Как работает отопитель в автомобиле
Как работает отопитель в автомобиле
Отопитель салона – одно из самых главных устройств в автомобиле в холодное время года. От него напрямую зависит комфортность поездок, а неисправности «печки» даже самые суровые автомобилисты исправляют в первую очередь. Как работает это устройство?
Существует два типа отопителей салона: работающие от системы охлаждения двигателя и функционирующие за счет сгорания топлива в отдельном приспособлении. Печки, работающие на бензине, напрочь устарели и сейчас не применяются в виде основного отопителя. Однако они не исчезли совсем, а легли в основу автономных отопителей, которые широко применяются на грузовом транспорте.
Салоны же легковых автомобилей отапливаются исключительно за счет системы охлаждения двигателя. Общий принцип работы такого отопителя прост: охлаждающая жидкость забирает тепло у двигателя и, проходя через радиатор «печки», отдает его в салон. Рассмотрим типичный отопитель в деталях.
Радиатор отопителя
Внутри любого автомобильного отопителя установлен радиатор. Это самый настоящий радиатор, очень похожий на тот, что установлен между фар, только маленький. У него также есть каналы и ребра охлаждения и через него циркулирует горячий тосол или антифриз. Радиатор отопителя устанавливается в корпус из жаропрочного пластика.
Радиатор отопителя Лада Гранта
Поток горячей охлаждающей жидкости от двигателя, проходящей через радиатор, может регулироваться краном, как это делалось, например, на ВАЗовской классике. Кран регулировал поток, примерно так же, как это происходит в обычном домашнем смесителе, и, за счет этого, регулировалась температура воздуха в салоне. Это крайне медлительный и очень не точный метод. Поэтому в современных отопителях кранов на радиаторе нет и охлаждающая жидкость циркулирует внутри него постоянно.
Температура же воздуха из печки регулируется при помощи воздушной заслонки.
Воздушная заслонка
Если бы в составе автомобильной «печки» был только горячий радиатор, толку от нее было бы немного. Да, горячий воздух поднимается вверх, но, в случае с автомобилем, этого явно недостаточно. Например, оттаивания лобового стекла пришлось бы ждать несколько часов. Для ускорения прогрева салона нужно, чтобы через радиатор отопителя проходил дополнительный воздух и желательно под напором.
Этот воздух берется из двух мест: с улицы или из салона. Про забор воздуха из салона читайте ниже в разделе Рециркуляция воздуха, а здесь рассмотрим, как в отопитель попадет уличный воздух.
Для того чтобы воздух с улицы попадал в отопитель, предусмотрен специальный воздухозаборник, который у большинства автомобилей находится в районе «дворников». Через этот канал воздух попадает в корпус отопителя и… Дальше существует два «крайних» варианта: воздух либо идет через горячий радиатор, либо в обход него. Возможно и смешивание этих вариантов в любых пропорциях. Что это значит?
Перед радиатором, в воздушном канале, установлена заслонка, положение которой определяет, сколько воздуха пойдет через радиатор, а сколько в обход него. Именно за счет положения этой заслонки и регулируется температура воздух из печки в современных отопителях. То есть, температура определяется не количеством горячей жидкости в радиаторе, а количеством воздуха, нагревающимся от прохода через радиатор.
Рециркуляция воздуха
Забор воздуха из салона называется рециркуляцией. Такая функция есть на всех современных автомобилях, но недоступна на многих старых российских моделях, а зря. Рециркуляция крайне необходима при проезде по запыленной или задымленной местности, а также помогает быстрее прогреть салон.
Смысл рециркуляции в том, что отопитель забирает воздух не с улицы, а из салона через специальный, дополнительный канал. Между каналами устанавливается дополнительная заслонка, в зависимости от положения которой один из каналов закрыт. Таким образом, когда перекрыт уличный канал, в отопитель идет уже прогретый салонный воздух, что и помогает создать комфортные условия для людей быстрее.
Режим рециркуляции включается на торпеде кнопкой или ползунком. В первом случае работает достаточно хитрая система, в состав которой входит электрический клапан и вакуумный привод, передвигающий заслонку. Во втором все проще – ползунок двигает рычаг и через гибкую тягу перемещает заслонку рециркуляции.
Если при быстрой езде уличный воздух может попадать в отопитель «по инерции», то при стоянии, например, в пробке, такого не будет. Не попадет сам по себе в «печку» и воздух из салона при включенной рециркуляции. Для принудительного забора воздуха и более эффективного обогрева салона в конструкции отопителя есть вентилятор.
