Как работает управляющий клапан

На стандартном компрессоре с фиксированным рабочим объемом приводной ремень вращает шкив электромагнитной муфты без нагрузки. Когда вы включаете кондиционер – муфта срабатывает и поршни внутри компрессора начинают накачивать давление, чтобы сжать хладагент.

В этом традиционном подходе к управлению системой есть 2 существенные проблемы.

Первая – компрессору требуются значительные затраты энергии двигателя автомобиля. На автомобилях с небольшими двигателями включение компрессора является серьезной нагрузкой, особенно на холостых оборотах.

Вторая – производительность компрессора низкая или недостаточная на холостых оборотах, а на высоких оборотах наоборот компрессор нагнетает избыточное давление.

Этих проблем можно избежать, если постоянно держать компрессор включенным и контролировать поток хладагента, изменяя объем компрессора.

Компрессор с переменным рабочим объемом представляет собой аксиально-поршневую конструкцию с поршнями, приводимыми в движение качающейся или наклонной пластиной. Угол отклонения этой пластины определяет длину хода поршня, изменяя количество хладагента, перекачиваемого при каждом ходе. Угол пластины регулируется с помощью рычажного механизма и пружин, и регулируется путем изменения давления хладагента в корпусе компрессора.

Когда давление в корпусе увеличивается, давление на задней стороне поршней удерживает их «выше» в цилиндрах, ближе к головке компрессора. Это уменьшает угол наклонной пластины и сокращает ход поршня.

Когда давление в корпусе уменьшается, под действием силы давления всасывания на днища поршней сжимается пружина, которая удерживает наклонную пластину в положении минимального хода поршней. Соответственно увеличивается угол наклона пластины и увеличивается ход поршня. Давление в корпусе контролируется управляющим клапаном с отверстиями и проходами, которые соединяются с всасывающей (контур низкого давления) и нагнетательной (контур высокого давления) камерами головки компрессора.

Используются два типа управляющих клапанов: механический и электронный. Механический клапан имеет прецизионную диафрагму, которая реагирует на давление в контуре низкого давления. Когда в салоне тепло, температура испарителя увеличивается, что увеличивает давление в контуре низкого давления и сжимает диафрагму клапана. В этот момент открывается порт клапана в сторону всасывания. Это снижает давление в корпусе и увеличивает ход поршня, увеличивая перекачку хладагента через систему.

По мере того, как температура испарителя снижается, снижается и давление в контуре низкого давления. Диафрагма клапана расширяется, закрывая порт клапана в контур низкого давления и одновременно открывая порт, который пускает давление из контура высокого давления в корпус компрессора. Более высокое давление уменьшает ход поршня и объем потока хладагента. Не забывайте, что изменение объема потока не приводит к изменению давления, поэтому управляющий клапан диафрагменного типа остается стабильным.

Клапан Delphi Harrison с механическим управлением — это два клапана в одном корпусе. Когда давление в контуре низкого давления повышается, сильфон сжимается. Конусный клапан открывается, и давление переходит из корпуса компрессора (где находится наклонная пластина) через перепускное отверстие в сторону всасывания, снижая давление в корпусе, отклоняя пластину и увеличивая ход поршня.

При низком давлении сильфон расширяется, закрывая конусный клапан и открывая шаровой клапан. Давление переходит из нагнетательной полости (контур высокого давления) в корпус компрессора, увеличивая давление в нем, препятствуя наклону пластины и соответственно уменьшая ход поршня.

На рисунках ниже показан принцип работы клапана Delphi Harrison: 1 — шаровой клапан, 2 — конусный клапан, 3 — сильфон, F1 — сила давления на днище поршня, F2 — сила давления на поршень из картера компрессора.

Электромагнитный клапан: принцип работы и диагностика

В автомобилях с современным типом компрессора включение и выключение кондиционера происходит с помощью электромагнитного клапана. Электромагнитный клапан устанавливается в компрессорах определенного типа — с постоянным сцеплением вала компрессора и муфты (в случаях сложной климатической системы (например 4-х зонный климат-контроль), электромагнитный клапан присутствует и в компрессоре с электромагнитной муфтой).

Он отвечает за изменение режимов работы климатической системы. Электромагнитный клапан расположен между впускным и выпускным каналами, и обеспечивает необходимую цикличность работы устройства. От электронного блока управления климатической системой он получает необходимые для своего функционирования импульсы, что изменяет производительность компрессора. Если клапан полностью закрыт, компрессор отключается, а если полностью, открыт-то работает на полную мощность.

Электромагнитный клапан компрессора кондиционера хоть и очень надежен, но временами все же может выходить из строя. Происходит это обычно из-за перегорания его обмотки, или если в него попадают мелкие механические части.

