کولر، تهویه و بخاری

سیستم تهویه مطبوع خودرو

با توجه به گسترش روز افزون استفاده از خودروهای شخصی، تامین رفاه و آسایش راننده و سرنشینان نیز، به یکی از ضرورت های شرکت های تولید کننده خودرو تبدیل شده است. افراد بخش بیشتری از زمان خود را هنگام سفر، رفت و آمد به محل کار و یا بعنوان شغل رانندگی، داخل خودرو سپری می کنند؛ به همین دلیل تامین راحتی و آسایش از اهمیت بالایی برخوردار است. سیستم ها و آپشن های زیادی برای خودرو تعبیه و نصب شدند تا بتوانند نشیمن و رانندگی آسوده را القا کنند. یکی از این سیستم ها، تهویه مطبوع است. این سیستم اغلب بعنوان کولر بین عوام شناخته می شود، در حالیکه از بخش های مختلفی تشکیل شده است و وظیفه کلی آن حفظ دمای هوا مطلوب برای سرنشینان است. این سیستم به صورت کاملا پیچیده طراحی شده است تا در زمان مورد نیاز، هوای داخل کابین را سرد و یا گرم کند. از وظایف اصلی سیستم تهویه مطبوع می توان به

• کنترل دمای هوای محفظه سرنشین
• کنترل مقدار رطوبت هوای محفظه سرنشین
• به گردش درآوردن مناسب هوای محفظه سرنشین
• فیلتر کردن و باکتری زدایی هوای محفظه سرنشین

اشاره کرد.

 

ضرورت وجود سیستم تهویه مطبوع در خودرو

همانطور که قبلاً نیز اشاره کردیم، سیستم تهویه مطبوع داخل کابین برای ایجاد فضایی آرام و بدون خستگی برای انسان لازم است که به نوبه خود آسایشی را فراهم می کند که برای سلامتی انسان ضروری است. اما در خودرو به دلایل زیر الزامی است.

• هنگامی که یک وسیله نقلیه از کلان شهرهایی تهران، اصفهان، مشهد، رشت و ... عبور می کند، مسافران باید با ترافیک زیادی روبرو شوند که باعث حرکت آهسته وسیله نقلیه می شود و به همین دلیل ضروری است که وسیله نقلیه به سیستمی مجهز شود، که بتواند محیط راحتی را برای مسافران فراهم کند.
• تهویه مطبوع نه تنها محیط داخل کابین مسافر را مطبوع می کند بلکه هوای فیلتر شده را نیز فراهم می کند که در شهرهای بزرگ بسیار ضروری است؛ به دلیل شرایط بسیار خطرناک آلودگی هوا که می تواند باعث مشکلات سلامتی مسافران شود.
• در زمستان یک وسیله نقلیه با مشکل تشکیل مه یا بخار بر روی آینه جلو مواجه می شود که باعث مشکلات دید می شود و رانندگی را برای راننده دشوار می کند، بنابراین ضروری است یک وسیله نقلیه به سیستمی مجهز باشد که بتواند با آن مبارزه کند.

با توجه به این مشکلات، امروزه تقریباً تمام وسایل نقلیه در جاده ها مجهز به سیستم تهویه مطبوع هستند که امروزه به نیاز اساسی انسان تبدیل شده است.

 

 

اجزای سیستم تهویه مطبوع خودرو

اجزای سیستم تهویه مطبوع (AC) اتومبیل تقریباً مشابه تهویه اتاق است، اما تغییرات زیادی در اتومبیل انجام شده است تا آن را جمع و جور کند و آن را با اجزای موتور منطبق کند.

• کمپرسور
• کندانسور
• رسیور درایر
• شیر انبساط
• اوپراتور

 

کمپرسور

کمپرسور، قلب سیستم تهویه مطبوع خودرو است. اساس کار سیستم تهویه مطبوع جریان گاز در مدار بسته است. ابتدا از گاز فروئون 12 در این سیستم استفاده می شد، اما امروزه به علت آسیبی که فروئون به لایه اوزون می زند، گاز R134a یا معمولی، در این سیستم جریان دارد. این گاز بعنوان مبرد در این سیستم عمل می کند. کمپرسور فشار لازم برای تبدیل گاز به مایع را تامین می کند. گاز مبرد ابتدا فشرده می شود، در این حالت بعلت نزدیکی مولکول های آن و افزایش برخورد آنها باهم، دمای گاز افزایش پیدا می کند. کمپرسور فشار لازم برای این تغییرات را فراهم کرده و گاز پرفشار را از طریق لوله ای به کندانسور، هدایت می کند. کمپرسور سیستم تهویه مطبوع خودرو توسط میل لنگ موتور از طریق درایو تسمه به حرکت در می آید.

