Доктор Avic

 

Gutta cavat lapidem non vi, sed saepe cadendo

Doctor Avic

Климат в салоне автомобиля

   

В настоящее время человек значительную часть жизни проводит в автомобиле. Чистый свежий воздух в салоне - необходимые условия комфорта, без которых поездка может превратиться в мучение.

Создание благоприятного микроклимата  является важной задачей обеспечения оптимальных условий для работы человека. Эти условия – температура, влажность, скорость движения воздуха, тепловое излучение и запыленность. Условия эти обеспечивает кондиционирование воздуха. Сам термин кондиционирование обозначает  автоматическое поддержание в закрытых пространствах отдельных параметров воздуха с целью обеспечения оптимальных метеорологических условий. Причем эти параметры должны выдерживаться системой кондиционирования автомобиля вне зависимости от времени года и погоды.

Комфорт в автомобиле – необходимая основа активной безопасности при управлении автомобилем. Поэтому кондиционирование в системе «человек – автомобиль» помогает обеспечивать водителю безопасную езду[1].

 

Приоритеты комфорта

Возрастание дискомфорта

 

Эстетика

 

Иерархия потребности

Антропометрия

Микроклимат

Звук, вибрация

Освещение

Запахи

Каждый водитель индивидуально реагирует на различные условия окружающей среды.  Поэтому задача системы кондиционирования – ограничить воздействие внешних факторов на водителя настолько, чтобы напряжение водителя находилось в пределах, гарантирующих безопасность. При этом особое значение в комфорте придается запаху. Если наша потребность по запаху удовлетворена, мы воспринимаем другие помехи, например вибрацию и температуру. На вершине иерархии находится потребность в эстетике автомобильного салона.

 

 

Оптимальные нормы микроклимата в салоне автомобиля

Сезон года

Температура (град.С)

Относительная влажность (%)

Скорость движения воздуха (не более м/с)

Холодный период

20-30

40-60

0,2

Теплый период

20-25

40-60

0,2

            Условия теплового комфорта в салоне автомобиля определяются тепловым балансом транспортного средства. Этот баланс выполняется в том случае, когда тепловые потоки, поступающие в салон, равны потокам, выходящим из него.

 

Рекомендации по оптимальным нормам микроклимата в салоне автомобиля даны в нормативных документах, таких как Санитарные правила N 4616-88[2], РД37.001.018-84 и ГОСТ Р 50993-96.[3].[4] Все они достаточно подробно регламентируют основные требования к условиям труда водителей легковых автомобилей. 

 

 

 

Эти рекомендации по тепловому режиму водителя хорошо изображены на рисунке, взятом из книги «Кондиционеры и климатические системы легковых автомобилей».[5]   

1- область, требующая более низкую, чем у ног температуру на 3-5 гр.С.

2, 4 - в этих областях не должно быть сквозняков;

3 - зоны быстрой адаптации к тепловому режиму;

5 - область медленной адаптации, вследствие слабого кровообращения, требует повышенной температуры на 3-5 гр.С.

6 - область поясницы и спины, где должна быть адекватная вентиляция для профилактики потоотделения. 

 

 

Значение микроклимата в салоне.

Микроклимат в салоне автомобиля оказывает большое влияние на состояние водителя и пассажиров. Наиболее благоприятная температура от +18 до +22°С, влажность - от 40 до 60%.

При +10°С начинается переохлаждение тела; при +26°С наступает физическое утомление; при +30°С замедляется реакция, появляются ошибки в управлении автомобилем. Оптимальной температурой в салоне для профилактики простудных заболеваний в начале процесса охлаждения салона считается разница не более чем в 6 градусов с температурой наружного воздуха. И только по истечении определенного количества времени эту разность можно постепенно увеличивать. При злоупотреблении холодным воздухом происходит переохлаждение организма.

Немаловажное значение для терморегуляции организма человека имеет движение воздуха в салоне, однако сквозняки способны вызвать простудные заболевания.

Кондиционер, обеспечивая комфорт водителю, попутно снижает риск угодить в аварию. Оказывается, когда температура в салоне машины достигает 27 градусов, вероятность попасть в ДТП возрастает на 6%. Если температура доходит до 32 градусов, то шанс стать участником дорожного происшествия составляет уже 10%, а при температуре более 32 градусов риск аварии резко увеличивается.

