Кто придумал автокондиционер в машине
История создания автомобильного кондиционера
История кондиционирования воздуха идет от древних веков. Человек всегда приспосабливался к окружающему миру, и в доисторическое время, находясь в пещере, защищал себя не только от врагов (хищников и себе подобных), но и от ветра, дождя, снега, солнца и других климатических нагрузок. Выйдя из пещеры, человек создает простейшие защитные средства: тенты, зонты, опахала, веера. Так и любой современный автомобиль должен отвечать требованиям по комфорту и надежности.
Идея установить на автомобиль устройство для охлаждения воздуха в салоне возникла, можно сказать, с появлением самих автомобилей. Сначала для этого использовали систему воздуховодов, которые проходили под днищем автомобиля. При движении автомобиля набегающий поток воздуха направлялся в салон, но кроме грязи и пыли эта система ничего не давала.
Американский инженер Уильям Вителей в 1884 году предложил использовать для охлаждения салона кубики льда, установленные на решетке в поддоне под автомобилем. При скорости более 10 миль в час набегающий поток воздуха направлялся через кубики льда в салон и создавал небольшой комфорт пассажирам. С появлением компрессионных холодильных машин стало возможным радикально решить проблему охлаждения воздуха в салоне.
Однако, вторая мировая война почти заморозила все разработки в этой области, но сразу же по ее окончании дело резко пошло в гору. В 1966 году в США таких автомобилей было уже 3560 тысяч. Через 20 лет — 20 миллионов. Сейчас более 80% легковых автомобилей и малых грузовиков в США оборудованы системой кондиционирования. В Западной Европе процент автомобилей, оборудованных кондиционерами, ниже чем в США примерно в два раза. В России автомобилей, оборудованных системой АК крайне мало, но ряд фирм (в первую очередь итальянских) выпускают комплекты оборудования для установки на отечественные автомобили.
Какой автомобиль получил кондиционер первым и почему он сразу не пошёл в массы? Кому такая опция была доступна в Советском Союзе и с какого года она появилась на Ладах? В чём отличие «кондея» от климат-контроля и почему из-за них растёт расход топлива? Портал Kolesa.Ru проследил 75-летнюю историю прохладных салонов.
Впервые – в небоскребах
Широкое распространение систем кондиционирования воздуха (позволяющих не только охлаждать его, но и очищать от влаги и посторонних запахов) началось в 30-е годы XX века. Сперва кондиционеры в массовом порядке устанавливались в деловых и административных зданиях в США, в частности в знаменитых нью-йоркских небоскребах.
В середине 30-х «кондеи» перекочевали на транспорт. Причем отнюдь не на частный. В те годы на Ближнем Востоке весьма популярным видом пассажирского междугородного сообщения были автопоезда: грузовики с полуприцепами, оборудованными под пассажирский салон. На таких автопоездах, курсировавших по маршруту Багдад — Дамаск, и появились первые автомобильные кондиционеры. Весьма логично: в пустынной местности система охлаждения воздуха в салоне — вещь едва ли не первой необходимости!
Провал в тридцатых и сороковых
Первый же серийный легковой автомобиль с кондиционером был представлен широкой публике в 1939 году на автосалоне в Чикаго. Им стал Packard 12 Sedan. Фурор эта модель, впрочем, не вызвала и массовое распространение кондиционеров на машинах не спровоцировала. По трем причинам.
Во-первых, «кондей» на том Паккарде предлагался исключительно в качестве опции. Причем не просто дорогой, а очень дорогой: цена ее оставляла 274 доллара. По тем временам это была треть цены новой легковой машины среднего класса в США!
Во-вторых, никакой автоматикой в управлении первым автомобильным кондиционером, как говорится, и не пахло. Чтобы немного охладить салон в жаркую погоду, водитель должен был остановиться, заглушить двигатель, а потом открыть капот и вручную установить приводной ремень системы кондиционирования.
В-третьих, сама эта система была весьма громоздкой. Необходимые для ее работы агрегаты стояли не только под капотом и в салоне, но и «съедали» едва ли не половину полезного объема багажника.
