Андрей Кашкаров - Автомобильные кондиционеры. Установка, обслуживание, ремонт
Классификацию СКВ можно провести по следующим пяти признакам: назначению, характеру связи с обслуживаемым помещением, способу снабжения холодом, схеме обработки воздуха в УКВ и величине давления, развиваемого вентиляторами.
По назначению СКВ можно подразделить на три вида: технологические, технологически комфортные и комфортные.
Автомобильные СКВ являются комфортными, они должны обеспечить наиболее благоприятные условия для водителя.
Работоспособность и самочувствие человека в значительной мере определяются тепловым балансом его организма и наиболее оптимальны в условиях окружающей воздушной среды на уровне теплового комфорта.
Автомобиль – это дом на колесах. Многие из нас проводят здесь немалую часть жизни. Свежий чистый воздух, тепло или прохлада – необходимые элементы комфорта, без которых любая поездка превратится в мучение.
Отапливать салон долгое время считалось роскошью. Лучшим решением оказался водяной отопитель (радиатор с вентилятором), подключенный параллельно системе жидкостного охлаждения двигателя.
Интенсивность обогрева регулировалась краном подачи горячей воды и воздухозаборным лючком перед ветровым стеклом. Постепенно водяные отопители вошли в широкий обиход. Эти печки не только обогревали ноги водителя и сидевшего рядом пассажира, но и служили «дефростером» (размораживателем) ветрового стекла.
...Это интересно!
Иногда отопители использовались с прямо противоположной целью. В свое время – в 50-60-е годы – в России были очень популярны шоссейные гонки на легковых автомобилях. Трассой, как правило, служили прямые участки дорог длиной 100–200 километров. Повышенный тепловой режим форсированных моторов заставлял гонщиков искать дополнительные способы охлаждения. И когда в середине дистанции температура воды начинала «ползти за сотню», приходилось включать печку – работающий «на полную катушку» отопитель помогал спасти радиатор от закипания. Сегодня некоторые автовладельцы при «закипании» воды в гидроконтуре охлаждения используют тот же «дедовский» метод.
Блок-связка «водяной отопитель – вентилятор» многие десятилетия выступала в роли основной климатической установки в автомобиле. Постепенно совершенствовались системы регулирования температуры, смешивания и распределения горячего и холодного воздуха. Появились автомобили, где тепло подавалось в зону под задними сиденьями, приятно согревая ноги пассажиров.
Дальнейшие технические усовершенствования позволили горячий воздух направлять по низу салона (к ногам), теплый – примерно посередине (на уровень пояса и груди), а холодный – наверх (к лицу).
Трехслойное – по высоте – распределение теплого воздуха привело к значительному усложнению приборов управления отопителя. Запросы потребителей с каждым годом становились все разнообразнее и изощреннее. Поэтому сейчас во многих новых моделях водитель и пассажиры могут независимо, каждый по своему вкусу, регулировать температуру потока воздуха и некоторые другие характеристики.
С приходом минивэнов, у которых в салоне трехрядные сиденья, пришлось создать еще более сложные системы отопления и вентиляции. На некоторых моделях минивэнов теплый (или холодный) воздух поступает к заднему ряду кресел. На отдельных моделях среднего и высшего классов предусмотрена подача подогретого воздуха на стекла передних дверей через воздуховоды с резиновыми гармошками – такой обогрев стал необходимостью: в холодное время через запотевшие окна передних дверей не видны наружные зеркала заднего вида.
Да и сами отопители стали мощней – их вентиляторы уже стали оснащать трех-, пяти– и многоступенчатыми регуляторами скорости. А сам вентилятор год от года делался все более производительным. В жаркое время, особенно если в машине, кроме водителя, есть и пассажиры, необходим интенсивный обмен воздуха. Если в 50-е годы вентилятор в лучшем случае (и только на таких дорогих автомобилях, как «Роллс-Ройс» или «Ягуар») «прогонял» через салон 150–180 кубометров воздуха в час, то сейчас этот показатель вырос в 2,5–3 раза!
Тем не менее в зоне магистралей, поскольку транспортный поток стал намного интенсивней, резко возросла загазованность вредными выбросами, копотью, резиновой пылью, и в результате потребовалась фильтрация поступающего в салон воздуха. Такой фильтр, улавливающий почти 100 % взвешенных в воздухе частиц размером не менее пяти микрон и задерживающий даже некоторые газообразные примеси, размещается после воздухоприемной решетки у основания ветрового стекла. Фильтрующий вкладыш надо менять примерно раз в год или после пробега в 15 000 км.
Иногда есть смысл полностью изолировать салон автомобиля от наружной атмосферы (в дорожных пробках, туннелях, при движении за дизельным автопоездом и в иных случаях).
Поскольку поворотных форточек в дверях уже давно нет, дверные уплотнители очень надежны, а щелей и сквозных отверстий в кузове практически нет, то добиться герметичности салона вполне реально. Вентилятор будет «гонять» в закрытом внутреннем пространстве машины один и тот же объем воздуха – рециркулировать его.
Конечно, долгое время сохранять такой режим не удастся – кислород из воздуха постепенно «выдышат». Но как временный выход из положения рециркуляция нужна и полезна.
Хорошую климатическую установку, то есть эффективный отопитель и вентилятор, все чаще оснащают управляющей автоматикой: компьютер, ориентируясь на заданную водителем температуру в салоне, будет считывать показания датчиков вне кузова и внутри и отдавать команды кранам, электромоторам, заслонкам и другим устройствам, тем самым постоянно поддерживая необходимый температурный режим.
На сегодняшний день автоматическим климат-контролем оборудованы многие модели, включая и малолитражные.
Но климат-контроль должен уметь не только повышать, но, если нужно, и понижать температуру в автомобиле. Установить же в салоне более прохладную и менее влажную «погоду», чем за окном, можно только с помощью кондиционера.
Этим сложным агрегатом машины, как правило, комплектуются на заводе-изготовителе по заказу покупателя, причем за дополнительную плату. Монтаж непосредственно у дилера обойдется в 1,5–2 раза дороже, чем на конвейере.
В системе кондиционирования воздуха по замкнутому контуру трубопроводов компрессор (рис. 1.3) «гоняет» хладоноситель (хладагент) – газообразное вещество («фреон» или R134-a), которое циклически переходит в жидкую фазу и наоборот, – при этом оно периодически охлаждается и «отнимает» тепло у воздуха, поступающего в салон.
На рис. 1.4 представлен пульт управления климатической установкой (БМВ 3-й серии). На дисплее – температура за бортом автомобиля и в салоне. Кнопки слева – три уровня подачи воздуха. Левая нижняя – автоматический режим климатизации. Вторая снизу кнопка в правом ряду включает рециркуляцию воздуха.
Рис. 1.3. Внешний вид компрессора вблизи
Рис. 1.4. Пульт управления климатической установкой (БМВ 3-й серии)
На рис. 1.5 представлен аналогичный по функционалу пульт управления климат-контролем автомобиля Kia Sportage 4 WD.
Компрессор, конденсатор с вентилятором, осушитель, климатический блок с теплообменником и управляющими приборами занимают довольно значительный объем. Узлы климатической установки уже не могут размещаться под панелью приборов, как бывало прежде. Элементы конденсатора стали располагать в моторном отсеке, как и блок отопитель-вентилятор с фильтром. Только функции управления сосредоточены по-прежнему на панели приборов.
Рис. 1.5. Пульт управления климат-контролем автомобиля Kia Sportage 4 WD
В целом же вся климатическая установка, в которой системы вентиляции, отопления, фильтрации воздуха, кондиционер и управляющая автоматика являются составляющими элементами, может применяться на легковых автомобилях любого класса. Кондиционирование воздуха – это регулирование температуры, влажности, очищение и циркулирование воздуха. Аналогично кондиционирование автомобиля – это не просто искусственное охлаждение воздуха, но и создание комфортности для водителя и пассажиров путем поддержания микроклимата внутри салона, удаления влаги, пыли и загрязненного воздуха.
...Это интересно!
При смазывании спиртом кожи можно почувствовать прохладу, это связано с тем, что спирт, испаряясь с поверхности кожи, отнимает тепло. Аналогичным образом прохлада, возникающая при разбрызгивании воды во дворе летом, объясняется испарением скрытого тепла, отнимаемого у воздуха над поверхностью земли.
Говорят, что в старину в Индии воду в глиняном чане для охлаждения на ночь ставили наружу. Это можно объяснить тем, что наружный воздух, соприкасаясь с поверхностью чана, отнимает скрытое тепло у воды, понемногу испаряющейся в результате прохождения через многочисленные отверстия поверхности чана, и делает воду чана холодной. Если привести в порядок изложенное, то действие системы кондиционирования опирается на три следующих физических закона:
