Система отопления вентиляции кабины
Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
Отопление и вентиляция. Система отопления кузовов автомобилей (за исключением автомобилей «Запорожец») — водяная, с использованием охлаждающей жидкости из системы охлаждения двигателя.
В отличие от других автомобилей «Запорожец» имеет воздушную систему отопления, которая работает независимо от двигателя. Нагрев воздуха осуществляется в теплообменнике отопителя за счет тепла, выделяемого при сгорании бензина, засасываемого из центральной магистрали питания двигателя.
Отопитель кузова автомобиля ГАЗ-24 «Волга» (рис. 9) собран в один агрегат, крепящийся болтами к кронштейнам верхней панели передка. В кожухе отопителя установлены радиатор 6, роторный вентилятор 9 с электродвигателем 11 и регулировочная заслонка 7. Наружный воздух забирается в отопитель спереди через люк 8. В нижней части кожуха отопителя имеются два отверстия, перекрываемые двумя заслонками 12. Через эти отверстия теплый воздух поступает к ногам водителя и пассажира, которые сидят на переднем сиденье. С левой стороны кожуха установлены два распределителя воздуха — 4 и 13.
Рис. 9. Схема отопления кузова автомобиля ГАЗ-24 ‘Волга’: 1 — штуцер; 2 — кран; 3 — шланги; 4 и 13 — распределители теплого воздуха; 5 — патрубки обдува стекла; 6 — радиатор; 7 — регулировочная заслонка; 8 — люк воздухо-притока; 9 — вентилятор; 10 — облицовки патрубков обдува боковых стекол; 11 — электродвигатель вентилятора; 12 — заслонка; 14 — ручка управления заслонкой подачи воздуха; 15 — патрубки подачи теплого воздуха в заднее помещение кузова; 16 — ручка управления регулировочной заслонкой; 17 — ручка управления вентиляцией кузова; 18 — патрубок; 19 — заслонки люка; 20 — люк вентиляции кузова
Заслонка 7 в крайних положениях направляет воздух в один из распределителей — в распределитель 13 (только на обогрев стекол) или в распределитель 4 (только на обогрев кузова). В промежуточных положениях заслонка пропускает воздух в обоих направлениях. Стекла передних дверей обогреваются через патрубки 15. Вращающиеся облицовки 10 патрубков позволяют регулировать направление потоков теплого воздуха.
Для открытия и закрытия заслонки люка 8 забора воздуха (воздухопритока) служит ручка 14, а для заслонки 7 отопителя — ручка 16. Для включения электродвигателя вентилятора слева на панели приборов имеется переключатель 19 на три положения: выключено, включена малая скорость вентилятора и включена большая скорость. Вода в радиатор отопителя поступает через нижнюю трубку отопителя и кран 2.
Вентиляция кузовов легковых автомобилей осуществляется при открытых поворотных стеклах и опущенных стеклах дверей. Приточная вентиляция в кузове автомобиля ГАЗ-24 «Волга» осуществляется через люк, расположенный с левой стороны верхней панели передка. Люк открывается ручкой. При очень высокой температуре окружающего воздуха для усиления вентиляции можно при закрытом кране отопления открывать люк воздухопритока и включать вентилятор. Вытяжная вентиляция кузова осуществляется на ходу автомобиля через отверстия в боковинах кузова и перфорированную обивку потолка.
На современных автобусах применяется подача воздуха в салон падающим потоком. При падающем потоке охлажденный воздух подается в салон из канала (или каналов) в крыше; воздух из салона отсасывается к испарителю, расположенному на задней части кузова, или непосредственно наружу, или по двум каналам над боковыми окнами.
Количество подаваемого в салон автобуса воздуха при естественной вентиляции зависит от скорости движения автобуса. В городских автобусах, у которых скорость движения невелика и которые часто останавливаются, наиболее эффективной является система вентиляции совмещенного типа (естественная и принудительная).
Система отопления с использованием тепла системы охлаждения двигателя имеет существенные недостатки: при длительных остановках автобуса и неработающем двигателе автобус остывает; при низких температурах (ниже — 25°С) количество тепла системы охлаждения двигателя может быть недостаточно для обогрева салона. Поэтому в дополнение к основной системе отопления применяются независимые отопители. Так, у автобуса ЛАЗ-695М в крыше установлены дополнительно четыре осевых вентилятора с электроприводом, обеспечивающих приточно-вытяжную вентиляцию.