В общем, сколь-нибудь популярной эта опция так и не стала, и буквально спустя два года после премьеры Паккарда с кондиционером предлагать ее перестали. Идею, однако, подхватили конкуренты Packard из Cadillac и Chrysler, и в 1941-1942 годах кондиционер значился в списках дополнительного оборудования на топовых моделях обеих марок.
В годы Второй мировой войны процесс усовершенствования автомобильных кондиционеров прекратился (производителям, по понятным причинам, было не до того).
Второе рождение кондиционера
И лишь в середине 50-х в этой области произошел прорыв. Появились первые системы, похожие на современные: объединявшие кондиционер и отопитель, гораздо более компактные; агрегаты располагались только под капотом. Да и цена подобной опции становилась все более разумной.
Соответственно, и популярность «кондеев» в экономически развитых США стала расти впечатляющими темпами. К концу 80-х годов в Штатах почти 90% легковых машин были оснащены кондиционерами. А вот в Европе, сильно пострадавшей в годы Второй мировой, они, напротив, не пользовались особой популярностью вплоть до конца 70-х.
Когда кондиционер появился у нас?
В СССР системы кондиционирования воздуха были уделом исключительно правительственных авто. «Первопроходцем» стал ЗИЛ-111А, запущенный в серийное производство в 1959 году. Автомобиль оснащался кондиционером советской разработки. А вот «Чайка» второго поколения (ГАЗ-14), выпущенная в 1977 году, получила уже зарубежную систему кондиционирования.
Массовому же покупателю отечественных авто кондиционер стал доступен уже после распада Советского Союза. В 2000-х годах «кондеи» появились в прайс-листах на различные модификации «Волги» 3110, а первой моделью марки Lada с устанавливаемым на заводе кондиционером стала появившаяся в 2007 году Priora.
Ой, мороз, мороз: история автомобильного кондиционера
Мы уже рассказывали о том, как в автомобилях появилась «печка». Процесс этот был долгим и сложным, но с появлением тепла в машине не закончились попытки сделать её ещё более комфортной. Ведь всем известно, что изнеженный природой и эволюцией человек периодически страдает не только от холода, но и от жары. Поэтому история появления в автомобилях сначала кондиционера, а затем и климатической системы не менее увлекательна, чем история «печки».
Да будет холод!
В прошлой части мы закончили на том, что к пятидесятым-шестидесятым годам прошлого века окончательно сформировалась единая система вентиляции и обогрева салона. Для улучшения вентиляции в жаркие дни могли использоваться и боковые окна, и люки в крыше, но в целом сформировалась система, при которой воздух подавался в салон с помощью вентилятора под небольшим давлением. Это позволяло избежать запыления внутренностей машины обычным наружным воздухом, к тому же этот воздух мог подогреваться. Тогда же сложилось разделение потоков воздуха на несколько зон, и теперь водитель мог регулировать его направление.
Попытки автоматизировать поддержание температуры начались еще в тридцатые годы. Эффективность систем на основе парафиновых термоэлементов и биметаллических пар оказалась невысокой, но любая приточная система хотя бы обеспечивала обдув салона воздухом с наружной температурой. Конечно, в жарких регионах этого было явно недостаточно. Но как охладить воздух?
В принципе, сама идея охлаждения за счет фазового перехода подана самой природой. Ведь наша с вами естественная система поддержания температуры с испарением пота с поверхности кожи — как раз из таких. При испарении жидкости поверхность сильно охлаждается. Вопрос только в том, где взять много жидкости, и какой.
Первые опыты по охлаждению фазовым переходом относятся еще к XVIII веку. В 1748 году Уильям Каллен в университете Глазго продемонстрировал работу системы, использующей диэтиловый эфир в качестве рабочего тела и замкнутый цикл работы. Первое промышленное использование подобных систем связывают с именем Джэйкоба Перкинса, который в 1834 году запатентовал и изготовил систему с приводом от паровой машины. И уже в 1844 году эту технологию использовали для охлаждения воздуха в помещениях: врач Джон Гори создал систему кондиционирования для кондиционирования палат.
Сравнительно компактные холодильные системы производились с 1910 года компанией General Electric. Но для автомобильной истории важнее другая компания.
