سیستم تهویه مطبوع خودرو با هدف ایجاد راحتی بیشتر برای سرنشینان خودروها طراحی شد. زیرا یکی از معضلات رانندگی با ماشین‌های قدیمی، عدم قابلیت کنترل دمای درون کابین بود. این مشکل در روزهای گرم سال و انتقال گرمای ناشی از موتور به درون اتاقک خودرو بیشتر نمود پیدا می‌کرد. در نتیجه خودروسازان سیستمی برای تهویه داخل خودرو طراحی نمودند. در این مقاله از رادار می‌خواهیم درباره این سیستم تهویه و اجزای تشکیل‌دهنده آن بیشتر بدانیم!
علت نیاز خودرو به تهویه مطبوع چیست؟
در گذشته خودروها فاقد سیستمی برای تهویه هوای داخلی اتاقک بودند. این مسئله در طول زمان مشکلات زیادی برای رانندگان و سرنشینان ایجاد نمود. به طوری که خودروسازان برای بقا در بازار تصمیم به ساخت سیستم تهویه مطبوع خودرو گرفتند. البته اوایل این سامانه تنها یک آپشن لوکس به شمار می‌رفت. اما با گذشت زمان و نمایان شدن مزایای آن، تمام خودروها به سیستم تهویه مطبوع مجهز شدند. این سیستم هوای داخلی کابین را تهویه نموده و شرایط مطلوبی برای سفر با ماشین فراهم می‌آورد.
منظور از سیستم تهویه مطبوع خودرو چیست؟
سیستم تهویه مطبوع خودرو در واقع نوعی تکنولوژی است که از آن برای مطلوب کردن شرایط داخل کابین استفاده میشود. به طور کلی این سیستم در تابستان‌ها، هوای داخل کابین را خنک نموده و با جذب رطوبت شرایط مساعدتری برای سرنشینان فراهم می‌آورد. در زمستان نیز با کمک بخاری و گرمای ناشی از احتراق درون موتور، داخل کابین را گرم و مطبوع می‌کند.
تاریخچه سیستم تهویه مطبوع در خودرو
اگر بخواهیم تاریخچه روی کار آمدن سیستم تهویه مطبوع در خودرو را بررسی کنیم، باید سری به سال 1940 بزنیم. در این دوره اولین سیستم تهویه هوای ماشین در خودروهای پکارد آمریکایی نصب شد. شرکت بیشاپ اند بیکاپ اوهایو، طراح و صاحب ایده این سیستم بود. هر چند طراحی آن بسیار ساده بود و تنها می‌توانست با ایجاد جریانی میان فضای بیرونی و داخلی خودرو، هوای داخل کابین را متعادل کند. در فاصله سال‌های 1940 تا 1950 این شرکت موفق به توسعه طرح اولیه سیستم تهویه خودرو شد و یک بخاری به آن اضافه نمود. پس از کمپانی کادیلاک نیز تصمیم گرفت از سیستم ساخته شده توسط بیشاپ اند بیکاپ برای خودروهایش استفاده کند.
در سال 1955، کرایسلر سیستم تهویه مطبوع در خودرویش را با نام ایرتمپ رونمایی کرد. این سیستم می‌توانست در کنار متعادل‌سازی و گرم کردن هوای داخل کابین، هوایی خنک برای روزهای گرم تابستانی هم فراهم آورد. با گذشت زمان سیستم‌های تهویه‌کننده هوای داخل خودرو به قدری پیشرفت کردند که امروزه به عنوان عضوی ثابت در هر ماشین استانداردی شناخته می‌شوند.
سیستم تهویه مطبوع ماشین چه وظایفی دارد؟
اغلب افراد سیستم تهویه مطبوع ماشین را همان کولر خودرو می‌دانند. اما در واقعیت کولر تنها بخشی از این سیستم است. به عبارت دیگر تکنولوژی تهویه مطبوع خودرو موظف است هوای داخل کابین را متعادل‌سازی نموده و شرایط راحتی برای سرنشینان ایجاد کند. از این رو وظایف این سیستم را می‌توان به شرح زیر نام برد:
- کنترل دمای داخل کابین با استفاده از سامانه‌های سرمایش و گرمایش
- کنترل رطوبت هوای داخل کابین به کمک خشک کردن و ایجاد جریان هوا
- کنترل سرعت وزش هوا درون اتاقک
- تصفیه نمودن هوا و ایجاد فضایی بهتر برای سرنشینان
سیستم تهویه مطبوع خودرو چه بخش‌هایی دارد؟
همان‌طور که گفتیم سیستم تهویه مطبوع خودرو دارای بخش‌های مختلفی است. در ادامه این بخش‌ها به تفصیل بررسی می‌کنیم:
1- کولر خودرو
کولر خودرو یکی از بخش‌های اصلی در سیستم تهویه مطبوع ماشین است که امروزه به جزء ثابت آن تبدیل شده است. کولر ماشین در واقع یک کولر گازی است که از گاز فریون برای ایجاد سرما در اتاقک بهره می‌برد. امروزه کولرهای ماشین به دو صورت دستی و دیجیتالی مشاهده میشود. در مدل‌های دستی برای تنظیم دمای کولر از یک پیچ چرخشی استفاده میشود. مدل‌های دیجیتال اما کمی مدرن‌تر بوده و از دکمه‌های الکتریکی بهره می‌برند. در این مدل کولرها اطلاعات مربوط به دما و شرایط هوای درون و بیرون کابین به روی یک صفحه نمایش مخصوص نشان داده میشود.
