حمل و نقل سریع و آسان را می توان هدف اولیه از تولید خودرو دانست اما با گذشت زمان و گسترش و و پیشرفت خودروسازی، اهداف دیگری نیز اضافه شد. بنابراین خودروسازان برای آن که از این بازار پررقابت عقب نمانند باید با افزودن امکانات و آپشن های مختلف درجهت تامین راحتی و آسایش بیشتر سرنشینان و راننده گام بردارند. از جمله مشکلاتی که به ویژه در تابستان بسیار آزار دهنده می شود، قابل کنترل نبودن دمای درون کابین است؛ در فصول گرم سال علاوه بر بالا رفتن دما، با نفوذ گرمایی که در اثر فعالیت موتور تولید می شود به داخل کابین، تحمل هوای درون ماشین غیر ممکن می شود. از این رو شرکت های خودروسازی برای ایجاد امکان تهویه مناسب و بهبود شرایط درون کابین دست به کار شدند و سیستم تهویه مطبوع به خودروها افزوده شد. با این مقدمه به معرفی سیستم تهویه تهویه مطبوع، بررسی بخش های مختلف آن و نحوه عملکرد این سیستم می پردازیم.

تاریخچه سیستم تهویه مطبوع اتوماتیک خودروها

به طور کلی سیستم تهویه مطبوع هوای فضای داخلی خودرو را تنظیم و متعادل می سازد. درباره اولین سیستم تهویه مطبوع به کار برده شده در اتومبیل ها نظرات گوناگونی وجود دارد؛ عده ای نصب اولین بخاری در خودرو در سال ۱۹۵۰ را آغاز کاربرد این سیستم در ماشین ها می دانند و عده دیگر استفاده از نخستین سیستم تهویه را به یک دهه پیش تر و نصب آن در خودروهای پکارد آمریکایی در سال ۱۹۴۰ نسبت می دهند. شرکت بیشاپ اند بیکاپ اوهایو نسخه ابتدایی این سیستم را که فقط هوای داخل کابین را با ایجاد جریان هوا متعادل می کرد، طراحی کرد. پس از مدتی برای آن که در فصول سرد سال نیز فضای داخلی خودرو شرایط مناسبی داشته باشد، این شرکت یک بخاری نیز به سیستم تهویه خود افزود. با ایجاد این تغییرات به مرور شرکت های دیگر از جمله کادیلاک هم به کاربران این سیستم اضافه شدند. در همین زمان شرکت های دیگری نیز به طور موازی در زمینه تولید سیستم تهویه فعالیت می کردند. تا آن که در سال ۱۹۵۵ شرکت کرایسلر از سیستم تهویه مطبوع خود به نام ایترمپ در خودروهای خود رونمایی کرد. مزیت این سیستم نسبت به سیستم شرکت بیشاپ اند بیکاپ اوهایو توانایی آن در خنک کردن داخل کابین علاوه بر گرم کردن و متعادل سازی هوا بود. البته امروزه وجود سیستم تهویه مطبوع در اتومبیل دیگر به عنوان امکانات رفاهی و آپشن تلقی نشده و یک ضرورت به حساب می آید. آن چه سبب برتری یک خودرو نسبت به خودرو دیگر می شود، امکانات و قابلیت های متفاوت مانند اتوماتیک بودن است که شرکت های خودروسازی مختلف برای این سیستم در نظر می گیرند.

سیستم تهویه مطبوع چیست و چه وظایفی دارد؟

شاید تصور شما هم چنین باشد که سیستم تهویه مطبوع همان کولر خودرو است؛ در حالی که نقش اصلی این سیستم متعادل سازی هوای درون کابین ماشین است. علاوه بر آن گرم و سرد کردن هوای درون خودرو و تصفیه آن از طریق ایجاد جریان هوا را نیز بر عهده دارد. به طور کلی وظایف سیستم تهویه مطبوع اتومبیل به شرح ذیل است:

• دمای داخل کابین را از طریق سیستم سرمایش و گرمایش کنترل می کند.

• به کمک ایجاد جریان هوا و خشک کردن رطوبت را کنترل می کند.

• هوای درون خودرو را تصفیه کرده و شرایط متعادلی را به وجود می آورد.

به این ترتیب فضای مناسبی برای راننده و سرنشینان ایجاد شده که در تامین آرامش و حفظ تمرکز راننده و کاهش احتمال وقوع تصادف موثر است.