Вентилятор отопителя
Вентиляторы отопителей в российских автомобилях бывают двух типов: с самым настоящим пропеллером (ВАЗовская «классика») и турбинного типа. «Пропеллерные» вентиляторы давно отошли в прошлое, как слабые и ненадежные (Почитайте: визжит печка на ВАЗ) и уступили место мощным турбинным.
Турбинный вентилятор представляет собой специальное колесо с лопастями определенной формы, установленное на вал электродвигателя. Вращаясь, это колесо создает мощный поток воздуха, идущий в одном направлении. В случае с автомобильным отопителем это направление – в сторону радиатора.
Вентиляторы отопителей имеют несколько скоростей вращения, которые выбираются водителем на панели управления «печкой». В простейшем случае, скорости вентилятора переключаются поворотным переключателем, как минимум на четыре положения («выключено» и три скорости вращения). Хотя существуют и совсем примитивные варианты с трехпозиционной кнопкой без подсветки и каких-либо удобств.
Скорости вентилятора создаются за счет резисторов. Переключатель на торпеде подает ток на двигатель вентилятора таким образом, что на любой скорости, кроме максимальной, двигатель оказывается подключенным через соответствующий резистор. Эти простые устройства уменьшают проходящий через них ток, и вал двигателя вращается медленнее. На последней же, максимальной, скорости, вентилятор подключается напрямую (в обход блока резисторов) и, соответственно, вращается и дует в полную силу.
Воздуховоды и система распределения воздуха
Чтобы воздух из отопителя эффективно попадал на лобовое стекло, стекла передних дверей, в зону ног водителя и пассажиров, да еще и обогревал остальное пространство салона, требуется как можно ближе подвести воздух к этим «целям» и равномерно его распределить. Это делается за счет развитой системы воздуховодов, спрятанной под торпедой.
Воздуховоды представляют собой цельные или сборные пластиковые трубы, которые собраны в единую систему. Воздух, прошедший через горячий радиатор или в обход него, выходит в эту систему и его дальнейшее движение определяется распределительной заслонкой или несколькими заслонками.
Управление этими заслонками находится на торпеде в виде поворотного переключателя (или древних ползунков с рычагами). Заслонки могут иметь механический (при помощи гибких тяг), вакуумный (когда заслонки двигаются вакуумными приводами, работающими от разряжения во впускном коллекторе двигателя) или электрический привод (с помощью электродвигателей).
В зависимости от того, какой режим выберет водитель, заслонки принимают такое положение, что воздух из отопителя идет, например, только на лобовое стекло или на лобовое стекло и в ноги или в некой другой комбинации.
Воздуховоды оканчиваются дефлекторами. Это те самые решеточки на торпеде, откуда и дует воздух. Современные дефлекторы представляют собой достаточно сложные и интересные устройства. Как правило, каждая такая «решеточка» имеет целый набор функций: можно менять направление воздуха по горизонтали и вертикали, силу напора воздуха, а то и вовсе перекрыть воздуху путь, «отключив» дефлектор! Все это делается колесиками/рычажками снизу или по бокам дефлектора. Соответственно, направление воздуха меняется за счет поворотных лопаток и изменения положения самого дефлектора, а его «отключение» – закрытием индивидуальной маленькой заслоночки, которая наглухо перекрывает путь воздуху из отопителя к выходу соответствующего дефлектора.
Все это вместе, дает широчайшие возможности по созданию комфортного микроклимата в салоне.
Климат-контроль и другие возможности
В данной статье рассмотрена простейшая «базовая» автомобильная «печка». Этот принцип заложен в основу любого отопителя, однако он может добавляться и усложняться за счет внедрения дополнительных устройств, например, кондиционера.
В таком случае «печка» способна уже не только нагревать, но и эффективно охлаждать салон. А добавление электронной составляющей позволяет реализовать функцию климат-контроля. В общих словах, климат-контроль реализуется за счет датчиков, определяющих температуру в салоне и подающих соответствующие сигналы на электронный блок. В зависимости от этих сигналов, блок управляет теми же заслонками сам, при помощи электроприводов. И делает он это таким образом, чтобы постоянно поддерживать температуру, заданную водителем. То есть, человеку достаточно выбрать температуру и режим обдува, а остальное автомобиль будет делать сам.
