На чем работает печка в машине
Почему печка может плохо прогревать салон и как это исправить
За обогрев машины зимой отвечает отопитель салона, в быту именуемый «печкой». Она влияет не только на комфорт, но и на безопасность, ведь без горячего воздуха стёкла могут обмерзать или запотевать, ухудшая обзор. Давайте разберемся, какие бывают неисправности «печки», что влияет на её работу и как вернуть отопителю его былую эффективность.
У автомобиля с классическим двигателем внутреннего сгорания отопитель устроен очень просто: радиатор« печки», расположенный в салоне, включен в контур жидкостной системы охлаждения двигателя (мы, разумеется, не учитываем «воздушники», у которых эта система отсутствует).
Радиатор отопителя в большинстве случаев является частью системы охлаждения
В случае, когда в контуре предусмотрен кран и жидкость проходит через радиатор отопителя непостоянно (как на Жигулях и Самарах), в тёплое время года водяной насос качает антифриз «мимо печки», то есть только через водяную рубашку блока цилиндров и основной радиатор. Если же охлаждающая жидкость всегда циркулирует и через отопитель, то в тёплое время года с помощью специальной заслонки приток воздуха от «печки» перекрывают в пользу наружного. Для осуществления теплообмена между радиатором отопителя с горячим антифризом и салонным воздухом предусмотрен электромотор с крыльчаткой – проще говоря, вентилятор, который гонит горячий воздух от радиатора отопителя в салон по дефлекторам системы вентиляции и отопления. При этом температуру можно регулировать, смешивая забортный воздух с горячим. Потоки также можно распределять (вверх на стекло, прямо в лицо или вниз в ноги) с помощью рычажков или кнопок, управляющих заслонками.
Все про автономные отопители салона
В холодную погоду первое желание при посадке в машину — согреться. При этом дискомфорт испытывает не только наше тело, но и механизмы самого авто.
В частности, при минусовой температуре могут возникнуть проблемы с пуском силового узла и его прогревом. И в первой, и во второй ситуации может выручить автономный отопитель салона.
В чем же особенности данного устройства? Какие бывают виды отопителей? Как они работают? Ниже разберемся с каждым из вопросов подробно.
Что такое автономный отопитель салона?
Автономный отопитель салона — устройство для обогрева внутреннего пространства автомобиля. Данный «помощник» пользуется наибольшим спросом у профессиональных водителей, дальнобойщиков и строительных бригад.
Все обогреватели для автомобилей делятся на следующие виды:
Устройства, предназначенные для прогрева внутреннего пространства машины (грузовой кабины, салона автомобиля, багажного отсека и так далее).
Данные изделия работают по принципу фена. Воздух пропускается через отопитель, нагревается и подается обратно.
Благодаря наличию регулировки у водителя есть возможность экономно затрачивать заряд АКБ и топливные ресурсы.
Наиболее популярные производители — Планар, Webasto, Belief и прочие.
На фото отопитель салона Планар.
Более функциональные устройства, которые обогревают сначала двигатель, а уже после — салон автомобиля. Данная особенность упрощает пуск транспортного средства в холодную погоду, когда температура воздуха ниже 0 градусов Цельсия.
Такие отопители могут получать управление с дистанционного пункта или программироваться заблаговременно на конкретное время. Популярные производители таких устройств — Бинар, Webasto, Eberspacher.
Стоит отметить, что автономные отопители салона могут работать от четырех разных источников питания:
Возможны и комбинированные варианты, когда устройству необходимо питание (12/24 Вольта) и один из видов топлива (бензин/дизель).
В каких случаях, и на каких автомобилях применяются отопители?
Задача автономных отопителей салона — поддержание оптимальной температуры в салоне или багажном отделении.
Особенность — работа без пуска силового узла. Принцип действия построен на захватывании воздуха, его прогреве и направлении обратно в салон.
Устройства могут работать в нескольких режимах — с подсосом воздуха извне или в режиме стандартной вентиляции.
Пуск отопителя обеспечивает внешний термостат или встроенный таймер (программируется автолюбителем).
Автономные отопители салона обеспечивают комфортную температуру для работы разных категорий автолюбителей — операторов специальной техники, водителей грузовых автомобилей, дальнобойщиков и так далее.
Любая из этих профессий требует максимального внимания и отличается повышенным уровнем сложности. Полноценный подогрев позволяет качественно выполнять поставленные задачи.
В странах СНГ холодный сезон длится на протяжении 4-5 месяцев, поэтому применение специальных отопителей весьма актуально.
Данные устройства устанавливаются в машинах «скорой», кабинах грузовых авто, фургонах с грузами, чувствительными к холодной погоде и так далее.
Обогреватель будет полезен в салоне микроавтобуса, отсеках дальнобойщиков, в кабинах строительной и дорожной спецтехники.
Качественный и своевременный прогрев устраняет проблему с замерзанием водителя, исключает обледенение стекол и панели управления.
Частый прогрев машины на холостом ходу имеет низкую эффективность и приводит к чрезмерным расходам топлива. Вот почему отопительные приборы, отличающиеся своей автономностью, пользуются столь большой популярностью у автолюбителей.
Характеристики автономных отопителей салона:
Электрические отопители салона на 12 и 24 В
Еще недавно почти все электрические отопители салона имели спиральное исполнение.
