Неисправности и ремонт компрессора автокондиционера

С наступлением летней жары кондиционер становится единственным спасением для автомобилистов, вынужденных много времени проводить за рулём. Но это достаточно сложное устройство имеет свойство иногда капризничать, и чаще всего это происходит в самый неподходящий момент. В большинстве случаев причина неисправности кроется в компрессоре – это самый нагруженный узел климатической системы. Если поломка относится к другим компонентам – это преимущественно мелкие неприятности, которые можно исправить самостоятельно и без лишних трат. С компрессором дела обстоят намного серьёзнее, его ремонт обычно дорогостоящий, а причины его неработоспособности могут быть самыми разными. Как диагностировать неисправность, как определить, что выгоднее, ремонтировать самостоятельно, отвезти на СТО или поменять весь узел на новый, – на эти и другие вопросы мы постараемся дать развёрнутый ответ.

Компрессор – основной компонент системы кондиционирования

Принцип работы компрессора кондиционера автомобиля практически не отличается от работы компрессора бытового холодильника. По существу, это «близкие родственники» в мире техники. Не стоит удивляться, что и внутреннее устройство этих систем охлаждения идентичное. По крайней мере, компрессор является одним из главных узлов и холодильника, и автокондиционера. Его можно назвать сердцем устройства, перекачивающим по кровеносным сосудам вместо крови фреон. Все современные климатические системы комплектуются компрессорами двух типов: роторно-лопастными и поршневыми.

Принцип работы роторно-лопастного автомобильного компрессора напоминает схему функционирования электронасоса, используемого для надувания матраса. Его главной частью является вращающийся ротор, лопасти которого создают разрежение, затягивающее хладагент с одной стороны, и проталкивающее его в главную магистраль под определённым давлением, заставляя фреон циркулировать по замкнутому контуру на протяжении всего времени работы кондиционера.

Главной деталью поршневых компрессоров является поршень, заставляющий хладагент сжиматься в рабочей камере и под воздействием давления циркулировать по магистрали. Конструкция поршневых компрессоров может быть разной – с одним или несколькими поршнями, с различной их ориентацией (V-образной, как в автомобиле, с расположением в одной плоскости или крестообразно).

Существуют и другие разновидности компрессоров – при желании можно насчитать до сорока различных модификаций, но все они являются вариациями двух основных типов. Поэтому останавливаться на детальном описании каждой разновидности не имеет смысла – все они выполняют одну задачу: заставляют хладагент двигаться по замкнутому кругу, попадая в конденсатор, осушитель, ресивер, испаритель и другие узлы системы кондиционирования.

Конструктивные особенности компрессора

Поскольку компрессор является основным потребителем энергии климатической системы, в его задачи входит самая трудоёмкая часть работы – создание требуемого давления в системе. Кроме того, согласно законам термодинамики, молекулы сжимаемого газа нагреваются, и под воздействием давления газ переходит в жидкое состояние. Строго говоря, возможность изменения агрегатного состояния хладагента и является тем основополагающим принципом, который лежит в основе данного способа охлаждения нагнетаемого из салона тёплого воздуха. Фреон и является веществом, которое под воздействием давления легко становится то жидкостью, то газом, нагреваясь и охлаждаясь соответственно.

Устройство компрессора кондиционера автомобиля

Задача компрессора – обеспечить перемещение фреона по замкнутому контуру. После компрессора фреон попадает в конденсор, где благодаря обдуву воздухом, производимым вентилятором, он охлаждается, конденсируясь на трубках радиатора, меняя своё агрегатное состояние на жидкое. Проходя через ресивер, хладагент очищается от загрязнений и поступает в терморегулируемый вентиль, задача которого – дозировано впрыскивать фреон в испаритель. Это узел, который непосредственно отвечает за охлаждение салона. Здесь хладагент в виде аэрозоли охлаждается ещё больше, переходя в газообразное состояние. Рабочий орган испарителя – это радиатор, или система трубок. Контактируя с ними, фреон охлаждает их поверхность, а вентилятор сдувает холод назад в салон.

Хладагент же двигается дальше, находясь в достаточно охлаждённом состоянии, попадая обратно в компрессор. Таким образом, круг замыкается, обеспечивая непрерывное поступление холодного воздуха в салон автомобиля. Участок от компрессора до ТРВ называют магистралью высокого давления, область от испарителя до компрессора – зоной низкого давления. Рабочие параметры автокондиционера контролируют датчики: при избыточном давлении, которое возникает, например, когда автомобиль стоит в пробке, вентилятор включается на полную мощность, помогая конденсору выполнить свою работу – преобразовать газ в жидкость и тем самым разгрузить магистраль. Если это не помогает, срабатывает датчик аварийного давления, отключающий кондиционер.

