Система климат-контроля. Схемотехника. Обслуживание и ремонт

Система климат-контроля – одна из наиболее сложных систем управления автомобиля, как с технической, так и с электронной точки зрения. По-существу она объединяет несколько различных устройств (система обогрева салона, система обдува, кондиционер), которые в прежние времена управлялись многочисленными переключателями, регуляторами и кнопками. В климат-контроле достаточно задать комфортную температуру, и «мозги» с помощью электронных клапанов, сервоприводов, муфт и прочих прибамбасов через пару минут создадут приятную погоду в салоне автомобиля. Но, как известно, за всё надо платить. Прежде всего, постоянным обслуживанием и дорогим ремонтом.

Для начала немного общих технических сведений. Наиболее сложным устройством в климат-контроле естественно является кондиционер. По принципу работы он напоминает обычный холодильник. Компрессор переводит рабочую смесь (хладагент) в жидкое состояние. Затем в испарителе происходит обратное преобразование жидкость-газ, в результате которого по законам физики происходит охлаждение. Так вот, если сравнивать холодильник с компрессором, последний раз в пять мощнее. Вот почему, включая кондиционер, ощущается потеря мощности и уменьшение оборотов двигателя. Кстати, одна из функций климат-контроля – увеличение холостых оборотов двигателя при включении кондиционера. Конструктивно система кондиционера немного разбросана по машине. Одна из наиболее распространенных схем показана на рисунке (на примере Peugeot 307 1,6 2004 г.в.). Рис.1

Упомянутые выше компрессор и испаритель – элементы 1 и 11 соответственно.

Немного проще, но не менее капризна, система обдува. Раньше, кто помнит, было несколько основных режимов обдува: на лобовое стекло, рециркуляция, приток снаружи, под ноги, на водителя и др. Сейчас можно задать климат-режим конкретному пассажиру. Мало того, компьютер климат-контроля сам вначале включит обдув лобового стекла, если оно запотело либо покрылось инеем. Как правило, перенаправление воздушных масс производится при помощи многочисленных сервоприводов, управляющих клапанами. Сама по себе вещь не очень надежная, часто залипают, особенно при езде по пыльной дороге.

Наконец, система обогрева, попросту печка. Здесь все понятно: дополнительный радиатор в салоне, отведенный от системы охлаждения двигателя, плюс вентилятор. Наиболее слабые места – электродвигатель вентилятора (щетки и втулки) и блок электронной регулировки скорости нагнетания воздуха (реостат и мощные транзисторы).

Пора перейти к особенностям электрической схемы. Рис.2

В качестве примера взят автомобиль Volvo S80 2005 г.в. (здесь хоть еще не так наворочено). На схеме A500 – блок управления вентилятором салона, часто он входит в состав головного блока управления климат-контроля. Управляющие мощные транзисторы внутри блока часто перегреваются и выходят из строя, поэтому проще их менять, когда такой блок выполнен отдельно, как в этом варианте. Отечественные аналоги этих транзисторов недолговечны, лучше поменять блок целиком. А510 – многофункциональный блок, часто его называют блоком комфорта. Как видно из схемы, он связан с блоком климат-контроля CAN-шиной А62. Именно по ней передаются сигналы управления. По этой шине осуществляется связь с модулем пассажирской двери А520, руля А70 и датчиком температуры салона В506. Рис.3

Вентилятор охлаждения двигателя А502 также входит в систему климат-контроля. Он задействуется даже при холодном двигателе в случае жаркой погоды. Рис.4

М500 – двигатель вентилятора салона. М512 – сервопривод области ног, М507 – лобового стекла, — левой стороны, М509 – правой стороны, М510 – рециркуляции. В данной модели только пять сервоприводов управляют воздушными потоками. Каждый из них включает электронную, механическую части и непосредственно сам электродвигатель. В случае отказа можно попробовать прочистить от пыли и расклинить привод (обычно это происходит в крайних положениях заслонки). Легче поменять целиком. В500 – датчик солнца, служит для направления большей струи воздуха в ту часть салона, где жарче. Мало того, есть системы климат-контроля с датчиками загазованности окружающей среды. Например, вы стоите в пробке, вокруг дым, тогда он переключает систему на рециркуляцию. В511 – датчик температуры охладителя.
Рис.5

Y500 – электромуфта компрессора. Это основное устройство, которое включает кондиционер. В бытовых кондиционерах применяют электрокомпрессоры. В автомобилях компрессоры приводятся в движение посредством ремня отбора мощности от двигателя. И отбирают до 10%. Копрессоры бывают трех типов: аксиально-поршневые, ротационно-лопастные и поршневые. При их замене желательно менять на аналогичный. В22 – датчик температуры охлаждающей жидкости. В526 – датчик давления в системе кондиционирования. Именно он блокирует включение кондиционера при недостаточном или избыточном количестве фреона в системе.