Сегодня же большая часть устройств выполнена с применением керамики.
Преимущество данного изделия — кислородосберегающие свойства, что позволяет сохранять качество воздуха в салоне и не «сушить» воздух.
Керамический тепловой вентилятор может питаться от 12 или 24 Вольт, он быстро прогревается и нагревает помещение.
Главные преимущества — экономичность, защита от перегрева и падений, компактность и отсутствие помех при вождении.
Электрические отопители салона имеют небольшой вес (до 500-800 грамм), что позволяет транспортировать изделие в любое необходимое место (к гаражу, на стоянку и так далее).
Единственный недостаток для многих из них — высокая стоимость, но при желании можно подобрать устройство по собственному карману. Здесь многое зависит от производителя и мощности.
Автономные отопители для данного типа машин представлены целой группой качественных моделей.
Вот некоторые из них:
На рынке автономных отопителей для грузовиков весьма востребована продукция компании Airtronic.
Здесь можно выделить модели D2-D5, которые отличаются уникальной мощностью и предназначены для обогрева разных машин, начиная с коммерческой техники и заканчивая яхтами.
Устройства питаются от напряжения 12/24 Вольта, отличаются доступной ценой и высокой эффективностью.
Такие отопители показывают высокую эффективность даже при частом открывании дверей (к примеру, в маршрутном транспорте).
Газовые обогреватели
Газовые отопители салона отличаются от рассмотренных выше «конкурентов» источником питания. В данном случае устройства работают на сжиженном газе.
Главные плюсы конструкций — простота исполнения, безопасность в применении, полная автономность от чего-либо. С таким отопителем можно не переживать за разрядку аккумулятора.
Кроме этого, продукты горения газа не отравляют пассажиров, а выводятся на улицу, что гарантирует безопасность даже длительного применения.
Принцип действия аппарата состоит в циркуляции потоков воздуха в автомобиле. Отдача тепла происходит за счет природной конвекции воздуха в машине.
Для более активного смешивания в кабине может монтироваться дополнительный вентилятор, имеющий небольшую мощность.
Газовые автономные отопители не вызывают проблем в процессе эксплуатации, у них нет вращающихся элементов, что обеспечивает максимальную надежность и безопасность.
Конструктивно прибор — система коаксиальных труб, когда каждая из последующих труб расположена внутри другой. По одной трубе идет чистый воздух из улицы, а по второй — выводятся отработанные газы.
Как следствие, воздух в кабине не используется и не выжигается. Все, что остается — тепло.
Устройство не зависит от работоспособности авто, поэтому даже при поломке двигателя или разрядке АКБ зимой (даже в чистом поле) можно включать аппарат наслаждаться теплом.
Средний срок применения таких устройств — около 14 лет.
Преимущества газовых автономных отопителей:
Основные правила эксплуатации:
Мощность — около 2 кВт, отапливаемая площадь — до 20 кв. метров. Благодаря такой мощности его можно использовать не только для обогрева кабины, но и для прогрева пространства внутри кузова.
Применяются газовые автономные отопители везде, где необходимо автономное тепло — в автомобилях (грузовых и легковых), в гараже, при работе на спецтехнике и так далее.
Бензиновые автономные отопители салона
Webasto — популярный бренд, который предлагает широкий выбор качественных отопителей. Один из них — Air Top.
В комплекте с устройством идет элемент управления и комплект для монтажа.
Устройство способно быстро прогревать спальные места и кабины даже в больших грузовых автомобилях (в том числе и работающих в условиях сурового климата).
Применение керамической технологии позволяет свести к минимум нагрузку на аккумулятор.
Конструктивно устройство состоит из:
Конструкция и функциональность может меняться в зависимости от модели.
Неизменным остается только основное топливо для работы — бензин.
Преимущество бензинового автономного отопителя:
Характеристики одной из наиболее популярных моделей Air Top 200 ST:
Бензиновые отопители применяются:
Дизельные автономные отопители салона
Дизельные отопители для автомобилей имеют такой же принцип действия, как и их бензиновые «собратья».
Разница лишь в используемом топливе и основных характеристиках. Из наиболее популярных моделей можно выделить:
Дизельный автономный отопитель, имеющий мощность до 5 кВт и рабочее напряжение 12 Вольт.
Применяется для обогрева небольших автобусов, средних яхт, отсеков грузовых авто и спасательной техники.
Затраты топлива — от 190 до 600 грамм в час. Объем нагреваемого воздуха в час — 200 куб. м. (на максимальном режиме).
Главные преимущества — удобство эксплуатации, функциональность, наличие электронного блока управления, долговечность и безопасность эксплуатации.
В комплекте с устройством поставляется монтажный набор и регулятор. Страна-производитель — Гонконг. Гарантия – год.
Еще одно популярное устройство, работающее на дизельном топливе. Мощность отопителя — от полутора до пяти киловатт. Напряжение питания — 12 или 24 Вольта.
Общие затраты топлива (в час) — от 180 до 600 грамм. Объем продуваемого воздуха — около 200 «кубов». Масса — 5,9 кг.
Итоги
Автономные отопители салона — надежные помощники, способные быстро и с минимальными затратами обеспечить тепло в автомобиле (грузовом или легковом), на яхте, в гараже или любом другом помещение.
Главное при выборе — уделять внимание параметрам устройства, принципам его работы и применяемому виду топлива.
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.