Муфта компрессора кондиционера: устройство, неисправности, диагностика и ремонт

О муфте компрессора кондиционера обычно вспоминают, когда она ломается и не хочет включать кондиционер. А ведь именно благодаря этой неброской и непримечательной детали автомобильный кондиционер перешел из категории дорогостоящей, но неэффективной и неудобной обузы в привычную опцию для комфорта даже для самых бюджетных машин. Как устроена муфта кондиционера и что в ней может сломаться?

Автомобильный кондиционер с трудом отмечает свой день рождения, поскольку в его создании присутствует определенная этапность, не позволяющая четко обозначить и отпраздновать единую дату. Например, модели автокондиционеров, появившиеся в начале 30-х годов ХХ века были, по сути, тем, что называют «дилерскими опциями», и автопроизводители не имели к ним прямого отношения. Следующий знаковый этап развития относится уже к штатным заводским агрегатам. Однако они поначалу не имели интеграции со штатными трубопроводами отопления и вентиляции, обладали жутко неудобным распределением охлажденного воздуха и работали почти без управления. Ну и лишь в середине 50-х годов «кондей» полностью сросся с системой вентиляции и отопления, переехав из багажника целиком под капот (ранее теплообменный модуль располагался сзади) и получив возможность регулировки температуры.

Собственно, именно в 50-е годы автомобильный кондиционер переродился из сложной стимпанк-конструкции в полноценную опцию комфорта – когда американская холодильная компания Nash-Kelvinator Corporation (вошедшая в состав American Motors Corporation (AMC), одного из ведущих автобрендов того времени) подарила автовладельцам возможность включать «кондишн» нажатием кнопки, а не набрасыванием ремня на шкив под капотом, как это было раньше! И это стало возможным как раз благодаря героине нашей сегодняшней истории – электромагнитной муфте.

Справедливости ради нужно сказать, что в старых системах ремень не «набрасывался» в буквальном смысле, как это формулируют некоторые источники в Сети. Такой процесс – явный перебор даже по меркам многолетней давности. На самом деле ненатянутый ремень привода компрессора ранних автокондиционеров всегда лежал на шкивах, проскальзывая почти без трения, а при включении кондиционера вручную поджимался качающимся роликом на рычаге и начинал передавать крутящий момент. Сегодня такое решение повсеместно распространено в дачных мотокультиваторах. Ну а мы переходим к современному варианту решению вопроса.

Устройство муфты

Как уже было сказано, существенную роль в переходе автокондиционера в разряд удобных функций сыграла электромагнитная муфта, позволяющая удаленно по проводам управлять передачей крутящего момента на компрессор от двигателя. Узел этот весьма консервативный в силу своей простоты и безупречности конструкции, поэтому он практически не меняет свой конструктив уже более полувека.

Электромагнитная муфта кондиционера, что приятно, относится к узлам необслуживаемым, достаточно надежным, при этом относительно легко заменяемым в сборе при выходе из строя, да еще и недорогим. Согласитесь, уникальное для современного автопрома сочетание качеств, когда на многих автомобилях даже заурядный термостат уже стал многоклапанным, электронным и кратно более дорогим.

Впрочем, те, кто сталкивается с неисправностью муфты «кондея» впервые и открывает официальные каталоги в поиске номера детали, нередко приходят в ужас от того, что отдельно муфты или ее катушки в списке просто нет! Предлагается купить оригинальный компрессор в сборе с муфтой и шкивом, зачастую стоящий, как пол-автомобиля. Пугаться не стоит – на самом деле для 99% автомобилей муфту или ее элементы можно купить за весьма умеренные деньги.

Конструктивно муфта весьма несложна. На компрессоре кондиционера установлен шкив, вращающийся на собственном подшипнике, соосный валу компрессора, но не имеющий с ним жесткого соединения – то есть, свободно вращающийся, но не тянущий за собой вал. Непосредственно на валу компрессора жестко сидит прижимной диск, способный за счет плоских пружин слегка двигаться в своей плоскости. В полости шкива располагается катушка – кольцевой электромагнит. Катушка неподвижна, закреплена на корпусе компрессора и не испытывает ни вращательных, ни осевых нагрузок в процессе работы, воздействуя на диск лишь магнитным полем, бесконтактно.

Пока кондиционер не включен, ремень вспомогательных агрегатов вращает шкив компрессора вхолостую – сам компрессор неподвижен. Как только кондиционер включают, на катушку подается напряжение, и магнитное поле притягивает диск на валу компрессора к шкиву, после чего они начинают вращаться вместе, как единое целое. Притяжение прижимного диска к шкиву осуществляется через преодоление упругости плоских пружин диска – эти же пружины отводят диск от шкива при снятии напряжения с катушки, обеспечивая зазор, благодаря которому диск не трется о шкив в выключенном положении муфты.

Шкив рассчитан под поликлиновый ремень и оснащен внутренним подшипником. Подшипник сменный, запрессован и зафиксирован от осевого смещения распорным кольцом.

Обратная сторона шкива, показанная на фото слева, – рабочая прижимная поверхность. Справа на фото – прижимной диск и, соответственно, его прижимная поверхность. Этот диск жестко сидит на валу компрессора.

