Система отопления автомобиля

Тонкий металл кузова легковой машины или кабины грузовика моментально реагирует на колебания атмосферной температуры. Летом в салоне температура может повыситься до 40 – 50 градусов. Зимой температура в салоне или кабине отличается от наружного мороза на 2 -3 градуса. Водители и пассажиры автотранспорта спасаются от летнего перегрева, включая кондиционер или открывая окна. Зимой обеспечить нормальную температуру в салоне может только система отопления автомобиля. В климатических условиях России нормальная работа автомобильного отопителя актуальна две трети года.

Принцип работы автомобильного отопителя

В истории автомобиля существовали даже такие виды отопления салона, как компактные угольные и дровяные печи, газовые лампы. Позже для отопления использовались выхлопные газы. Автомобилестроители практически отказались от водяного отопления салона, которое применялось в некоторых моделях пассажирских автобусов. Нагретая вода, циркулирующая по трубопроводам под креслами и на стенах салона, быстро охлаждалась, отопительная система отличалась низким КПД.

Современные отопительные системы преимущественно используют жидкость охлаждения двигателя для обогрева салона, с ее помощью, нагретым и отфильтрованным атмосферным воздухом. Для принудительного забора воздуха используется вентилятор. Воздух нагревается теплоотдачей работающего автомобильного двигателя, интенсивность его подачи регулируется в ручном или автоматическом режиме.

Нормально функционирующий автомобильный отопитель, который водители называют просто «печкой», зимой нагревает воздух в салоне до 20 – 25 градусов тепла. Дополнительной функцией автомобильной печки становится прогрев запотевших или заледеневших стекол машины, оттаивание примерзших стеклоочистителей.

Виды отопительных систем

В общем виде автомобильные печки разделяют на штатные (установленные автопроизводителем) и дополнительные, которые владельцы машин устанавливают самостоятельно. У большинства иномарок автомобильный отопитель собран в едином блоке с кондиционером, составляя климатическую систему.

Конструкция штатных систем отопления

Стационарная система отопления автомобиля с двигателем внутреннего сгорания (дизельным или бензиновым), в качестве источника тепла использует рабочий нагрев мотора.

У большинства отопительных систем вентилятор забора воздуха и теплообменник (радиатор печки) устанавливаются перед перегородкой моторного отсека. Отводящим и подводящим трубопроводами теплообменник соединен с системой охлаждения автомобильного двигателя. Атмосферный воздух, нагнетаемый вентилятором, при проходе через соты радиатора нагревается. После этого подогретый воздух проходит через салонный фильтр и по трубопроводам подается на вентиляционные дефлекторы салона.

Система охлаждения двигателя

У различных моделей авто дефлекторы располагаются в центральной консоли, в центре и по бокам «торпедо», под лобовым стеклом, могут выходить в ногах задних пассажиров. Обычная температура работающего двигателя в 90 градусов обеспечивает нагрев воздуха, подаваемого в салон, до 30 – 35 градусов.

Важным качеством отопительной системы становится регулировка подачи теплого воздуха. Сила подачи воздуха регулируется поворотом регулятора или нажатием кнопки с пиктограммой вентилятора (у систем кондиционирования).

Ручные регулировки направления воздуха в стороны заслонками дефлектора очень приблизительны. Гораздо точнее работают регулировки климатических установок. После установки водителем нужной температуры в бортовом компьютере, блок управления климат-контроля по температурным датчикам через сервоприводы автоматически регулирует положение открытия или закрытия заслонок.

Устройство современного отопителя салона с кондиционером

Отопительные системы многих моделей авто могут использовать прямой и рециркуляционный режимы подачи нагретого воздуха. Режим рециркуляции работает при закрытой основной заслонке забора воздуха. В такой позиции втяжной вентилятор отопительной системы использует только объем воздуха из салона. При этом увеличивается температура воздуха, в салоне пропадают неприятные запахи дорожной пыли, автомобильных выхлопов.

Наиболее эффективно рециркуляционный режим работает в автоматических установках климат-контроля. Блок управления климатом, ориентируясь на показания газоанализаторов, автоматически включает режим рециркуляции при обнаружении вредных веществ в атмосферном воздухе. Так же автоматически режим рециркуляции отключается, если повышается процент углекислого газа в салоне от дыхания пассажиров.

Автономные отопители салона

Кроме функций отопления при включенном двигателе, в ряде случае необходимо обеспечить предварительный обогрев салона и прогрев двигателя. Для этого на грузовики и легковые модели устанавливают автономные отопители и предпусковые подогреватели. Среди качественных производителей автономных отопителей выделяются бренды Webasto, Eberspacher, российская марка «Планар».