 

 

Устройство автомобильного кондиционера

Первый автомобильный кондиционер имел мощность охлаждения всего 370 Вт, был создан фирмой С & С Kelvinator Co в 1930 году и установлен на Кадиллаке.[6]

Автомобильный кондиционер работает по тому же принципу, что и обычный бытовой холодильник. Он представляет собой герметичную систему, заполненную фреоном R134а и специальным холодильным маслом, растворимым в жидком фреоне и не боящимся низких температур. Масло нужно для смазки компрессора и всей системы.[7]

При нажатии на кнопку включения кондиционера срабатывает электромагнитная муфта, и прижимной диск (3) примагничивается к шкиву (2). Шкив приводится в движение ремнем. Работающий компрессор (1) сжимает газообразный фреон и гонит его по трубопроводу в конденсор (4). Здесь нагретый и сжатый фреон охлаждается.

В этом ему помогает вентилятор, который включается на первую скорость одновременно с компрессором. Если автомобиль едет, конденсор дополнительно обдувается потоком воздуха. Охладившись, сжатый фреон начинает конденсироваться и выходит из конденсора уже жидким. После этого жидкий фреон проходит через ресивер-осушитель (6), где отфильтровываются продукты износа компрессора и прочая грязь.

Далее фреон течет в сторону салона автомобиля. Жидкий фреон проходит через терморегулирующий вентиль (ТРВ) (10). Попадая в испаритель, фреон переходит в газообразное состояние (кипит) и при этом сильно охлаждается. Испаритель (12) — это тот же радиатор, только маленький. Ледяной фреон охлаждает испаритель, а вентилятор 13 переносит с испарителя холод в салон автомобиля, охлаждая и осушивая воздух. Пройдя через испаритель, все еще достаточно холодный фреон попадает снова в компрессор.

Часть системы от компрессора до ТРВ называется напорной магистралью. Ее трубки теплые или горячие. Часть же от испарителя до компрессора называется обратной магистралью, на ощупь она ледяная. Если в напорной магистрали во время работы компрессора давление колеблется от 7 до 15 атмосфер, то в обратной магистрали давление не превышает одной - двух атмосфер. За правильной работой системы следят несколько датчиков. Количество их варьируется.

 

Фреоны

Фреон R-12 – дихлордифторметан. R-134 – тетрафторэтан обладает теми же термодинамическими свойствами, что и R-12, но R-134 не содержит хлора, не горюч и не токсичен, не влияет на озоновый слой. Эти два хладагента несовместимы, требуют разных измерительных приборов и инструментов! В системах с R-12 используются сервисные клапаны типа Шредера, тогда как для R-134 используются фитинги SAEJ639.[5]

 

Обслуживание кондиционера.

 фото грязного конденсора взято из Интернета

Сервис системы кондиционирования автомобиля можно условно разделить на два способа. Первый - это самостоятельная диагностика и второй –  техническое обслуживание в автосервисе.

Что может сделать лично водитель автомобиля? Ну, во всяком случае определить эффективно работает система или нет, нуждается ли авто в консультации профессионалов.

Самостоятельная проверка кондиционера включает в себя проверку эффективности работы (наличия холода) и состояние отдельных частей системы кондиционировании.

Эффективность охлаждения определяется достаточно просто. Периодически сопоставляя результаты простейших измерений температуры, соблюдая при этом одинаковые условия измерения, можно вовремя заметить приближающуюся проблему. В качестве "эталонных" данных могут служить результаты измерений температуры в начальный период эксплуатации новой машины, когда кондиционер исправен. Для этого достаточно закрепить термометр на центральном дефлекторе передней панели в положение обдува "в салон". Скорость вентилятора поставить на "2" при закрытых  дверях и поднятых стёклах. Включить двигатель без включения кондиционера и замерить температуру воздуха, выходящего из дефлектора. Далее включить кондиционер и замерить температуру.

Что касается состояния отдельных частей системы кондиционировании, то здесь определяем  состояние натяжения ремня привода вспомогательных агрегатов (ПВА). Ремень ПВА испытывает повышенную нагрузку, которую создает работающий кондиционер. Проверяем степень натяжения ремня, наличие повреждений как наружной, так и внутренней его поверхности. При обнаружении повреждений ремень подлежит замене.

Механическому износу больше всего подвержен компрессор. Но чаще всего первым выходит из строя не он, а конденсор — теплообменник, установленный перед радиатором двигателя. Конденсор подвержен коррозии от соли, вибрации и механических напряжений. Это приводит к образованию в нем микротрещин и к утечке хладагента. Конденсор постоянно испытывает воздействие летящей с дороги грязи и пыли, которые, забивая соты, постепенно нарушают теплообмен и снижают эффективность всей системы в целом.

