車用ストーブの装置と動作原理

ページ内容

ストーブとは何ですか？
室内暖房システムのしくみ
まとめ

経験の浅い車の所有者は、車内のストーブが機能する理由と、車内のストーブが熱エネルギーを受け取る方法を常に理解しているとは限りません。車のヒーターで熱エネルギーを生成するプロセスを理解することは、理論としてだけでなく実際にも重要です。そのような情報がなければ、ドライバーは車内ヒーターを適切に使用することができないからです。

ストーブとは何ですか？

このユニットにはいくつかの名前が割り当てられています。

ストーブ;
ヒータ;
ヒータ。

それらのすべてがその本質を説明しています-デバイスは客室を加熱するように設計されているため、激しいモーターの間でも車内は暖かく快適です。さらに、ヒーターはフロントガラスに熱風を吹き付け、雪や氷がフロントガラスに溶けます。

室内暖房システムのしくみ

ストーブはエンジン冷却システムの一部であるため、その動作原理を理解するには、まず、熱エネルギーがモーターのどこから来るのか、そしてなぜそれを冷却することが重要なのかを理解する必要があります。電気自動車とは別に、現代の自動車には、空気と燃料の混合物（ガソリン、ディーゼル、またはガスと空気）の燃焼中にガスを膨張させることによって機能するモーターが装備されているため、このようなパワーユニットは「内燃機関」または内燃機関と呼ばれます。エンジン。

作動行程中のシリンダー内の温度はXNUMX℃に達し、シリンダーヘッド（シリンダーヘッド）を構成するアルミニウムだけでなく、鋳鉄製シリンダーブロック（BC）の溶融温度よりも著しく高い。）。

過剰な熱はどこから来るのですか？

作業サイクルの終了後、高温ガスがエンジンを出て触媒に入ると排気サイクルが始まり、そこで炭化水素と一酸化炭素が燃焼するため、コレクターは600〜900度のレベルまで加熱されることがよくあります。それにもかかわらず、作業サイクル中、ガソリンと空気の燃焼混合物は、BCとシリンダーヘッドの熱エネルギーの一部を伝達することができ、アイドル時の古いディーゼルエンジンのシャフト回転速度が550 rpmであることを考えると、作業サイクル1秒間に各シリンダーを2〜XNUMX回通過します。車の負荷が増加すると、ドライバーはガスを強く押します。これにより、次のことが増加します。

混合気の量;
作業サイクル中の温度;
XNUMX秒あたりのティック数。

つまり、負荷が増加すると、放出される熱エネルギーが増加し、すべてのエンジン部品が加熱されます。発電所の多くの要素がアルミニウムでできていることを考えると、そのような加熱は受け入れられないため、冷却システムを使用して余分な熱が除去されます。動作中のエンジンの最適温度は摂氏95〜105度です。エンジンのすべての熱ギャップが計算されるため、この温度での部品の摩耗は最小限に抑えられます。質問に答えるには、余分な熱エネルギーを取得する原理を理解する必要があります-車のストーブは何から機能しますか。

車のエンジン暖房

冬に車を正常に始動するために、自律型（標準の燃料とバッテリーで駆動）またはネットワーク始動の予熱器が標準の冷却システムに接続され、冷却液を70度の温度に加熱します。このような装置では、不凍液（冷却液、冷却液）を循環させる追加のポンプが予熱器に含まれているため、エンジンをオンにする前にストーブを始動できます。この装置がないと、粘性オイルは摩擦面の効果的な潤滑を提供しないため、パワーユニットのコールドスタートはエンジンの状態に悪影響を及ぼします。

余分な熱はどこへ行く？

このような体制を確保するには、過剰な熱エネルギーをどこかに投棄する必要があります。冷却システムの図では、このためにXNUMXつの別々の不凍液循環サークルが設計されており、それぞれに独自のラジエーター（熱交換器）があります。