Особенностью системы отопления автобуса ЛАЗ-698 является применение для отопления и вентиляции кабины водителя и для обдува ветровых стекол отопительно-вентиляционной установки ОВ-65. Установка работает независимо от работы двигателя автобуса и может быть использована как при движении, так и при стоянке. Схема отопления и вентиляции салона автобуса Икарус-250 показана на рис. 10. В летний период вентиляция внутреннего пространства автобуса и циркуляция воздуха осуществляются в основном через потолочные вентиляционные люки и раздвижные боковые окна. Интенсивность вентиляции салона автобуса зависит от положения люков и величины открытия окон. Дополнительно интенсивность вентиляции салона автобуса и кабины водителя можно увеличить, использовав устройства THERMAL и SIROKKO.
Рис. 10. Общая схема отопления и вентиляции автобуса Икарус-250: 1 — обогреватель ветровых стекол; 2 — запорный кран; 3 — радиатор; 4 — отопительное устройство; 5 — потолочные вентиляторы; 6 — воздушная заслонка; 7 — регулятор положения воздушной заслонки
Отопитель кабины автомобиля КамАЗ предназначен для отопления кабины и обогрева ветрового стекла и стекол дверей в случае их замерзания. Радиатор отопителя помещен в нише панели и установлен с внешней стороны, а два вентилятора с электродвигателями размещены в кабине и закрыты съемным защитным кожухом.
Радиатор включен в систему охлаждения двигателя.
Наружный воздух поступает к радиатору через решетку облицовочной панели. Пройдя через радиатор, нагретый воздух с помощью двух вентиляторов подводится по шлангам к соплам обдува ветровых стекол. К ногам водителя и пассажиров воздух подается из отверстий в нижней стенке воздухораспределителей с заслонками, с помощью которых большую часть теплового воздуха можно направить на обдув стекол.
Для обдува стекол дверей предусмотрены специальные воздухонаправляющие решетки, установленные на панели приборов с правой и левой сторон.
Вентиляция кабины в летнее время осуществляется через поворотные форточки, опущенные стекла дверей кабины и вентиляционный люк, который устанавливается в четырех фиксированных положениях. Кроме того, свежий воздух может поступать в кабину через люк в передней панели, расположенной с правой стороны от середины кабины. При сильной запыленности воздуха вентиляционный люк в передней панели следует закрывать.
Чтобы автоматически поддерживать в замкнутом объеме заданную температуру и влажность воздуха, автомобили оборудуются системой кондиционирования воздуха.
Система полного кондиционирования воздуха должна обеспечивать: охлаждение воздуха; удаление из воздуха влаги; поддержание температуры и влажности воздуха в наиболее благоприятных пределах; фильтрацию воздуха; добавление к воздуху, циркулирующему в салоне, некоторой доли свежего воздуха; ионизацию и ароматизацию воздуха.
Выполнение системой кондиционирования всех этих функций представляет собой сложную техническую задачу. Из отечественных автомобилей пока только автомобили ГАЗ-14 «Чайка» и ЗИЛ-117 оборудованы этой системой.
Основным элементом систем кондиционирования воздуха автомобилей является охладитель воздуха, температура поверхности которого ниже точки росы обрабатываемого воздуха. Из всех возможных систем кондиционирования для автомобилей и автобусов применяют только фреоновые компрессионные установки.
Наиболее типичное решение систем кондиционирования воздуха для легковых автомобилей показано на рис. 11. В этих установках испаритель с вентиляционным агрегатом обычно скомпонован в виде самостоятельной панели и расположен под приборной панелью или встроен непосредственно в отопительно-вентиляционную систему автомобиля.
Рис. 11. Схема установки кондиционирования воздуха для легкового автомобиля: 1 — электромагнитная муфта; 2 — компрессор; 3 — испаритель; 4 — перепускные клапаны; 5 — устройство для отключения вентилятора; 6 — термостатический запорный клапан; 7 — вентилятор; 8 — смотровое отверстие; 9 — фильтр-дегидратор; 10 — сборник; 11 — конденсатор; 12 — выключатель перепускного клапана; 13 — выключатель электромагнитной муфты
Масса всего устройства составляет около 40-60 кг.