В 1916 году была основана фирма Guardian Refrigerator Company, которая пыталась выйти на рынок со своей моделью холодильника. Она потерпела неудачу: удалось продать лишь 40 установок, после чего деньги закончились. Воспользовался этим президент и основатель компании General Motors Вильям Дюран, который купил компанию и переименовал ее в Frigidaire. Этот ход позволил не только развернуть массовое производство холодильников, но и получить в распоряжение автомобильного гиганта технологию фазового перехода.
Вильям Дюран, основатель General Motors
Впрочем, в 30-е годы ХХ века самой массовой системой фазового перехода для использования в автомобилях оставались Thermador Car Cooler и ей подобные системы. Это была просто труба, которую вешали на боковое окно машины. Встречный поток воздуха испарял воду в резервуаре, и в салон он поступал охлажденным. Эффективность такой простой системы была небольшой, но 5-10 градусов можно было скинуть. Зато цена оказалась крайне низкой, расходный материал – обычная вода. Так что применяли простенькие испарители долго, и их производство не прекращалось до конца шестидесятых годов. В отличие от кондиционера, система была простой и дешевой, а эффект – вполне ощутимым. Разве что со временем появились варианты для монтажа системы на люке в крыше: там это смотрится не так странно, как на боковом окне.
Thermador Car Cooler
Первым «настоящим» кондиционером оснастили машины Packard в 1939 году. На тот момент это были самые дорогие и передовые автомобили в мире, так что появление в них кондиционера было вполне закономерным.
Систему кондиционирования разместили в багажнике, производила ее компания Bishop и Babcock Co. Опция оказалась не слишком популярной по целому ряду причин. И не так страшно, что она заняла половину объемистого багажника. И даже цена в 274 доллара не была решающим негативным фактором, на фоне общей стоимости Паккарда это было не так уж много, хотя и сравнимо с ценой нового дешевого автомобиля. Просто система не отключалась: электромагнитную муфту в приводе еще не придумали, а снимать каждый раз ремень привода компрессора было тяжеловато. Надежность работы оказалась низкой: большая длина трубок и постоянные утечки не способствовали нормальной эксплуатации. После 1941 года опция исчезла из прайс-листа компании. В том же году Cadillac предлагал подобную систему для своих лимузинов, но опция не продержалась в производстве и года.
Packard Super Eight Touring Sedan ‘1939
Следующая попытка создать прохладу в салоне предприняла компания Chrysler. В модели Imperial 1953 года использовалась куда более современная система Airtemp собственного производства. Причем ещё в 1941-1942 годах компания предпринимала попытки оснащения ею машин, но тогда в серийное производство эта опция не пошла. В Imperial системой уже можно было управлять с места водителя, но располагалась она все еще в багажнике. Зато с надежностью проблем не было, ведь технологию компания отработала на домашних кондиционерах Airtemp. И система не только охлаждала воздух в салоне, но и нагнетала охлажденный воздух с улицы.
Первенцы климат-контроля
В 1954 году на автомобиле Nash Ambassador появилась первая в мире интегрированная система отопления, вентиляции и кондиционирования. Назвали ее All-Weather Eye, и в ней впервые использовалась электромагнитная муфта в приводе кондиционера, а все ее узлы были установлены под капотом и в передней части салона. Конструкция предусматривала дальнейший подогрев охлажденного воздуха при необходимости, что даже при невысокой температуре снаружи создавало внутри приятную атмосферу. И стоит напомнить, это был первый автоматический климат-контроль с кондиционером: достаточно было задать температуру, и термостат поддерживал ее. All-Weather Eye задала направление развития для остальных климатических систем, но сверхпопулярной не стала.
И дело вновь было даже не в её стоимости — 345 долларов в послевоенной Америке были существенной суммой, но это было меньше, чем цена куда менее совершенных систем разработки GM и Chrysler. Проблема была в популярности самих машин Nash. Они были очень передовыми, с очень современным дизайном, но, тем не менее, объемы производства были невелики. И большая часть машин компании были сравнительно недорогими, их покупатели не тратили лишние деньги на новшества. Зато все остальные производители машин поняли, как нужно делать систему отопления и вентиляции.