サロン（ストーブ）;
メインエンジン）。

サルーンラジエーターの放熱能力はメインラジエーターの XNUMX 分の XNUMX であるため、エンジンの温度管理への影響は最小限ですが、その性能は車内を暖めるのに十分です。エンジンが暖まると温度が上昇するため、ドライバーが発進した直後に、冷たい不凍液が車内ヒーターのラジエーターを通過し、徐々に加熱されます。したがって、温度計の針が不感帯から移動すると、ストーブの電源が入った状態で、デフレクターから暖かい空気が吹き出し始めます。

冷却システムを介したクーラントの自然循環は十分ではないため、ベルトでカムシャフトまたはクランクシャフトに接続されたウォーターポンプ（ポンプ）によって強制的に汲み上げられます。多くの場合、XNUMX 本のベルトでポンプ、発電機、およびパワーステアリングポンプ (GUR) を駆動します。したがって、冷却システムのパラメータはエンジンの過熱を防ぐように選択されますが、流体の移動速度はエンジン速度に直接依存し、アイドル状態では循環は最小限に抑えられます。しかし、パワーユニットが疲れていて冷却システムが詰まっている車では、アイドリング時にエンジンが過熱することがよくあります。

クーラント温度がサーモスタットの開口レベル（80〜95度）を下回っている限り、液体は小さな円でのみ循環し、これにより熱損失が減少します。この動作モードはウォーミングアップと呼ばれます。設定温度に達すると、サーモスタットが開き、循環が大きな円で始まります。これにより、熱損失が増加し、過剰な熱が大気中に逃げます。

エンジンの温度が 95 ～ 100 度に達すると、ファンがオンになり、パワーユニットの冷却効率が劇的に向上し、可能な限り効率的に動作できるようになります。このようなスキームはモーターを確実に保護しますが、ストーブを通過する不凍液の温度が同じレベルに維持され、モーターの熱放散が最大の気流でも十分であるため、ストーブの動作にはまったく影響しません。サロンのラジエーターに。

ストーブが内部を加熱する方法

ヒーター熱交換器は、サイズが小さく、車室内からの距離が小さいため、車内を直接加熱することができないため、冷却液として内外の空気を使用します。したがって、ストーブは次の要素で構成される複雑なデバイスです。

ファン;
キャビンフィルター;
ラジエーター;
チャネルのあるケース。
ダンパー;
加熱された空気をキャビンのさまざまな部分に輸送するエアダクト。
加熱された空気を客室に放出するデフレクター。
コントロール

車に取り付けられているファンには2つのタイプがあります。

遠心力;
プロペラ。

最初のものは「カタツムリ」本体で、その中で電気モーターがブレードを備えたホイールを回転させます。回転中、ホイールは空気を回転させ、それが遠心加速度を引き起こし、「カタツムリ」から抜け出す方法を探すように強制します。この出口は、特定の速度で通過する小さな窓になります。ホイールの回転が速いほど、ファンが吹きます。

車のヒーターファン

XNUMX 番目のタイプのファンは、シャフトにプロペラ (羽根車) が取り付けられた電気モーターです。一定の角度で曲げられたプロペラの翼は、移動中に空気を絞り出します。このようなファンは、製造コストが安く、場所も取りませんが、効率が悪いため、バジェットカーの時代遅れのモデル、たとえばVAZ車のクラシックファミリー全体、つまり伝説のZhiguliにのみ取り付けられていました。

キャビンフィルター

ストーブはエンジンルーム下部から空気を吸い込むため、小さな石やその他の破片が吸気口に入り、ファンやラジエーターを損傷する可能性が高くなります。フィルターエレメントは取り外し可能なカートリッジの形で作られ、抗菌性の含浸でアコーディオンに折りたたまれた不織布の合成材料によって空気が浄化されます。

キャビンフィルター

最も高品質で高価なフィルターには、活性炭で満たされた追加のセクションが装備されているため、不快な臭いからでも入ってくる空気を浄化します。

ラジエーター

熱交換器は、エンジンから通過する空気の流れに熱エネルギーを伝達するのは彼であるため、ヒーターの主要な要素です。これは、熱伝導率の高い金属、通常はアルミニウムまたは銅の格子を通過する複数のチューブで構成されています。個々のリブプレートで構成されるグリッドは、それらを通過する空気の流れに対する抵抗を最小限に抑えるように配置されていますが、同時に可能な限り加熱するため、熱交換器が大きいほど、より多くの空気を流すことができます単位時間あたり所定の温度まで加熱します。このパーツは、XNUMX つの主要なバージョンで作成されます。

