Автомобильный кондиционер - Automobile air conditioning

1953 Крайслер Империал с заводским стволом »Температура воздуха " система

Автомобильный кондиционер системы используют кондиционер охладить воздуха в средство передвижения.

История

Компания в Нью-Йорк в США впервые предложили установку кондиционеров для автомобилей в 1933 году. Большинство их клиентов работали лимузины и роскошные автомобили.[1]

7 октября 1935 г. Ральф Пео из Houde Engineering, Буффало, штат Нью-Йорк, подала заявку на патент на «Блок воздушного охлаждения для автомобилей». Патент США 2,099,227 , пожалован 16 ноября 1937 г.

В 1939 г. Packard стала первым производителем автомобилей, предложившим в своих автомобилях кондиционер.[2] Эти громоздкие агрегаты были произведены компанией Bishop and Babcock (B&B), г. Кливленд, Огайо и заказал примерно на 2000 машин.[3] «Погодный кондиционер Бишопа и Бэбкока» также имел 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 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 снят с производства после 1941 года.[3]

Chrysler Airtemp

1953 год Крайслер Империал был одним из первых серийных автомобилей за двенадцать лет, предлагающих современные автомобильные кондиционеры в качестве опции после предварительных экспериментов Packard в 1940 г. и Кадиллак в 1941 г.[4] Уолтер Крайслер видел изобретение Температура воздуха кондиционер в 1930-х годах для Крайслер-билдинг, и предлагал его на автомобилях в 1941-42, и снова в 1951-52.

К 1953 году Airtemp был более продвинутым, чем конкурирующие автомобильные кондиционеры. Он управлялся одним переключателем на приборной панели, отмеченным нижним, 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]

Кадиллак, Бьюик, и Oldsmobile добавили кондиционер в качестве опции на некоторые из своих моделей в 1953 модельном году.[5] Все эти Frigidaire Системы использовали отдельные компоненты двигателя и ствола.[6][7]

Интегрированная система Нэша

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

В 1954 г. Посол Нэша был первым американским автомобилем, который имел полностью интегрированную систему обогрева, вентиляции и кондиционирования воздуха.[8][9] В Наш-Кельвинатор Корпорация использовала свой опыт в сфере охлаждения, чтобы представить первую в автомобильной промышленности компактную и доступную единичную систему отопления и кондиционирования воздуха, опциональную для ее Нэш модели.[10] Это была первая система массового рынка с контроль на приборной панели и электрическое сцепление.[11] Эта система также была компактной и удобной в обслуживании, поскольку все ее компоненты устанавливались 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 "Погода Глаз "для автомобильной системы обогрева и вентиляции свежего воздуха Нэша, которая была впервые использована в 1938 году.[12] Вариант воздушного охлаждения салона Нэша с одним термостатическим регулятором был «хорошей и удивительно недорогой» системой.[14] В систему входил холодный воздух для пассажиров через форточки 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 фронтальную систему кондиционирования воздуха от своего Харрисон Дивизион на Понтиак 1954 года с рядный восьмицилиндровый двигатель.[17] Это была очень дорогая и не полностью интегрированная система с отдельными элементами управления и воздуховодами.[18][19] В ядро нагревателя продолжал быть отдельным «Venti-Seat» или системой под передним сиденьем с собственными органами 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

В последнее время широкое распространение получил автомобильный кондиционер. двадцатый век. 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. Необходимо учитывать такие факторы, как сопротивление ветра, аэродинамику, мощность и вес двигателя, чтобы найти истинную разницу между использованием системы кондиционирования и неиспользованием при оценке фактического расход топлива. 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 с циферблатом, впервые в отрасли были представлены 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 сделал кондиционер стандартным оборудованием на всех Послы AMC начиная с 1968 модельного года, первого на массовом рынке, с базовой ценой от 2671 доллара.[24][25] К 1969 году 54% отечественных автомобилей были оборудованы кондиционерами, которые требовались не только для комфорта пассажиров, но и для увеличения стоимости автомобиля при перепродаже.[26]

Охлаждение испарением

Основная статья: Автомобильный кулер
А автомобильный холодильник

А автомобильный холодильник это автомобиль испарительный охладитель, иногда называемый болотным кулером.[27][28] Большинство из них вторичный рынок Доступны относительно недорогие аксессуары, состоящие из внешнего металлического цилиндра, установленного на окне, без движущихся частей, но внутренние под приборной панелью или центральные напольные блоки с электрическим вентилятором.[29][30] Это был один из первых автомобильных кондиционеров.[31] и не используется в современных автомобилях, в которых для охлаждения салона используются системы охлаждения.

