Как устроена печка в машине

Печка

Печка, она же радиатор отопителя, в автомобиле выполняет ту же функцию, что и в любом другом месте – обогревает пространство, в данном случае салон. Кроме того, предназначается для противодействия запотеванию стекол. По норме при 25 градусах мороза в салоне авто должно быть минимум +16 для обеспечения нормального состояния водителя и комфортной эксплуатации транспортного средства. Именно для такой цели придумали отопитель салона.

Конструкция и принцип работы

Конструктивно печка салона автомобиля не представляет собой ничего сложного. Тепло передается воздуху в салоне от работающего двигателя. Нагретый тосол, который циркулирует по системе охлаждения мотора, попадает и в отопительную систему, где поступает в радиатор печки, выполняющий функцию квартирной батареи. Вентилятор прогоняет через соты радиатора забортный воздух, который таким способом прогревается и через воздуховоды поступает в салон. Тосол, который проходит через радиатор отопителя, сразу возвращается в двигатель, и эта циркуляция обеспечивает постоянно высокую температуру радиатора. Именно так функционирует печка отопителя на подавляющем большинстве моделей автомобилей.

Схема работы отопителя салона авто

Регулируется температура в салоне по-разному для различных автомобилей. В более дешевых моделях управлять можно только распределением потока поступающего воздуха и оборотами нагнетающего вентилятора. В моделях подороже можно довольно точно настраивать температуру самого воздуха.

Существующие виды обогревателей

Описанная выше печка называется жидкостной. Кроме нее в новых автомобилях также встречаются жидкостные электроподогреваемые и воздушные отопители, которые чаще всего применяются в качестве дополнительного отопления автомобиля.

Устройство радиатора печки.

Принцип действия жидкостных электроподогреваемых печек похож на функционирование стандартных жидкостных отопительных. Только в данном случае для подогрева воздуха используется не тепло мотора, а подогреваемая калорифером вода. Патрубки, по которым воздух попадает в салон, проходят через наполненный горячей водой бак, что и обеспечивает необходимый подогрев воздушного потока. В данном случае радиатор печки – это бак с водой.

Воздушные отопители работают по аналогичному принципу, только здесь нагревается непосредственно воздух, проходящий сквозь разогретую до необходимой температуры камеру. Такие системы часто используются в качестве дополнительного отопления салонов больших машин, например, переоборудованных из грузовых в пассажирские микроавтобусы. Радиатор печки здесь компактен, поэтому разместить прибор можно, не нарушая эстетику и функциональность салона.

Неисправности отопительной системы

Несмотря на простоту конструкции, печка тоже может выйти из строя. Наиболее распространенные виды поломок, это:

Если неисправна помпа, салон все равно может нагреваться, но гораздо хуже, чем раньше. Но поломка помпы, это не только проблема системы обогрева салона, но и неисправность системы охлаждения двигателя, что гораздо хуже, ведь из-за этого может выйти из строя головка блока цилиндров, что автоматически означает капитальный ремонт машины.

Так же, печка может работать некачественно из-за поломки краника, который забиться грязью или выходит из строя по причине износа. Когда входной шланг возле радиатора отопления горячий, в то время как выходной остается холодным, проблемы с краном. Если после замены крана остались те же признаки, скорее всего, засорился накипью сам радиатор, который также придется заменить.

Проблему завоздушивания системы, по причине наличия в системе циркуляции антифриза воздушного пузыря, нарушающего поток, могут решить материалы (видео и статьи) с нашего сайта. Избавиться от него просто: нужно прогреть двигатель, ослабить на входящем в печку шланге хомут до образования небольшой щели, через которую воздух и стравится.

Когда не регулируются режимы обогрева (не работает какая то скорость печки), неисправность кроется в резисторе вентилятора или же моторчик и вовсе может не крутится по электрической или механической причине. На автомобилях имеющих систему заслонок, не редкостью, нарушения работы отопителя, вызвано нарушением работы привода заслонки в нужное положение.

Часто задаваемые вопросы

Как работает печка авто?