Три плоские радиальные пружины (примерно как на корзине сцепления машины с МКП) позволяют жестко установленному на валу компрессора диску слегка (на десятые доли миллиметра) двигаться в осевом направлении, притягиваясь магнитной силой к шкиву.

Ну а за само притяжение шкива к диску отвечает катушка электромагнита.

Неисправности, диагностика и ремонт

Одна из основных неисправностей муфты кондиционера (в 9 случаях из 10) – перегорание обмотки ее катушки. Работает катушка в весьма тяжелых температурных условиях, и, несмотря на использование провода с термостойкой лаковой изоляцией и заливку обмотки эпоксидным компаундом, иногда все же обмотка не выдерживает… Часто диагностирование этой неисправности происходит «автоматически» – обмотка муфты сгорает с обугливанием компаунда, что передается в салон неприятным характерным запахом пластиковой гари. Сочетание вони с прекращением подачи холодного воздуха из дефлекторов подтверждает: катушка вышла из строя. А при выключении и повторном включении кондиционера больше не слышно щелчка из-под капота.

Так выглядит типичная сгоревшая катушка: компаунд, который должен быть гладким и глянцевым, превратился в «лунный ландшафт» и воняет.

Физическая диагностика проблемы достаточно проста: нужно отсоединить разъем катушки муфты (обычно в этом разъеме всего 2 контакта) и прозвонить контакты мультиметром в режиме омметра. Исправная катушка должна «звониться», как короткое замыкание – показывая сопротивление 1-3 ома (приблизительно, в зависимости от степени точности вашего мультиметра). Если же в катушке обрыв, то омметр покажет «бесконечность», отсутствие сопротивления. А на ответной части разъема при включении кондиционера должно появляться напряжение питания 12 вольт (оно проверяется уже вольтметром или лампочкой). 

Еще один способ проверить катушку – опять же отключить ее от разъема и подать непосредственно на нее двумя проводами плюс и минус от аккумулятора. Исправная катушка должна четко щелкнуть, замкнув муфту. Правда, тут есть нюанс! Во многих катушках (хотя и не во всех) имеется встроенный диод. Он включен параллельно обмотке и призван гасить импульс напряжения самоиндукции при выключении муфты. Его наличие означает, что у катушки есть четкий плюс и четкий минус, и путать их нельзя. Если вы подадите на катушку с диодом 12 вольт, перепутав полярность, то возникнет короткое замыкание через диод, из-за чего последний скорее всего выгорит. Поэтому подавать внешнее питание на муфту можно, только точно зная, на какой контакт приходит плюс в штатном включении. Если провода не имеют характерных цветовых обозначений (черный и красный), то это можно проверить мультиметром в режиме вольтметра или индикаторной лампочкой, подключив ее по очереди к каждому из контактов ответной части разъема, на который приходит питание для катушки муфты. 

Итак, катушка сгорела… Можно ли что-то сделать, кроме замены на новую? В принципе, да – обмотка извлекается из своей чашки по частям путем выдалбливания зубилом с молотком, после чего мотается новая, помещается в чашку и заливается эпоксидкой. Этим занимаются некоторые мелкие сервисы, но немногие. Справится, к слову, и рукастый электрик-радиолюбитель. Однако возиться с перемоткой имеет смысл лишь при острой невозможности купить фабричную замену или ее высокой цене в силу редкости модели компрессора. Иначе же избыточные затраченные усилия не стоят результата, который все равно окажется менее надежным, нежели заводской узел.

Несколько более легкая разновидность проблемы – сгорание встроенного в некоторые катушки персонального плавкого термопредохранителя. Есть он не во всех муфтах, но если есть, то его можно заменить, восстановив исправность обмотки. Правда, в дороге это сделать не удастся – предохранитель располагается в зоне подключения проводов и выглядит, как впаянный проводничок, а не как быстросменная деталь, так что набор запасных предохранителей тут бесполезен. Да и добраться до него можно, лишь сняв и разобрав муфту.

Еще одна разновидность неисправностей электромагнитной муфты – чисто механическая. В сопрягающихся при срабатывании дисках может появиться коррозия или выработка. Коррозия характерна для долго простаивающих машин. Диски не смыкаются полностью, и муфта не включается. Проблема решается разборкой и шлифовкой дисков. Выработка же по своему характеру идентична износу дисков обычного сцепления на автомобиле с ручной КП, и увеличенный зазор опять-таки не позволяет магнитному полю сжать диски с должной силой. Этот дефект встречается нечасто и обусловлен либо очень большим сроком службы муфты, либо недостаточной термообработкой дисков. Лечится это регулировкой дистанционных шайбочек (удалением части шайб из пакета или заменой на шайбы меньшей толщины), обеспечивающих зазор между дисками в выключенном положении муфты.

То же самое касается и подшипника муфты, расположенного в шкиве. Как и любой подшипник, он может со временем зашуметь, залюфтить и даже заклинить. Хотя, опять же, эту неисправность нельзя отнести к категории распространенных, и репутацию муфты как весьма надежного узла она не портит.