пластина прокладки, 4,5-прокладка, 6-самонарезающий винт

Внутри вентиляционных труб системы обогрева установлены четыре клапана:

(1)     Один клапан обеспечивает внешнюю рециркуляцию. Он управляет приточным и возвратным воздухом.
Кроме того, он обеспечивает регулирование температуры.

(2)     Один клапан регулирования температуры.

(3)     Два клапана для распределения воздуха внутри автомобиля.

Управляются клапаны, установленные в вентиляционных трубах, от пневмораспределителя системы обогрева.