Несмотря на недоверие владельцев легковых машин к автономным отопителям, польза такого прибора очевидна. При его применении не нужен холостой прогрев двигателя, что приносит значительную экономию горючего. Используя дистанционное включение автономного обогревателя, водитель садится за руль в теплый салон с чистыми стеклами и готовыми к работе «дворниками». Снижается износ мотора за счет отказа от холодного пуска с охлажденным маслом.

Для грузовиков в ряде стран Евросоюза автономные отопители законодательно признаны обязательным оборудованием. Без них водителям магистральных грузовиков запрещено ночевать или отдыхать в кабинах на придорожных стоянках и грузовых паркингах. Таким образом европейские власти борются с дополнительными выбросами вредных выхлопов работающих двигателей в атмосферу, снижают уровень шумов.

Чаще всего автономные обогреватели работают на основном топливе двигателя. Поэтому их модели разделяют на бензиновые, дизельные, газовые. По конструкции эти обогреватели подобны.

Все модели, собранные в отдельном компактном корпусе, используют:

• герметичную камеру сгорания;
• трубопровод подачи горючего от штатного топливного бака;
• нагнетатель воздуха;
• циркуляционный насос;
• теплообменник;
• свечу зажигания или накала;
• датчик перегрева;
• блок управления.

Бензиновые подогреватели воздуха для легковых машин более компактны. При мощности, достигающей 46 кВт, их можно установить под капотом автомобиля. Дизельные отопители и предпусковые жидкостные подогреватели двигателя для грузовиков отличаются большей мощностью (до 82 кВт) и размерами.

Электрический автономный обогреватель не использует автомобильное топливо, работает по принципу тепловентилятора. Отопительное устройство часто называют автофеном. В герметичном керамическом корпусе установлены втяжной и вытяжной вентиляторы, электрическая спираль или керамические элементы, нагревающие воздух. У автономного электрического фена, питающегося от аккумулятора через прикуриватель, мощность недостаточна, чтобы полноценно отапливать салон, поэтому его используют как дополнительный источник обогрева.

Стационарный электрический обогреватель подобной конструкции, работающий от бортовой электросети, стал основой отопительной системы электромобилей. Именно он обеспечивает тепловой комфорт в салоне, встроенный в блок климатической системы и дополненный обогревом всех кресел машины.

Обслуживание и ремонт отопительных систем легкового автотранспорта

Самостоятельное обслуживание отопительных систем легковых автомашин обычно сводится в замене салонного фильтра, который нужно менять через 7000 – 15000 километров пробега (в зависимости от запыленности местности, загазованности городской атмосферы). Процедура замены может быть довольно сложной, так как требует разборки перчаточного ящика или педалей управления.

Замена салонного как и воздушного фильтров рекомендуется менять на реже одного раза в 15 тыс.км.

Типичные неисправности печки обычно проявляются одновременно с ухудшением работы охлаждения двигателя и связаны с засорением радиаторов грязью, пылью, тополиным пухом. Самостоятельная очистка радиаторов грубыми механическими способами не рекомендуется, так как тонкий металл теплообменника легко повредить. При обращении в автосервис механики очищают радиаторы сжатым воздухом или водной струей с соблюдением максимально возможных давлений. При более сложных поломках штатного или автономного отопителя лучше воспользоваться помощью квалифицированных специалистов.

Ремонт отопительной системы может потребовать замену:

• радиатора (при механическом износе сот, течах антифриза);
• крыльчатки или электродвигателя вентилятора;
• патрубков и тройников;
• элементов электрической схемы управления (резисторов, контроллеров, термодатчиков);
• микроредукторов приводов заслонок;
• кранов отопителя;
• сервоприводов воздушных заслонок;
• клапанов рециркуляции;
• переключателей режимов работы.

Все демонтажные и монтажные работы с отопительной системой нужно проводить по технологическим картам производителя. Ремонт требует точной диагностики, знания расположения узлов системы, методов разборки и сборки. Квалифицированные автосервисы одновременно с ремонтом печки проводят дезинфекцию салона и воздушных вентиляционных каналов, промывают радиатор.

Схема отопления кабины от вентилятора

Для обогрева кабины и ветрового стекла применяют специальную отопительную систему, использующую тепло охлаждающей жидкости, циркулирующей в системе охлаждения двигателя. Принцип действия отопителей одинаков у всех ав томобилей.