2- بخاری ماشین
بخاری ماشین یکی دیگر از بخش‌های مهم در سیستم تهویه مطبوع خودرو است. این سیستم برای گرم نمودن فضای داخل کابین از یک رادیاتور مخصوص استفاده می‌کند. این رادیاتور مشابه به رادیاتور اصلی ماشین و در ابعاد کوچکتر طراحی شده است. هنگام فعال نمودن بخاری خودرو، آب خروجی از اطراف موتور به رادیاتور بخاری رفته و گرمای خود را به هوای عبوری از آن می‌دهد. سپس هوای گرم شده از طریق یک فن وارد کابین میشود. به این ترتیب هوای داخل اتاقک گرم و دل‌چسب خواهد شد.
3- ACC
ACC نیز آپشنی کارآمد در سیستم تهویه مطبوع ماشین است که در راستای تکمیل مزایا و امکانات آن طراحی شده است. ACC می‌تواند دما، رطوبت و سرعت وزش باد درون کابین را تنظیم کند. این سیستم به صورت خودکار دمای هوا و میزان وزش باد درون اتاقک را طبق دستور و نیاز راننده کنترل می‌کند.
4- گرم‌کن و سردکن صندلی
گرم‌کن و سردکن صندلی دو آپشن نسبتا جدیدتر در سیستم تهویه مطبوع خودرو هستند. این آپشن‌ها امکان تنظیم دمای صندلی‌ها را به صورت جداگانه فراهم می‌آورند. البته استفاده از آن‌ها هنوز به یک عضو ثابت در سیستم تهویه ماشین تبدیل نشده است. بلکه به عنوان آپشن‌های اضافی در نظر گرفته شده و بر روی خودروهای نسبتا گران‌تر به کار می‌روند.
5-گرم‌کن فرمان
گرم‌کن فرمان نیز یکی از جدیدترین آپشن‌های سیستم تهویه مطبوع ماشین است. این قابلیت اغلب بر روی خودروهای لوکس قرار دارد.
اجزای داخلی سیستم تهویه مطبوع خودرو کدام‌اند؟
سیستم تهویه مطبوع خودرو در واقع یک مدار بسته بوده که همچون حلقه‌ای، ابتدا و انتهای آن به هم متصل است. برای آشنایی بیشتر با این سیستم و اجزای داخلی آن، تصور کنید یک خودرو مجهز به کولر، بخاری و رطوبت‌گیر داریم. اجزای تشکیل‌دهنده سیستم تهویه این ماشین به صورت زیر هستند:
1- کمپرسور
کمپرسور یکی از بخش‌های سیستم سرمایش خودرو است که در واقع نوعی پمپ متراکم‌کننده گاز می‌باشد. این پمپ به کمک یک تسمه به میل لنگ موتور متصل است. تسمه به کار رفته در آن به صورت همزمان با پمپ روغن، پمپ آب و دینام هم ارتباط دارد. به این ترتیب نیروی لازم برای فعالیت تسمه از طریق میل لنگ دریافت شده و به هر یک از دیگر بخش‌های متصل به آن، انتقال داده میشود.
2- رطوبت‌گیر (رسیور درایر)
رطوبت‌گیر یک قطعه به خصوص است که از آن برای جذب قطرات آب موجود در گاز کولر استفاده میشود. این قطعه خشک‌کننده که با نام رسیور درایر هم شناخته میشود، در مدار میان کندانسور و اوپراتور قرار می‌گیرد.
3- شیر انبساط
شیر انبساط در واقع نوعی سوپاپ انبساط گرمایی است که قابلیت تنظیم دارد. این شیر فشار ورود هوا به داخل کابین را کنترل می‌کند.
4- اوپراتور
اوپراتور نیز یکی دیگر از اجزای تشکیل‌دهنده سیستم تهویه مطبوع خودرو است. این بخش که آن را تبخیرکننده هم می‌نامند، پشت داشبورد و نزدیک به سرنشین کنار راننده قرار دارد. ظاهر آن شبیه به رادیاتور بوده و جزئی از قطعات کولر خودرو به شمار می‌آید.