 

کندانسور

این دستگاه به یک رادیاتور کوچک شباهت دارد و بعد از کمپرسور، قرار گرفته است. محل قرار گیری کندانسور در قسمت جلویی خودرو است. در واقع، ابتدا فن های خنک کننده قرار دارند، که هم کندانسور و هم رادیاتور را خنک می کنند، پشت فن، کندانسور و رادیاتور پشت کندانسور قرار دارد. گاز تحت فشار از قسمت بالایی وارد کندانسور می شود و در جهت عرض آن حرکت می کنند. در همین زمان فن ها نیز در حال حرکت هستند و جریان هوا را بین لوله های کندانسور و رادیاتور برقرار می کنند. بنابراین اگر گاز با دمای 50 درجه وارد کندانسور شود، با عبور از لوله های عرضی آن خنک شده و با دمای 30 درجه از لوله ای که در قسمت پایین کندانسور قرار دارد، خارج می شود.

 

رسیور/درایر یا رطوبت گیر

رسیور/درایر، قطعه رطوبت گیر سیستم تهویه مطبوع است. این قطعه ظاهر استوانه ای دارد که پس از کندانسور قرار می گیرد. گاز خنک شده از کندانسور خارج شده و به رطوبت گیر می رسد. گاز از لوله ای وارد این قطعه می شود و از طریق یک لوله دیگر، خارج می شود. به این قطعه یک کلید سه وضعیتی قرار دارد که به صورت الکتریکی دستور جریان گاز داخل رسیور را دریافت می کند. داخل رسیور، قطعه ای تعبیه شده که خاصیت جاذب رطوبت را دارد. یکی از نکاتی که در بحث سیستم تهویه مطبوع اهمیت بسیاری دارد این است که آب تحت هیج عنوان نباید در آن جریان داشته باشد. جریان آب علاوه بر آسیب رساندن به قطعات فلزی و زنگ زدن آنها، به علت عدم تراکم پذیری، باعث آسیب به سیستم می شود. به همین دلیل به آن قطعه، درایر را رطوبت گیر می گویند. اگر شیر سه مرحله ای باز شود، گاز مایع شده از لوله خارج می شود و به شیر انبساط می رود.

 

شیر انبساط

شیر انبساط در سیستم تهویه مطبوع خودرو، بعد از رطوبت گیر، قرار می گیرد. در واقع این شیر، یک سوراخ بسیار ریز است که قبل از آن یک لوله با فشار بالا قرار دارد که در آن گاز به حالت مایع در آمده است. وقتی که مایع از این سوراخ رد می شود منبسط می شود، در نتیجه دوباره به حالت گاز تبدیل می شود و دمای آن کاهش پیدا می کند. شیر انبساط در چرخه سیستم تهویه مطبوع، قبل از اوپراتور (Evaporator) قرار دارد و مایع پس از عبور از آن، وارد اوپراتور می شود.

 

اوپراتور

قطعه ای است که از نظر ساختار به کندانسور شباهت دارد و پشت دریچه های تهویه هوا در کابین خودرو قرار گرفته است. وقتی مایع خنک کننده از شیر انبساط عبور می کند، به دلیل برداشته شدن فشار به حالت گاز تبدیل می شود و این تبدیل حالت یک فرآیند گرماگیر است. در نتیجه ی این تغییر حالت، اوپراتور همیشه سرد است. در ساختار سیستم تهویه مطبوع خودرو، یک فن پشت اوپراتور قرار دارد که هنگام روشن شدن ماشین، هوای داخل کابین را به سمت اوپراتور به جریان درمی آورد و باعث خنک شدن آن می شود. این چرخش هوای داخل کابین به صورت دائم انجام شده و باعث تثبیت دمای کابین خودرو می شود.

 

داخل کابین خودرو پنلی در اختیار راننده قرار دارد که از طریق یک کلید کنترل می شود. این پنل هم برای بخاری و کولر خودرو مورد استفاده است. وقتی که کلید AC فشار داده شود، کمپرسور کولر درگیر می شود. داخل کمپرسور یک پولی دارد که دائم در حال حرکت است و داخل آن کلاچ الکترومغناطیسی قرار دارد. با فشردن کلید و محیا بودن شرایط، کلاچ الکترومغناطیس را به شفت کمپرسور کولر متصل می کند و شفت و پیستون های کولر شروع به حرکت و فشرده کردن گاز R134a می کنند.