Системы кондиционирования воздуха для грузовых автомобилей по мощности и по температурным характеристикам аналогичны применяемым на легковых автомобилях, отличаясь, однако, исполнением. Типичное исполнение показано на рис. 12. Привод компрессора и в этом случае осуществляется от клиноременной передачи непосредственно от двигателя автомобиля. Конденсатор с испарительной батареей образует единое целое и смонтирован на крыше автомобиля. Устройство этого типа, установленное на автомобиле «Татра», включает в себя холодильные агрегаты, разработанные в ЧССР.
Рис. 12. Схема установки системы кондиционирования воздуха для кабины грузового автомобиля (стрелкой указано направление езды): 1 и 5 — вентиляторы; 2 — конденсатор; 3 — перегородка; 4 — конденсатор
Системы кондиционирования воздуха для автобуса более сложны энергетически и пространственно, потому что они рассчитаны на производительность 13 000-25 000 ккал/ч при общем количестве кондиционированного воздуха 2000-5000 м 3 /ч. Эти устройства выпускают в различных исполнениях, и отличаются они друг от друга главным образом по приводу охлаждающего компрессора: от специального карбюраторного двигателя; от двигателя автобуса посредством клиноременной или карданной передачи, гидро- или электропривода.
Устройство автомобилей
Вентиляция и отопление кузова
Вентиляция и отопление кузова предназначены для регулирования воздухообмена и температуры воздуха в салоне (кабине) автомобиля. При этом предусматривается система, препятствующая запотеванию и обмерзанию стекол.
Многие современные автомобили, особенно легковые, оборудуются системами кондиционирования воздуха и системами «климат-контроль», позволяющими водителю и пассажиру чувствовать себя в таком автомобиле комфортно при любых погодных условиях.
Устройство систем отопления различных типов кузовов и кабин рассмотрим на примере конкретных марок отечественных автомобилей.
Отопление кабины автомобиля «КамАЗ»
Отопление кабины грузового автомобиля марки «КамАЗ» — жидкостное, от системы охлаждения двигателя, с принудительной подачей воздуха. В него входят радиатор 27 отопителя (рис. 1), вентиляторы, воздухораспределитель 25, кран 30, подводящие патрубки 11, 12, 28 и 29 и привод управления 18. Радиатор 27 отопителя размещается в нише панели передка с внешней стороны кабины, а два рабочих колеса 9 вентилятора центробежного типа с воздухораспределителем 25 – на панели передка внутренней стороны и закрыты пластмассовым кожухом 10.
Горячая жидкость поступает из рубашки охлаждения головки блока цилиндров 13 по подводящим патрубкам 11, 12, 29 через кран 30, который расположен на передней панели 32 кабины рядом с радиатором. По подводящему патрубку 28 горячая жидкость из системы охлаждения двигателя поступает в нижнюю часть радиатора отопителя, где отдает тепло для обогрева салона и по сливному патрубку из верхней части радиатора направляется во всасывающую полость жидкостного насоса системы охлаждения двигателя.
Кран отопителя регулирует количество поступающей в радиатор жидкости из системы охлаждения двигателя и приводится в действие гибкой тягой 5 от верхнего рычага 19 на щитке привода 18 под панелью приборов слева от водителя. При крайнем левом положении рычага кран полностью перекрыт и жидкость из системы охлаждения в радиатор отопителя не поступает – отопление выключено. При перемещении рычага 19 вправо количество подаваемой в радиатор жидкости увеличивается.
Наружный воздух через решетку облицовочной панели кабины поступает к радиатору отопителя, нагревается и вентилятором через воздухораспределители подается по шлангам 24 к соплам 23 обдува ветрового стекла, к вращающимся дефлекторам 16 на панели приборов и при поднятой заслонке 26 распределителя к ногам водителя и пассажиров. Вращающиеся дефлекторы 16 позволяют направлять воздушный поток на окна дверей, на водителя, пассажиров или дополнительно на ветровое стекло.
Заслонки воздухораспределителя приводятся в действие гибкими тягами от двух нижних рычагов 20 на щитке привода. Мощность воздушного потока, поступающего через радиатор отопителя в кабину (салон), регулируется переключением частоты вращения электродвигателя вентиляторов.
Отопление кабины автомобиля «ВАЗ»
Устройство и принцип действия отопителя салона легкового автомобиля марки «ВАЗ» (рис. 2) аналогичен вышеописанному. Воздух поступает к радиатору отопителя через коробку 8 воздухопритока, а в нее снаружи через продольные отверстия воздухозаборной решетки капота.