Чтобы охладить воздух, который он использовал скрытая теплота (иначе говоря, охлаждение испарением 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 влажность потому что 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-запад США штаты Калифорния, Аризона, Техас, Нью-Мексико и Невада.[30]

Принципы работы

Смотрите также: Холодильный цикл
Простая стилизованная схема холодильного цикла: 1)змеевик конденсатора, 2) расширительный клапан, 3) змеевик испарителя, 4) компрессор
Регулировка кондиционирования Ford Focus.

В холодильном цикле тепло переносится из салона в окружающую среду. А холодильник является примером такой системы, поскольку она переносит тепло из помещения 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 аксиально-поршневой насос компрессор, и сжимается до более высокого давления, что также приводит к более высокой температуре. Горячий сжатый пар хладагента теперь имеет температуру и давление, при которых он может быть конденсированный 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 терморегулирующий клапан В системе кондиционирования воздуха конденсированный и находящийся под давлением жидкий хладагент затем направляется через ресивер-осушитель, то есть односторонний осушитель и фильтрующий картридж, который обезвоживает хладагент и смесь смазочного масла компрессора для удаления любого остаточного содержания воды (что может становятся льдом внутри расширительного клапана и, следовательно, забивают его), что вакуум, созданный до процесса зарядки, не удалось удалить из системы, и фильтрует его, чтобы удалить любые твердые частицы, переносимые смесью, в дополнение к действию резервуар для хранения любого избыточного жидкого хладагента в периоды низкой потребности в охлаждении, а затем через терморегулирующий клапан, где он подвергается резкому снижению давления. Это снижение давления приводит к мгновенное испарение части жидкого хладагента, понижая его температуру. Затем холодный хладагент направляется через змеевик испарителя 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 воздушный фильтр салона, продувается регулируемой скоростью с электрическим приводом центробежный вентилятор 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 матрица 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. Еще один способ отрегулировать желаемую температуру воздуха, на этот раз с помощью системы охлаждающая способность, точно регулирует скорость вращения центробежного вентилятора, так что только строго необходимые объемный расход воздуха 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 различными способами. способами. Температурный переключатель или термистор может 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.

Чтобы завершить цикл охлаждения, пары хладагента возвращаются 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 движение двигателем автомобиля (например, с помощью ремня, часто змеевидного ремня и сцепления с электромагнитным приводом; компрессор с регулируемым рабочим объемом с электронным управлением также всегда может напрямую приводиться в действие ремнем без необходимости использования муфты и магнита при все) или электродвигателем.