5- کندانسور
کندانسور در واقع یک رادیاتور چگالنده است که عملکرد آن مشابه رادیاتور ماشین می‌باشد. این قطعه هم برای سرمایش و هم برای گرمایش داخل کابین به کار گرفته میشود.
نحوه عملکرد سیستم تهویه مطبوع خودرو چگونه است؟
سیستم تهویه مطبوع خودرو برای ایجاد فضایی معتدل درون اتاقک، ابتدا هوای بیرون را گرفته و آن را طی فرآیندی معتدل می‌کند. سپس با استفاده از فن، هوای تعدیل یافته را به داخل اتاقک می‌فرستد. به این ترتیب جریان هوای معتدل موجب بهبود شرایط داخلی کابین خواهد شد.
ایرادی که می‌توان به سیستم تهویه مطبوع در خودرو وارد دانست، وابستگی آن به دمای هوای بیرون است. از این رو در فصل‌های گرم یا سرد سال، می‌بایست دمای هوای مورد نظرتان را به صورت دستی تنظیم کنید. این کار کمک می‌کند شرایط مطلوب‌تری داخل کابین ایجاد شود.
در ادامه نحوه ایجاد گرما و سرما درون اتاقک خودرو را به کمک سیستم تهویه مطبوع بیان می‌کنیم:
1- فرآیند سرمایش سیستم تهویه مطبوع خودرو
زمانی که سیستم سرمایش را برای تهویه مطبوع خودرو فعال می‌کنید، فرآیند زیر رخ می‌دهد:
- ابتدا ماده سردکننده (گاز کولر) با فشار کم وارد کمپرسور شده و تحت تاثیر عملیات پمپ، متراکم می‌گردد.
- حال گاز متراکم شده، با فشار به سمت کندانسور به حرکت در می‌آید. این گاز در جریان تراکم و ارسال به سمت کندانسور، اندگی گرم خواهد شد. اما به سبب جریان یافتن در لوله‌های رادیاتور، مجددا سرد شده و از حالت گاز به حالت مایع تغییر شکل می‌دهد. در نتیجه همچون یک جریان سیال ادامه مسیر را طی خواهد کرد. در واقع کندانسور موظف است، گاز کولر دریافتی را سرد نموده و آن را به آب تبدیل کند. (فرآیند میعان را اجرا می‌کند.) بنابراین خروجی کندانسور یک مایع متراکم شده و آماده خنک کردن کابین خواهد بود.
- مایع خنک‌کننده پس از خروج از کندانسور، وارد رسیور درایر (خشک‌کننده) شده و آب و رطوبت موجود در آن جذب میشود.
- سپس مایع خنک‌کننده به سمت سوپاپ انبساط حرکت نموده و توسط شیر سوپاپ، میزان فشار آن کنترل میشود.
- ماده سردکننده در انتهای مسیر خود به اوپراتور رسیده و در این قسمت دمای آن کاهش می‌یابد. در نتیجه هوای بیرونی از طریق فن به درون اوپراتور دمیده شده و در مجاورت با مایع سردکننده، خنک میشود.
- سپس هوای سرد شده به درون کابین رفته و کار تهویه هوا را انجام می‌دهد.
- در آخرین مرحله نیز مایع منبسط شده که تحت تاثیر دمای اوپراتور مجددا به گاز تبدیل شده، در مدار به سمت کمپرسور باز می‌گردد.
2- فرایند گرمایش سیستم تهویه مطبوع
فرآیند گرمایش در سیستم تهویه مطبوع خودرو تا حد زیادی به عملکرد رادیاتور وابسته است. در حقیقت مایع موجود درون رادیاتور هنگام حرکت در اطراف موتور و اجزای آن، گرمای آن‌ها را دریافت می‌کند. سپس بخشی از این گرما برای گرم نمودن فضای داخل کابین مورد استفاده قرار می‌گیرد. در نتیجه بخاری می‌توای به کمک گرمای آب موتور، دمای درون کابین را تحت کنترل درآورد.
در فرآیند گرم نمودن درون بخاری، بخشی از گرمای جذب شده توسط آب رادیاتور به کندانسور سیستم تهویه مطبوع می‌رود. سپس فن سیستم، جریان هوا را به داخل کندانسور منتقل می‌کند. در این هنگام دمای هوای دمیده شده، در کنار کندانسور بالا رفته و سپس به درون کابین ارسال میشود. در نهایت نیز آب درون کندانسور به سمت رادیاتور اصلی حرکت کرده تا مجددا خنک شود. به همین منظور می‌توان گفت روشن کردن سیستم گرمایش ماشین، برخلاف کولر، فشار مضاعفی بر موتور وارد نمیکند.