Мы уже упоминали, что компрессор потребляет немало энергии, отнимая у силового агрегата порядка 5 – 15 лошадиных сил, и этот отбор мощности на слабых моторах весьма ощутимо сказывается на динамических характеристиках. Кроме того, работающий кондиционер становится причиной роста расхода топлива (до 1 литра на 100 км.), что заставляет многих водителей ездить с выключенной системой кондиционирования, несмотря на адскую жару. Понятно, что открытые окна при невысокой скорости движения малоэффективны, а при скоростной езде это мощный источник сквозняков. Так что если хочешь ездить с комфортом, нужно смириться с дополнительными расходами и снижением приёмистости двигателя.

Причины возникновения неисправностей в компрессоре

Многие даже достаточно опытные водители пребывают в заблуждении, полагая, что компрессор является самым надёжным узлом автокондиционера и что обслуживать там попросту нечего. Рано или поздно такие убеждения приводят к тому, что в работе компрессора появляются симптомы, которых раньше не было. Например, гул при включении кондиционера. Поскольку определить источник появления постороннего шума из-за работы двигателя удаётся не всегда, при бездействии владельца автомобиля компрессор достаточно быстро приходит в неисправное состояние, которое может потребовать дорогостоящего ремонта или полной замены этого узла.

Второй по частоте возникновения неисправностью компрессора является неработоспособность муфты. Если при включении кондиционера не слышно характерного щелчка, означающего, что муфта вошла в зацепление со шкивом – это как раз и свидетельствует о неполадках в этом узле компрессора. Электромагнитная муфта может сломаться из-за перегрева компрессора (например, при длительной работе на стоящем автомобиле в условиях высокой внешней температуры), в результате чего оплавляется проводка катушки. Может иметь место и заводской дефект в самой муфте, проявляющийся в образовании недопустимо большого зазора между шкивом и прижимной пластиной.

Если автомобиль возрастной, то причиной потери работоспособности муфтой может являться её элементарный износ. Ремонт компрессора кондиционера авто в этом случае осуществляется посредством замены муфты, которая производится практически в той же последовательности, что и установка нового подшипника.

Поломка компрессора может быть вызвана его засорённостью или разгерметизацией. В последнем случае устранить проблему можно простой затяжкой соединений, если причина разгерметизации именно в этом. Чтобы прочистить компрессор, необходимо его разобрать, тщательно промыть и заменить ремкомплект. Если вы никогда не разбирали компрессор автокондиционера, лучше доверить эту операцию профессионалам, особенно если были повреждены корпусные детали. Возможно, неработоспособность компрессора вызвана засорением магистральных трубок. Диагностировать такую неисправность сложно, а вот прочистить или заменить трубки можно и самостоятельно.

Причиной шума при включении и работе автокондиционера может быть отсутствие рабочего давления на магистрали нагнетания. Если показания манометров свидетельствуют именно об этом, виновным может быть и компрессор – из-за естественного износа, по причине заливки слишком большого количества фреона или из-за его утечек. В таких случаях производят дефектовку компрессора, позволяющую уточнить природу неисправности и приступить к выполнению ремонтных работ.

Нарушение герметичности – ещё одна распространённая причина поломок компрессора. Обычно к такому результату приводят либо ослабление крепления магистрального трубопровода, либо повреждения сальника. В последнем случае его замену произвести самостоятельно вряд ли получится – это намного сложнее, чем заменить подшипник. Впрочем, удешевить ремонт компрессора автокондиционера можно, если самостоятельно его снять и в таком виде привезти в мастерскую. Как показывает практика, достаточно одного месяца езды на потёкшем сальнике, чтобы вал компрессора (вернее, его наружная часть) полностью покрылся коррозией. Так что, скорее всего, потребуются его снятие и шлифовка.

Заклинивание поршня – самая серьёзная поломка компрессора. Здесь одной заменой не обойтись, так как обычно сломанный поршень повреждает и стенки цилиндра, и клапаны. В таких случаях оптимальным вариантом восстановления работоспособности компрессора и всей системы кондиционирования является его полная замена на новый агрегат.

Замена подшипника шкива компрессора

Чаще всего наличие шума свидетельствует о том, что износился подшипник шкива компрессора, или есть потёртости или другие дефекты на ременной передаче. И в том, и в другом случаях монотонное гудение может иметь место даже при выключенном кондиционере, но работающем двигателе.