リブを通る曲がりくねった曲がったパイプ-この設計は、製造が可能な限り安価で、非常に保守性がありますが、効率は低くなります。
火格子を通過する細いチューブで接続されたXNUMXつのタンク（コレクター）。このような設計は、製造に著しく費用がかかり、修理がより困難ですが、その効率ははるかに高くなります

マシンストーブラジエーター

安価なモデルはスチールとアルミニウムでできており、より良いモデルは銅でできています。

チャンネル付きケース

2 つのチャネルがファンからケースを通過し、XNUMX つにはラジエータが含まれ、XNUMX つ目は熱交換器をバイパスします。この構成により、通りからキャビンに入る空気の温度を最も高温に調整できます。チャンネルの接合部にあるダンパーが空気の流れを導きます。中央にあるとき、気流はほぼ同じ速度で両方のチャネルに入り、いずれかの方向にシフトすると、対応するチャネルが閉じ、もう一方が完全に開きます。

ダンパー

車のヒーターには 3 つのダンパーがあります。

最初のものは、空気の流れがラジエーターに入るエアダクトを開閉します。これは、ヒーターが通りから、または車室内から空気を吸い込む場所によって異なります。
XNUMXつ目は、ラジエーターへの空気供給を制御します。これは、ラジエーターの出口温度を調整することを意味します。
XNUMXつ目は空気の流れをさまざまなデフレクターに分配し、インテリア全体と個々の部分のみを加熱できるようにします.

自動ストーブダンパー

高級車では、これらのダンパーのレバーとコントロールノブがフロントパネルコンソールに表示されます。より高価な車では、それらの操作はエアコンのマイクロコントローラーによって制御されます。

エアダクト

機械のモデルと構成に応じて、エアダクトはフロントパネルの下と床の下の両方に配置され、それらの出口はキャビン内のさまざまな場所に配置されます。最も人気のある排気口は、前部座席と後部座席の下のスペースです。この配置は、キャビンの上部だけでなく下部、つまり運転手と乗客の脚を加熱するのに理想的です。

デフレクター

これらの要素は、2つの重要なタスクを実行します。

供給の総量を維持しながら、移動速度を下げるために、空気の流れをいくつかの小さな流れにカットします。
エアダクトに汚れが入るのを防ぎます。

デフレクターストーブオート

たとえば、「魚雷」のデフレクター、つまりフロントパネルを回転させることができるため、デフレクターからの空気の流れの方向を変えることができます。この機能は、顔が凍っていて、デフレクターを回すと熱風が顔に当たる場合に特に便利です。

も参照してください：車内の追加のヒーター：それは何ですか、なぜそれが必要なのか、デバイス、それがどのように機能するか

コントロール

どの車でも、ストーブコントロールはフロントパネルまたはそのコンソールに配置されていますが、ダンパーへの作用方法は異なります。エアコンや空調システムのない最も安価なモデルでは、ダンパーは外部に引き出されたレバーに取り付けられたロッドによって制御されます。より高価で一流のモデル、およびトップトリムレベルでは、すべてが電子機器によって制御されます。電子機器は、フロントパネルに表示されるボタンやポテンショメータ、およびオンボードコンピュータや気候制御ユニットから信号を受信します。

まとめ

室内ヒーターは独立した装置ではなく、車のエンジンと車載電気配線に接続された複雑なシステムであり、その熱源はシリンダー内で燃焼する燃料です。したがって、車のストーブが機能する理由は明らかです。これは、ドライバーと乗客にとって真の「ヒーター」であるのは内燃エンジンであり、残りの要素は熱をに伝達するだけだからです。それらは、入ってくる空気を加熱し、キャビン全体に分配します。あなたが持っている車の種類（Tavria、UAZ、または現代の外国車）に関係なく、室内暖房は常にこの原則に従って機能します。

ストーブ（ヒーター）はどのように機能しますか。スキーム、誤動作、修理。