انواع سیستم‌های تهویه مطبوع خودرو
امروزه سیستم‌های تهویه مطبوع خودرو تغییرات زیادی نسبت به گذشته داشته‌اند. اگر بخواهیم این سیستم‌ها را بر اساس نوع عملکردشان تقسیم‌بندی کنیم، به دو نوع دستی و اتوماتیک می‌رسیم. در ادامه توضیحاتی در رابطه با هر یک از این مدل‌ها ارائه خواهیم داد:
1- سیستم تهویه مطبوع دستی در خودروها
در گذشته خودروها از سیستم تهویه‌ای برای تنظیم هوای درون کابین استفاده می‌کردند که فاقد هرگونه سنسوری بود. به عبارت دیگر این سیستم‌ها به صورت حسی و تنها با فرمان سرنشین ماشین، دمای هوای داخل کابین را سرد یا گرم می‌کرد. هر گاه سرنشین درجه فن را بیشتر می‌کرد، شدت و قدرت سیستم نیز افزایش می‌یافت.
یکی از بزرگ‌ترین مشکلات سیستم‌های تهویه مطبوع دستی، عدم امکان تنظیم دمایی ثابت برای فعالیت فن‌ها بود. در نتیجه سرنشین مدام میان کم و زیاد کردن درجه فن‌ها، سرگردان می‌شد.
2- سیستم تهویه مطبوع اتوماتیک در خودروها
سیستم تهویه مطبوع اتوماتیک در خودروهای امروزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این سیستم از سنسورهای متعددی برای تنظیم دمایی ثابت درون کابین استفاده می‌کند. در واقع زمانی که سرنشین دمای مشخصی (به طور مثال 18 درجه سانتی‌گراد) را انتخاب می‌کند، سیستم دائما در حال اندازه‌گیری دمای هوای خروجی است. سپس اطلاعات دریافتی را برای کنترلر ورودی ارسال می‌کند تا با تنظیم اتوماتیک سرعت فن‌ها، دمای داخل کابین بر روی عدد 18 ثابت باقی بماند.
سیستم‌های پیشرفته تهویه مطبوع اتوماتیک، مجهز به سنسورهای خورشیدی هستند که بر روی داشبورد ماشین نصب شده است. این سنسورها دمای داخل کابین را بررسی نموده و بر اساس اطلاعات کسب شده، به طور اتوماتیک، شدت کارکرد سیستم را تغییر می‌دهند. در نتیجه سرنشینان متوجه تغییرات دما نشده و همواره احساس مطلوبی خواهند داشت.
نکاتی مهم درباره سیستم تهویه مطبوع ماشین!
- به ازای هر 15 هزار کیلومتر رانندگی، باید فیلتر کولر را تعویض کنید. این کار به تصفیه بهتر هوا کمک می‌کند.
- هنگام استفاده از سیستم تهویه بهتر است دریچه هوا را به سمت بالا قرار دهید تا گردش هوا بهتر انجام شود.
- در روزهای گرم سال بهتر است پیش از روشن کردن سیستم تهویه مطبوع ماشین ، کمی پنجره‌ها را باز کنید.
- هنگام رانندگی با سرعت بالا، استفاده از سیستم تهویه مطبوع به صرفه‌تر از باز کردن پنجره‌هاست.
- زمان روشن کردن سیستم تهویه خودرو بهتر است ماشین را در دور پایین قرار دهید تا آسیبی به کمپرسور وارد نشود.
راه‌کارهای نگهداری صحیح از سیستم تهویه مطبوع خودرو
نگهداری از سیستم تهویه مطبوع خودرو نیازمند رعایت یک‌سری اصول است که عبارتند از:
- پرهیز از خاموش نگه‌داشتن سیستم تهویه مطبوع به مدت طولانی (به طور مثال عدم روشن کردن آن در طول 3 ماه زمستان)
- روشن کردن سیستم تهویه ماشین، هر ماه یک‌بار و حداقل به مدت 30 دقیقه (این کار جهت پیشگیری از رسوب گاز خنک‌کننده درون کمپرسور در زمستان و پوسیدگی و گرفتگی رادیات بخاری در تابستان می‌باشد.)
- هنگام رانندگی در سربالایی‌ها یا ترافیک‌های شدید کولر خودرو را روی دور کند قرار داده و یا خاموش کنید.
سخن پایانی
سیستم تهویه مطبوع خودرو در راستای ایجاد شرایط مناسب درون کابین ماشین طراحی شده است. از این رو استفاده از آن نه تنها فشاری بر موتور وارد نمیکند، بلکه می‌تواند آرامش و راحتی خیال را برای سرنشینان هم فراهم آورد. این در حالی است که بسیاری از رانندگان به غلط بر این باورند که روشن کردن کولر خودرو در تابستان موجب افزایش مصرف بنزین و فشار مضاعف بر موتور میشود. نظر شما چیست؟