Вентилятор печки втягивает воздух с улицы либо внутри салона и прогоняет его сквозь соты радиатора печки, где он нагревается. Дальше нагретый воздух по воздуховодам попадает в салон. Само нагревание воздуха происходит когда по радиатору циркулирует горячая охлаждающая жидкость системы охлаждения двигателя. Можно сказать, что принцип работы печки похож на работу обычных домашних батарей отопления только распространение воздуха регулируется вентилятором.

Где находится печка?

Печка находится перед передней панелью салона автомобиля, в центральной части. В таком случае для доступа к ней необходимо разобрать всю переднюю панель (торпедо). Иногда может устанавливаться в подкапотном пространстве, со стороны, которая ближе всего к салону, в центральной части, под лобовым стеклом автомобиля.

Источник

Система отопления автомобиля

Принцип работы автомобильного отопителя

В истории автомобиля существовали даже такие виды отопления салона, как компактные угольные и дровяные печи, газовые лампы. Позже для отопления использовались выхлопные газы. Автомобилестроители практически отказались от водяного отопления салона, которое применялось в некоторых моделях пассажирских автобусов. Нагретая вода, циркулирующая по трубопроводам под креслами и на стенах салона, быстро охлаждалась, отопительная система отличалась низким КПД.

Современные отопительные системы преимущественно используют жидкость охлаждения двигателя для обогрева салона, с ее помощью, нагретым и отфильтрованным атмосферным воздухом. Для принудительного забора воздуха используется вентилятор. Воздух нагревается теплоотдачей работающего автомобильного двигателя, интенсивность его подачи регулируется в ручном или автоматическом режиме.

Нормально функционирующий автомобильный отопитель, который водители называют просто «печкой», зимой нагревает воздух в салоне до 20 – 25 градусов тепла. Дополнительной функцией автомобильной печки становится прогрев запотевших или заледеневших стекол машины, оттаивание примерзших стеклоочистителей.

Виды отопительных систем

В общем виде автомобильные печки разделяют на штатные (установленные автопроизводителем) и дополнительные, которые владельцы машин устанавливают самостоятельно. У большинства иномарок автомобильный отопитель собран в едином блоке с кондиционером, составляя климатическую систему.

Конструкция штатных систем отопления

Стационарная система отопления автомобиля с двигателем внутреннего сгорания (дизельным или бензиновым), в качестве источника тепла использует рабочий нагрев мотора.

У большинства отопительных систем вентилятор забора воздуха и теплообменник (радиатор печки) устанавливаются перед перегородкой моторного отсека. Отводящим и подводящим трубопроводами теплообменник соединен с системой охлаждения автомобильного двигателя. Атмосферный воздух, нагнетаемый вентилятором, при проходе через соты радиатора нагревается. После этого подогретый воздух проходит через салонный фильтр и по трубопроводам подается на вентиляционные дефлекторы салона.

Система охлаждения двигателя

У различных моделей авто дефлекторы располагаются в центральной консоли, в центре и по бокам «торпедо», под лобовым стеклом, могут выходить в ногах задних пассажиров. Обычная температура работающего двигателя в 90 градусов обеспечивает нагрев воздуха, подаваемого в салон, до 30 – 35 градусов.

Важным качеством отопительной системы становится регулировка подачи теплого воздуха. Сила подачи воздуха регулируется поворотом регулятора или нажатием кнопки с пиктограммой вентилятора (у систем кондиционирования).

Ручные регулировки направления воздуха в стороны заслонками дефлектора очень приблизительны. Гораздо точнее работают регулировки климатических установок. После установки водителем нужной температуры в бортовом компьютере, блок управления климат-контроля по температурным датчикам через сервоприводы автоматически регулирует положение открытия или закрытия заслонок.

Устройство современного отопителя салона с кондиционером

Отопительные системы многих моделей авто могут использовать прямой и рециркуляционный режимы подачи нагретого воздуха. Режим рециркуляции работает при закрытой основной заслонке забора воздуха. В такой позиции втяжной вентилятор отопительной системы использует только объем воздуха из салона. При этом увеличивается температура воздуха, в салоне пропадают неприятные запахи дорожной пыли, автомобильных выхлопов.