بخش‌های مختلف سیستم تهویه مطبوع خودرو

سیستم تهویه مطبوع از بخش های مختلفی تشکیل شده که پیچیدگی خاص خود را دارند و تنها محدود به کولر خودرو نمی شود؛ هر کدام از این بخش ها وظایفی را بر عهده دارند که در ادامه به بررسی آن می پردازیم:

کولر

از جمله اجزای اصلی سیستم تهویه مطبوع، کولر اتومبیل است؛ با وجود آن که کولر را دیرتر از بخاری به عنوان یکی از بخش های ثابت سیستم تهویه هوا به رسمیت شناختند، اما امروزه جزئی مهم و ضروری بوده و در تمام اتومبیل های تولید شده در دنیا وجود دارد. این عضو اساسی از نوع کولر گازی بوده و فضای داخلی خودرو را به کمک گاز فریون خنک می کند. کولرهایی که امروزه در ماشین ها به کار گرفته می شوند، دارای دو مدل دستی و دیجیتال هستند؛ در نوع مکانیکی و دستی از شاسی های چرخشی برای روشن و خاموش کردن و سایر تنظیمات استفاده می شود. در حالی که در نمونه مدرن تر دکمه های الکتریکی برای انجام تنظیمات تعبیه شده و اطلاعات دما بر روی صفحه نمایش قابل مشاهده است.

بخاری

بخاری را می توان یکی از قدیمی ترین اجزای سیستم تهویه مطبوع دانست؛ از آن جایی که این قطعه نصب و کاربری آسانی داشت، نسبت به کولر و سیستم جریان هوا نقش پررنگ تری در سیستم تهویه مطبوع پیدا کرد. بخاری رادیاتور کوچکی شبیه رادیاتور سیستم خنک کاری خودرو داشته که گرمای خود را از آب خروجی از موتور گرفته و به هوای عبوری از رادیاتور منتقل می کند. فن موجود در سیستم این هوا را از محیط گرفته و از رادیاتور عبور می دهد تا گرم شده و وارد فضای داخل کابین خودرو شود. گرمایی که بخاری تولید می کند به یخ و بخارزدایی شیشه ها نیز کمک می کند.

ACC

یکی دیگر از بخش های سیستم تهویه مطبوع، ACC نام دارد که تنظیم کننده دما، رطوبت و سرعت وزش باد درون کابین خودرو است. این سیستم خودکار بوده و با توجه به درخواست راننده دمای هوا و میزان وزش باد فضای داخلی اتومبیل را تنظیم می کند.

گرم‌کن و سرد کن صندلی‌ها

از جمله آخرین امکاناتی که به سیستم تهویه مطبوع ماشین ها اضافه شد، می توان به گرم کن و سرد کن صندلی ها اشاره کرد. در نظر داشته باشید که این آپشن جزو امکانات رفاهی ثابت در تمامی خودروها نبوده و تنها برخی از اتومبیل های موجود در بازار از داشتن این ویژگی بهره مند هستند. در مرحله اول گرم کن و پس از مدتی سرد کن به عنوان یک امکان رفاهی به سیستم تهویه مطبوع برخی از ماشین ها اضافه شد. اوایل پیدایش این قابلیت تنها برای صندلی راننده لحاظ می شد؛ پس از مدتی صندلی سرنشین کنار راننده نیز از این آپشن بهره مند شد و امروزه در بعضی موارد، گرم کن و سرد کن را در صندلی های سرنشینان ردیف عقب خودرو مشاهده می کنیم.

گرم‌کن فرمان

یکی از آپشن های لوکس خودرو که هنوز هم استفاده از آن چندان رایج نیست، گرم کن فرمان اتومبیل بوده که شرایط ویژه و مطلوبی را جهت رفاه بیشتر راننده ایجاد می کند.

اجزای سیستم تهویه مطبوع خودرو

ساختار سیستم تهویه مطبوع خودرو به شکل مدار بسته ای است که ابتدا و انتهای آن به هم رسیده اند. چنانچه خودرو مجهز به کولر، بخاری و روطبت گیر باشد، اجزای این سیستم عبارتند از:

کمپرسور

سیستم سرمایش داخل کابین دارای پمپ متراکم کننده گاز یا کمپرسوری است که به کمک تسمه به میل لنگ متصل شده است. این تسمه با پمپ روغن، پمپ آب و دینام نیز مرتبط بوده و انرژی مورد نیاز برای فعالیت همه این قسمت ها را از میل لنگ دریافت کرده و به هر کدام از این بخش ها می رساند.

رطوبت‌گیر

قطعه ای است که بین کندانسور و اوپراتور خودرو قرار می گیرد و وظیفه آن جذب قطرات آبی است که در گاز کولر وجود دارد.

