Автомобильный кондиционер

редактировать

1953 Chrysler Imperial с заводской системой «Airtemp », установленной на багажнике

В автомобильных системах кондиционирования воздуха используется кондиционер для охлаждения воздуха в автомобиле.

Содержание
  • 1 История
    • 1.1 Chrysler Airtemp
    • 1.2 Интегрированная система Nash
    • 1.3 Рост спроса
    • 1.4 Испарительное охлаждение
  • 2 Принципы работы
  • 3 Потребляемая мощность
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
  • 6 Внешние ссылки
История

Компания в Нью-Йорке в США впервые предложила установку кондиционеров для автомобилей в 1933 году. Большинство их клиентов использовали лимузины и люкс автомобили.

7 октября 1935 года Ральф Пео из Houde Engineering, Буффало, штат Нью-Йорк, подал заявку на патент на «Блок воздушного охлаждения для автомобилей». США Патент 2 099 227 был выдан 16 ноября 1937 года.

В 1939 году Packard стала первым производителем автомобилей, предложившим кондиционер для своих автомобилей. Эти громоздкие агрегаты были произведены компанией Bishop and Babcock (BB) из Кливленда, штат Огайо, и заказано примерно на 2000 автомобилей. «Погодный кондиционер Бишопа и Бэбкока» также имел обогреватель. Автомобили, заказанные с этой опцией, были отправлены с завода Packard на Восточном Гранд-Бульваре на завод BB, где была произведена переоборудование. После завершения автомобиль был отправлен местному дилеру для доставки клиентам.

Компания Packard дала гарантию и поддержала это преобразование. Однако это не было коммерчески успешным, потому что:

  • Главный испаритель и система нагнетания занимали половину пространства багажника (хотя это стало меньшей проблемой, поскольку стволы стали больше в послевоенный период).
  • Он был заменен на более эффективные системы в послевоенные годы.
  • у него не было температуры термостат или отключение механизма, кроме включения вентилятора выключения. (Холодный воздух все равно иногда попадал в машину при любом движении, так как приводной ремень был постоянно подключен к компрессору - в более поздних системах для решения этой проблемы использовались бы электрические муфты.)
  • Несколько футов водопровода, уходящего назад и между моторным отсеком и багажником оказалось ненадежным в эксплуатации.
  • Цена в 274 доллара США (4692,12 доллара США в 2014 году) была недоступна для большинства людей в депрессивной / довоенной Америке.

Опция был снят с производства после 1941 года.

Chrysler Airtemp

Chrysler Imperial 1953 года был одним из первых серийных автомобилей за двенадцать лет, который предлагал современные автомобильные кондиционеры в качестве опции, после предварительные эксперименты, проведенные Packard в 1940 году и Cadillac в 1941 году. Уолтер Крайслер видел изобретение кондиционера Airtemp в 1930-х годах для Крайслер-билдинг, и предлагал его на автомобилях в 1941-42 гг. и снова в 1951-52 гг.

Airtemp был более продвинутым, чем конкурирующие автомобильные кондиционеры к 1953 году. Он управлялся одним переключателем на приборной панели, отмеченным низким, средним и высоким положениями. Будучи самым мощным агрегатом, доступным в то время, система была способна быстро охлаждать салон, а также снижать влажность, пыль, пыльцу и табачный дым. Система потребляла больше наружного воздуха, чем современные системы; таким образом, уменьшая устаревание, связанное с автомобильным кондиционером в то время. Вместо пластиковых трубок, установленных на полке заднего стекла, как на автомобилях GM, небольшие воздуховоды направляли холодный воздух к потолку автомобиля, где он просачивался вокруг пассажиров, вместо того, чтобы дуть прямо на них, что было утрачено в современных автомобилях.

Cadillac, Buick и Oldsmobile добавили кондиционер в качестве опции на некоторые из своих моделей 1953 модельного года. Все эти системы Frigidaire использовали отдельные компоненты, установленные на двигателе и багажнике.

Интегрированная система Nash

Логотип на автомобиле 1957 года с установленной на заводе системой кондиционирования AMC

В 1954 году, Nash Ambassador был первым американским автомобилем, имевшим переднюю, полностью интегрированную систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Корпорация Nash-Kelvinator использовала свой опыт в области охлаждения, чтобы представить первую в автомобильной промышленности компактную и доступную единичную систему отопления и кондиционирования воздуха, опциональную для ее моделей Nash. Это была первая система для массового рынка с элементами управления на приборной панели и электрическим сцеплением. Эта система также была компактной и удобной в обслуживании, поскольку все ее компоненты устанавливались под капотом или в области капота.

