Автомобильное устройство кондиционирования воздуха также сокращенно называется автомобильным кондиционером. Оно используется для регулировки и контроля температуры, влажности, чистоты воздуха и воздушного потока в салоне автомобиля до наилучшего состояния, обеспечивает пассажирам комфортную среду для езды и снижает утомляемость во время поездки; создает хорошие условия труда для водителей и играет важную роль в обеспечении безопасного вождения. Обычно оно включает в себя холодильное устройство, нагревательное устройство и вентиляционное устройство. Это комбинированное устройство в полной мере использует ограниченное пространство внутри автомобиля, имеет простую конструкцию и легко эксплуатируется. Это международно популярная современная автомобильная система кондиционирования воздуха.
6 основных компонентов: компрессоры автомобильных кондиционеров
▪ Классификация компрессоров автомобильных кондиционеров
▪ Особые требования к компрессорам автомобильных кондиционеров
▪ Техническое обслуживание компрессора
1. Разработка
С быстрым ростом автомобильной промышленности и увеличением экспортной торговли, отрасль автомобильных деталей также достигла качественного развития. Автомобильный кондиционер стал необходимым компонентом для комфортной езды на автомобиле. По состоянию на август 2024 года уровень установки отечественных автомобильных кондиционеров в Китае составляет 100%, а автомобильные кондиционеры стали важными функциональными компонентами в автомобилях.
Будучи крупнейшей в мире базой по производству воздушных компрессоров, моя страна в основном сформировала полный спектр систем производства автомобильных кондиционеров с большим, средним и малым соответствием. Годовой объем производства автомобильных кондиционеров в Китае в 2023 году составит около 35,46 млн единиц (приблизительные данные), что может не только полностью удовлетворить потребности развития производства автомобильной промышленности моей страны, но и некоторые предприятия получат возможность выйти на международный рынок.
Хотя китайский рынок автомобильных кондиционеров имеет большой потенциал, он также сталкивается с серьезными проблемами. Рост мировых цен на сырье оказал огромное давление на стоимость отрасли; с точки зрения продукции производство кондиционеров для грузовиков и некоторых специальных транспортных средств относительно невелико, и рыночный спрос не может быть удовлетворен; с точки зрения технологий тенденция развития энергосбережения и защиты окружающей среды принесла новые проблемы отрасли. С бурным развитием автомобильной промышленности Китая потребители будут уделять больше внимания безопасности, стабильности, комфорту, развлечениям, доступности, энергосбережению и сокращению выбросов автомобилей в будущем. Некоторые новые продукты автомобильных кондиционеров, которые больше соответствуют требованиям энергосбережения и защиты окружающей среды, будут более популярными; с точки зрения тенденций развития технологий автомобильные кондиционеры будут развиваться в направлении экологически чистых кондиционеров, зеленых кондиционеров, небольших энергосберегающих, комфортных и автоматизированных направлений.
2. Тип кондиционера
1) По способу работы кондиционеры можно разделить на: независимые (компрессор приводится в действие отдельным двигателем, обеспечивает большую холодопроизводительность и стабильную работу, но отличается высокой стоимостью, большими размерами и массой, в основном используется в больших и средних автобусах) и ненезависимые (компрессор кондиционера приводится в действие двигателем автомобиля, эффективность охлаждения сильно зависит от работы двигателя, стабильность низкая, в основном используется в небольших автобусах и легковых автомобилях).
2) По производительности кондиционеры можно разделить на: однофункциональные (системы охлаждения, обогрева и вентиляции устанавливаются отдельно, работают раздельно и не мешают друг другу, в основном используются в больших автобусах и грузовиках) и интегрированные (охлаждение, обогрев и вентиляция используют один и тот же вентилятор и воздуховод и управляются с одной и той же панели управления. По работе их можно разделить на комбинированные, в которых холодный и теплый воздух работают раздельно, и смешанные с регулированием температуры, в которых холодный и теплый воздух могут работать одновременно. В автомобилях в основном используется смешанный тип регулирования температуры).