Наиболее эффективно рециркуляционный режим работает в автоматических установках климат-контроля. Блок управления климатом, ориентируясь на показания газоанализаторов, автоматически включает режим рециркуляции при обнаружении вредных веществ в атмосферном воздухе. Так же автоматически режим рециркуляции отключается, если повышается процент углекислого газа в салоне от дыхания пассажиров.

Автономные отопители салона

Кроме функций отопления при включенном двигателе, в ряде случае необходимо обеспечить предварительный обогрев салона и прогрев двигателя. Для этого на грузовики и легковые модели устанавливают автономные отопители и предпусковые подогреватели. Среди качественных производителей автономных отопителей выделяются бренды Webasto, Eberspacher, российская марка «Планар».

Несмотря на недоверие владельцев легковых машин к автономным отопителям, польза такого прибора очевидна. При его применении не нужен холостой прогрев двигателя, что приносит значительную экономию горючего. Используя дистанционное включение автономного обогревателя, водитель садится за руль в теплый салон с чистыми стеклами и готовыми к работе «дворниками». Снижается износ мотора за счет отказа от холодного пуска с охлажденным маслом.

Для грузовиков в ряде стран Евросоюза автономные отопители законодательно признаны обязательным оборудованием. Без них водителям магистральных грузовиков запрещено ночевать или отдыхать в кабинах на придорожных стоянках и грузовых паркингах. Таким образом европейские власти борются с дополнительными выбросами вредных выхлопов работающих двигателей в атмосферу, снижают уровень шумов.

Чаще всего автономные обогреватели работают на основном топливе двигателя. Поэтому их модели разделяют на бензиновые, дизельные, газовые. По конструкции эти обогреватели подобны.

Все модели, собранные в отдельном компактном корпусе, используют:

Бензиновые подогреватели воздуха для легковых машин более компактны. При мощности, достигающей 46 кВт, их можно установить под капотом автомобиля. Дизельные отопители и предпусковые жидкостные подогреватели двигателя для грузовиков отличаются большей мощностью (до 82 кВт) и размерами.

Электрический автономный обогреватель не использует автомобильное топливо, работает по принципу тепловентилятора. Отопительное устройство часто называют автофеном. В герметичном керамическом корпусе установлены втяжной и вытяжной вентиляторы, электрическая спираль или керамические элементы, нагревающие воздух. У автономного электрического фена, питающегося от аккумулятора через прикуриватель, мощность недостаточна, чтобы полноценно отапливать салон, поэтому его используют как дополнительный источник обогрева.

Стационарный электрический обогреватель подобной конструкции, работающий от бортовой электросети, стал основой отопительной системы электромобилей. Именно он обеспечивает тепловой комфорт в салоне, встроенный в блок климатической системы и дополненный обогревом всех кресел машины.

Обслуживание и ремонт отопительных систем легкового автотранспорта

Самостоятельное обслуживание отопительных систем легковых автомашин обычно сводится в замене салонного фильтра, который нужно менять через 7000 – 15000 километров пробега (в зависимости от запыленности местности, загазованности городской атмосферы). Процедура замены может быть довольно сложной, так как требует разборки перчаточного ящика или педалей управления.

Замена салонного как и воздушного фильтров рекомендуется менять на реже одного раза в 15 тыс.км.

Типичные неисправности печки обычно проявляются одновременно с ухудшением работы охлаждения двигателя и связаны с засорением радиаторов грязью, пылью, тополиным пухом. Самостоятельная очистка радиаторов грубыми механическими способами не рекомендуется, так как тонкий металл теплообменника легко повредить. При обращении в автосервис механики очищают радиаторы сжатым воздухом или водной струей с соблюдением максимально возможных давлений. При более сложных поломках штатного или автономного отопителя лучше воспользоваться помощью квалифицированных специалистов.

Ремонт отопительной системы может потребовать замену:

Все демонтажные и монтажные работы с отопительной системой нужно проводить по технологическим картам производителя. Ремонт требует точной диагностики, знания расположения узлов системы, методов разборки и сборки. Квалифицированные автосервисы одновременно с ремонтом печки проводят дезинфекцию салона и воздушных вентиляционных каналов, промывают радиатор.

