寒い冬には、暖かく快適な自動車環境をすばやく取得することは小さな問題ではありません。これが車のヒーターの中心的なミッションです。独立した電化製品ではなく、車の暖房および空調システム(HVAC)のコア暖房成分です。その本質は効率的な熱交換器です。
1。コアの概念と実用的な原則:廃棄物を宝物に変える知恵
の操作 車ヒーター エンジンの操作中に生成された「廃熱」を巧みにリサイクルするエンジニアリングの知恵のモデルです。
熱源:エンジンクーラント
エンジンが機能しているとき、燃焼は多くの熱を生成します。冷却システム(ウォーターポンプ、ラジエーター、サーモスタット)は、クーラントを連続的に循環させて吸収し、この熱を吸収してエンジンの過熱を防ぎます。
エンジンシリンダーブロックとシリンダーヘッドを流れた後のクーラントの温度は、大幅に増加し(通常は90°C以上)、理想的な熱源になります。
熱交換センター:ヒーターコア
ダッシュボードの下にあり、通常は小さなアルミニウムまたは銅のチューブと密な熱散逸フィンで構成され、小さなラジエーターのように見えます。
ホットクーラントは、特定のパイプバルブを介してヒーターコアに導入されます。
熱伝達:空気対流
車両の内側または外側からの新鮮な空気(ブロワー/ファンが駆動)は、ヒーターコアのフィンの表面に吹き飛ばさざるを得ません。
重要な物理的原理:高温のひれは、熱を流れる空気に熱(熱伝導)に移動し、加熱された後に気温が上昇します(熱対流)。
熱気は、空気ダクトを介して車の中のセットエアコンセント(インストルメントパネル、足、フロントガラスなど)に運ばれます。
温度制御
温度混合ダンパー:これは、細かい温度制御を実現するためのコアコンポーネントです。これは、ヒーターコアを通る熱気の混合比を制御し、ヒーターコアをバイパスする冷気の混合比を制御するようなものです(通常はエアコン蒸発器から)。ダンパーの開口部が大きいほど、混合空気の流れの熱気の割合が高くなり、出口温度が高くなります。そうでなければ、寒いほどです。コントロールノブ、ボタン、または自動エアコン設定は、最終的にこのダンパーの位置を調整します。
クーラントフロー制御バルブ(一部のモデル):一部の古いまたは特別に設計されたモデルでは、クーラントフローを調整することにより、最大加熱容量を制御するために、ヒーターコアに入るクーラントパイプにバルブが取り付けられている場合があります。現代の車はこのバルブを使用することはめったになく、主にダンパー調整に依存しています。
2。コアシステムコンポーネントの詳細な説明
Automotive Heater Systemは共同の全体です。
ヒーターコア:コア熱交換要素、材料、設計は、熱交換効率と耐久性に影響します。
ブロワー/ファン:ヒーターコア(および/またはエアコン蒸発器)に空気を吹き付けるための空気の流れを提供します。調整できる複数の風速があります。
温度混合ダンパー:冷たい空気と熱気の混合比を調整して、出口温度の正確な制御を実現します。
モードダンパー:空気供給に使用されるアウトレット(顔、足、フロントガラスの霜取り、霜取り/足混合モードなど)を制御します。
内部および外部循環ダンパー:空気源(車の外側の新鮮な空気または車内の空気循環)を制御します。
温水パイプとバルブ:専用のパイプラインは、エンジンからヒーターコアに高温のクーラントを導入し、エンジン冷却システムに戻します。バルブ(もしあれば)は、クーラントのオンとオフを制御します。
コントロールパネル/コントロールユニット:ドライバーの動作インターフェイス(ノブ、ボタン、タッチスクリーン)とその背後にある電子制御モジュール(ECU)は、指示を受け取り、ダンパーモーターとブロワーを駆動します。
エアダクトシステム:処理された空気を各コンセントに導くプラスチックパイプの複雑なネットワーク。
3。コア機能と重要性
車ヒーターは快適さ以上のものを提供します:
自動車コンパートメントの暖房:寒い季節に暖かく快適な運転環境を提供し、乗客が凍結するのを防ぎ、快適さと運転集中を改善します。
安全な解凍と解凍:それは重要です!フロントガラスとサイドウィンドウの霜と霧をすばやく清算して、冬の運転安全の中心的な保証です。
リアウィンドウとバックミラーの霜取り(補助):通常、ヒーターシステムにリンクしているか、別々に制御され、電気加熱ワイヤ加熱を使用してデフロストと解除(リアウィンドシールド)または脱水(バックミラー)を実現します。
シート加熱(高度な機能):一部のハイエンドモデルのシート加熱機能は、制御ロジックと電力分布のためにHVACシステムに統合される場合があります。
エンジンの動作温度を最適化(間接的に):加熱にエンジン熱を使用すると、冷却システムが特定の作業条件下(特に寒冷地での寒さの後)で熱を消散させ、エンジンが到達し、最適な動作温度をより速く維持するように促進します。
