Все про компресор кондиціонера автомобіля

Автокондиціонер – зручна опція, яка сьогодні доступна кожному власнику іномарки. Але кожен додатковий пристрій стає не тільки зручністю, але і «слабким місцем», схильним, як і будь-який механізм, до поломок і зношення. Це відноситься і до складного і дорогого вузла системи кондиціонування – компресора.

Трохи історії

Необхідність охолоджувати салон автомобіля першими усвідомили американці: на довгих дорогах спекотних південних штатів поїздка перетворювалася на справжнє випробування. Оскільки перші кондиціонери з'явилися на початку ХХ століття (вже в 1903 році вони були встановлені в будівлі Нью-Йоркської фондової біржі), а через 30 років стали звичною деталлю інтер'єру, установлення системи кондиціонування в автомобілі стало тільки питанням часу.

Охолодження салону автомобіля холодним повітрям,
м. Г'юстон, 1957 рік

З 1933 року кондиціонери почали монтувати в автомобілі на замовлення власників, а 1939 ознаменував початок нового етапу: установки систем кондиціонування в заводській комплектації. Як і всі новинки, це коштувало чималих грошей і було доцільно тільки для самих дорогих автомобілів. Але, як і все нове, ці перші системи, незважаючи на високу вартість, були малоефективними і незручними. Тільки в 1954 році кондиціонування об'єднали з обігрівом салону, підвищивши ефективність і зробивши користування на порядок зручніше. У такому варіанті система і розвивалася аж до сьогоднішнього дня, поступово поліпшуючись в деталях, але не змінюючись принципово.

Функція компресора

В замкнутій системі кондиціонування охолодження фреону в випарнику відбувається за рахунок різкої зміни тиску: рідкий фреон під великим тиском проходить через вузький отвір, розпорошуючись і моментально охолоджуючись. Завдання компресора – перепомповування холодоагенту (фреону) з контуру низького тиску (від радіатора конденсатора) в контур високого тиску (до радіатора випарника) з одночасним його стисненням, а значить, з підвищенням температури. В конденсаторі фреон охолоджується і переходить в рідкий стан, після чого знову надходить в конденсатор. Компресор кондиціонера іноді називають «серцем» системи, настільки важлива його безперебійна робота для нормального функціонування кондиціонера. У той же час на компресор лягає і найбільше навантаження.

Види компресорів

Більшість компресорів мають механічний привід від колінчастого вала двигуна.

• Компресори постійного обертання з'єднані з колінчастим валом безпосередньо через шків і починають працювати одночасно з ним. Поки кондиціонер не потрібен, компресор кондиціонера працює вхолосту і тільки при увімкненні кондиціонера він починає перекачувати холодоагент.
• Компресори непостійного обертання з'єднуються з колінчастим валом через шків за допомогою соленоїда (електромагнітної муфти), який спрацьовує при увімкненні кондиціонера і тільки тоді запускає компресор.

Другий варіант – компресори з власним приводом (електро), які можуть працювати і в той час, коли двигун відключений. А для автомобілів з системою «старт-стоп» використовуються моделі з комбінованим приводом.

Привід від колінчастого вала забирає у двигуна приблизно від 1,5 до 15 к.с. залежно від моделі компресора і потужності самого двигуна.

Компресори розрізняються за типом конструкції: поршневі, роторно-пластинчасті та спіральні.

Поршневий компресор

В основі конструкції кілька поршнів (рідше один) з різним варіантом розташування: по колу, V-подібно, опозитно або в ряд. Найчастіше можна зустріти кругове розташування, при якому встановлюється від 2 до 10 поршнів, що по черзі приводяться у рух похилим диском, що обертається.

В поршневих компресорах є можливість регулювання робочого об'єму, від 2-3 до 100%. Управління здійснюється за рахунок переміщення рухомого диска (і відповідно поршнів двигуна) уздовж осі, в результаті чого зменшується або збільшується довжина ходу поршня.

Схема поршневого компресора

Роторно-лопатевий компресор

Складається з ротора з висувними лопатями (двома або більше), що обертаються в корпусі прецизійної форми. Через впускний отвір в корпус потрапляє фреон, проходить через серповидну порожнину і входить в випускний отвір на ділянці звуження. Стиснення фреону відбувається за рахунок зміни об'єму секторів в процесі обертання ротора.

Схема роботи роторного компресора

Спіральний компресор

Така конструкція досить рідко зустрічається, в основному в компресорах з електроприводом. Складається з двох спіралей, вставлених одна в одну зі зрушенням 180о. Одна з спіралей нерухома, друга обертається, в результаті чого від країв до центру утворюються порожнини з об'ємом, що поступово зменшується. Розріджений фреон входить з країв спіралей і стиснений, виходить з центру.

Принцип роботи спірального компресора.
1. Розташування спіралей відносно один одного.
2. Захоплення розрідженого фреону.
3. Переміщення до центру з одночасним стисненням.
4. Схема безперервного процесу.

Основною перевагою спіральних компресорів є невелика вага і габарити, що важливо для компонування підкапотного простору. А недолік конструкції – порівняно висока ціна.

Технічні характеристики

Всі компресори класифікуються не тільки за конструкцією і приводом, але і за технічними параметрами.

Одна з найважливіших характеристик – продуктивність (см³/хв). Виробники вказують, чи є функція зміни робочого об'єму (постійний або змінний обсяг) і в яких межах.

В поршневих моделях вказується діаметр і хід поршня, в роторних – тип лопатей (фіксовані або нефіксовані).

В описі компресора також вказується діаметр і розташування патрубків (горизонтальне або вертикальне), а також тип холодоагенту, для якого він призначений, і в'язкість компресорної оливи.