Потребляемая мощность

В современном автомобиле система A / C будет использовать около 4 Лошадиные силы (3 кВт) мощности двигателя мощность, таким образом увеличивая расход топлива автомобиля.[34]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Первый автомобиль с кондиционером». Популярная наука. 123 (5): 30 ноября 1933 г.. Получено 16 апреля 2015.
  2. ^ "Мичиган Быстрые факты и мелочи". 50states.com. Получено 16 апреля 2015.
  3. ^ а б Адлер, Деннис (2004). Packard. MBI Publishing. п. 76. ISBN  9780760319284.
  4. ^ а б Лэнгворт, Ричард М. (1994). Chrysler и Imperial: послевоенные годы. Motorbooks International. ISBN  0-87938-034-9.
  5. ^ "Брошюра о Cadillac 1953 года". oldcarbrochures.org. п. 5. Архивировано из оригинал 7 февраля 2015 г.. Получено 16 апреля 2015.
  6. ^ "1953 год - Папка для отопления и кондиционирования воздуха Buick". oldcarbrochures.org. С. 10–11. Архивировано из оригинал 7 февраля 2015 г.. Получено 16 апреля 2015.
  7. ^ "Брошюра Oldsmobile 1953 года". oldcarbrochures.org. п. 23. Архивировано из оригинал 7 февраля 2015 г.. Получено 16 апреля 2015.
  8. ^ «Недорогой кондиционер Nash охлаждает или нагревает поворотом ручки». Популярная механика. 101 (5): 86. Май 1954 г.. Получено 16 апреля 2015.
  9. ^ «Один контроль нагрева и охлаждения». Мотор. 101: 54. 1954. Получено 16 апреля 2015.
  10. ^ Ганнелл, Джон, изд. (1987). Стандартный каталог американских автомобилей 1946–1975 гг.. 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. Получено 16 апреля 2015.
  12. ^ а б Вулф, Стивен Дж. (2000). «График времени HVAC». Отделение городов-побратимов Общества инженеров холодильной техники. Архивировано из оригинал 21 ноября 2009 г.. Получено 16 апреля 2015.
  13. ^ «Новости автомобильного мира - кондиционер Nash сочетает в себе обогрев, охлаждение и вентиляцию». Автомобильная промышленность. 110: 86. 1954. Получено 16 апреля 2015.
  14. ^ Стивенсон, Хеон Дж. (2008). Американская автомобильная реклама, 1930–1980: иллюстрированная история. Макфарланд. п. 177. ISBN  978-0-7864-3685-9. Получено 16 апреля 2015.
  15. ^ Связующее, Al; сотрудники отделения (2 февраля 2001 г.). "Зеркало заднего вида". Автомир Уорда. Архивировано из оригинал 24 ноября 2011 г.. Получено 16 апреля 2015.
  16. ^ Авторедакторы Руководство для потребителей (29 ноября 2007 г.). "1953–1955 Нэш и Хадсон Рамблерс". auto.howstuffworks.com. Получено 27 августа 2019.
  17. ^ Холтер, Том (3 июня 2017 г.). «Комфорт холода: история автомобильных кондиционеров, часть 3 - После Второй мировой войны». Классика обочины. Получено 27 августа 2019.
  18. ^ "Каталог основных запчастей Pontiac - изображение системы переменного тока 1954 года". pontiacsafari.com. Получено 27 августа 2019.
  19. ^ Северсон, Аарон (8 апреля 2008 г.). "Комната наверху: Звездный вождь Понтиака 1954 года и классовое сознание в Америке". Сожрал мотор. Получено 27 августа 2019.
  20. ^ "1952–54 Pontiac Chieftain". Hemmings Motor News. Февраль 2009 г.. Получено 27 августа 2019.
  21. ^ Нанни, Малкольм Дж. (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). В архиве (PDF) с оригинала 10 декабря 2015 г.. Получено 22 ноября 2016.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  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. В архиве из оригинала 10 июня 2016 г.. Получено 16 апреля 2015.
  25. ^ "Бизнес в США: перемешать и вырезать". Время. 6 октября 1967 г.. Получено 16 апреля 2015.
  26. ^ «Хронология кондиционирования и охлаждения». Национальная инженерная академия. В архиве из оригинала 19 марта 2015 г.. Получено 16 апреля 2015.
  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. ^ Хайтманн, Джон Альфред (2009). Автомобиль и американская жизнь. Макфарланд. п. 151. ISBN  9781476601991. В архиве из оригинала 2 мая 2016 г.. Получено 16 апреля 2015.
  29. ^ Ватт, Джон Р. (1963). Испарительное кондиционирование воздуха. Промышленная пресса. п. 93. В архиве с оригинала 25 апреля 2018 г.. Получено 13 августа 2017.
  30. ^ а б Ватт, Джон Р. (1986). Справочник по испарительному кондиционированию воздуха (Второе изд.). Springer. ISBN  9781461293873. В архиве с оригинала 25 апреля 2018 г.. Получено 13 августа 2017.
  31. ^ Хинкли, стр. 54
  32. ^ а б Сибли, п. 221
  33. ^ "Легкий путь". Популярная механика. 75 (5): 676–677. Май 1941 г. В архиве из оригинала 22 марта 2015 г.. Получено 16 апреля 2015.
  34. ^ «Влияние автомобильного кондиционирования воздуха на экономию топлива» (PDF). Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. В архиве (PDF) из оригинала 19 марта 2015 г.. Получено 16 апреля 2015.

внешняя ссылка