Система климат-контроля

Для комфортабельного передвижения на автомобиле при различных погодных условиях, в салоне необходимо поддерживать оптимальный температурный режим и влажность воздуха. И за это отвечают определенные системы и устройства. Первым таким оснащением стала система вентилирования, обеспечивающая подачу прохладного воздуха в салон извне, и обогрева салона (печка). В последствии к ним добавился кондиционер, дополнительно охлаждающий воздух в салоне.

Все эти системы работают раздельно (независимо друг от друга) и управляются вручную. Причем водитель должен не только включить в работу нужную систему, но еще и периодически контролировать, и регулировать режим ее работы — уменьшать, увеличивать интенсивность прогрева или охлаждения воздуха, силу потока подаваемого воздуха. При этом создать комфортабельный климат в салоне при ручном управлении не всегда удается.

Итогом постоянной доработки устройств, поддерживающих температурный режим в салоне стала система климат-контроля автомобиля. Эта система объединяет в себе все перечисленные устройства и системы – вентиляции, обогрева и кондиционирования.

Назначение и устройство системы

Климат-контроль обеспечивает поддержание оптимального температурного режима и влажности в салоне при минимальном участии водителя в управлении. Делает это он за счет взаимодействия кондиционера, печки и системы вентилирования, причем работает все в автоматическом режиме. Благодаря этой системе в задачу водителя входит лишь установка предпочитаемой температуры в салоне, все остальное климат-контроль выполнит самостоятельно.

Климат-контроль авто конструктивно сложная климатическая установка, объединяющая в себе множество составных элементов. Но если в целом рассматривать устройство этой системы, то она включает в себя:

• Систему управления;
• Следящие устройства;
• Рабочие и исполнительные узлы.

По сути, климатическая установка построена по тому же принципу, что и все современные системы авто.

Система управления

Основным элементом системы управления климат-контролем является электронный блок управления. Этот узел принимает и обрабатывает информацию, поступающую от следящих устройств, а также от панели управления установкой, при помощи которой водитель устанавливает температурный режим. На основе всех полученных данных ЭБУ осуществляет управление исполнительными механизмами.

В большинстве случаев климат-контроль работает в автоматическом режиме – поддерживает заданную температуру, следит за чистотой поступающего в салон воздуха. Но во многих версиях реализовано также и ручное управление печкой и кондиционером, что позволяет принудительно подать поток воздуха в нужную зону.

Следящие устройства

Вся нужная для корректной работы климат-контроля информация поступает со следящих устройств – датчиков. Количество этих элементов постоянно возрастает, что позволяет более точно определить климат в салоне и откорректировать работу установки. Но есть и основные следящие устройства, которые присутствуют во всех климат-контролях. К ним относятся датчики:

• Температуры наружного воздуха;
• Выходной температуры воздуха (подающегося в салон);
• Температуры испарителя кондиционера;
• Интенсивности солнечного света;
• Положения заслонок.

Благодаря этим датчикам производиться корректировка режима работы климатической установки. К примеру, благодаря датчикам температуры система определяет, насколько необходимо прогреть или охладить воздух, причем с учетом естественного прогрева салона солнечными лучами.

Пример устройства двухзонного климат-контроля

Отдельно ЭБУ контролирует работу узлов кондиционера – давления в системе, температуры компрессора. В случае возникновения нештатной ситуации (превышении давления в системе выше нормы, аварийного стравливания хладагента) благодаря этим датчикам система управления отключит кондиционер, не допустив поломку основных узлов.

Более совершенные климатические установки комплектуются дополнительными датчиками:

• Температуры лобового стекла;
• Влажности воздуха в салоне;
• Температуры в зоне ног;
• Качества воздуха;
• Количества пассажиров в салоне.

Благодаря датчикам температуры лобового стекла и влажности салона климат-контроль может самостоятельно определить вероятность запотевания стекла и принять меры для его устранения – обеспечить обдув лобового стекла прогретым воздухом. Помимо этого, система может самостоятельно просушить воздух, добившись в салоне оптимальной влажности.

Датчик качества воздуха определяет количество примесей, вредных веществ и на основе его показаний блок управления устанавливает нужный режим – подача воздуха в салон извне или включение рециркуляции воздуха.

Благодаря датчику количества пассажиров система высчитывает объем воздуха, который необходимо подать в салон.

Рабочие и исполнительные узлы

Как уже отмечено, климат-контроль объединяет в себе обогреватель салона, кондиционер и систему вентилирования салона. Именно эти элементы обеспечивают нагрев, охлаждение и подачу воздуха.

Непосредственное участие в создании климата в салоне принимают радиатор печки, испаритель кондиционера и вентилятор системы вентиляции. Эти узлы можно отнести к рабочим элементам.

Расположение элементов системы климат-контроля

К исполнительным же механизмам относятся воздуховоды, ведущие к нужным зонам, и заслонки с электроприводом, установленными в них. Дополнительно в некоторых системах к этой составляющей относятся электрообогреватели воздуха.