Диагностика управляющего клапана

Одной из наиболее распространенных причин поломки системы кондиционирования автомобилей является выход из строя электромагнитного клапана. О неисправности электромагнитного клапана свидетельствуют следующие симптомы:

• Кондиционер начинает работать нестабильно (то охлаждает воздух, то перестает это делать);
• Компрессор кондиционера не включается, причем при проверке оказывается, что срывная пластина не сорвана, система полностью заправлена, утечек в системе нет.

В таких случаях практически всегда причиной отказа является неисправность электромагнитного клапана, который нужно заменить на новый. Подбирать эту деталь следует только по образцу или фотографии, иногда для уточнения модели необходимо измерить общую длину.

При замене электромагнитного клапана очень важно учесть следующий момент: для проверки работоспособности ни в коем случае нельзя подавать на новый клапан напряжение 12 вольт. Дело в том, что клапан работает под управлением импульсного напряжения, поэтому, подав 12 вольт от аккумулятора, можно просто сжечь его обмотку. Диагностика электромагнитного клапана должна производиться только специальным оборудованием, учитывающим особенности работы данного устройства.

Ремонт компрессора кондиционера без разборки

Если компрессор кондиционера на вашем автомобиле перестал работать, не спешите его разбирать, часто проблему можно исправить без разборки, а иногда даже и без снятия.

Первое что нужно проверить – заклинил компрессор или нет.

Проверить это очень просто:

если у компрессора установлена муфта постоянного привода, то необходимо покрутить вал, на заклинившем компрессоре он вращаться не будет:

Если электромагнитная муфта – нужно покрутить за переднюю прижимную пластину. Она должна свободно вращаться, не «закусывать»:

Если вал не крутится, то ваш компрессор заклинил — прочитайте статью про ремонт заклинившего компрессора.

Если вал вращается, разбираемся дальше с неисправностями.

Причины, по которым может не работать компрессор

— Из-за превышения давления в системе сработал клапан аварийного сброса давления (появилась течь), обломило приводную пластину, сгорел электромагнит.

— Компрессор то работает, то не работает, наблюдается зависимость включения компрессора от оборотов двигателя, либо не включается вообще. Часто причиной тому является неисправность управляющего клапана компрессора. Проблема решается заменой клапана.

— Шум компрессора кондиционера. Наиболее распространенным источником шума является подшипник шкива. Подшипник начинает шуметь из-за недостатка смазочного материала, в результате сильно нагревается и может вывести из строя электромагнит муфты.

— Недостаточное давление из-за утечки фреона через уплотнения компрессора — сальник вала, уплотнения сервисных клапанов.

— Неисправность электрической части компрессора – датчика заклинивания или потока фреона.

Ремонт компрессора кондиционера автомобиля своими руками

Устройство и принцип работы

Кондиционер – это довольно сложная система замкнутого типа.

Для того чтобы понять то, как она устроена, стоит для начала рассмотреть в отдельности каждый элемент:

• Компрессор наиболее сложный элемент системы. В первую очередь он предназначен для того, чтобы произвести сжатие хладагента и превращение его в газ высокой температуры. Работа компрессора автомобильного кондиционера обеспечивается при помощи ремня через электромагнитную муфту.
• Конденсатор – или если говорить проще – алюминиевый радиатор кондиционера, именно внутри его происходит превращение газа в жидкое вещество. Как правило, радиатор оснащается электрическими вентиляторами, которые обеспечивают регулирование температуры посредством обдува. Дополнительно стоит отметить, что радиатор является одной из самых уязвимых частей всей системы. Он не только плохо переносит разного рода механические воздействия, но и может выйти из строя просто в результате интенсивной эксплуатации.
• Испаритель. Представляет собой алюминиевый теплообменник, в котором происходит преобразование хладагента из жидкого состояния в газообразное. Располагается испаритель непосредственно в салоне транспортного средства там же, где расположен радиатор печки.
• Расширительный клапан. Небольшой, но весьма важный элемент, от которого напрямую зависит-то, сколько хладагента поступит в испаритель а, следовательно, именно от этого клапана будет зависеть производительность системы в целом. Если говорить проще, то этот маленький клапан отвечает за температуру в салоне.
• В отдельных случаях вместо расширительного клапана может использоваться расширительная трубка, которая фактически выполняет ту же задачу, но при этом имеет немного другую конструкцию. Применение расширительного клапана или расширительной трубки зависит исключительно от конструкции конкретной системы.
• В случае если в системе автомобильного кондиционера используется расширительная трубка, то в конструкции также будет присутствовать так называемый аккумулятор-осушитель, который выполняет функцию осушения и фильтрации хладагента.

Система автомобильного кондиционирования предусматривает два способа управления температурой воздуха в салоне:

1. Ручное управление, при котором водитель вручную с помощью специальных органов управления меняет температуру воздуха в салоне. При этом на процесс работы кондиционера будет влиять достаточно много факторов, таких как скорость автомобиля, температура окружающей среды, обороты на которых работает мотор и т. д.
2. Более совершенной считается автоматическая система управления. В блоке управления необходимо задать нужную температуру, а дальше электроника сама подстроится под требования водителя. Для этого автоматическая система оснащается несколькими датчиками температуры, электронным блоком управления, а также рядом достаточно сложны заслонок, клапанов и т. д.