4。技術と運用の進化
手動制御:基本的なフォーム、ドライバーは温度ノブ(ブレンドダンパーを制御)、エアボリュームノブ(ブロワー速度を制御)、モードスイッチ(ダンパー位置を制御)を手動で調整します。
半自動/自動一定の温度エアコン:ターゲット温度を設定した後、システムはブレンドダンパーの開口部、ブロワー速度(コンプレッサーの開始と停止、内部および外部循環を含む場合もあります)を自動的に調整して、設定温度を維持します。センサー(車内温度、日光強度、周囲温度など)がフィードバックを提供します。
ゾーン温度制御:ハイエンドモデルは、ドライバーの座席と副操縦士(後列)に独立した温度設定を提供し、システムは追加のダンパーとセンサーを介してゾーン制御を実現します。
リモートスタート予熱:リモートコントロールまたは携帯電話アプリを介して車両をリモートで起動し、ヒーターシステム(エンジンと一緒に)は、乗客が車に乗る前にキャビンを予熱して解凍するために事前に動作し、冬の車の体験を大幅に改善します。
5。電気自動車暖房システムの違い
電気自動車(EV)には内燃機関がないため、既製の「廃熱」は利用できず、暖房方法は完全に異なります。
PTCヒーター:
主流のソリューション。正の温度係数(PTC)セラミック電気加熱要素を使用して、直接活性化して熱を生成します。
利点:比較的単純な構造と高速加熱速度。
短所:高エネルギー消費、バッテリー電力の大幅な消費量は、冬の電気自動車範囲の削減の主な理由の1つです。
ヒートポンプシステム:
より高度で省エネ。作業原則は、家庭用エアコンの逆の適用に似ており、「寒い場合でも)またはバッテリー/モーターの廃熱から熱を「輸送」します。
利点:エネルギー効率比(COP)はPTCよりもはるかに高く、加熱エネルギー消費を大幅に削減し、巡航範囲にほとんど影響を与えません。
短所:システムはより複雑で高価であり、極端に寒い環境(-10°C以下など)で加熱効率と速度が低下する可能性があります。
ハイブリッドソリューション:一部のモデルでは、PTCとヒートポンプを組み合わせて使用します。 PTCは、寒いスタートまたは極度の寒冷時の迅速な暖房を支援するために使用され、ヒートポンプは主に通常の条件下で使用されます。
6.一般的な問題とメンテナンス
熱気はありません/暖かい空気が不十分です:
クーラントの問題:液体レベルが低すぎて漏れており、長い間交換されておらず、パフォーマンスの劣化をもたらし、空気に混合して空気の閉塞を形成します。
サーモスタットの故障:開いた位置に貼り付けられ、エンジンは通常の動作温度に達することができず、クーラント温度が低すぎます。
ヒーターコアの詰まり:錆、スケールまたは低品質の不凍液堆積物は、冷却システム内のコアの内部パイプをブロックします。
温度混合ダンパー障害:モーター損傷、コネクティングロッド剥離、ダンパーが詰まっており、加熱位置に回転できません。
温水バルブの故障(もしあれば):バルブを開くことはできません。
ブロワーは機能しません/異常な音:
モーター損傷、速度調整抵抗器の故障、ヒューズの吹き飛ばし、スイッチまたはラインの問題。刃または空気ダクト内の異物も異常なノイズを引き起こす可能性があります。
不十分な空気量/アウトレットでの一貫性のない空気量:
エアコンフィルターは深刻に詰まっています。
空気ダクトは漏れたり落ちたりしています。
特定のモードのダンパーが立ち往生または誤動作しています。
臭気(かび臭い、酸っぱい):
エアコンフィルターは汚れているか、湿っていてカビが生えています。
カビは、蒸発器(空調冷凍コンポーネント)またはヒーターコアの表面で成長します。自然な風を使用して、エアコンをオフにする前に、しばらくの間空気ダクトを乾燥させると、この問題を軽減できます。
メンテナンスの提案:
エアコンフィルターを定期的に交換します。毎年または走行距離(10,000〜15,000キロメートルなど)で、空気の品質と空気量を確保します。
資格のある不凍液を使用して、メーカーの要件に従って置き換えます。通常、腐食や閉塞を防ぐために、通常2〜5年または40,000〜80,000キロメートルごとに交換します。
冷却システムを確認してください:液体レベルと漏れを定期的にチェックして、システムに空気がないことを確認してください。
異常に注意:熱気、臭気、または異常な反応がない場合は、時間内にチェックして修復します。
冬の使用:冷たい車を起動した後、水温計がわずかに上昇するまで(エンジンがウォームアップし始めます)、ヒーターをオンにするまで待ちます。これはより良い効果があり、余分な負担を追加しません。内部循環の合理的な使用はより速く熱くなる可能性がありますが、新鮮な空気を追加するために時間内に外部循環に切り替える必要があります。