Маркування компресора:
тип холодоагенту 134а, олива класу SP-10 (ISO 100)

Більшість виробників комплектують компресор необхідною кількістю рефрижераторної оливи, необхідної для змащення.

Трохи про компресорну оливу

При роботі кондиціонера частина оливи випливає з компресора і розподіляється всією системою. Це оберігає внутрішні поверхні від корозії, а гумові прокладки та ущільнювачі – від затвердіння. При знятті компресора (для заміни або ремонту) оливу потім необхідно долити до потрібного рівня.

Схема розподілу оливи з нового компресора системою

Особливість даної оливи в тому, що вона працює без заміни протягом тривалого часу, причому в умовах як високих, так і низьких температур, залишаючись при цьому як і раніше рідкою і однорідною. Але для цього необхідне дотримання кількох умов: герметизувати систему для видалення повітря (ця робота робиться при заправці кондиціонера фреоном), підбирати оливу, відповідну типу холодоагенту і не змішувати оливи різних типів між собою.

Основний параметр вибору оливи – тип фреону. Автокондиціонери заправляють двома основними видами фреонів: хлорвмісний R-12 (в автомобілях до 1993 року випуску) та нові безхлорні R134a і R-1234yf (в машинах після 1995 року). На «стику» цих двох періодів автокондиціонери могли заправити будь-яким з цих фреонів.

Відповідно вибирається один з трьох видів оливи:

• Поліалкіленгліколева (PAG). Синтетична олива, відповідна для фреону R134a і R-1234yf, тобто використовується в нових автомобілях. Її особливістю є висока гігроскопічність: оливу зв'язує вологу з навколишнього середовища, в результаті чого втрачає свої властивості і перетворюється в потужний окислювач. Тому такі оливи часто випускають в невеликій тарі, достатньої лише на одну заправку. Також PAG-олива негативно впливає на гумові прокладки та ущільнювачі, викликає їх викривлення і всихання.
• Мінеральна. Продукт переробки нафти, що використовується для систем на фреоні R-12. На відміну від PAG, не вступає в реакцію з вологою з повітря і не псує гумові деталі. Цією оливою змащують о-ринги (кільця ущільнювачів), щоб захистити від впливу холодоагенту, вологи і перепадів температур.
• Поліестерова (естерові, поліальфаолефінові або POE). Використовується для компресорів з електроприводом, встановлених в гібридних системах. Естерова олива володіє високими ізоляційними властивостями, завдяки чому рекомендується до застосування в сучасних системах кондиціонування. Також вона використовується в системах, перероблених з R-12 на R134a. Одна з особливостей цієї оливи – низька термічна стійкість. При перегрів вона розкладається, після чого перегрівається і виходить з ладу компресор.

Крім основи, оливи розрізняються за в'язкістю, що важливо для вибору. На старих автомобілях використовувалися мінеральні оливи однієї стандартної в'язкості, на нових системах застосовуються PAG і POE з різним ступенем в'язкості, стандартизованої за ISO. В даний час проводяться оливи з в'язкістю 46, 100 і 150, і рекомендації щодо вибору вказуються на маркуванні компресора. У разі, якщо рекомендована в'язкість оливи невідома, фахівці заливають оливу ISO 100 в усі компресори, що працюють на фреоні R134a. Заливання оливи невідповідної в'язкості (занадто рідке або дуже густе), можна за короткий час «убити» компресор.

Компресорна олива в'язкістю ISO 46 і ISO 150
для різних кліматичних умов

Фахівці категорично не рекомендують змішувати різні типи олив: пластівці, що утворюються при цьому, засмічують радіатори і викликають передчасне зношення деталей компресора.

Лагодити або міняти?

При належному техобслуговуванні компресор може пропрацювати досить довгий час, не вимагаючи повної заміни. Але є деталі, які зношуються в першу чергу, і саме їх можна замінити окремо від решти конструкції. В першу чергу це підшипник муфти, який зношується і в результаті може заклинити. Також заміні підлягає шків і сальник, при зношуванні якого з'являється витік фреону. Своєчасний ремонт – кращий спосіб продовжити експлуатацію недешевого компресора.

Однак у випадках поломок самого механізму, фахівці рекомендують міняти компресор цілком: як і в двигуні, з'являються задирки на поршнях, зношення дзеркала циліндрів і інших частин. При появі несправностей посилюється тертя деталей, а значить – підвищується температура компресора під час роботи. Олива перегрівається, перестає виконувати свої функції і в результаті компресор виходить з ладу, попутно «вбиваючи» суміжні деталі системи кондиціонування.

Перегріта в'язка олива, що викликала відмову компресора

Є кілька причин поломки компресора:

• Природне зношення деталей;
• Оливане голодування;
• Перегрів;
• Волога (яка потрапляє в систему при розгерметизації);
• Недостатність або надлишок холодоагенту (при недостатньому тиску система автоматично відключається, а ось надлишок фреону може викликати перевантаження компресора);
• Недостатнє охолодження фреону в конденсаторі (несправний вентилятор, засмічені трубки радіатора).

Як видно, в більшості випадків поломки компресора можна уникнути, якщо вчасно проводити ТО системи кондиціонування, звертаючись до кваліфікованих майстрів.

Робота автомобільного кондиціонера залежить не тільки від компресора, але і від чіткого і злагодженого функціонування всіх елементів системи, в тому числі численних датчиків, встановлених на різних ділянках. І, звичайно, одним з факторів комфорту буде якісний фільтр салону, завдяки якому навіть на найбільш завантаженій трасі в літню спеку пасажири автомобіля будуть насолоджуватися свіжим і прохолодним повітрям.

Про те, як вибирати компресор кондиціонера і на що звертати увагу, читайте наш "Гід покупця".