Принцип работы компрессора в автомобильном кондиционере

Компрессор автомобильного кондиционера приводится от двигателя ремнём через электромагнитную муфту, всасывает пар хладагента из испарителя и сжимает его для конденсатора. Применяют поршневые (аксиально-поршневые с наклонной шайбой, в том числе с переменной производительностью), ротационные и спиральные компрессоры, а в электромобилях — электрокомпрессоры.

Что такое компрессор кондиционера в автомобиле?

Компрессор в автомобильном кондиционере — это устройство, отвечающее за сжатие и перемещение хладагента в системе. Он играет ключевую роль в цикле охлаждения, обеспечивая циркуляцию хладагента через различные компоненты системы, такие как конденсатор и испаритель.

Типы автомобильных компрессоров для кондиционера

В автомобильных кондиционерах используются различные типы компрессоров:

• Поршневые: Наиболее традиционный тип, использующий поршни для сжатия хладагента.
• Спиральные (Scroll): Используют две спирали для сжатия хладагента.
• Лопастные: Используют вращающиеся лопасти для сжатия хладагента.
• Аксиально-поршневые с вращающимся наклонным диском: Используют комплексный механизм с наклонным диском для регулирования давления хладагента.

Принцип работы аксиально-поршневого компрессора с вращающимся наклонным диском

Аксиально-поршневой компрессор с вращающимся наклонным диском представляет собой передовую технологию в области автомобильных кондиционеров. Этот тип компрессора использует серию поршней, которые двигаются в аксиальном направлении в ответ на вращение наклонного диска. Когда диск вращается, его наклон заставляет поршни двигаться вперед и назад, сжимая хладагент. Это позволяет точно регулировать объем сжимаемого хладагента, обеспечивая высокую эффективность системы.

Электромагнитная муфта в автомобильном кондиционере

Электромагнитная муфта в компрессоре кондиционера обеспечивает управление его активацией и деактивацией. Когда кондиционер выключен, муфта разъединяет компрессор от двигателя, предотвращая его работу. При включении кондиционера электромагнит активирует муфту, которая соединяет компрессор с двигателем, позволяя ему начать цикл охлаждения. Это важно для экономии топлива и уменьшения износа компрессора, так как он работает только при необходимости.

Важность электромагнитной муфты

Электромагнитная муфта является ключевым элементом в обеспечении эффективности и долговечности автомобильного кондиционера. Она не только снижает ненужный расход топлива, но и помогает в поддержании оптимального состояния компрессора, предотвращая его чрезмерное изнашивание. Эта технология также способствует улучшению общего комфорта вождения, поскольку система кондиционирования активируется только тогда, когда это действительно необходимо.

Роль компрессора в системе

Компрессор в автомобильном кондиционере играет важную роль в обеспечении комфорта в салоне. Понимание его работы и компонентов, таких как электромагнитная муфта, помогает в правильном уходе и обслуживании системы. С развитием технологий компрессоры становятся все более эффективными и экономичными, что способствует повышению удобства и функциональности современных автомобилей.

Типы автомобильных компрессоров

Компрессор с переменным ходом разобран в статье саморегулирующийся компрессор, устройство и проверка муфты — в статье электромагнитная муфта. Тот же холодильный цикл в промышленном масштабе работает в чиллерах для охлаждения воды — подбор чиллера онлайн.

Как работает поршневой компрессор с качающейся шайбой по шагам

Поршневой компрессор с качающейся шайбой работает так: вал вращает наклонную шайбу, шайба через сферические ползуны толкает 5–7 поршней вперёд-назад вдоль оси, и каждый поршень за оборот делает один ход всасывания и один ход сжатия. Клапанов с приводом нет — на торце цилиндров стоит клапанная плита с тонкими стальными лепестками, которые открываются перепадом давления: всасывающий лепесток при ходе назад, нагнетательный — когда давление в цилиндре превысит давление в конденсаторе.

1. Всасывание. Поршень идёт от плиты, в цилиндре разрежение, всасывающий лепесток отгибается, и пар из толстой трубки при 2–3 бар заполняет цилиндр.
2. Сжатие. Поршень идёт к плите, оба лепестка закрыты, давление и температура пара растут.
3. Нагнетание. При 12–18 бар открывается нагнетательный лепесток, пар уходит в полость нагнетания и дальше в конденсатор; остаток в мёртвом объёме расширяется на следующем ходе.
4. Смазка. Масло PAG циркулирует с хладагентом; часть его оседает в картере и разбрызгивается шайбой на ползуны и поршни. Без хладагента нет и смазки — поэтому датчик давления не даёт включить муфту при утечке.

У компрессора с постоянным ходом угол шайбы фиксирован, производительность меняют только включением-выключением муфты; у компрессора с переменным ходом шайба качается, и ход поршней подстраивается под нагрузку (об этом — статья о саморегулирующемся компрессоре ниже). Что происходит с паром между всасыванием и нагнетанием — в статье состояние хладагента R134a в цикле.

