Asignaturas:
- General
- Control de ventilación
- Regulación de la temperatura
- estufa de la casa
- ventilador interior
- Resistor en serie
- estufa de la casa
- Radiador calefactor y grifo calefactor
- Pozos de ventilación
General:
La climatización del coche se puede ajustar de forma óptima con los sistemas actuales. Cuando hace frío, el interior se puede calentar de varias maneras. Este calor proviene del calor del motor. Se mantiene una temperatura agradable lo más constante posible. A altas temperaturas del aire exterior, es agradable que entre aire fresco al interior. En los coches sin aire acondicionado este es el aire exterior puro, pero en los coches con aire acondicionado Este aire exterior primero se enfría considerablemente antes de inyectarlo al interior. Una temperatura demasiado alta provoca pérdida de atención, reacciones más lentas y fatiga.
El aire acondicionado también influye en la humedad del interior; esto disminuye. Si la humedad es demasiado alta, puede tener una sensación de congestión y opresión y si la humedad es demasiado baja, puede tener sequedad de garganta y ojos secos. El clima más agradable es con una temperatura entre 20 y 23 grados, con una humedad entre el 30 y el 60% y por supuesto con aire filtrado a través de un filtro interior.
Control de ventilación:
Las variaciones en la temperatura exterior o en la velocidad del coche cambian la temperatura en el interior del coche. Para mantener la temperatura correcta, los ajustes de calefacción y ventilación para calefacción manual deben ajustarse periódicamente. Los coches con control automático de temperatura no tienen este problema; ajusta la velocidad de ventilación y la temperatura por sí mismo. La unidad de control garantiza que se mantenga la temperatura ajustada. Por ejemplo, si se ajustan 20 grados centígrados y la ventana ha estado abierta un rato mientras hace frío afuera, los sensores de temperatura interior medirán que la temperatura en el interior ha bajado. La temperatura de la calefacción aumentará (hasta, por ejemplo, 24 grados) y aumentará la velocidad de ventilación. En cuanto la temperatura interior vuelve a alcanzar los 20 grados centígrados, se reducen de nuevo la velocidad del ventilador y la temperatura de salida.
El sensor solar situado en el salpicadero también influye en la velocidad del ventilador interior. La intensidad de la luz se mide mediante la radiación ultravioleta de la luz solar. A plena luz del sol, el ventilador interior soplará una mayor cantidad de aire frío al interior. El sensor solar se puede reconocer por el punto que suele estar situado en el centro, en la parte superior del salpicadero. La imagen muestra un sensor solar.
Regulación de la temperatura:
La temperatura en el interior se puede mantener constante de dos formas; concretamente mediante el uso de:
- Control de aire mixto: El aire frío y caliente se mezclan mediante válvulas de calefacción en la cámara de calefacción. El aire frío es la temperatura del aire exterior y el aire caliente es lo más cálido posible (calentado al máximo por el refrigerante). Al abrir un poco más la compuerta de aire caliente, se añade un poco más de aire caliente al aire exterior. Más abajo en la página se describe más información sobre la estufa.
- Control de fluido: Al controlar electrónicamente las válvulas del calentador, se cambia el flujo de refrigerante a través del radiador del calentador. El aire exterior fluye a través del radiador de la calefacción. Esto calienta el aire. Por tanto, la temperatura del aire depende de la temperatura del refrigerante en el radiador de la calefacción. Más abajo en la página se describe más información sobre el radiador del calentador.
- Evaporador: El evaporador forma parte del sistema de aire acondicionado y se describe en una página aparte. Este aire se enfría permitiendo que el aire exterior cálido fluya a través del evaporador frío.
El ventilador interior tendrá que soplar el aire a través de la carcasa del calentador, el radiador del calentador y/o el evaporador para darle al aire la temperatura deseada y luego dejarlo fluir hacia el interior.
Los vehículos equipados con un sistema climático independiente tienen una carcasa de calefacción modificada, por lo que las temperaturas de salida pueden diferir de izquierda a derecha.
La siguiente imagen muestra un sistema de climatización independiente, en el que la temperatura de salida del lado del conductor es de 21 grados centígrados y del lado del acompañante de 23 grados.
Es posible que los pasajeros traseros también dispongan de una o dos zonas climáticas propias con un dial o pantalla para ajustar la temperatura en dos zonas adicionales. En ese caso, la estufa contiene canales adicionales para el control del aire mezclado.
Casa de estufa:
La casa de la estufa se muestra a continuación. El ventilador interior está montado debajo del radiador del calentador. El aire de ventilación entra por el lateral del ventilador del habitáculo y es impulsado hacia arriba a través del radiador de la calefacción y del evaporador del aire acondicionado. La carcasa de la calefacción se encuentra en el centro, debajo del salpicadero y, en principio, sólo puede desmontarse una vez desmontado el salpicadero completo.