Источник

Автомобильная «печка»: от горячих камней до климат-контроля

Современный отопитель салона, который мы принимаем как должное, — продукт долгой эволюции. Мы разобрались, как конструкторы «приручили» сначала горячий воздух из выхлопной трубы, потом антифриз, а так же как был устроен климат-контроль 30-х годов.

Однажды мой приятель, который читал книгу Тома Бауэра «Формула-1 — история главной автогонки мира и ее руководителя Берни Экклстоуна» сказал: «Книга дурацкая, там есть эпизод, в котором Берни продал машину без печки. Не могли придумать, что ли, более правдоподобную историю?» Судя по всему, речь шла о следующем абзаце:

«Один из работников Уайтхауса по имени Питер Рикс как-то спросил его за кружкой пива:

— У тебя найдется хороший подержанный MG?

— Да, — ответил Экклстоун. — Ярко-красный.

— А печка там есть? — спросил Рикс, поскольку печка в машину ставилась отдельно.

Рикс заплатил за машину, а когда ее пригнали, обнаружил, что печки нет».

Пришлось объяснить моему приятелю, что печка, без которой мы машину не мыслим, была опцией еще в шестидесятых годах. А машины с ней считались отменно комфортными. В общем, самое время рассказать о том, как появился и эволюционировал такой привычный сегодня атрибут автомобиля, как климатическая установка, ранее в народе называемая «печкой».

Торпедо MG Magnette

Первые эксперименты

Начиная с конца XIX века машины выпускались без закрытого кузова, и там печка была бы почти бесполезна. Тем более что охлаждение двигателя обычно было термосифонным или вообще воздушным — отапливать целенаправленно салон с его помощью было сложно. Самые комфортабельные закрытые кузова отапливались по-каретному, отдельной маленькой печью или же более безопасными нагретыми камнями либо другими заранее прогреваемыми предметами. Да и сами кузова были деревянными, часто неплохо утепленными.

А вот на электромобилях (они были весьма популярны в США в начале века!) встречалась такая интересная опция, как подогрев рулевого колеса. Однако греть одного водителя было слишком накладно, так что до поры самым надежным его другом в холодную погоду была специальная одежда или попоны, закрывающие сразу салон и нескольких человек.

Первые рецепты действительно автомобильного отопления появились достаточно рано. Реклама 1907 года в журнале Motor предлагала уникальную возможность — устройство, подающее нагретый выхлопной системой воздух в салон. Подобного рода устройства предлагались множеством фирм.

Конструкция их была обычно незамысловата: из выхлопной трубы часть горячих газов отводилась в теплообменник-радиатор в салоне. Если обогрев не был нужен, то просто закрывали клапан подачи газов. Теплообменник ставили на пол машины. Разумеется, в стандартную комплектацию такие устройства не входили, но зато поставить его можно было на любую машину с ДВС.

Устройство было опасным, потому что выхлопные газы могли попасть прямо в салон при нарушении герметичности, а регулировать температуру было сложно, так как температура и давление выхлопных газов постоянно менялись. К тому же их нужно было периодически прочищать, ведь выхлоп на старых машинах был очень грязным. Существовала и опасность возгорания деревянных кузовов машин или других соприкасающихся с отопителем деталей. В общем, система не прижилась.

В 1925 году произошло одно знаменательное событие, смысл которого можно оценить только сейчас. Впервые мировое производство машин с закрытыми кузовами превысило производство открытых авто. Эра кабриолетов — ветра в лицо, пыли, снега и очков-консервов — закатилась. Выбор был сделан в пользу комфортного перемещения в любую погоду, в том числе и в зимнее время.

Отопитель с нагревом в выпускном коллекторе

Более совершенная система отопления салона появилась 1929 году на Ford Model A. Она уже разрабатывалась специально для этой модели и включала в себя теплообменник на выпускном коллекторе мотора и гибкие трубы.

Вентилятор в подкапотном пространстве, нагнетая воздух для двигателя, попутно «задувал» в воронку трубки «печки», оттуда воздух направлялся в теплообменник в коллекторе, нагревался и поступал затем в салон. Регулировалась такая система привычными нам сегодня заслонками и даже имела возможность направить поток горячего воздуха на лобовое стекло или в ноги.