Если не заменить подшипник или ремень, как только вы заметили подозрительные звуки из-под капота, последствия могут быть весьма печальными. Обычно из-за перегрева подшипника происходит выход из строя электромагнитной катушки, приводящей в движение муфту. Подшипник рано или поздно заклинивает, что становится причиной поломки крышки компрессора и появления множества мелких трещин на торце устройства. Но даже если передняя крышка устояла, нарушение герметичности приведёт к утечке хладагента, который одновременно является и смазкой для компрессорного вала (в состав фреона добавляется специальное масло). В результате вал перегревается, что может стать причиной возгорания компрессора.

Не исключён и вариант перекоса шкива, при котором происходит его неравномерный износ и заклинивание компрессора. Возможен и разрыв ремня, который может нанести непоправимый вред электрическим проводам, находящимся в пределах досягаемости. Для предупреждения подобных ситуаций следует как можно быстрее заменить посыпавшийся подшипник.

Подобная операция может быть произведена и самостоятельно, при наличии обычного набора инструментов. Последовательность замены следующая:

• после установки машины на яму снимаем колесо со стороны компрессора;
• откручиваем четыре (реже – три) болта, которыми компрессор крепится к раме, если этому будет мешать генератор, придётся снять и его; 
• откручиваем гайку, которая удерживает прижимной диск муфты, демонтируем её;
• под прижимным диском находится стопорное кольцо, с помощью которого удерживается шкив с установленным на него подшипником. Снять кольцо несложно, после чего можно извлечь и шкив; 
• поскольку моторный отсек современного автомобиля заполнен очень плотно, встречаются ситуации, когда снять шкив без отсоединения компрессора от системы кондиционирования технически невозможно. В этом случае необходимо сначала удалить фреон из системы, для чего медленно ослабить хомуты, удерживающие резиновую трубку на компрессоре. Быстрое ослабление нежелательно, поскольку в этом случае фреон, находящийся под давлением, вырвется из системы, что может представлять опасность и для автомобиля, и для водителя, проводящего ремонт;
• подшипник обычно крепится посредством стопорного кольца, снять которое достаточно просто. Если же он развальцован, придётся использовать старый проверенный способ – молоток с зубилом. Вытянуть подшипник можно либо съёмником, либо используя обойму от другого подшипника такого же или немного меньшего диаметра;
• остаётся установить новый подшипник и осуществить сборку всех узлов в обратном порядке.

Немного о масле в хладагенте

Любой ремонт компрессора чреват нарушением баланса масла, добавляемого во фреон для обеспечения смазки деталей автокондиционера. Раз уж вы оказались вынуждены заниматься восстановлением работоспособности компрессора, нелишним будет учесть несколько рекомендаций, основанных на опыте ремонта климатических систем.

Если вы занимаетесь работами, требующими полного демонтажа компрессора, учтите, что масло в системе, пусть и в небольших количествах, всё же осталось – в отличие от летучего фреона, оно не успевает стечь ни из магистралей, ни из других узлов кондиционера. Чтобы слить эти остатки, придётся промывать систему. Это накладно, но необходимо.

При заправке фреоном в него уже добавлено необходимое количество масла, так что промывка позволяет добиться идеального соотношения хладагента к смазочному материалу. Алгоритм определения требуемого количества масла в системе следующий:

• определите его количество в снятом компрессоре;
• узнайте из документации, сколько масла должно быть;
• отнимите от последней цифры первую и запомните разницу;
• когда будете сливать масло из магистралей, следите, чтобы его объём был меньше или равен сохранённому расчётному показателю. Если в системе есть излишки масла – их сливать не нужно.

Обычно после ремонта компрессора требуется доливка масла. Сколько доливать – важно, поскольку его избыток спровоцирует заклинивание компрессора и полную его замену. Если вы знаете, сколько масла слилось, заливайте столько же плюс 40 грамм, при этом рекомендуется использовать ту же самую разновидность смазывающей жидкости. Необходимо также знать, что доливку следует осуществлять исключительно через порт высокого давления – иначе существует вероятность создания недостаточного вакуумирования внутри магистрали.

Замена, промывка, заправка компрессора

О некоторых неисправностях, требующих полной замены компрессора, мы уже говорили. К таковым следует причислить и случаи, связанные с неправильным монтажом системы кондиционирования, а также несоблюдение правил эксплуатации. Разборка компрессора кондиционера автомобиля в таких случаях практически бесполезна. Обычно в автосервисе, обнаружив утечку хладагента, ограничиваются заменой фильтров, устранением протечек и дозаправкой системы. Однако в большинстве случаев подобную неисправность нужно лечить более кардинальным способом, поскольку при разгерметизации в систему неизбежно попадает влага, что требует промывки, а в ряде случаев – разборки компрессора и чистки всех его узлов, подвергшихся агрессивному воздействию грязи и влаги.