La imagen de arriba muestra una carcasa de calentador transparente que contiene varios motores paso a paso. Los motores paso a paso controlan válvulas que regulan el flujo de aire y la temperatura del aire. La siguiente imagen muestra el flujo de aire a través de la carcasa del calentador que contiene las válvulas operadas por los motores paso a paso.
El ventilador interior aspira el aire exterior a través del tubo de entrada. El extremo de este tubo de admisión suele estar situado debajo del capó, detrás del parafán. Si el coche está equipado con aire acondicionado, el ventilador interior sopla el aire aspirado a través del evaporador. En el evaporador, la humedad y el calor se extraen del aire exterior, lo que hace que entre aire seco y enfriado al radiador del calentador. Cuando se apaga el aire acondicionado, el aire también fluye a través del evaporador, pero no sufrirá cambios de temperatura ni de humedad.
La temperatura del radiador del calentador afecta el calentamiento del aire; en el circuito de refrigeración, los grifos garantizan un caudal ajustado; un flujo de refrigerante más bajo provocará menos calentamiento del aire. Desde el radiador de la calefacción, el aire llega al menos a tres válvulas de control de aire: una al parabrisas, otra a las rejillas de ventilación del salpicadero y otra al espacio para los pies. La posición de la válvula determina cuánto aire se sopla a las aberturas de salida correspondientes.
El funcionamiento de las válvulas de control de aire, la válvula de control de temperatura, la válvula de derivación de aire y la válvula de recirculación puede ser manual. En ese caso existe una conexión física con un cable Bowden entre los controles deslizantes o botones del tablero y las válvulas. Hoy en día casi sólo vemos válvulas controladas electrónicamente: un dispositivo de control controla los motores paso a paso.
Un sistema de ventilación controlado electrónicamente suele tener más opciones que un sistema operado manualmente con cables:
- Múltiples zonas de temperatura: en el lado del conductor, las válvulas de control de aire y la válvula de control de temperatura se pueden operar por separado desde el lado del pasajero. Las válvulas se hacen dobles. En los coches de lujo, incluso se pueden configurar hasta cuatro zonas: esto duplica el número de válvulas y conductos de aire en la misma carcasa de calefacción;
- una posición MAX para permitir que el aire acondicionado funcione a su máxima capacidad: en la posición MAX, la válvula de derivación de aire se abre y la válvula de control de temperatura se cierra: solo el aire enfriado ingresa a la carcasa de distribución con las válvulas de control de aire. La válvula de recirculación también cerrará el suministro de aire exterior y aspirará el aire ya enfriado del interior a través del ventilador y lo enfriará aún más;
- apertura y cierre automático de la válvula de recirculación cuando el sensor de calidad del aire registra sustancias nocivas en el aire exterior aspirado.
Ventilador interior:
A continuación se muestra un ventilador interior. El ventilador interior también se denomina “motor calefactor” o “ventilador”. En el centro del ventilador interior se encuentran las aspas que impulsan el aire hacia el interior. El aire de ventilación se aspira por la parte superior del motor y se conduce a través de los canales laterales hasta el radiador de calefacción. El radiador del calentador se monta directamente después del ventilador interior en la carcasa del calentador.
El funcionamiento y los diferentes métodos de control se analizan en la página del motor del calentador.
Radiador de calefacción y válvula de calefacción:
El calefactor garantiza que el aire que entra en el habitáculo se caliente. El calentador consta de dos tubos (uno de suministro y otro de escape) que se dividen en canales entre los que se colocan lamas. Las lamas proporcionan una mayor superficie de intercambio de calor.
El radiador de la calefacción funciona como intercambiador de calor al igual que el radiador de la parte delantera del coche. El aire frío que fluye a través de las lamas se calienta mediante el refrigerante que fluye a través de los canales a lo largo de las lamas. El calor del refrigerante se transfiere al flujo de aire. El aire caliente acaba en el interior del coche; este es el calentador que activan los ocupantes. Debido a que el aire caliente que el ventilador interior sopla al interior depende de la temperatura del refrigerante, es lógico que la calefacción todavía esté fría inmediatamente después de arrancar el motor. El calentador solo funciona completamente cuando el motor está a la temperatura de funcionamiento.
Los ocupantes pueden ajustar la calefacción más caliente o más fría. Al operar el calentador, el ángulo de apertura de la válvula del calentador cambia. La válvula del calentador regula la cantidad de refrigerante que fluye a través del radiador del calentador. El tamaño del flujo de refrigerante determina en última instancia la temperatura del aire.
La siguiente imagen muestra una válvula de calentador con tuberías en ambos lados donde se empujan las mangueras de refrigerante. En medio de estos tubos hay una válvula giratoria que bloquea o permite el flujo de refrigerante, según el ángulo de apertura. La válvula se acciona mediante la palanca, que también se puede ver en esta imagen. La palanca puede moverse un máximo de 90 grados; en las posiciones extremas la válvula está completamente abierta o cerrada. A esta palanca se conecta un cable Bowden a la unidad de control del calentador (mecánico) o un motor eléctrico/paso a paso (eléctrico). Más sobre esto más adelante.