Несколько более совершенная система опционально устанавливалась на Ford V8 с 1933 года. Воздушный поток, который нагнетался в воронку вентилятором, делился надвое. Одна часть оставалась холодной, другая – шла через трубчатый теплообменник в выхлопном коллекторе. Далее оба потока шли в смесительную камеру. Из салона можно было отрегулировать состав воздушной смеси, двигая заслонку смешения и получая таким образом более или менее горячий воздух.

Паровой отопитель

Конструкторская мысль не стояла на месте: компания Delco в те же годы предлагала систему парового отопления для машины. Котел системы устанавливался все туда же, на выхлопную трубу. А получившийся пар нагревал радиаторы в салоне. А те в свою очередь обдувались вполне привычными нам электрическими вентиляторами. Так понемногу собирались вместе компоненты обычной автомобильной «печки».

Жизнь подобных систем оказалась долгой, они применялись на множестве дешевых европейских машин, на знаменитом «Жуке», на 2CV и на первых вариантах наших «Запорожцев». На машинах с воздушным охлаждением мотора иногда применялся вариант с подачей в салон воздуха из системы охлаждения мотора, но примеси масла, бензина и выхлопа сделали такую конструкцию еще менее комфортной, чем обогрев от выхлопной трубы. На «Жуке» начальный вариант заменили сначала на простой теплообменник на выхлопной трубе, а потом попытались использовать масляный радиатор.

Неудивительно, что на фоне всех этих сложностей автомобили с паровыми машинами считались верхом комфорта. Паровички братьев Добл, например модели Doble Detroit 1917 года или скоростной Doble Model E 1924 года, не только поражали воображение скоростью и динамикой разгона — Model E разгонялась до 160 км/ч, что тогда считалось совершенно ошеломительным, но и тихо работали, не выдавали неприятного дыма (топливом служил спирт), и, разумеется, отапливались паром и были по тем временам потрясающе комфортными. К сожалению, они оказались в разы дороже машин с ДВС, и выпуск их не дотянул и до сотни штук суммарно.

Doble Model E 1924

Первые жидкостные отопители

Первые машины с водяной помпой и термостатом, то есть с циркуляционной системой охлаждения появились в середине двадцатых годов. Для них вскоре были созданы и опционные «печки» почти современной конструкции. Через маленький радиатор в салоне прогонялась горячая вода из системы охлаждения двигателя, а сам радиатор обдувался электрическим вентилятором.

В 1927 году А.Б. Арнольд построил экспериментальную установку для Ajax Car (подразделение Nash Motors, о которой ниже) радиатор системы был полнопроточным. Чуть позднее, в 1930 году, после доводки его системы Harrison Radiator Division of General Motors с группой предприятий взяли патент US 1,923,355 на подобные системы отопления и начали серийное производство.

Но это была все еще отдельная система, которую можно было поставить на любую машину с двигателем, имевшим помпу. Но зато она производилась массово и была проста в установке — достаточно было просверлить пару отверстий в моторном щите. Важно понимать: это была просто «печка», которая грела салон. Можно было отрегулировать ее нагрев и интенсивность работы вентилятора, а с системой вентиляции отопитель был не связан. Собственно говоря, для вентиляции никакой системы и не было — салон проветривали через форточки в боковых окнах, да на ходу через специальные заслонки обдувалось лобовое стекло.

Первой же машиной, на которой отопитель появился как встроенный элемент, принято считать Nash. Начиная с 1938 года на все машины марки можно было заказать отопитель салона жидкостного типа похожий на современный. «Печкой» можно было управлять двумя ручками на приборной панели. Одна регулировала скорость работы вентилятора, другая — клапан подачи антифриза в радиатор отопителя и заслонку смешения холодного забортного воздуха с воздухом, подаваемым с нагретого радиатора. Чем выше требовалась температура, тем больше антифриза и меньше забортного воздуха.

Торпедо Nash Rambler

Развитие систем климат-контроля

А уже в 1939 году в опциях появилась система Nash Weather Eye, которую можно считать прообразом систем климат-контроля, температура воздуха в ней поддерживалась автоматически. Систему можно было поставить на топовые модели LaFayette, Ambassador Six и Ambassador Eight.