Промывку следует осуществлять поэтапно, а в качестве промывочной жидкости использовать либо четырёххлористый углерод, либо разновидности фреона (R11/R113). Первый этап заключается в полном удалении остатков загрязнённого хладагента с помощью вакуумированного баллончика. Затем осуществляется промывка указанными жидкостями, которую следует выполнять до тех пор, пока из компрессора не станет вытекать прозрачная субстанция. После этого следует заправить систему смесью фреона R11/R113 и масла, взятых в одинаковой пропорции, включить кондиционер и дать ему поработать на протяжении 10 – 15 минут, после чего слить смесь. После завершения промывки компрессора необходимо выполнить его вакуумирование, что позволит вытеснить остатки промывочной жидкости.

И только после этого систему заправляют специальным маслом, обладающим высокой гигроскопичностью (способностью усиленно впитывать воду из атмосферного воздуха). Поэтому при заливке масла нужно постараться исключить его контакт с воздушной средой. Для избавления системы от влаги, которая так или иначе попадает в компрессор, проводят завершающую продувку агрегата, используя сухой азот или любой газообразный хладагент.

Следует знать, что для нового автомобиля (или после установки новой системы кондиционирования) заправка фреоном производится раз в 2 года, а после 6 лет эксплуатации кондиционера – ежегодно. Продление срока службы компрессора можно добиться, периодически включая кондиционер на 10 – 15 минут при длительном простое автомобиля (в том числе и зимой). Такую операцию следует проводить не реже раза в неделю.

Замена муфты

Муфта является обязательным элементом автомобильного кондиционера, обеспечивающим соединение вала компрессора с приводным шкивом, который вращается постоянно, независимо от того, включена климатическая система или бездействует. В настоящее время используется несколько типов электромагнитных муфт, причём для каждой разновидности требуется использовать своё масло. При несоблюдении этого требования муфта гарантированно выйдет из строя гораздо раньше среднего времени наработки на отказ. Поскольку муфта связана со шкивом, она постоянно вращается вместе с ним. При включении автокондиционера слышен щелчок, который и свидетельствует о том, что она вошла в зацепление с компрессорным валом, тем самым проводя его в действие.

Если щелчок не раздаётся, и при этом имеются различимые шумы в районе муфты, – это явный признак того, что данный элемент компрессора неисправен. Нередки и ситуации, когда по всем внешним симптомам муфта должна быть рабочей, но передача вращения с двигателя на вал компрессора не происходит. В таких случаях диагностика с использованием специального оборудования помогает локализовать причину неисправности. Отметим, что такие приборы стоят достаточно дорого, поэтому встречаются они далеко не на каждой СТО.

Отметим, что благодаря простоте конструкции приводная муфта считается достаточно долговечным узлом, который ломается относительно редко. В любом случае, ремонт муфты компрессора кондиционера автомобиля менее выгоден, чем её замена, поскольку стоит она недорого. А сама операция замены выполняется достаточно просто (особенно если вы уже занимались демонтажем компрессора).

Ремонт трубок и шлангов

Своевременная диагностика соединительных шлангов, идущих от компрессора и подверженных действию высокого давления – гарантия длительной работы как компрессора, так и всей климатической системы. При соблюдении рекомендованной периодичности проведения проверок срок годности компрессора автокондиционера удаётся увеличить в полтора – два раза. Проблема заключается в том, что магистральные шланги подвержены встряскам и вибрациям, неизбежным при движении по неидеальных дорогах. Ещё одним фактором риска является близкое соседство шлангов, идущих непосредственно к компрессору, с выпускным коллектором – источником повышенной температуры. В результате именно в этих местах чаще всего происходит пересыхание и растрескивание магистральных трубопроводов, что грозит разгерметизацией системы.

Такой же результат возможен и при старении различных резиновых изделий – прокладок и уплотнительных колец. Наконец, потеря герметичности возможна и на металлических трубках, которые подвержены воздействию коррозии. Поэтому так важно регулярно производить визуальный осмотр магистральных трубопроводов (особенно на участке высокого давления) и во всех местах, где возможна утечка хладагента. О том, что таковая имеет место быть, расскажут масляные разводы. В таких случаях потребуется незамедлительный ремонт прохудившихся элементов (шлангов, трубок, прокладок, уплотнительных колец), а если это невозможно – их полная замена.