На автомобилях ЗИЛ-130 отопительная система кабины состоит из трубчато-пластинчатого радиатора (рис. 156), соединенного трубопроводами и с системой охлаждения двигателя, электрического вентилятора; воздушного кожуха с заслонками, управляемыми рукояткой, воздухораспределительного канала, соединенного шлангами с соплами обдува ветрового стекла. Канал перекрывается заслонкой, положение которой можно изменять рукояткой.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 155. Органы управления автомобилем ЗИЛ-130:
1 — рычаг ручного тормоза; 2 — ручка управления жалюзи радиатора; 3 — рычаг переключения передач; 4 — переключатель указателей поворота; 5 — форсунка обмыва ветрового стекла; 6 — щиток приборов; 7 — педаль обмыва ветрового стекла; 8 — педаль сцепления; 9 — ножной переключатель света фар; 10— педаль тормоза; 11 — педаль управления дроссельными заслонками;12 — кнопка воздушного сигнала седельного тягача ЗИЛ-1Э0В1

Рис. 156. Отопление и вентиляция кабины автомобиля ЗИЛ-130

Горячая жидкость из системы охлаждения двигателя при открытом положении крана поступает по трубопроводу в нижнюю часть бачка радиатора, выходит из верхней части бачка и далее по трубопроводу подводится к всасывающей полости водяного насоса двигателя.

Воздух к отопителю поступает по правому вентиляционному каналу, расположенному под капотом. По левому вентиляционному каналу воздух поступает в кабину. Воздух может также поступать через люки в крыше кабины, поворотные форточки в окнах и опущенные стекла дверей.

В передней части оба канала и снабжены наружными заслонками, которые имеют два положения: канал полностью закрыт и канал открыт. Внутренние заслонки и левого и правого каналов закрываются и открываются вручную из кабины. Заслонка правого канала имеет три фиксированных положения.

Первое положение вертикальное. Заслонка закрывает доступ свежего воздуха из правого вентиляционного канала. В этом случае воздух может поступать только из кабины.

Второе положение наклонное. Заслонка открывает вход свежему воздуху в отопитель и преграждает доступ воздуха в кабину.

Третье положение горизонтальное. Заслонка открывает вход свежего воздуха для вентиляции кабины.

Отопитель эффективно работает при температуре охлаждающей жидкости в системе 75—80 °С. Поэтому вентилятор отопителя следует включать после прогрева двигателя переключателем, который расположен на щитке приборов и имеет три положения рычага, соответствующих двум частотам вращения и выключенному состоянию электродвигателя.

В начале работы отопителя для быстрого прогрева замерзших стекол заслонку закрывают рукояткой, направляя весь поток теплого воздуха на стекла. После их прогрева теплый воздух направляют в кабину, изменяя положение заслонки рукояткой.

Если в качестве охлаждающей жидкости используется вода, то при сливе из системы охлаждения двигателя в зимнее время необходимо слить ее из радиатора отопителя и кран отопителя закрыть.

После пуска двигателя и его прогрева необходимо открыть кран для заполнения радиатора отопителя жидкостью и в течение 20—30 с повысить частоту вращения коленчатого вала, не включая вентилятора отопителя. При этом радиатор отопителя быстро заполняется водой и замерзание жидкости в нем практически исключается.

При переходе на летний сезон эксплуатации радиатор отопителя от системы охлаждения двигателя отключают.

Стеклоочистителя и стеклоомыяатели

Стеклоочиститель представляет собой устройство для очистки ветрового стекла от атмосферных осадков, пыли и грязи. Он состоит из механизма привода, рычажного механизма и резиновых щеток.

В зависимости от применяемого двигателя или привода стеклоочистители делятся на вакуумные, пневматические, механические, электрические, а по числу одновременно работающих щеток — на одно- и двухщеточные.

Щетка стеклоочистителя состоит из металлического держателя с закрепленной в нем резиновой лентой сложного профиля и прижимается к стеклу пружиной. Передвижение щетки по стеклу должно совершаться равномерно. Щетки вакуумных и большинства механических и электрических стеклоочистителей после перевода выключателя (переключателя) в положение остановки автоматически останавливаются вне поля зрения водителя и пассажиров. Щетки пневматических стеклоочистителей не имеют автоматического устройства для их укладки и останавливаются в произвольном положении.

Рычажный механизм стеклоочистителя состоит из соединенных шарнирно поводков и рычагов — тяг, кинематически связанных с ведущими частями двигателя или механизма привода. Рычажный механизм сообщает щеткам возвратно-вращательное (качательное) движение. Пневматический стеклоочиститель состоит из поршневого пневматического двигателя с клапанным распределением, рычажного механизма, одной или двух резиновых щеток, рукоятки для их перемещения вручную и пускового редукционного крана.

В цилиндре (рис. 157, а) расположены два поршня, закрепленные на рейке. Рейка находится в зацепление с сектором, который установлен на одном валике с рычагом щетки. Сжатый воздух по трубке подводится из баллона к распределительному устройству, помещенному в крышке.

Распределительное устройство состоит из двустороннего клапана (рис. 157, б), двух клапанов, закрепленных на общем стержне, и перемычки в него также входят скобы и (см. рис. 157, а), пружина и тяга, расположенная в направляющей втулке.