شیر انبساط

شیر انبساط یا سوپاپ انبساط گرمایی به گونه ای تنظیم می شود که فشار ورود هوا به درون کابین را کنترل کند.

اوپراتور

اوپراتور یا تبخیرکننده یکی از اجزای سیستم خنک کننده کابین (کولر) بوده که در قسمت پشت داشبورد و نزدیک به سرنشین کنار راننده قرار گرفته و از لحاظ ظاهری به رادیاتور خودرو شباهت دارد.

کندانسور

کندانسور نوعی رادیاتور چگالنده است که مانند رادیاتور عمل می کند. این قطعه هم در سرمایش و هم گرمایش هوای داخل خودرو تاثیرگذار است.

فرآیند سرمایش سیستم تهویه مطبوع

در مرحله اول گاز کولر وارد کمپرسور شده و متراکم می شود؛ سپس گاز متراکم شده با فشار به سمت کندانسور هدایت می شود. با وجود آن که متراکم شدن گاز و ارسال آن به کندانسور منجر به تولید گرما می شود، جریان یافتن آن در لوله های رادیاتور ماده سرد کننده را از حالت گاز، به مایع سیال تبدیل می کند. این کار از طریق سرد شدن بخار و تبدیل آن به آب صورت می گیرد. مایع متراکم خارج شده از کندانسور وارد بخش خشک کننده شده و آب و رطوبت آن گرفته می شود. در مرحله بعد این ماده سرد کننده به سوپاپ انبساط و سپس اوپراتور رسیده و با انتقال سرمای خود به اوپراتور، دمای آن را کاهش می دهد. هوای بیرون توسط فن گرفته و به درون اوپراتور هدایت می شود. با کاهش دما این هوا خنک شده و هوای سرد وارد کابین خودرو می شود. همچنین گرمای اولیه اوپراتور مایع منبسط شده را به گاز تبدیل کرده و مجددا به کمپرسور می فرستد.

فرایند گرمایش سیستم تهویه مطبوع

نحوه کار گرمایشی سیستم تهویه به عملکرد سیستم خنک کننده خودرو مرتبط است. سیستم خنک کننده نقش مهمی در عملکرد بهینه موتور داشته و مایع خنک کننده با عبور از اطراف آن و جذب گرمای اضافه، مانع از بالا رفتن دما و آسیب به موتور می شود. بخشی از این گرما در فرایند گرمایش سیستم تهویه جهت فعالیت بخاری استفاده می شود. به این ترتیب که آب رادیاتور این گرما را به کندانسور منتقل کرده و فن، جریان هوا را درون کندانسور می دمد و سپس وارد کابین خودرو می شود. در مرحله آخر آب درون کندانسور به رادیاتور اصلی بر می گردد.

تفاوت سیستم تهویه مطبوع اتوماتیک و دستی

سیستم تهویه مطبوع بسته به مدل خودرو دارای دو نوع اتوماتیک و دستی بوده و مهم ترین تفاوت آن ها در نحوه تنظیم دمای کابین است. در سیستم تهویه اتوماتیک می توان با دقت بسیار بیشتر در حد نیم درجه دمای درون کابین را تنظیم کرد. بدین صورت که سنسورها به طور مرتب دمای فضای داخلی ماشین را اندازه گیری کرده و اطلاعات را برای ECU ارسال می کنند. پردازشگر سیستم پس از تحلیل این داده ها وظیفه کنترل عملکرد پمپ، فن و سایر بخش های مدار را بر عهده دارد. در انواع پیشرفته تر سیستم تهویه مطبوع اتوماتیک، سنسورهای خورشیدی روی داشبورد گرمای ورودی حاصل از تابش خورشید را بررسی کرده و اگر دمای درون کابین از محدوده مشخصی بالاتر رود، به صورت خودکار فعال می شوند. قابلیت تنظیم دما برای ردیف های جلو و عقب خودرو به طور مجزا، استفاده از سرد کن و گرم کن صندلی ها و گرم کن فرمان به  صورت همزمان از جمله امکانات متنوعی است که برای سیستم های تهویه مطبوع امروزی در نظر گرفته شده است. بدیهی است که اجزای مختلف این سیستم مانند مدول بخاری ۴۰۵، تسمه کولر پراید، تسمه کولر ۲۰۶ تیپ ۵، تسمه کولر روآ پس از مدتی استفاده فرسوده و معیوب شده و ممکن است به تعویض و تعمیر نیاز داشته باشند؛ بنابراین باید بررسی دوره ای سیستم تهویه اتومبیلتان را در دستور کار قرار دهید.