 

سیستم تهویه مطبوع خودرو چگونه کار می کند

این سیستم از دو بخش پرفشار و کم فشار تشکیل شده است. به بیان دیگر، تغییرات دمای گاز سرد کننده داخل این سیستم که برای تهویه هوای داخل کابین انجام می شود، در اثر تغییرات فشار این گاز است. به طوریکه با کاهش فشار گاز، دما کاهش و با افزایش فشار، افزایش پیدا می کند.کمپرسور، جز بخش پرفشار این سیستم محسوب می شود. شرایطی را در نظر بگیرید که خودرو در محیطی با دمای 13 درجه قرار دارد. با روشن شدن موتور ماشین، پولی کمپرسور که از طریق یک تسمه به موتور متصل است، به صورت دائم حرکت می کند. وقتی که دکمه AC فشار داده می شود، پیستون ها شروع به حرکت کرده و باعث فشرده کردن گاز می شوند. در این قسمت، گاز 0 درجه دما و 3 بار، فشار دارد. البته دمای گازی که داخل سیستم جریان دارد به دمای هوای اطراف بستگی دارد و بر اساس آن، می تواند متغیر باشد. وقتی گاز از کمپرسور خارج می شود، به دمای 85 درجه و فشار 16 بار می رسد. در بخش پرفشار این سیستم، صرف نظر از دمای محیط اطراف، باید فشار حداقل بین 10 تا 15 بار باشد. وقتی که گاز از کمپرسور خارج می شود، مسیر خود را به سمت کندانسور ادامه می دهد.

داخل ساختار کندانسور، یک فیلتر خشک کننده وجود دارد که گاز از آن می گذرد. در قسمت ابتدایی کندانسور، دما 85 درجه و فشار 16 بار است. با گذر از لوله های کندانسور، دما کاهش پیدا می کند و در واقع کندانسور، تقریبا مشابه رادیاتور عمل می کند. در قسمت انتهایی، دما به 55 درجه رسیده و به مایع، تغییر حالت می دهد. فشار همچنان ثابت است.

سپس، به محفظه درایر می رود تا گاز جریان یافته در سیستم را حذف کند. از این مرحله به بعد باید به صورت مایع جریان پیدا کند.

مایع از محفظه درایر به سمت شیر انبساط حرکت می کند. شیر انبساط نقطه میانی این سیستم است. در یک طرف شیر انبساط سیستم پرفشار قرار دارد که فشار بین 10 تا 15 بار دارد، در طرف دیگر ان سیستم کم فشار قرار دارد که محدوده فشار بین 1.6 تا 2.2 بار است. داخل این قطعه حفره بسیار ریزی قرار دارد که مایع از آن عبور کرده و افت فشار و دمای آنی پیدا می کند، در نتیجه ی آن بلافاصله به حالت گاز تبدیل می شود. در این حالت دما به 0 و فشار به 3 بار که در ابتدا داخل سیستم جریان داشت، می رسد.

مایع پس از گذر از شیر انبساط وارد اوپراتور می شود. ساختار اوپراتور مشابه رادیاتور است و دما بدنه آن تا حد 0 درجه، سرد است. وقتی فن خودرو کار می کند، هوای گرم اطراف را به سمت اوپراتور هدایت می کند و با برخورد هوا با اوپراتور، خنک شده و به کابین خودرو برمیگردد. سپس گاز سرد از طریق یک لوله به سمت کمپرسور حرکت می کند. مبرد باید به فرم گاز به کمپرسور برسد، زیرا آنچه در کمپرسور تحت فشار قرار میگیرد باید گاز باشد و در صورت مایع بودن، به آن آسیب وارد می کند. این گاز مجدد وارد چرخه می شود و مسیر را در سیستم تهویه مطبوع طی می کند تا باعث خنک کردن هوا شود.

 

علل خرابی سیستم تهویه مطبوع خودرو

پنج دلیل متداول وجود دارد که باعث می‌شود سیستم تهویه مطبوع خودرو کار نکند.

 

1. نشتی مایع خنک کننده A/C وجود دارد

مایع خنک کننده شما به اندازه روغن برای موتور، برای کولر گازی حیاتی است. این نشت ها در زمستان بیشتر از تابستان اتفاق می افتد زیرا در ماه های سرد از سیستم زیاد استفاده نمی شود. از آنجایی که مکرر کار نمی کند، درزگیرها خشک می شوند و سطح تبرید پایین می آید و باعث می شود هوای گرم از دستگاه شما خارج شود. وقتی از خودرو شما مایع خنک کننده از دست می دهد، احتمال نشتی وجود دارد و جهت اطمینان باید آزمایش نشت انجام دهید. برای یافتن محل نشتی می توانید نشت یاب (دارای سنسور) خریداری کنید، اما بهترین گزینه این است که برای تعمیر و نگهداری به نمایندگی مورد اعتماد خود مراجعه کنید.