Крышка 3 воздухопритока, управляемая рукояткой 17, позволяет регулировать количество поступающего воздуха. Принудительное нагнетание воздуха обеспечивается вентилятором осевого или центробежного типа. Количество поступающей в радиатор отопителя жидкости регулируется краном 9, который управляется рычагом 18. Воздух поступает в салон через верхние поворотные дефлекторы 1 и воздухопроводы 2, 14.
При воздействии на рычаг 15 закрывается или приоткрывается крышка 10 воздухораспределителя, при этом воздух целиком поступает через дефлекторы 1 (при закрытой крышке) или частично через воздухопровод 14 к ногам водителя и пассажиров (при открытой крышке).
Принципиальная схема работы отопителя приведена на рисунке ниже.
При использовании системы отопления следует учитывать, что в современных автомобилях забор воздуха, проходящего через радиатор отопителя, может осуществляться из внешней среды за пределами кузова, или из внутреннего объема кузова. В последнем случае прогрев воздуха в салоне (кабине) будет более интенсивным, но при этом возможно запотевание стекол автомобиля, поскольку воздух внутри салона имеет повышенную влажность из-за дыхания находящихся в нем водителя и пассажиров, и конденсат оседает на стеклах, лишая их прозрачности. Чтобы избавиться от запотевания стекол следует переключиться на воздухозабор извне салона, или приоткрыть стекла (вентиляционный люк) в кабине или салоне автомобиля.
Отопление салона автобусов
Отопление салона автобусов осуществляется с помощью калориферной системы, в которой теплый воздух поступает от радиатора системы охлаждения двигателя в отопительные каналы кузова и далее в салон и кабину водителя.
Кроме системы обогрева салона, зависимой от системы отопления двигателя, в современных автобусах применяются автономные (независимые) и конвекторные (встроенные) отопители салонов. Автономные модели бывают жидкостные или (чаще) воздушные. Они способны нагревать кабину автомобиля или салон автобуса независимо от работы двигателя. Конвекторный тип обогревателя применяется перед включением двигателя и используется, не запуская его, для предварительного подогрева. Воздушный отопитель представляют собой камеру, где сгорает топливо (газ, бензин или дизельное).
Отопитель устанавливается внутри салона автобуса или вне его, а для того, чтобы угарный газ, выделяемый в результате работы агрегата, не проникал в салон, его отводят наружу. Забор холодного воздуха может осуществляться с улицы или непосредственно из салона.
Принцип работы отопителя достаточно прост — через нагретую камеру, где сгорает топливо или пластинчатый теплообменник, имеющий повышенную теплоотдачу (по типу радиаторов в доме) проходит нагнетаемый вентилятором воздух. При этом теплообменник отдает ему свое тепло и на выходе из отопителя дует горячий воздух. Современные конструкции обогревателей салонов автобусов создаются с учетом требований комфорта и безопасности, при этом они способны обогревать салон автобуса, даже если откажет двигатель.
Вентиляция кабины и салона
Вентиляция кабины грузового автомобиля «КамАЗ» осуществляется с помощью поворотных форточек, опускных стекол дверей и вентиляционного люка крыши (естественная вентиляция). Вентиляционный люк 5 (рис. 3) может иметь четыре фиксированных положения, создавая или нагнетающую, или эжекционную вентиляцию. Возможна вентиляция через систему отопления летом при отключенном кране отопителя. С помощью вентиляторов отопителя можно создать принудительную вентиляцию в кабине.
Легковые автомобили имеют естественную приточную и вытяжную вентиляцию салона кузова. Естественная вентиляция происходит при опускании стекол дверей и открывании поворотных форточек в окнах дверей (при наличии). Приточная вентиляция осуществляется через воздухозаборник 1 и систему отопления, а вытяжная – через отверстия 3 на боковинах кузова и перфорированную облицовку 2 внутренней поверхности крыши.
Системы вентиляции кузова современных легковых автомобилей оснащаются фильтрами для очистки поступающего в салон воздуха.
Вентиляция салона кузова автобуса осуществляется с помощью системы отопления, открывающихся боковых окон, вентиляционных люков 5, расположенных в крыше, и воздухозаборника 4, расположенного под козырьком передней части автобуса.