Существуют и более сложные системы, например, разделяющие салон на несколько разных климатических зон (двух-, и даже трехзонные климат-контроли). Датчики способны учитывать не только температуру в салоне, но и даже влияние на эту температуру солнечного света…
Однако принципы, описанные здесь, повторяются в конструкции любых автомобильных отопителей, какими бы «навороченными» они не были.
Как работает печка, характерные неполадки
Встречаются разные причины, приводящие к тому, что отопитель плохо функционирует, не дует теплым воздухом. Чаще всего это неисправности радиатора, но не исключены проблемы с иными элементами.
Чтобы найти первопричину, нужно понять, как работает печка:
- После запуска мотор начинает прогреваться, а вместе с ним и охлаждающая жидкость – антифриз.
- Разогретый антифриз поступает в радиатор печки, где происходит теплообмен, предполагающий нагрев воздушных масс, поступающих с улицы.
- Теплый воздух подается в салон по воздуховодам.
Пока двигатель не прогрелся, система не может обеспечить подачу теплых воздушных масс в салон.
Причины, по которым печка не работает, основные неисправности:
- Низкий уровень охлаждающей жидкости в системе. Это может быть связано с редким обслуживанием или утечками в результате повреждения элементов системы – прокладок, шлангов. Доливку антифриза, проверку узлов, замену поврежденных составляющих стоит проводить после остывания двигателя.
- Завоздушивание системы препятствует нормальной работе. Здесь нужно выпустить воздух, попавший извне.
- Загрязнение, возникшее из-за внутренней коррозии, также нарушает процесс циркуляции рабочего состава. Для устранения проблемы требуется промывка.
- Выход из строя термостата приводит к тому, что отопитель перестает нормально функционировать. Само устройство выполнено в виде клапана. Его работа зависит от температуры рабочей жидкости в системе. Когда двигатель только прогревается, клапан закрыт, а при достижении оптимальной температуры – открывается, и антифриз начинает двигаться по большому кругу. Иногда термостат заклинивает, он перестает открываться. Тогда печка работает, но не греет, возникает угроза перегрева мотора. Для устранения дефекта потребуется замена элемента.
- Неисправность вентилятора определяется тем, что печка перестает дуть. Полное отсутствие потока воздуха возникает, когда вентилятор сгорает, нарушается подача питания, возникает проблема с переключателем, реле. Не исключается и сильное загрязнение, повреждение проводки.
- Неполадки датчика температуры делают невозможной нормальную эксплуатацию системы отопления. Нужно проверить контроллер, подав на него напряжение 1,2 В.
- Проблемы с блоком управления приводят к нарушениям в работе отопителя, заслонок. В случае неисправности требуется замена.
- Выход из строя заслонок приводит к тому, что дует только холодный или горячий воздух, что также сказывается на уровне комфорта.
Процесс устранения неисправностей зависит от устройства системы отопления на конкретном авто.
Обеспечивая своевременное обслуживание, очистку радиатора, легко предотвратить развитие многих неполадок.
Вопросы эксплуатации
Обычно с ремонтом системы отопления особых сложностей нет. Чаще всего достаточно разобрать и почистить части системы от загрязнений.
Однако иногда возникают проблемы, которые требуют более серьезного подхода.
Наиболее распространенные причины неисправности печки – забитый радиатор, краник, сломанная помпа.
Из-за неисправности попмы может повести головку блока цилиндров двигателя, что приведет к его перегреванию. Тогда будет необходим капитальный ремонт мотора.
Если у радиатора печки входящий шланг горячий, а выходящий холодный, возможно, поломался краник. Если же краник в порядке, значит нужно менять радиатор печки. Со временем в нем образовывается накипь и скорее всего ее уже очень много.
Иногда в печке может появиться воздушная пробка. Это происходит потому, что трубки очень узкие, а слабому потоку жидкости невозможно выгнать пробку. Чтобы избавиться от пробки, нужно прогреть двигатель. Затем ослабить хомут на шланге и аккуратно снять его с трубки, чтобы появилась небольшая щелочка. Через нее воздух сможет выйти.
При попадании грязи в радиатор начинается процесс гниения, и в салоне появляется неприятный запах.
Как любая техника печка требует своевременного осмотра и ремонта. Соответственно, чем больше возраст автомобиля, тем тщательнее нужно готовить его к отопительному сезону.