3) По способу управления его можно разделить на: ручной тип (регулировка температуры, скорости и направления ветра путем поворота функциональных клавиш на панели управления) и пневматическое регулирование с электрическим управлением (с помощью вакуумного механизма управления, при выборе функциональной клавиши кондиционера температура и объем воздуха могут автоматически регулироваться в пределах заданной температуры).
4) По способу регулировки она делится на: полностью автоматическую регулировку (использующую схему расчета и сравнения, посредством сигналов датчиков и сигналов предварительной регулировки для управления механизмом регулировки с целью автоматической регулировки температуры и объема воздуха) и полностью автоматическую регулировку с микрокомпьютерным управлением (использующую микрокомпьютер в качестве центра управления для достижения всестороннего и многофункционального оптимального управления и регулировки воздушной среды в автомобиле).
3. Система кондиционирования воздуха
Различные типы систем кондиционирования воздуха имеют различные компоновки. Наиболее широко используемая система кондиционирования воздуха в автомобилях сегодня — это интегрированная система кондиционирования воздуха с охлаждением и обогревом. Ее компоновка заключается в сборке испарителя, радиатора теплого воздуха, центробежного вентилятора, рабочего механизма и т. д. вместе, что называется узлом кондиционирования воздуха.
4. Состав кондиционера
Современные системы кондиционирования воздуха состоят из холодильных установок, систем отопления, вентиляционных и воздухоочистных устройств, а также систем управления.
1) Система вентиляции: ее функция заключается в обеспечении вентиляции в салоне во время движения автомобиля, то есть в непрерывном притоке свежего воздуха в салон автомобиля для удаления пыли, углекислого газа и вредных газов из двигателя. В холодную зиму свежий воздух также должен подогреваться, чтобы обеспечить подходящую температуру в салоне.
2) Система отопления: ее функция заключается в нагреве воздуха в салоне автомобиля или свежего воздуха, поступающего в салон автомобиля снаружи, для достижения цели обогрева и осушения.
3) Система охлаждения: ее функция заключается в снижении температуры в автомобиле, когда температура окружающей среды снаружи автомобиля высокая, чтобы пассажиры чувствовали себя прохладно и комфортно.
4) Система очистки воздуха: ее функция заключается в фильтрации всасываемого воздуха, постоянном удалении грязных газов из салона автомобиля и поддержании чистоты воздуха в автомобиле.
5) Система управления: Система управления в основном состоит из электрических компонентов, вакуумных трубопроводов и рабочих механизмов. С одной стороны, она используется для управления температурой и давлением систем охлаждения и отопления, а с другой стороны, она используется для управления температурой, объемом воздуха и направлением потока воздуха в автомобиле для улучшения различных функций системы кондиционирования воздуха.
Автомобильный кондиционер обычно состоит из компрессора, электронно-управляемой муфты, конденсатора, испарителя, расширительного клапана, ресивера-осушителя, трубы (шлангов), вентилятора конденсации, вакуумного соленоидного клапана (вакуумного соленоида), холостого хода и системы управления. Автомобильный кондиционер делится на трубопроводы высокого давления и трубопроводы низкого давления. Сторона высокого давления включает выходную сторону компрессора, трубопроводы высокого давления, конденсаторы, ресиверы-осушители и жидкостные трубопроводы; сторона низкого давления включает испарители, аккумуляторы, возвратные воздуховоды, входные стороны компрессора и масляные бассейны компрессора.
Ресивер-осушитель - это на самом деле устройство для хранения хладагента и поглощения влаги и примесей хладагента. С одной стороны, он эквивалентен топливному баку автомобиля, пополняющему хладагент для дополнительного пространства вытекшего хладагента. С другой стороны, он подобен воздушному фильтру, отфильтровывающему примеси, смешанные с хладагентом. Жидкостный ресивер-осушитель также оснащен определенным количеством силикагеля для поглощения влаги.