Los principios de control de la válvula del calentador se describen a continuación:
Válvula del calentador completamente abierta:
- Gran flujo de refrigerante.
- El refrigerante no se enfría fácilmente con el flujo de aire.
- El material del radiador de calefacción permanece muy caliente.
- De este modo, el aire que llega al interior también es cálido.
Válvula del calentador parcialmente abierta o cerrada:
- Flujo de refrigerante pequeño o nulo.
- Por tanto, el refrigerante se enfría más fácilmente gracias al flujo de aire.
- El material del radiador de calefacción se enfría.
- El aire que entra en el interior es tibio o frío, porque la temperatura del aire exterior influye poco o nada.
Las siguientes imágenes muestran los componentes:
- El funcionamiento principal del actuador (izquierda);
- La válvula del calentador y el actuador en estado montado (centro);
- La ECU del control del clima (derecha).
El actuador y la ECU en cuestión proceden de un Maserati Quattroporte del año 2001. El actuador es del tipo motor eléctrico de corriente continua con escobillas de carbón. Esto se hace mediante un ciclo de trabajo controlado por una ECU. El motor eléctrico impulsa tanto el eje de salida como el rodillo que se mueve sobre el disco de contacto a través de múltiples transmisiones de engranajes. El disco se alimenta con un voltaje de 5 voltios y tierra. Dependiendo de la posición del corredor, se envía una señal a la ECU que determina la posición del eje de salida y, por tanto, de la válvula del calentador. En la posición actual, el voltaje de la señal es de 4,5 voltios. En el momento en que el eje de salida y el corredor giran unos grados en sentido antihorario, el voltaje de la señal cae a 4,4 voltios o menos. En los ajustes extremos, el voltaje de la señal estará entre 0,5 y 4,5 voltios.
La ECU controla la válvula del calentador hasta que se alcanza el tope mecánico. Debido al bajo par del motor eléctrico, este tope final detiene la rotación y la tensión de señal de la corredera en la placa de contacto también permanece constante. La ECU finalizará el control.
El motor eléctrico está provisto de tensión de alimentación y tierra. Estos están controlados por la ECU mediante un control PWM. La siguiente imagen de alcance muestra las señales de control medidas en las conexiones positiva y de tierra del motor eléctrico durante la rotación izquierda y derecha.
- Girar en sentido antihorario: la ECU envía una señal de bloqueo al plus del motor eléctrico. La masa es constantemente de 0 voltios;
- Girar en el sentido de las agujas del reloj: cambia la polaridad del motor eléctrico.
Es posible que el eje de un grifo calentador comience a moverse con más fuerza debido a la edad. Esta resistencia mecánica permite a la ECU "pensar" que se ha alcanzado el tope. Esto pone fin al control. Pronto se publicará un nuevo artículo sobre la ECU y el motor del actuador mencionados anteriormente que tienen una falla de control. Después de un diagnóstico y reparación de la placa de circuito, el sistema volvió a funcionar correctamente. Los síntomas, causa y solución se explicarán mediante imágenes.
Además de esta versión con motor DC y control PWM, muchas válvulas y grifos calentadores están controlados por un motor paso a paso revisado.
Cuando la calefacción se activa inmediatamente en invierno y el ventilador interior se coloca en la posición 4, el motor también alcanzará la temperatura de funcionamiento más lentamente. Esto se debe a que el aire que pasa vuelve a enfriar el refrigerante. Esto no es deseable, porque naturalmente queremos que el motor se caliente lo más rápido posible. Por tanto, se recomienda activar la calefacción sólo después de haber recorrido unos kilómetros.
Con un Calefactor de estacionamiento o calefactor auxiliar eléctrico. El radiador de calefacción y el sistema de refrigeración del motor de combustión pueden alcanzar la temperatura más rápidamente.
Ejes de ventilación:
La siguiente imagen muestra los conductos de ventilación y las salidas. Normalmente esto no es visible porque encima están montados el salpicadero, la consola central y la alfombra. Los motores paso a paso de las válvulas de la calefacción en la carcasa de la calefacción regulan el flujo de aire en diferentes direcciones (hacia el parabrisas, hacia las rejillas de ventilación izquierda o derecha o hacia el espacio para los pies). Hay un flujo de ventilación constante hacia el compartimento trasero. Las rejillas de ventilación traseras de la consola central se pueden cerrar mecánicamente.
Números 1, 2, 3: Apertura de aire al parabrisas (incluso para desempañar/descongelar el parabrisas)
Números 4, 5: Desempañado de ambas lunas laterales de las puertas delanteras
Números 6, 8, 9, 11: Rejillas de ventilación para piloto y habitáculo
Números 7, 10: Salidas de aire para los pies del conductor y del habitáculo
Números 12, 13, 16, 17: Salidas de aire para los espacios reposapiés de los pasajeros traseros
Números 14, 15: Rejillas de ventilación en la consola central para los pasajeros traseros