Nash Ambassador ‘1954
Компания General Motors имела в своем составе двух разработчиков систем кондиционирования. Это уже упомянутая Frigidaire, на разработках которой запустили систему образца 1941 года, и Harrison, которая отвечала за производство радиаторов и дизайн системы охлаждения. Вторая попытка GM оснастить свои машины кондиционерами возлагалась уже на решения и дизайн Harrison, которая в свою очередь заимствовала многие идеи у Nash.
Так, на Pontiac 1954 года система полностью расположилась под капотом, а возможности компании позволили ей впервые в мире расположить радиаторы кондиционера и системы охлаждения «бутербродом» — вместе, обеспечив оптимальную продувку для них и не увеличивая габариты машины. К тому же им удалось значительно уменьшить размеры компрессора, перейдя к аксиальному компрессору вместо привычного V-образного.
Pontiac Chieftain DeLuxe Eight ‘1954
Следующий, 1955 год был годом триумфа систем кондиционирования. В США было продано 892 Plymouth, более 400 Chevrolet, все основные компании предлагали свои машины с этой опцией. Прогресс систем шел таким темпом, что к 1957 году кондиционер в багажнике остался только на некоторых машинах Packard, Studebacker и Linсoln. Причем в 1958 году, когда Cadillac Eldorado Brougham стал первой в мире машиной с системой кондиционирования в стандартной комплектации, о кондиционере в багажнике уже забыли. На следующие 60 лет компоновка системы кондиционирования сформировалась.
Cadillac Eldorado Brougham ‘1958
Только к концу 90-х годов прогресс коснулся и этих систем. Например, появилась возможность создать компрессоры с регулируемым давлением и регулируемые испарители, а заодно обеспечить систему полностью электронной системой управления климат-контролем с полным разделением зон и электроприводом заслонок.
Принцип работы автомобильного кондиционера
Тяжело представить современный автомобиль без кондиционера или климат-контроля. Но не все знают, как он работает, рассмотрим принцип работы автомобильного кондиционера, поломки и стоимость ремонта. Тяжело представить современный автомобиль без кондиционера или климат-контроля. Но не все знают, как он работает, рассмотрим принцип работы автомобильного кондиционера, поломки и стоимость ремонта.
Сравнивая автомобили 10-15 лет тому и сейчас, можно увидеть, что даже в базовую комплектацию некоторые производители устанавливают кондиционеры или системы климат-контроля.
Иногда покупая автомобиль водитель не понимает как правильно пользоваться кондиционером или климат-контролем, после чего начинает считать, что он поломан. Рассмотрим, с чего состоит кондиционер и климат-контроль, в чем их разница и схожесть. Так же как правильно их эксплуатировать и обслуживать, и какие затраты может понести выход из строя кондиционера.
Немного истории появления кондиционера
Идея повышения комфорта автомобиля как снаружи, так и внутри всегда была одной из целей автостроителей с момента изобретения автомобиля. Первые системы кондиционирования были разнообразны и вовсе не похожи на современные. Использовали и много вентиляторов, и системы трубопроводов с холодной водой, воздухозаборники принудительные, но нечего не давало ожидаемого эффекта или нормально работало.
Такие поиски были до момента изобретения компрессорной системы охлаждения. Первым автомобилей с прообразом кондиционера считается Паккард изготовленный в 1939 году. Установленной системе было далеко до современных, так как нужно было проделать множество манипуляций, но все же эффект был, хоть и небольшой.
Для того, чтоб охладить салон, нужно было остановить автомобиль, заглушить его, затем подключить «кондиционер», завести двигатель автомобиля, отрегулировать поток воздуха, охладить салон. Далее снова заглушить двигатель, отключить «кондиционер» и только потом можно было продолжать путь. Сравнивая с современными системами автомобильных кондиционеров, то такой процесс был долгим и нудным, но все же начало было заложено.
В 1941 году впервые Кадиллак выпустил первые 300 автомобилей, с кондиционерами привычной нынче системы, где не нужно было проводить столь много манипуляций, а можно было на ходу включать и выключать.