Основными элементами в исполнительной составляющей являются заслонки. Именно они обеспечивают подачу потока воздуха в нужные зоны, осуществляют переход от режима подачи в режим рециркуляции.

В конструкции климат-контроля авто используются такие заслонки:

• Подачи воздуха извне;
• Центральная;
• Рециркуляции;
• Подачи воздуха в выбранную зону;
• Температурного регулирования.

Все заслонки оснащены электроприводом и управляются ЭБУ. Помимо этого, блок управления контролирует и корректирует работу вентилятора системы вентиляции, поэтому он тоже относится к исполнительным механизмам.

Благодаря использованию большого количества заслонок удается задать:

• Режим (подача, рециркуляция воздуха);
• Зону подачи (лобовое стекло, ноги, область расположения головы, комбинированные зоны – ноги/стекло, ноги/голова);
• Распределение воздуха (прямоточная подача, рассеивание).

Что касается последней функции, то последнее время прямоточное распределение все реже используется из-за создания менее комфортабельных условий – при прямой подаче создается ощущение сквозняка. Рассеивающее распределение более оптимальное, но для ее реализации необходима достаточно разветвленная сеть воздуховодов.

Как все работает

Принцип работы климат-контроля автомобиля такой: после установки водителем температурного режима, ЭБУ собирает информацию с имеющихся датчиков и задействует исполнительные механизмы. Сначала включается вентилятор, обеспечивающий подачу воздуха. Создаваемый поток проходит через фильтр, где из него удаляются примеси.

В зависимости от температуры окружающей среды и установленного режима, используется нужный рабочий элемент. Если необходимо понижение температуры, то ЭБУ включает кондиционер и поток проходит через испаритель, в результате чего воздух охлаждается. Далее воздушная масса по воздуховодам подается в установленные зоны (перенаправление потока осуществляется открытием/закрытием заслонок). Если выходной датчик улавливает понижение температуры ниже установленной нормы, ЭБУ подает сигнал на центральную заслонку, и часть воздуха, вышедшего после испарителя, направляет на радиатор обогревателя. После печки этот воздух смешивается с основным потоком, повышая его температуру до нужного уровня.

Если нужно прогреть воздух, то ЭБУ кондиционер не задействует. Поток воздуха при этом хоть и проходит испаритель, но не охлаждается, далее он поступает на радиатор печки, а уже после него по воздуховодам подается в салон. Корректировка температуры прогрева воздуха осуществляется той же центральной заслонкой, которая перенаправляет поток на радиатор или напрямую в салон. При этом степень открытия этой заслонки определяет объем воздуха, которые поступят к радиатору или пройдут в обход него.

Смешивание воздуха при регулировки температуры в салоне

При установлении возможного запотевания лобового стекла, климатическая установка принудительно направит поток разогретого воздуха на стекло. В случае определения сильной загрязненности воздуха, климат-контроль перекроет подающую заслонку и откроет рециркуляционную. Так же система поступит и при определении повышенной влажности.

Виды и их особенности

Существует несколько видов климат-контроля, которые делятся между собой по количеству обслуживаемых зон салона. По этому критерию климатические установки делятся на:

Однозонный климат-контроль – самая простая установка. Он контролирует и поддерживает заданную температуру во всем салоне. Двухзонная установка позволяет задавать оптимальную температуру отдельно водителю и переднему пассажиру. В трехзонной системе дополнительно выведен отдельный блок управления температурой для пассажиров заднего сиденья. Четырехзонная система – самая «продвинутая», поскольку позволяет каждому пассажиру установить свою температуру.

Но отметим, что чем больше зон обслуживания, тем сложнее устройство климатической установки – увеличивается количество датчиков, необходима прокладка дополнительных воздуховодов к заднему сиденью, устанавливается дополнительное оборудование (электрообогреватели в воздуховодах заднего сиденья).

Достоинства и недостатки

К положительным качествам климат-контроля можно отнести:

• Легкость управления;
• Полностью автоматическая работа оборудования;
• Наличие дополнительных функций (прогрев лобового стекла, удаление лишней влаги);
• Возможность отдельной установки температурного режима (для двухзонных типов и выше).

Но и без недостатков не обошлось. К негативным качествам климат-контроля относятся:

• Сложность конструкции;
• Высокая стоимость ремонта;
• Некорректная работа при неисправности одного из составных элементов;
• Сложность самостоятельного обслуживания.

Климат-контроль сейчас является передовой системой, обеспечивающей комфортабельные условия в салоне авто, поэтому все больше автопроизводителей комплектуют этой установкой свои модели. Но пока вытеснить отдельно установленные печки с кондиционерами эта система не в состоянии. И виной тому – дороговизна оборудования. Многие автолюбители не хотят переплачивать значительную сумму за авто с «климатом», отдавая предпочтение моделям с простыми кондиционерами.