Спиральный и лопастной компрессоры: чем отличаются от поршневого

Спиральный компрессор сжимает пар двумя спиралями — неподвижной и обегающей её по орбите: газ захватывается у края и, двигаясь к центру, сжимается в уменьшающихся серпах; клапанов нет, пульсаций почти нет, поэтому он тише и ставится на электрокомпрессоры гибридов. Лопастной (ротационный пластинчатый) сжимает газ лопатками, скользящими в пазах ротора, смещённого относительно корпуса: компактен и дёшев, но чувствителен к износу лопаток и нехватке масла — встречается на малолитражках и старых японских машинах.

Сколько хладагента качает компрессор: расчёт подачи

Подача компрессора считается по рабочему объёму и оборотам: V = V_h × n × η, где V_h — объём всех цилиндров за оборот, n — обороты компрессора, η — объёмный КПД 0,6–0,8 (часть объёма съедают мёртвое пространство и подогрев пара). Обороты компрессора больше оборотов двигателя в 1,2–1,4 раза — шкив компрессора меньше шкива коленвала.

V = V_h × n × η; m = V × ρ_пара; Q₀ = m × q₀

Пример: компрессор 140 см³/об при 1500 об/мин двигателя (1900 об/мин компрессора) и η = 0,7 подаёт 140 × 1900 × 0,7 = 186 л/мин пара, то есть 0,0031 м³/с; плотность пара R134a на всасывании при 2,9 бар и +5 °C — около 14 кг/м³, массовый расход 0,043 кг/с; при удельном холоде 139 кДж/кг это 6 кВт — ровно мощность автокондиционера. На холостых 800 об/мин двигателя подача падает вдвое, поэтому в пробке холода не хватает, и автоматика приподнимает обороты. Откуда 139 кДж/кг и как они зависят от жары — в статье давление и точка кипения; как подача связана с нагрузкой салона — в статье мощность автомобильного кондиционера.

Признаки износа компрессора и что проверить

Изношенный компрессор выдаёт себя тремя признаками: падение перепада давлений (низкая сторона 3,5–4 бар, высокая 7–9 бар при включённой муфте), стук при работе и стружка в масле на сервисном порту. Первое означает износ колец и клапанных лепестков — пар перетекает обратно; второе — люфт ползунов и шайбы; третье — начавшееся разрушение. Шум при выключенном кондиционере — не компрессор, а подшипник шкива, он меняется отдельно.

Проверка без снятия: при 1500 об/мин и включённом A/C перепад между портами должен установиться за 10–20 секунд и быть не меньше 8–10 бар в тёплую погоду; если стрелки сходятся к 5–7 бар — компрессор не качает. Полный алгоритм с таблицей симптомов и порядок замены с промывкой — в статье ремонт компрессора автокондиционера и промывка, выбор масла — в статье холодильное масло. В промышленных чиллерах стоят те же спиральные или поршневые компрессоры, только герметичные, с электродвигателем внутри корпуса: у чиллера 9 кВт это спиральный компрессор на R410A с подачей около 6 м³/ч.

Частые вопросы

Как работает компрессор кондиционера в машине?

Шкив вращается от ремня двигателя постоянно, а при включении кондиционера электромагнитная муфта соединяет его с валом компрессора. Компрессор сжимает пар хладагента и подаёт его в конденсатор.

Какие бывают компрессоры автокондиционеров?

С постоянной производительностью (с муфтой включения), с переменной производительностью (регулирование наклоном шайбы), ротационные, спиральные и электрические.

Как работает компрессор автокондиционера?

Вал вращает наклонную шайбу, она через ползуны двигает 5–7 поршней вдоль оси; на ходе назад поршень всасывает пар через лепестковый клапан при 2–3 бар, на ходе вперёд сжимает его и выталкивает в конденсатор при 12–18 бар. Смазывается маслом PAG, которое циркулирует с хладагентом.

Почему компрессор шумит?

Шум при выключенном кондиционере — подшипник шкива, при включённом — износ ползунов и шайбы, нехватка масла или хладагента (компрессор работает «всухую»), либо гидроудар от жидкости из переполненного испарителя. Стук со стружкой в масле — компрессор под замену с промывкой системы.

Сколько живёт компрессор кондиционера?

При исправной системе — 10 лет и 150–200 тыс. км и больше; губят его не километры, а работа без масла после утечки, влага в контуре и жидкий хладагент на всасывании. Ежегодная проверка давлений и чистый конденсатор продлевают срок службы сильнее любых присадок.

Сколько оборотов у компрессора кондиционера автомобиля?

В 1,2–1,4 раза больше оборотов двигателя: на холостых 800 об/мин двигателя — около 1000–1100 об/мин компрессора, на трассе 3000 — до 4000. Рабочий диапазон поршневых компрессоров — до 6000–8000 об/мин, электрокомпрессоры гибридов крутятся 2000–8000 об/мин независимо от двигателя.

Какой рабочий объём у компрессора автокондиционера?

Обычно 100–180 см³ за оборот: 7-цилиндровые поршневые — 140–180 см³, лопастные — 90–140, спиральные — 80–120. На 1500 об/мин компрессор объёмом 140 см³ подаёт около 190 л пара в минуту, что соответствует 5–6 кВт холода.

Читайте также

• Саморегулирующийся компрессор
• Компрессор
• Электромагнитная муфта
• Контур хладагента с расширительным клапаном