С чего состоит кондиционер и климат-контроль
Прежде чем понять, как работает кондиционер или климат-контроль, разберемся, с чего состоит сама система охлаждения. Кондиционер, это набор элементов, которые совокупно создают систему охлаждения.
Главными составными кондиционера считаются:
Пойдем по порядку рассматривать, что для чего предназначено. Первым по списку идет компрессор, его основным назначением является сжатие хладагента (фреона) в газ высокого давления и температуры. Работу компрессора обеспечивает двигатель автомобиля, благодаря передаточным ремням на шкив и электронную муфту.
Далее по списку идет конденсатор, узел довольно большого объема. Главным назначением является охлаждение сжатого хладагента, в помощь для охлаждения используется наружный вентилятор. Чаще всего он напоминает второй радиатор в передней части автомобиля, потому его еще называют «радиатором кондиционера». Именно конденсатор является самым уязвимым узлом системы кондиционера, его легко пробить, часто подвергается коррозии или механическим повреждениям при движении.
По продвижению хладагента следующим идет испаритель, именно он выдает холод в салоне, по-другому еще называют теплообменник. Чем-то напоминает вышеупомянутый конденсатор с сотами и змеевиком, через который проходит хладагент. Вентилятор продувает через него воздух салона и в результате чего он охлаждается.
Что касается комбинированных и дополнительных датчиков системы кондиционера, то в основном они устанавливаются при наличии климат-контроля. Предназначены для снятия параметров с разных приборов, их контроля и управления ими. В отличии от системы кондиционера, эта система управляется с помощью бортового компьютера и автоматически регулирует все параметры для обеспечения выбранной температуры. Так же отличием является то, что возможно выбрать температуру для каждого ряда или стороны (левой/правой) в автомобиле. Другими словами, это полная автоматика кондиционера.
Принцип работы автомобильного кондиционера
Весь процесс включения кондиционера или климат-контроля начинается с компрессора. Как только вы включаете кнопку кондиционера, срабатывает муфта на компрессоре, притягивая шкив с передаточным ремнем от мотора.
В системе существует два давление, низкое и высокое. С компрессора выходит высокое давление, а в компрессор входит низкое давление.С компрессора хладагент попадает в конденсатор, благодаря вентилятору и потоку воздуха он охлаждается и передается в осушитель, где убирается возможная влага и мусор с хладагента. Только потом хладагент попадает в испаритель. В большинстве случаев вместе с испарителем установлено много других приборов и датчиков. Это и вентилятор для обдува испарителя, система вентиляции, разные датчики и регуляторы. Если же это климат-контроль, то там целый набор регуляторов и датчиков. Иногда может быть и несколько испарителей, все зависит от построения системы вентиляции в автомобиле.
Именно с испарителя выходит низкое давление, которое подается обратно в компрессор, после чего процесс начинается по кругу. Все мелочи в виде датчиков и регуляторов описать смысла нет, так как для каждого автомобиля они индивидуальны, а вот принцип работы кондиционера или климат-контроля в системе охлаждения одинаковые.
Обслуживание системы кондиционирования автомобиля
Немало важным является обслуживание системы кондиционирования вашего автомобиля. Одни говорят, что из-за несвоевременного осмотра в салоне может появиться неприятный запах, другие, что будет перегреваться система кондиционера. Но все ведет к тому, что поломка приведет к немалым денежным затратам.
Поэтому рассмотрим основные этапы обслуживания, на что стоит обратить внимание и как избежать. В первую очередь время от времени стоит чистить конденсатор, который находится возле радиатора двигателя в передней части автомобиля. Очень часто после летнего сезона или налипания тополиного пуха, насекомых и прочей грязи, его соты засоряются. В результате перестает нормально продуваться воздухом и правильно выполнять свои функции для работы кондиционера.
Для того, чтоб очистить от грязи и насекомых (не стоит забывать, что после работы он так же будет горячий) можно использовать воду под напором, но так чтоб не погнуть соты иначе понадобится покупать новый конденсатор. Если финансово можете позволить, то нанести активную пену или специальные моющие средства для радиатора, после промывки водой, конденсатор должен просвечиваться насквозь и хорошо продуваться вентилятором.