Как правильно проверить работу компрессора

Осуществить проверку работы автомобильного кондиционера, лучше всего доверить профессионалам, при самостоятельной диагностике стоит обратить внимание на наличие посторонних звуков и запахов.

Что же касается более глубокой диагностики, то она осуществляется в следующем порядке:

• В первую очередь производится проверка системы при работе в штатном режиме обязательно нужно проверить то, как изменяется температура в салоне при изменении настроек, таким образом, иногда можно выявить явные неисправности органов управления.
• Ещё один довольно действенный способ – это банальный визуальный осмотр, при этом внимание следует уделить не только компрессору, но и всем остальным частям системы, а в частности, патрубкам, шлангам, радиаторам и т. д.
• Весьма важным моментом является измерение давление внутри системы кондиционирования, при этом проверять её нужно как в отключенном, так и в работающем состоянии.

Признаки неисправностей

Наиболее часто о неисправностях в системе автомобильного кондиционера говорят следующие признаки:

• Постоянный монотонный шум, при этом он слышен даже в том случае, если кондиционер не работает, но двигатель заведён. В случае включения кондиционера меняется характер гула в ту или иную сторону. Такой признак говорит о том, что пришло время заменить подшипник на шкиве компрессора.
• Ещё одна достаточно распространённая неисправность – это ситуация, когда по какой-либо причине не включается электромагнитная муфта.
• Утечка хладагента из системы, что значительно снижает эффективность работы системы.
• Посторонние шумы при работающем кондиционере, в частности, речь идёт о гудении, стуке, характерном «урчании» и т. д. При этом в системе можно зафиксировать достаточно значительные перепады давления.

Возможные причины поломки компрессора кондиционера

1. Выход из строя подшипника шкива компрессора чаще всего происходит из-за банального износа. Стоит отметить, что данная неисправность очень опасна, в том случае, если подшипник перестаёт правильно функционировать, велика вероятность, что вследствие повышенной нагрузки из строя также выйдет электромагнитная катушка. Также это приводит к перекосу шкива и возможной утечки хладагента.
2. В том случае если не работает электромагнитная муфта, то, скорее всего, она просто вышла из строя из-за перегрева компрессора. Также на бюджетных моделях может встречаться заводской брак элемента. Ну и, конечно же, нельзя исключать обычный износ, связанный со временем и активной эксплуатацией. Радует то, что произвести ремонт данной неисправности не вызывает больших проблем и производится при наличии достаточно простых инструментов. К тому же комплектующие в данном случае будут стоить достаточно дёшево.
3. Нарушение герметичности системы автомобильного кондиционера может быть вызвано повреждение корпусных деталей или патрубков. В первом случае крайне не рекомендуется производить ремонт самостоятельно более разумным будет обратиться к профессионалам, которые смогут осуществить ремонт компрессора. Ну а заменить соединительные трубки кондиционера гораздо проще.
4. Причиной появления посторонних шумов в процессе работы кондиционера, как правило, является выработка и износ рабочих поверхностей, перепады давления в системе также объясняются выходом из строя одного или нескольких клапанов, отвечающих за подачу хладагента. Причиной выхода из строя является постепенный износ системы или же недостаток или избыточное наличие хладагента. Отдельно стоит проверить радиатор на предмет засорения, однако, осуществить это в домашних условиях практически невозможно.

Ремонт основных неисправностей

В том случае, если выявлены какие-либо неисправности в работе системы, то, естественно, потребуется их устранить как можно быстрее.

Сделать это в некоторых ситуациях можно своими руками:

• В случае обнаружения, каких-либо механических повреждений корпуса компрессора, ликвидировать их будет возможно при помощи сварочного аппарата.
• При замене сальника или уплотнительных прокладок в первую очередь потребуется удалить из системы хладагент и демонтировать с транспортного средства компрессор.
• Для того чтобы заменить подшипник шкива, потребуется также снять компрессор. Далее подшипник снимается подшипник, а на его место впрессовывается новый.
• Ремонт электромагнитной муфты кроется взамене вышедших из строя элементов, в частности, прижимной пластины, сгоревшей катушки или шкива, всё зависит от того, какая именно деталь была подвержена выработки.
• Неисправности поршневой группы устранить своими руками достаточно сложно, т. к. для этого потребуется полностью разобрать компрессор. Следовательно, разумным решением будет прибегнуть к помощи профессионалов.

Кондиционер в автомобиле – это весьма удобная и практичная вещь. Для того чтобы обеспечить бесперебойную работу системы следует тщательно следить за его работоспособностью и состоянием ведь произвести ремонт иногда обходится достаточно дорого.