 

2. فن خنک کننده شما معیوب است

یکی دیگر از مشکلات رایج که باعث عملکرد نادرست سیستم تهویه مطبوع می شود، این است که فن خنک کننده به درستی کار نکند. فن خنک کننده کاربردی تنها زمانی که سیستم تهویه مطبوع نیاز به حذف گرمای اضافی از موتور دارد کار میکند تا در مصرف انرژی صرفه جویی کند. وقتی فن خنک کننده خراب شود، ماشین شما فقط هوای گرم منتشر می کند و کیفیت هوای ماشین شما را به خطر می اندازد. فن خنک کننده ممکن است به دلیل تجمع آلودگی، معیوب بودن سوئیچ دمای فن ، سوختن فیوزها یا مشکلات الکتریکی، شکسته شود.

 

3. کندانسور یا رادیاتور معیوب است

آسیب به کندانسور می تواند عملکرد سیستم تهویه مطبوع را مختل کند. اگر کندانسور شما کار نکند، بخارات خنک کننده پرفشار که از کمپرسور خارج می شوند، خنک نمی شوند و جریان هوا محدود می شود. این می تواند ناشی از تجمع زباله یا شکستگی باشد. اگر آسیب دیده باشد، خنک کننده نشت می کند و سیستم تهویه مطبوع از کار می افتد. کندانسور از پلمپ و لوله های زیادی استفاده می کند که با گذشت زمان دچار سایش و پارگی می شوند. اگر بقایای روغنی و سبز رنگ در اطراف ناحیه آسیب دیده مشاهده شود، نشان دهنده نشت در سیستم است.

 

4. کمپرسور سیستم تهویه مطبوع به درستی کار نکند

خرابی کمپرسور یا معیوب بودن کلاچ کمپرسور می تواند منجر به عدم تهویه کامل و یا مختل شدن تهویه شود. اگر دمای کابین بالاتر از حد معمول باشد یا صداهای بلندی در هنگام کارکرد کمپرسور وجود داشته باشد، علائم از کارافتادگی آن است. اگر اجزای داخلی کمپرسور شکسته شود یا یاتاقان مهر و موم شده آن مسدود شود، ممکن است صداهای بلند بشنوید.

 

5. مشکل الکتریکی وجود داشته باشد

مشکلات الکتریکی در سیستم تهویه مطبوع خودرو شما ممکن است ناشی از اتصالات شل باشد که می توان به سیم های آسیب دیده، سوختن فیوزها، یا شکستگی سنسورهای دما اشاره کرد. هر چه مدت طولانی تری به مشکلات الکتریکی رسیدگی نکنید، بیشتر در معرض خطر تجمع اسید هستید. تجمع اسید می تواند به قطعات آسیب برساند و آنقدر خورده شود که نیاز به تعویض کامل سیستم تهویه مطبوع باشد.

 

انواع سیستم تهویه مطبوع

تهویه هوای داخل کابین خودرو به دو صورت دستی و اتوماتیک کنترل می شود.

در نوع دستی، همانطور که پیش تر توضیخ داده شد، با روشن کردن کلید AC و همچنین تنظیمات دستی، تهویه هوای داخل کابین انجام می شود.

در سیستم تهویه مطبوع اتوماتیک، مکانیسم انجام تهویه همانند تهویه دستی است. تفاوت تهویه مطبوع اتوماتیک با نوع دستی در این است که دقت نوع اتوماتیک بسیار بالاتر است، به طوریکه دمای هوای کابین را می توان با مقیاس نیم درجه تنظیم کرد. وقتی وارد اتومبیل خود می شوید، کافیست دمای مطلوب خود را به این سیستم اعلام کنید. پس از آن، دمای هوای داخل کابین به طور منظم توسط سنسور این سیستم اندازه گیری شده و اطلاعات به پردازنده مرکزی سیستم تهویه مطبوع اعلام می شود، این پردازنده با توجه به ورودی هایی که از سنسور دریافت می کند، سرعت حرکت فن را بیشتر یا کمتر می کند تا بتواند همواره دمای هوای داخل کابین را در اندازه ثابتی نگه دارد.