Работа стеклоочистителя основана на возвратно-поступательном движении поршня, которое вызвано перепадом давлений в полостях А и Б. При движении поршней рейка поворачивает сектор, а последний — валик со щеткой.

При движении поршней вправо (см. рис. 157, б) полость А цилиндра сообщается с воздушным баллоном через канал, двусторонний клапан и канал, а полость Б — с атмосферой через клапан и канал 15. При приходе поршней в крайнее правое положение тяга (см. рис. 157, а) перемещает скобы и и пружина резко переводит клапаны в положение, показанное на рис. 156, в. При этом полость А через каналы и клапан сообщается с атмосферой, а полость Б через клапан — с воздушным баллоном.

Пневматические стеклоочистители применяются на автомобилях, имеющих пневматический привод тормозов — ЗИЛ-130, МАЗ-500 А и др.

Механический стеклоочиститель состоит из червячного редуктора, рычажного механизма и резиновых щеток. Собственного двигателя стеклоочиститель не имеет и приводится в действие при помощи гибкого вала от двигателя. Конструкция редуктора может содержать устройство для автоматической укладки щеток на ветровом стекле после остановки стеклоочистителя.

Электрический стеклоочиститель применяется почти на всех современных автомобилях.

Стеклоочиститель состоит из электродвигателя (рис. 158) параллельного возбуждения, переключателя и привода из двух резиновых щеток. Вал электродвигателя соединен с червяком, который находится в зацеплении с червячной шестерней. Шестерня через кривошип, тяги, и рычаги перемещает щетки. Включение электродвигателя, а также изменение частоты вращения его якоря производится трехпозиционным переключателем. В положении I (малая скорость) замкнуты обе пары контактов переключателя и ток обмотки возбуждения идет по проводу, минуя резистор. В положении (большая скорость) одна пара контактов переключателя разомкнута и ток обмотки возбуждения, проходя через резистор, снижается. В положении 0 (стоп) размыкается электрическая цепь, соединяющая электродвигатель с массой через переключатель. После перевода рукоятки переключателя в положение 0 двигатель стеклоочистителя будет продолжать вращение до тех пор, пока щетки не займут на стекле крайнего положения. Это достигается тем, что после разъединения второй пары контактов переключателя электродвигатель остается соединенным с массой, а следовательно, и с источником питания через контакты и продолжает перемещать щетки по стеклу. Когда же щетки опустятся вниз, выступ червячной шестерни набежит на штифт, разомкнет контакты и окончательно выключит электродвигатель. В цепь электродвигателя включен термобиметаллический предохранитель. Стеклоочиститель присоединен к источникам тока через выключатель зажигания.

Рис. 157. Пневматический стеклоочиститель

Рис. 158. Схема электрического стеклоочистителя

Рис. 159. Принципиальная схема стеклоомывателя

Стеклоомыватель предназначен для смачивания грязи на ветровом стекле и облегчения ее удаления резиновой щеткой стеклоочистителя. Наличие стекло-омывателя на автомобиле обеспечивает очистку стекла без остановки автомобиля при любых эксплуатационных условиях.

Стеклоомыватель представляет собой самостоятельную гидравлическую систему, состоящую из резервуара (рис. 159) для жидкости, насоса и жиклеров, соединенных резиновыми шлангами.

Резервуар устанавливается в кабине водителя или под капотом двигателя и имеет пробку для заливания жидкости и штуцер или резиновый наконечник для соединения с трубопроводом. Сетчатый фильтр на впускной трубке исключает попадание посторонних включений в насос и предотвращает засорение жиклеров. Объем резервуара обеспечивает многократное пользование омывателем.

Насос — диафрагменный. При воздействии водителя на шток насоса очередная порция жидкости засасывается из резервуара через впускной клапан и выбрасывается через выпускной клапан к жиклеру. Насос устанавливают на полу кабины водителя (педальный омыватель), либо на приборной панели перед водителем (ручной омыватель), или внутри резервуара с жидкостью (вакуумный омыватель).

Жиклер имеет одно или два сопла, формирующих струю жидкости и направляющих ее на ветровое стекло в сектор очистки щетки стеклоочистителя. Жиклер устанавливается перед ветровым стеклом на капоте.

Применяемые на автомобилях стекло-омыватели различаются конструктивным оформлением. Основными параметрами, характеризующими стеклоомыватель, являются: время действия струи и количество жидкости, выбрасываемой за один цикл, а также напор струи. Не менее важным параметром является время приведения в действие омывателя.

Рабочей жидкостью омывателя обычно является вода или специальная жидкость. Детали омывателей изготавливаются из материалов, не поддающихся коррозии.