Конденсатор и испаритель — хотя они называются по-разному, их конструкции похожи. Это устройства, которые покрыты металлическими листами для рассеивания тепла на ряде извилистых трубок для достижения теплообмена между наружным воздухом и веществами в трубках. Конденсация конденсатора относится к рассеиванию тепла хладагента в его трубках из газа в жидкость. Его принцип аналогичен принципу работы бака охлаждающей воды двигателя (единственное отличие состоит в том, что вода в баке всегда находится в жидком состоянии), поэтому его часто устанавливают в передней части автомобиля вместе с баком для воды, чтобы наслаждаться прохладным ветерком спереди. Короче говоря, конденсатор идет туда, где прохладно, чтобы он мог рассеивать тепло и конденсироваться. Испаритель — это полная противоположность конденсатору. Это место, где хладагент переходит из жидкого состояния в газообразное (то есть испаряется) и поглощает тепло.
5. Ключевые компоненты: компрессор автомобильного кондиционера
В парокомпрессионном холодильном устройстве компрессор является одним из основных компонентов. Роль компрессора в компрессионной холодильной системе заключается в повышении давления газообразного хладагента и последующей его отправке в конденсатор для охлаждения и конденсации. Компрессор обеспечивает питание для работы холодильной системы, поэтому он потребляет работу.
В парокомпрессионных холодильных системах используются два типа компрессоров: один — скоростной, например, центробежный. Другой — объемный. В автомобильных системах кондиционирования воздуха в настоящее время используются объемные компрессоры.
Классификация компрессоров автомобильных кондиционеров
1. Объемные компрессоры можно разделить на поршневые (далее именуемые возвратно-поступательными) и роторно-поршневые (далее именуемые роторными) в зависимости от их конструкции.
Поршневые и роторные типы используются в автомобильных кондиционерах в разной степени. Поршневой тип появился первым и до сих пор широко используется (например, компрессоры BOCK, BITZER). Что касается поршневых компрессоров, то они более зрелые в технологическом плане, накопили богатый опыт в производстве и использовании, имеют низкие требования к материалам, просты в обработке и имеют низкую стоимость. Он может адаптироваться к более широкому диапазону давления и холодопроизводительности и имеет высокую тепловую эффективность. Недостатком является то, что из-за возвратно-поступательного движения поршня динамические характеристики баланса плохие, что ограничивает увеличение скорости компрессора, конструкция сложная, есть много уязвимых деталей, а рабочая нагрузка по техническому обслуживанию велика. Ротационный компрессор имеет вращающийся рабочий объем и не имеет возвратно-поступательного механизма, поэтому он имеет хорошие динамические характеристики баланса, стабильную работу, небольшую вибрацию и высокую эффективность в пределах своего подходящего рабочего диапазона. Кроме того, ротационный компрессор имеет простую конструкцию, небольшой размер, легкий вес, мало деталей и высокую надежность. Однако роторный компрессор имеет небольшой рабочий объем и обычно используется в системах кондиционирования воздуха с небольшой холодопроизводительностью, например, в автомобильных системах кондиционирования воздуха.
2. Режим работы компрессоров автомобильных кондиционеров можно разделить на два типа в зависимости от источника привода: неавтономные и автономные.
Ненезависимый тип приводится в действие основным двигателем автомобиля для приведения в действие компрессора. Этот режим движения подходит для моделей, где основной двигатель автомобиля имеет избыточную мощность, а мощность компрессора не слишком велика, таких как автомобили, фургоны, инженерные машины и т. д. Этот режим движения занимает небольшое пространство и прост в обслуживании. Однако, поскольку компрессор потребляет часть мощности основного двигателя, это повлияет на характеристики ускорения автомобиля, а охлаждающая способность устройства кондиционирования воздуха будет меняться с изменением скорости автомобиля.
Независимый тип (или вспомогательный тип), то есть двигатель настраивается отдельно для привода компрессора. Поскольку отдельная приводная машина настраивается отдельно, вождение автомобиля и охлаждающий эффект кондиционера не влияют друг на друга. Однако этот способ вождения занимает определенное количество места в автомобиле, является дорогостоящим, шумным, а обслуживание вспомогательного двигателя сложное, поэтому диапазон применения неширок.
Независимо от того, приводится ли он в действие главным двигателем или вспомогательным двигателем, автомобильный компрессор кондиционера принимает открытый тип, то есть конец входной мощности главного вала компрессора выступает из корпуса и соединен с приводной машиной через шкив. Вал оснащен уплотнением вала в части, выступающей из корпуса, чтобы предотвратить утечку хладагента.
Особые требования к компрессорам автомобильных кондиционеров
Динамические особенности эксплуатации автомобиля и изменяющиеся внешние условия предъявляют особые требования к производительности и конструкции компрессоров автомобильных кондиционеров, которые проявляются в:
1. Требуются хорошие характеристики на низких оборотах, для чего компрессор должен обладать большой холодопроизводительностью и высокой эффективностью, когда автомобильный двигатель работает на низких оборотах и без нагрузки.
2. Входная мощность низкая, когда автомобиль движется на высокой скорости, что не только экономит расход топлива, но и снижает потребление мощности двигателя на кондиционирование воздуха и улучшает энергетические характеристики самого автомобиля.
3. Компрессор должен быть небольшим и легким, что позволит сэкономить место в автомобиле, быть простым в установке, а также экономить материалы и топливо.
4. Он должен выдерживать испытания жесткими условиями эксплуатации и обладать высокой надежностью и долговечностью. На холостом ходу температура в моторном отсеке автомобиля иногда достигает 80℃, а давление конденсации высокое, что требует от компрессора выдерживать высокую температуру и высокое давление и ограниченную перегрузку. При движении автомобиля по дороге всегда возникают удары и вибрации, что также требует от компрессора хорошей ударопрочности и минимизации утечки хладагента.
5. Не оказывать отрицательного воздействия на автомобиль. Компрессор должен работать плавно, с низким уровнем вибрации и шума, а влияние старт-стопа на обороты двигателя должно быть небольшим, а пусковой крутящий момент должен быть небольшим.
Техническое обслуживание компрессора
Сначала проверьте, достаточно ли хладагента. Это можно оценить, почувствовав разницу температур между входной и выходной трубами осушителя или проверив через манометр коллектора.
Во-вторых, необходимо регулярно очищать воздухозаборник и кабину от пыли и грязи. Это не только способствует красоте автомобиля, но и полезно для здоровья водителя и пассажиров.
В-третьих, регулярно проверяйте, в норме ли уровень жидкости хладагента в системе кондиционирования. Существует несколько способов проверки уровня жидкости, но наиболее распространенным и простым является использование глазка осушителя.
В-четвертых, проверьте, в хорошем ли состоянии ремень компрессора. Если поверхность ремня блестит со стороны, где он соприкасается с канавкой шкива, и при запуске кондиционера раздается «скрип», это означает, что ремень серьезно проскальзывает, и ремень и шкив следует заменить; если ремень слишком ослаблен, его следует отрегулировать, в противном случае это легко приведет к плохому охлаждению системы кондиционирования.
В-пятых, проверьте, нет ли масляных пятен на шлангах и соединениях труб системы кондиционирования. Если обнаружена утечка, своевременно обратитесь в отдел технического обслуживания для решения проблемы.
Кроме того, когда кондиционер автомобиля используется в первый раз после смены сезона, лучше всего стерилизовать и дезодорировать систему кондиционирования. Это связано с тем, что в системе кондиционирования воздуха, если ее долго «не использовать», будут размножаться грибки и плесень. Это не только придает воздуху неприятный затхлый запах, но и вредит здоровью людей в машине. Эту работу можно выполнить в автомастерской, или же можно купить специальный спрей для стерилизации и дезодорирования и сделать это самостоятельно.