Воздух не только подогревался, он еще и проходил через фильтры, а в салоне нагнетаемым воздухом поддерживалось повышенное давление, чтобы дорожная пыль и холодный воздух не проникали внутрь через щели. Впрочем, это были машины класса нынешнего «Роллс-Ройса» и «Бентли», ну или топовых «Мерседесов».

Конечно же, никаких электронных блоков управления и температурных датчиков в конце 30-х не было. Для автоматической регулировки температуры обдува использовался обычный термостат. Воздух из печки, подаваемый в салон, в зависимости от своей температуры, расширял или сжимал парафин в термостате, и тот, соответственно, регулировал клапан подачи антифриза в радиатор и заслонку смешения. Дальнейший технический прогресс был связан с развитием этой принципиальной схемы. Отопитель и климат-контроль становился компактнее, совершеннее и дешевле.

Уже упомянутое подразделение Harrison Radiator Division of General Motors на протяжении многих лет занималось усовершенствованием систем вентиляции и отопления на автомобилях GM и разработало систему, в которую входил радиатор для монтажа под сиденья и система подвода свежего воздуха. Комплект установки можно было заказать для машин Oldsmobile, Pontiac и Chevrolet, а на Cadillac такую опцию можно было заказать и в заводском исполнении.

После войны, в 1946 году, гораздо более «демократичный», нежели Nash, Buick представил собственную систему отопления с автоматическим контролем температуры. А Cadillac в том же году создал систему с двумя отдельными радиаторами под передними сиденьями — с их помощью можно было поддерживать разную температуру в правой и левой частях салона. Эту систему, наверное, можно считать первой системой раздельного регулирования, предком наших многозонных климат-контролей.

В 1950 году систему с вентиляцией и обогревом внедрил General Motors для всех своих моделей, а к 1962-му — интегральные климатические установки, совмещавшие вентиляцию салона и его обогрев. В 1968 году производство машин без системы отопления было в США запрещено законодательно.

Тем временем на нашей стороне океана

Переход к использованию систем отопления в Европе тоже был небыстрым и завершился примерно к середине шестидесятых годов. И начался он тоже с люксовых машин. Но в целом автомобили были проще американских, и отопитель часто оказывался дорогой опцией. Так и произошла история с Экклстоуном, которую мы упоминали выше, она вполне правдива.

На спортивных машинах вроде MG комфорт часто приносили в жертву цене и легкости. К началу семидесятых годов найти новый автомобиль без отопителя уже практически невозможно, даже самые дешевые обзаводятся «печкой».

Вот только обилие компактных авто заставляло конструкторов искать способы удешевления системы. Например, на Fiat 500 и Ford Anglia использовали систему с подводом тепла от специальной секции основного радиатора, то есть без отдельного радиатора отопителя. Чуть более дорогой Renault 4 мог похвастаться полноценной системой обогрева, хотя вентиляция салона все еще шла через форточки.

Советский опыт

Срок эксплуатации машин в Европе вообще и в СССР в частности был большим. Многие помнят путешествия на оригинальных «Москвичах»-400, где печки не было вовсе, или на ГАЗ-51 первых выпусков. А ведь они бегали по дорогам еще в восьмидесятые годы! Показателен в этом плане переход от ГАЗ-М-20 «Победа» к ГАЗ-21 «Волга».

На «Победе» не было полноценной печки, теплый воздух подавался в основном на лобовое стекло слабеньким моторчиком, а в «Волге» же при желании можно было «устроить Ташкент». На ГАЗ-24 появилась уже полноценная система вентиляции салона, обеспечивающая и его прогрев, и охлаждение. В целом отечественный автопром даже оказался в чем-то более прогрессивным, чем европейский. Суровая зима не позволяла сделать отопитель опциональным элементом, да и продажа опций не вязалась с советской экономикой. Правда, грели печки не всегда хорошо из-за плохой сборки, загрязнения и неудачных конструкций, но они были.

Альтернатива

Не всегда отопители используют температуру выхлопа, масла или антифриза. Есть и более экзотические варианты с бензиновыми горелками и электрическими отопителями.

И разумеется, рассказ о современных системах климатизации был бы неполным без описания систем кондиционирования воздуха. Но о дальнейшем прогрессе и экзотических решениях — в следующей части статьи.

Источник