Электрокомпрессор кондиционера для автомобиля

Компрессоры кондиционера для электромобилей: особенности конструкции и нюансы обслуживания

Не секрет, что количество гибридных машин и автомобилей на электрической тяге неуклонно растет. Несмотря на то, что в ближайшие годы им не удастся вытеснить классические транспортные средства, лучше быть готовым к ремонту «экологичных» машин, когда они все-таки начнут ломаться. Естественно, новые технологи имеют свою специфику. К примеру, в гибридных и электрических автомобилях система кондиционирования охлаждает не только салон, но и тяговую аккумуляторную батарею. Поэтому на СТО придется применять иной подход при работе с такими авто, в частности, использовать в них другие компрессоры. Специалисты компании Denso решили рассказать в чем главные принципиальные отличия компрессоров для «зеленых» машин.

При отказе системы кондиционирования в автомобиле с ДВС водитель и пассажиры могут оказаться в некомфортных условиях, но сам автомобиль от такой поломки своих основных свойств не потеряет. Однако, в случае с электрокарами дела обстоят совсем по-другому. Как рассказывает специалист Denso, при выходе кондиционера из строя продолжать поездку опасно из-за риска перегрева батареи. Обычные компрессоры приводятся в действие ременным приводом двигателя, но электромобили таким приводом не оснащаются, а значит, необходимо использовать компрессор другого типа, в частности, с электроприводом.

Конструкция электрического компрессора кондиционера

Электрический компрессор включает в себя несколько компонентов, каждый из которых, в свою очередь, также состоит из отдельных составляющих.

Компрессор спирального типа всасывает, сжимает и нагнетает хладагент в систему кондиционирования. Приводит его в действие бесщеточный электродвигатель постоянного тока с ротором в виде постоянного магнита и обмоткой статора. Питает все это инвертор, который преобразует постоянный ток от высоковольтной аккумуляторной батареи в переменный ток для питания электродвигателя. Электронный блок управления системы кондиционирования подает управляющие сигналы на инвертор через блок высоковольтной батареи для управления частотой вращения электрического компрессора.

Кроме того, в системе присутствует маслоотделитель, так как компрессорное масло, попавшее в циркулирующий хладагент, может снизить эффективность системы кондиционирования.

Рабочее напряжение электродвигателя составляет 200В и выше. Так как во время работы электродвигатель выделяет тепло, он также охлаждается хладагентом. Для электрической изоляции электродвигателя и корпуса компрессора используемое компрессорное масло должно обладать высокими электроизоляционными свойствами.

Компания Denso занимается серийным производством электрических компрессоров с 2003 года. Именно она первой в мире интегрировала инвертор в конструкцию компрессора. В последнем поколении электрических компрессоров инвертор встроен в электродвигатель, что уменьшает вес и размеры компонента, а значит, экономит подкапотное пространство.

Преимущества электрического компрессора

К преимуществам смело можно отнести контролируемую частоту вращения для увеличения энергоэффективности. Как отмечают специалисты Denso, если контролировать частоту вращения электрического компрессора, то можно контролировать потребление энергии. Чем меньше энергии идет на привод компрессора, тем больше энергии можно использовать для тягового двигателя. Запас хода автомобиля увеличивается при использовании электрического компрессора, обеспечивающего высокую производительность на низкой частоте вращения.

Меньшее потребление энергии и увеличенный запас хода автомобиля с литий-ионной батареей благодаря компактным размерам.

Также, благодаря электрическому компрессору, система кондиционирования функционирует даже при отключенном двигателе благодаря встроенному в электрический компрессор независимому электродвигателю. Это является существенным преимуществом по сравнению с автомобилями с традиционным ДВС, так как в салоне поддерживается комфортный микроклимат.

Особенности замены электрического компрессора

Компрессор питается от высоковольтной аккумуляторной батареи. При рабочем напряжении 200–400В и выше замена компрессора становится нетривиальной процедурой. Прежде всего, перед началом нужно отсоединить аккумуляторную батарею, соблюдая необходимые меры безопасности.

Важно учитывать тип масла, которое используется в электрическом компрессоре, поскольку оно отличается от того, что применяется в компрессорах с механическим приводом. Известны случаи, когда механики СТО, не зная о различных типах масла, допускали их смешивание, что приводило к поломке компрессора. Использование неподходящего масла может стать причиной короткого замыкания и повреждения электродвигателя компрессора.

Для проверки герметичности корпуса компрессора используется специальный ультрафиолетовый краситель, который обязательно должен соответствовать спецификации SAE. Любой другой ультрафиолетовый краситель может ухудшить электроизоляционные свойства компрессорного масла.

Не стоит забывать и об установке для заправки системы кондиционирования. Как правило, в большинстве СТО используется установка для заправки системы кондиционирования, которая может работать с маслом только одного типа. Это нужно учитывать при обслуживании гибридных и электрических автомобилей. На рынке существует несколько способов решения этой проблемы, например, установки со встроенной программой промывки, которая позволяет легко «переключать» тип масла. Тем не менее, для дополнительной безопасности рекомендуется использовать разное оборудование для обслуживания гибридных и электрических автомобилей.

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/dvizhok/kompressory-kondicionera-dlia-elektromobilei-osobennosti-konstrukcii-i-niuansy-obslujivaniia-5ce54daad102e000b3367836

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.

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

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

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».

Источник статьи: http://dok.ua/stati-i-obzory/oxlazhdenie_i_otoplenie/153/kompressor-kondicionera-avtomobilya