Конденсор, прослуживший 7 лет, почти всегда имеет многочисленные очаги коррозии, особенно в местах крепления. В районе возникновения микротрещин на нем появляется характерное пятно от просачивающегося масла. Такой конденсор подлежит замене. Продлить срок его службы поможет поддержание подкапотного пространства в чистоте. Особенно тщательно нужно промывать конденсор от накопившихся соляных отложений весной, т.к. загрязнение конденсора вообще часто является единственной причиной плохой работы кондиционера.

Промыть конденсор можно сняв декоративную решетку радиатора. Лучше это делать струей воды под давлением  с моющим раствором. Практика показывает, что таким образом можно дополнительно охладить воздух, поступающий в салон от 2 до 8 градусов. Это, конечно, зависит от степени загрязненности конденсора. Вообще количество грязи можно значительно уменьшить, если поставить перед конденсором сетку, которая спасет ячейки от «закупоривания» многочисленными насекомыми.[8]

Полезно проверить надежность механического крепления трубок. Если какая-либо трубка вибрирует, ее обязательно нужно закрепить.

Чтобы проверить загрязненность испарителя, нужно переключить циркуляцию воздуха с внешней на внутреннюю. Если поток воздуха увеличился, то пора почистить испаритель или сменить салонный фильтр. Последний можно периодически очищать обратным током воздуха под давлением, предварительно его вынув.

Сбой в работе электрического вентилятора проверяется на слух, при неисправности компрессор издает скрипы и посторонние шумы, вибрирует. Если подобные звуки обнаружены, стоит обратиться в автомобильный сервис. К тому же за год эксплуатации из-за диффузии убывает до 20% хладагента.

Сделать полную диагностику кондиционера, заправить его недостающим количеством фреона можно лишь в условиях специализированной мастерской.

 Заключение.

Механизм и работа кондиционера практически не требуют к себе повышенного внимания во время эксплуатации. Однако, следует взять себе за правило периодически проверять его самостоятельно раз в год и хотя бы один раз в 2 года проводить диагностику в специализированном автосервисе. Не стоит экономить на своем комфорте и здоровье, ибо от климата в салоне зависит ваше настроение и безопасность вашего движения!


[1] Bubb, H. «Ergonomie in Mensch-Maschine-Systemen..». Essen, 1995.

[2] Санитарные Правила по гигиене труда N 4616-88 от 5.05.1988 г.

[3] http://sklad-zakonov.narod.ru/gost/Gr50993-96.htm

[4] ГОСТ Р 50993-96 Системы отопления, вентиляции и кондиционирования. Требования к эффективности и безопасности

[5] Альтгаузен А.Л., Ласточкин С.А. «Кондиционеры и климатические системы легковых автомобилей», Москва, 2002г.

[6] http://ru.wikipedia.org/wiki/Кондиционирование

[7] http://amastercar.ru/articles/electrical_equipment_of_car_4.shtml

[8] http://im.lipetsk.ru/a_mo_setka.htm

   
   
   
           

Свой опыт.

Здесь же привожу условия и результаты измерений, которые я провёл до и после мытья радиатора после пробега 51000км.

Условия измерения: термометр спиртовой; длительность измерения - 2 мин; измерение температуры охлаждённого воздуха производилось на центральном дефлекторе в положение обдува - "в салон", открыты только центральные дефлекторы; скорость вентилятора - "2"; двери закрыты, стёкла подняты.

Сопоставив результаты, я получил определённое представление об эффективности работы кондиционера.

Замер температур до и после мытья радиатора кондиционера после 51000км
t из центрального сопла панели (переключатель в положении - воздух только к голове, вентилятор на 2)
  кондиционер выкл. кондиционер вкл. дельта (в градусах)
  t наружн. воздуха t без рециркуляции t с рециркуляцией без рециркуляции с рециркуляцией Среднее значение
1. Пробег 51500км, сетка перед радиатором.
  +32 +8 +4 24 28 24
  +22 +2 -1 20 23
2. Мытьё нижней (доступной части радиатора) раствором с шампунем под давлением 6атм. из компрессора
  +26 +3 -2 23 28 26

 

 

 

 

   
   

до мытья

   

до мытья

после мытья

     
 

отмытая грязь с конденсора

 
         
     
           
   

 

     
Last modified: 03/30/16