Следующее на что часто жалуются это неприятный запах в салоне, к этому может привести образование грибка или грязи на внутреннем испарителе. Именно они и дают неприятный запах. Есть два выхода, первый это добраться до испарителя и хорошо вымыть его (не в коем случаи не откручивать от соединительных труб). Второй способ, это с помощью специальных моющих средств, для внутренних частей автомобильных кондиционеров. Через удлинитель, без разборки передней панели оно наносится на испаритель, и через время промывается во время работы кондиционера, тем самым упрощая процесс очистки внутренней части.
Часто бывает ситуация когда все на взгляд исправно в системе кондиционера, но ожидаемого эффекта нет, тогда стоит обратиться к специалистам, возможно в системе отсутствует хладагент. Без специальных приборов его невозможно закачать в систему кондиционера. Зачастую проверяют на утечку специальным прибором течеискателем, такие отверстия незаметны человеческому глазу. После устранения поломки, специалисты запустят хладагент в систему и начнут процесс проверки и тестирование кондиционера на работоспособность.
Правильная эксплуатация автомобильного кондиционера
Казало бы элементарные вещи, захотелось прохладного воздуха в салоне автомобиля в жаркую погоду, нажал кнопку пуска кондиционера, выставил температуру и наслаждаешься. Но увы, не всегда так бывает. В этом и начинается разница климат-контроля и кондиционера.
Кондиционер только способен подавать количество прохладного воздуха относительно выставленной температуры. Необходимо помнить, что стоит закрыть заслонку подачи воздуха снаружи, знать, какая температура безопасна для вашего здоровья, если в машине дети, то не стоит злоупотреблять, иначе выйдя на улицу при жаркой погоде, можно легко простыть.
Чаще всего забывают закрыть заслонку подачи воздуха снаружи, иначе охлаждение не будет ожидаемым. В обязательном порядке все окна должны быть закрыты, это тоже будет влиять не только на температуру, но и на работу компрессора кондиционера и расход топлива. Нагнав нужную температуру, компрессор автоматически выключается, если же окна или заслонка открыты, то компрессор будет постоянно в работе, а значит и расход топлива увеличится. Как результат долгой работы кондиционера без отключения может привести к сгоранию компрессора.
В климат-контроле все параметры контролируются и управляются с помощью бортового компьютера, он автоматически закроет заслонку или подаст сигнал, что она не закрыта. Так же предложит закрыть все окна во избежание перегрузки компрессора. Подобрав оптимальную температуру, система будет автоматически поддерживать её, отключая и включая компрессор, добавляя теплого или холодного воздуха. Зачастую в климат-контроле намного больше функций для направления воздуха, температурных режимов (так как это одновременно и система обогрева салона зимой).
Цена ремонта, обслуживания и деталей кондиционера
При поломке кондиционера, первое, что приходит на ум это в какую сумму обойдется его ремонт. Скажем сразу, что сумма будет зависеть от марки и модели вашего автомобиля. Чем он дороже и больше система, тем дороже будет стоить ремонт.
Из самых частых поломок деталей системы кондиционера можно выделить конденсатор, средняя его стоимость стартует от 50$ и до нескольких тысяч долларов. Второй в списке считается компрессор, и самое дорогое оборудование с системы кондиционера. Цена зачастую начинается с 400-500$ за новый компрессор. Третий это сам хладагент, продается в специальных баллонах, по весу от килограмма и выше, в сжатом жидком состоянии. Стоимость хладагента (фреона) за 1 кг. стартует от 10$, казалось бы не дорогое, но проблема будет в его закачке в систему. Так как без специального оборудования нечего не получится.
Относительно работ по обслуживанию и ремонта, то цена будет зависеть от вида поломки и сложности её починки. Чистки конденсатора или испарителя специальными средствами обычно порядка 20$.
Заправка системы кондиционера хладагентом составит от 100$ за саму работу, но иногда некоторые СТО включают и расходные материалы в эту стоимость.
Видео заправки автомобильного кондиционера: