Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

1953 Chrysler Imperial с заводской системой Airtemp, установленной на багажнике.

В автомобильных системах кондиционирования воздуха используется кондиционер для охлаждения воздуха в автомобиле .

История [ править ]

Компания из Нью-Йорка в США впервые предложила установку кондиционеров для автомобилей в 1933 году. Большинство их клиентов использовали лимузины и роскошные автомобили . [1]

7 октября 1935 года Ральф Пео из Houde Engineering, Буффало, штат Нью-Йорк, подал заявку на патент на «Устройство воздушного охлаждения для автомобилей». Патент США 2099227 был выдан 16 ноября 1937 г.

В 1939 году Packard стала первым производителем автомобилей, предложившим кондиционер в своих автомобилях. [2] Эти громоздкие агрегаты были изготовлены компанией Bishop and Babcock (B&B) из Кливленда, штат Огайо, и заказаны примерно на 2 000 автомобилей. [3] «Погодный кондиционер Бишопа и Бэбкока» также включал обогреватель. Автомобили, заказанные с этой опцией, были отправлены с завода Packard на Восточном Гранд-Бульваре на завод B&B, где была произведена переоборудование. После завершения автомобиль был отправлен местному дилеру для доставки клиентам.

Компания Packard гарантировала и поддержала это преобразование. Однако это не было коммерчески успешным, потому что:

  • Главный испаритель и система нагнетания занимали половину пространства багажника (хотя это стало меньшей проблемой, поскольку багажники стали больше в послевоенный период).
  • В послевоенные годы на смену ему пришли более эффективные системы.
  • У него не было термостата температуры или механизма отключения, кроме выключения вентилятора. (Холодный воздух все равно иногда попадал в машину при любом движении, поскольку приводной ремень был постоянно подключен к компрессору - в более поздних системах для решения этой проблемы использовались бы электрические муфты.)
  • Несколько футов водопровода, проходящего туда и обратно между моторным отсеком и багажником, оказались ненадежными в эксплуатации.
  • Цена в 274 доллара США (4692,12 доллара в долларах США 2014 года) была недоступна для большинства людей в депрессивной / довоенной Америке.

Вариант был прекращен после 1941 года. [3]

Chrysler Airtemp [ править ]

Chrysler Imperial 1953 года был одним из первых серийных автомобилей за двенадцать лет, который предлагал современные автомобильные кондиционеры в качестве опции, после предварительных экспериментов Packard в 1940 году и Cadillac в 1941 году. [4] Уолтер Крайслер позаботился об изобретении кондиционера Airtemp. в 1930-х годах для Крайслер-билдинг и предлагал его на автомобилях в 1941-42 годах, а затем снова в 1951-52 годах.

К 1953 году Airtemp был более продвинутым, чем конкурирующие автомобильные кондиционеры. Он управлялся одним переключателем на приборной панели, отмеченным низким, средним и высоким положениями. Будучи самым мощным агрегатом, доступным в то время, система была способна быстро охлаждать салон, а также снижать влажность, пыль, пыльцу и табачный дым. Система потребляла больше наружного воздуха, чем современные системы; таким образом, уменьшая устаревание, связанное с автомобильным кондиционером в то время. Вместо пластиковых трубок, установленных на полке заднего стекла, как на автомобилях GM, небольшие воздуховоды направляли холодный воздух к потолку автомобиля, где он фильтровался вокруг пассажиров, а не прямо на них, что было утрачено в современных автомобилях. [4]

Cadillac, Buick и Oldsmobile добавили кондиционер в качестве опции на некоторые из своих моделей 1953 модельного года. [5] Во всех этих системах Frigidaire использовались отдельные компоненты, установленные на двигателе и стволе. [6] [7]

Интегрированная система Нэша [ править ]

Логотип на автомобиле 1957 года с установленной на заводе AMC системой кондиционирования воздуха

В 1954 году Nash Ambassador стал первым американским автомобилем, который имел полностью интегрированную систему обогрева, вентиляции и кондиционирования воздуха. [8] [9] Nash-Kelvinator корпорация использовала свой опыт в холодильниках , чтобы ввести первый в автомобильной отрасли компактный и доступный, моноблочный отопления и кондиционирования воздуха системы Факультативно для своих Нэша моделей. [10] Это была первая система для массового рынка с элементами управления на приборной панели и электрическим сцеплением. [11] Эта система также была компактной и удобной в обслуживании, все ее компоненты были установлены под капотом или в области капота. [12]

Новая система кондиционирования воздуха для автомобилей Nash, сочетающая в себе отопление, охлаждение и вентиляцию, получила название «Всепогодный око». [13] Это последовало за маркетинговым названием « Weather Eye » для автомобильной системы обогрева и вентиляции свежего воздуха Нэша, которая была впервые использована в 1938 году. [12] С одним термостатическим регулятором вариант воздушного охлаждения салона Нэша был «хорошим» и удивительно недорогая "система". [14] В систему входил холодный воздух для пассажиров через вентиляционные отверстия на приборной панели. [15] Исключительным «выдающимся достижением» Нэша была не только «сложная» унифицированная система, но и ее цена в 345 долларов, которая превосходила все другие системы. [16]

В большинстве конкурирующих систем использовалась отдельная система отопления и установленный на двигателе компрессор, приводимый в движение коленчатым валом двигателя через ремень, с испарителем в багажнике автомобиля для подачи холодного воздуха через заднюю полку и верхние вентиляционные отверстия. General Motors предложила переднюю систему кондиционирования воздуха, сделанную ее подразделением Harrison на Pontiac 1954 года с рядным восьмицилиндровым двигателем . [17] Это была очень дорогая и не полностью интегрированная система с отдельными элементами управления и воздуховодами. [18] [19] сердечник нагревателя продолжает быть отдельным «Venti-местным» или в соответствии с системой переднего сиденья с помощью собственных элементов управления. [20]Единая альтернативная компоновка, впервые предложенная Нэшем, «стала устоявшейся практикой и продолжает составлять основу современных и более сложных систем автоматического климат-контроля». [21]

Рост спроса [ править ]

Кондиционеры для автомобилей стали широко использоваться с конца двадцатого века . Хотя кондиционеры потребляют значительную мощность, лобовое сопротивление автомобиля с закрытыми окнами меньше, чем если бы окна открыты для охлаждения пассажиров. Было много споров о влиянии кондиционирования воздуха на топливную экономичность транспортного средства. При оценке фактического расхода топлива необходимо учитывать такие факторы, как сопротивление ветра, аэродинамику, мощность и вес двигателя, чтобы найти истинную разницу между использованием системы кондиционирования воздуха и ее неиспользованием . Другие факторы могут повлиять на двигатель, и общее повышение температуры двигателя может повлиять на систему охлаждения автомобиля.

Инновация была принята быстро, и новые функции для кондиционирования воздуха, такие как Cadillac Comfort Control, которая представляла собой полностью автоматическую систему обогрева и охлаждения, устанавливаемую термостатом со шкалой, впервые в отрасли была представлена ​​в 1964 модельном году. [22] К 1960 году около 20% всех автомобилей в США были оснащены кондиционерами, и этот процент увеличился до 80% в теплых районах Юго-Запада. [23] American Motors сделала кондиционер стандартным оборудованием для всех AMC Ambassadors, начиная с 1968 модельного года, впервые на массовом рынке, с базовой ценой, начинающейся с 2671 долларов. [24] [25]К 1969 году 54% отечественных автомобилей были оборудованы кондиционерами, которые были необходимы не только для комфорта пассажиров, но и для увеличения стоимости автомобиля при перепродаже. [26]

Испарительное охлаждение [ править ]

Основная статья: Автомобильный кулер
Охладитель автомобиля

Охладитель автомобиля является автомобильный испарительный охладитель , иногда называют болотным охладителем. [27] [28] Большинство из них являются вторичным рынком относительно недорогих аксессуаров , состоящие из внешнего монтажа окно металлического цилиндра без подвижных частей, а внутренний под приборной панелью или центр напольных блоков с электрическим вентилятором доступен. [29] [30] Это был ранний тип автомобильных кондиционеров [31], которые не используются в современных автомобилях, в которых для охлаждения салона используются холодильные системы.

Для охлаждения воздуха использовалось скрытое тепло (другими словами, охлаждение за счет испарения воды). [32] Вода внутри устройства испаряется и при этом передает тепло окружающему воздуху. Затем холодный влажный воздух направляется внутрь автомобиля. [32] [33] Эффект «охлаждения» испарения уменьшается с увеличением влажности, поскольку воздух уже насыщен водой. Следовательно, чем ниже влажность , например, в засушливых пустынных регионах, тем лучше работает система. Автомобильные холодильники были популярны, особенно среди летних туристов, посещающих или пересекающих юго-западные штаты Соединенных Штатов Калифорния, Аризона, Техас, Нью-Мексико и Невада. [30]

Принципы работы [ править ]

См. Также: Холодильный цикл
Простая стилизованная схема холодильного цикла: 1)  змеевик конденсации , 2)  расширительный клапан , 3)  змеевик испарителя , 4)  компрессор
Регулируем кондиционер в Ford Focus .

В холодильном цикле тепло переносится из салона в окружающую среду. Холодильник является примером такой системы, как это переносит тепло из внутреннего пространства , и в окружающую среду.

Циркулирующий пар газообразного хладагента (который также переносит смазочное масло компрессора через систему вместе с ним) из испарителя входит в газовый компрессор в моторном отсеке, обычно компрессор с аксиально-поршневым насосом , и сжимается до более высокого давления, что приводит к более высокому температура тоже. Горячий сжатый пар хладагента теперь имеет температуру и давление, при которых он может конденсироваться, и проходит через конденсатор., обычно перед радиатором автомобиля. Здесь хладагент охлаждается воздухом, протекающим через змеевики конденсатора (исходящий от движения транспортного средства или от вентилятора, часто тот же вентилятор радиатора охлаждения, если конденсатор установлен на нем, автоматически включается, когда транспортное средство неподвижно или движется со скоростью. низкие скорости) и сконденсировалась в жидкость. Таким образом, циркулирующий хладагент отводит тепло из системы, а тепло уносится воздухом.

В системе кондиционирования воздуха с тепловым расширительным клапаном конденсированный и находящийся под давлением жидкий хладагент затем направляется через ресивер-осушитель, то есть односторонний осушитель и фильтрующий патрон, который обезвоживает хладагент и смесь смазочного масла компрессора для удаления любых остатков. вода (которая превратилась бы в лед внутри расширительного клапана и, следовательно, забила бы его), которое вакуум, созданный до процесса зарядки, не удалось удалить из системы, и фильтрует его, чтобы удалить любые твердые частицы, переносимые смесью, помимо того, что он действует как резервуар для хранения любого избытка жидкого хладагента в периоды низкой потребности в охлаждении, а затем через терморасширительный клапан, где он подвергается резкому снижению давления. Это снижение давления приводит кмгновенное испарение части жидкого хладагента с понижением его температуры. Затем холодный хладагент проходит через змеевик испарителя в салоне. Когда расширительное устройство представляет собой простое фиксированное измерительное отверстие, известное как дроссельная трубка, приемник-осушитель вместо этого расположен между выходом испарителя и компрессором, и в этом случае он известен как аккумулятор. В такой системе кондиционирования воздуха аккумулятор также предотвращает попадание жидкого хладагента в компрессор в периоды низкой потребности в охлаждении.

Воздух, часто после фильтрации с помощью воздушного фильтра салона , выдувается центробежным вентилятором с регулируемой скоростью вращения через испаритель, в результате чего жидкая часть холодной смеси хладагентов также испаряется, что еще больше снижает температуру. Таким образом, теплый воздух охлаждается и лишается влаги (которая конденсируется на змеевиках испарителя и выводится за пределы автомобиля). Затем он проходит через матрицу нагревателя., внутри которого циркулирует охлаждающая жидкость двигателя, где ее можно повторно нагреть до определенной степени или даже до определенной температуры, выбранной пользователем, а затем доставить в кабину транспортного средства через набор регулируемых вентиляционных отверстий. Другой способ регулировки желаемой температуры воздуха, на этот раз за счет охлаждающей способности системы , - это точное регулирование скорости вращения центробежного вентилятора так, чтобы только строго необходимый объемный расходвоздуха охлаждается испарителем. Пользователю также предоставляется возможность закрыть внешние воздушные заслонки автомобиля, чтобы добиться еще более быстрого и сильного охлаждения за счет рециркуляции уже охлажденного воздуха внутри кабины в испаритель. Наконец, когда компрессору можно дать команду на работу с уменьшенным рабочим объемом, температуру вентиляции также можно контролировать, воздействуя на рабочий объем компрессора. Замерзание испарителя, которое препятствует прохождению воздуха через ребра испарителя, можно предотвратить разными способами. Реле температуры или термисторможет контролировать температуру поверхности змеевика испарителя, а реле давления или чувствительный элемент может контролировать давление всасывания (которое зависит от температуры испарения хладагента). Оба средства управления могут воздействовать (либо напрямую, либо с помощью блока управления, питаемого их данными) на состояние включения муфты компрессора или, в случае компрессора с переменным рабочим объемом, на его рабочий объем; Кроме того, вторичный клапан, расположенный на стороне всасывания, может дросселировать поток хладагента, чтобы давление на выходе испарителя не упало ниже точного значения во время работы системы.

Для завершения цикла охлаждения пар хладагента направляется обратно в компрессор.

Чем теплее воздух, который достигает испарителя, тем выше давление паровой смеси, выходящей из него, и, следовательно, тем выше нагрузка на компрессор и, следовательно, на двигатель, чтобы хладагент продолжал течь через систему. Нагрузка компрессора также пропорциональна температуре конденсации.

Компрессор может приводиться в действие двигателем автомобиля (например, с помощью ремня, часто змеевидного ремня и электромагнитной муфты; компрессор с регулируемым рабочим объемом с электронным управлением также всегда может напрямую приводиться в движение ремнем без необходимости использования муфты и магнита при все) или электродвигателем.

Потребляемая мощность [ править ]

В современном автомобиле система A / C будет использовать около 4 лошадиных сил (3 кВт) мощности двигателя , тем самым увеличивая расход топлива автомобиля. [34]

См. Также [ править ]

  • Экологичное автомобильное кондиционирование воздуха

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Первый автомобиль с кондиционером" . Популярная наука . 123 (5): 30. ноября 1933 . Проверено 16 апреля 2015 года .
  2. ^ «Мичиган Быстрые факты и мелочи» . 50states.com . Проверено 16 апреля 2015 года .
  3. ^ a b Адлер, Деннис (2004). Паккард . MBI Publishing. п. 76. ISBN 9780760319284.
  4. ^ a b Лэнгворт, Ричард М. (1994). Chrysler и Imperial: Послевоенные годы . Motorbooks International. ISBN 0-87938-034-9.
  5. ^ "Брошюра 1953 Cadillac" . oldcarbrochures.org. п. 5. Архивировано из оригинала 7 февраля 2015 года . Проверено 16 апреля 2015 года .
  6. ^ "1953-Buick Отопление и папка переменного тока" . oldcarbrochures.org. С. 10–11. Архивировано из оригинала 7 февраля 2015 года . Проверено 16 апреля 2015 года .
  7. ^ "Брошюра Oldsmobile 1953 года" . oldcarbrochures.org. п. 23. Архивировано из оригинала 7 февраля 2015 года . Проверено 16 апреля 2015 года .
  8. ^ "Низкозатратный кондиционер Нэша охлаждает или нагревает поворотом ручки" . Популярная механика . 101 (5): 86. май 1954 . Проверено 16 апреля 2015 года .
  9. ^ "One Control Heating Cooling" . Мотор . 101 : 54.1954 . Проверено 16 апреля 2015 года .
  10. ^ Ганнелл, Джон, изд. (1987). Стандартный каталог американских автомобилей 1946–1975 . Публикации Краузе. п. 176. ISBN. 978-0-87341-096-0.
  11. ^ Дейли, Стивен (2006). Автомобильные системы кондиционирования и климат-контроля . Книги по науке и технологиям Elsevier. п. 2. ISBN 978-0-7506-6955-9. Проверено 16 апреля 2015 года .
  12. ^ a b Вулф, Стивен Дж. (2000). «График времени HVAC» . Отделение городов-побратимов Общества инженеров холодильной техники. Архивировано из оригинального 21 ноября 2009 года . Проверено 16 апреля 2015 года .
  13. ^ "Новости автомобильного мира - Кондиционер Нэша сочетает в себе нагрев, охлаждение и вентиляцию" . Автомобильная промышленность . 110 : 86.1954 . Проверено 16 апреля 2015 года .
  14. ^ Стивенсон, Хон J. (2008). Американская автомобильная реклама, 1930–1980: иллюстрированная история . Макфарланд. п. 177. ISBN. 978-0-7864-3685-9. Проверено 16 апреля 2015 года .
  15. ^ Binder, Al; сотрудники отделения (2 февраля 2001 г.). «Зеркало заднего вида» . Автомир Уорда . Архивировано из оригинального 24 ноября 2011 года . Проверено 16 апреля 2015 года .
  16. ^ Авто Редакторы Руководство потребителя (29 ноября 2007). "1953–1955 Нэш и Хадсон Рамблерс" . auto.howstuffworks.com . Проверено 27 августа 2019 .
  17. ^ Холтер, Том (3 июня 2017). «Комфорт на холоду: история автомобильного кондиционирования воздуха, часть 3 - После Второй мировой войны» . Curbside Classics . Проверено 27 августа 2019 .
  18. ^ "Каталог основных запчастей Pontiac - изображение системы переменного тока 1954 года" . pontiacsafari.com . Проверено 27 августа 2019 .
  19. ^ Северсон, Аарон (8 апреля 2008). «Комната наверху: вождь звезды Понтиака 1954 года и классовое сознание в Америке» . Сожрал мотор . Проверено 27 августа 2019 .
  20. ^ "1952– '54 Pontiac Chieftain" . Hemmings Motor News. Февраль 2009 . Проверено 27 августа 2019 .
  21. ^ Nunney, Malcolm J. (2006). Технология легких и тяжелых транспортных средств . Книги по науке и технологиям Elsevier. п. 147. ISBN. 978-0-7506-8037-0.
  22. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано 10 декабря 2015 года (PDF) . Проверено 22 ноября +2016 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  23. ^ Нэш, Джеральд Д. (1999). Федеральный ландшафт: экономическая история Запада двадцатого века . Университет Аризоны Press. п. 224. ISBN 978-0-8165-1863-0.
  24. ^ Линтерн, Майк (1977). Полное руководство по американским автомобилям 1966–76 гг . AutoMedia. п. 32. ISBN 9780905395012. Архивировано 10 июня 2016 года . Проверено 16 апреля 2015 года .
  25. ^ «Бизнес в США: перемешать и вырезать» . Время . 6 октября 1967 . Проверено 16 апреля 2015 года .
  26. ^ «Хронология кондиционирования и охлаждения» . Национальная инженерная академия. Архивировано 19 марта 2015 года . Проверено 16 апреля 2015 года .
  27. ^ Хинкли, стр. 54 «… на самом деле это был испарительный охладитель - то, что жители Калифорнии и Юго-Запада устанавливают на крышах своих домов и часто называют« болотными охладителями »или« болотами »».
  28. ^ Heitmann, Джон Альфред (2009). Автомобиль и американская жизнь . Макфарланд. п. 151. ISBN. 9781476601991. Архивировано 2 мая 2016 года . Проверено 16 апреля 2015 года .
  29. ^ Ватт, Джон Р. (1963). Испарительное кондиционирование воздуха . Промышленная пресса. п. 93. Архивировано 25 апреля 2018 года . Дата обращения 13 августа 2017 .
  30. ^ a b Ватт, Джон Р. (1986). Справочник по испарительному кондиционированию воздуха (второе изд.). Springer. ISBN 9781461293873. Архивировано 25 апреля 2018 года . Дата обращения 13 августа 2017 .
  31. ^ Хинкли, стр. 54
  32. ^ а б Сибли, стр. 221
  33. ^ "Легкий путь" . Популярная механика . 75 (5): 676–677. Май 1941 года. Архивировано 22 марта 2015 года . Проверено 16 апреля 2015 года .
  34. ^ «Влияние кондиционирования воздуха в автомобиле на экономию топлива» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. Архивировано 19 марта 2015 года (PDF) . Проверено 16 апреля 2015 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • «Кондиционеры для вашего автомобиля» . Популярная наука . 194 (4): 117–132, включает подробные чертежи. Апрель 1969 . Проверено 16 апреля 2015 года .