Новая система кондиционирования воздуха для автомобилей Nash, сочетающая в себе обогрев, охлаждение и вентиляцию, получила название «Все». -Погода Глаз ». Это последовало за маркетинговым названием "Weather Eye " для автомобильной системы обогрева и вентиляции свежего воздуха Нэша, которая была впервые использована в 1938 году. С одним термостатическим регулятором вариант воздушного охлаждения салона Нэша был "хорошим и удивительно недорогая "система". В систему входил холодный воздух для пассажиров через форточки на приборной панели. Исключительным «замечательным достижением» Нэша стала не только «сложная» унифицированная система, но и ее цена в 345 долларов, которая превзошла все другие системы.

Большинство конкурирующих систем использовали отдельную систему обогрева и установленный на двигателе компрессор, приводимый в действие коленчатый вал двигателя через ремень, с испарителем в багажнике автомобиля для подачи холодного воздуха через заднюю полку и верхние вентиляционные отверстия. General Motors предложила переднюю систему кондиционирования воздуха, произведенную ее Harrison Division на Понтиак 1954 года с рядным восьмицилиндровым двигателем. Это была очень дорогая и не полностью интегрированная система с отдельными элементами управления и воздуховодами. Сердечник обогревателя продолжал быть отдельным «сиденьем Venti-Seat» или находился под системой передних сидений с собственными органами управления. Единая альтернативная компоновка, впервые предложенная Нэшем, «стала устоявшейся практикой и продолжает составлять основу современных и более сложных автоматических систем климат-контроля».

Рост спроса

Появились кондиционеры для автомобилей в широкое употребление с конца двадцатого века. Хотя кондиционеры потребляют значительную мощность, лобовое сопротивление автомобиля с закрытыми окнами меньше, чем если бы окна открыты для охлаждения пассажиров. Было много споров о влиянии кондиционирования воздуха на топливную экономичность транспортного средства. При оценке фактического расхода топлива необходимо учитывать такие факторы, как сопротивление ветру, аэродинамику, мощность и вес двигателя, чтобы найти истинную разницу между использованием системы кондиционирования воздуха и ее неиспользованием. Другие факторы могут повлиять на двигатель, и общее повышение температуры двигателя может повлиять на систему охлаждения автомобиля.

Инновация была принята быстро, и новые функции для кондиционирования воздуха, такие как Cadillac Comfort Control, которая представляла собой полностью автоматическую систему обогрева и охлаждения, настраиваемую термостатом с циферблатом, впервые в отрасли были представлены в 1964 модельном году. К 1960 году около 20% всех автомобилей в США были оснащены кондиционерами, и этот процент увеличился до 80% в теплых районах юго-запада. American Motors сделала кондиционеры стандартным оборудованием для всех AMC. Ambassadors, начиная с модели 1968 года, первой на массовом рынке, с базовой ценой от 2671 доллара. К 1969 году 54% отечественных автомобилей были оборудованы кондиционерами, которые не только обеспечивали комфорт пассажиров, но и повышали стоимость автомобиля при перепродаже.

Испарительное охлаждение

A автомобильный охладитель

A автомобиль Охладитель - автомобильный испарительный охладитель, иногда называемый болотным охладителем. Большинство из них вторичного рынка относительно недорогих аксессуаров, состоящих из внешнего металлического цилиндра, установленного на окне, без движущихся частей, но доступны внутренние блоки под приборной панелью или центральные напольные устройства с электрическим вентилятором. Это был ранний тип автомобильных кондиционеров, которые не используются в современных автомобилях, где для охлаждения салона используются холодильные системы.

Для охлаждения воздуха использовалось скрытое тепло (другими словами, охлаждение за счет испарения воды). Вода внутри устройства испаряется и при этом передает тепло окружающему воздуху. Затем холодный влажный воздух направляется внутрь автомобиля. Эффект «охлаждения» испарения уменьшается при влажности, потому что воздух уже насыщен водой. Следовательно, чем ниже влажность, например, в засушливых пустынных регионах, тем лучше работает система. Автомобильные холодильники были популярны, особенно среди летних туристов, посещающих или пересекающих юго-запад США штаты Калифорния, Аризона, Техас, Нью-Мексико и Невада.

Принципы работы
Простой стилизованный схема холодильного цикла: 1) змеевик конденсации, 2) расширительный клапан, 3) змеевик испарителя, 4) компрессор кондиционер в автомобиле Ford Focus.

В холодильном цикле тепло переносится из салона в окружающую среду. Холодильник является примером такой системы, поскольку он переносит тепло изнутри в окружающую среду.

Циркулирующий пар газообразного хладагента (который также переносит смазочное масло компрессора через систему вместе с ним) из испарителя входит в газовый компрессор в моторном отсеке, обычно в аксиально-поршневой насос компрессор и сжимается до более высокого давления, что также приводит к более высокой температуре. Горячий сжатый пар хладагента теперь имеет температуру и давление, при которых он может конденсироваться, и направляется через конденсатор, обычно перед радиатором автомобиля. Здесь хладагент охлаждается воздухом, протекающим через змеевики конденсатора (исходящий от движения транспортного средства или от вентилятора, часто тот же вентилятор радиатора охлаждения, если конденсатор установлен на нем, автоматически включается, когда транспортное средство неподвижно или движется со скоростью. низкие скорости) и сконденсировалась в жидкость. Таким образом, циркулирующий хладагент отводит тепло из системы, а тепло уносится воздухом.

В системе кондиционирования воздуха с тепловым расширительным клапаном конденсированный жидкий хладагент под давлением затем проходит через ресивер-осушитель, то есть односторонний осушитель и фильтрующий картридж, который обезвоживает Смесь хладагента и смазочного масла компрессора для удаления остаточной воды (которая могла бы стать льдом внутри расширительного клапана и, следовательно, засорять его), которые не удалось удалить из системы при вакууме, созданном до процесса зарядки, и фильтрует ее для удаления любых твердых частиц, переносимых смесью, в дополнение к действию в качестве резервуара для хранения любого избыточного жидкого хладагента в периоды низкой потребности в охлаждении, а затем через терморегулирующий клапан, где он подвергается резкому снижению давления. Это снижение давления приводит к мгновенному испарению части жидкого хладагента, понижая его температуру. Затем холодный хладагент проходит через змеевик испарителя в салоне. Когда расширительное устройство представляет собой простое фиксированное измерительное отверстие, известное как дроссельная трубка, приемник-осушитель вместо этого расположен между выходом испарителя и компрессором, и в этом случае он известен как аккумулятор. В такой системе кондиционирования воздуха аккумулятор также предотвращает попадание жидкого хладагента в компрессор в периоды низкой потребности в охлаждении.

Воздух, часто после фильтрации через салонный воздушный фильтр, обдувается регулируемым электрическим приводом центробежным вентилятором через испаритель, в результате чего жидкая часть холодная смесь хладагента также испарится, что приведет к дальнейшему снижению температуры. Таким образом, теплый воздух охлаждается и лишается влаги (которая конденсируется на змеевиках испарителя и выводится за пределы автомобиля). Затем он проходит через матрицу нагревателя , внутри которой циркулирует охлаждающая жидкость двигателя, где его можно повторно нагреть до определенной степени или даже до определенной температуры, выбранной пользователем, а затем доставить в кабину транспортного средства через комплект регулируемых форточок. Другой способ регулировки желаемой температуры воздуха, на этот раз за счет работы с охлаждающей способностью системы, заключается в точном регулировании скорости вращения центробежного вентилятора, так что только строго необходимый объемный расход воздуха охлаждается испарителем. Пользователю также предоставляется возможность закрыть внешние воздушные заслонки автомобиля, чтобы добиться еще более быстрого и сильного охлаждения за счет рециркуляции уже охлажденного воздуха внутри кабины в испаритель. Наконец, когда компрессору можно дать команду на работу с уменьшенным рабочим объемом, температуру вентиляции также можно контролировать, воздействуя на рабочий объем компрессора. Замерзание испарителя, которое препятствует прохождению воздуха через ребра испарителя, можно предотвратить разными способами. Реле температуры или термистор могут контролировать температуру поверхности змеевика испарителя, а реле давления или чувствительный элемент могут контролировать давление всасывания (которое зависит от температуры испарения хладагента). Оба средства управления могут воздействовать (либо напрямую, либо с помощью блока управления, питаемого их данными) на состояние включения муфты компрессора или, в случае компрессора с переменным рабочим объемом, на его рабочий объем; Кроме того, вторичный клапан, расположенный на стороне всасывания, может дросселировать поток хладагента, чтобы давление на выходе испарителя не упало ниже точного значения во время работы системы.

Для завершения холодильного цикла пары хладагента направляются обратно в компрессор.

Чем теплее воздух, который достигает испарителя, тем выше давление паровой смеси, выходящей из него, и, следовательно, тем выше нагрузка на компрессор и, следовательно, на двигатель, чтобы хладагент протекал через систему.. Нагрузка компрессора также пропорциональна температуре конденсации.

Компрессор может приводиться в действие двигателем автомобиля (например, с помощью ремня, часто змеевидного ремня и электромагнитной муфты; компрессор с регулируемым рабочим объемом с электронным управлением также может всегда напрямую приводиться ремнем без необходимости любого сцепления и магнита вообще) или электродвигателем.

Потребляемая мощность

В современном автомобиле система кондиционирования будет использовать около 4 лошадиных сил (3 кВт) от мощности двигателя, тем самым увеличивая расход топлива транспортного средства.

См. также
Ссылки
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-06-12 19:21:22
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте