Soggetti:
- Generale
- Controllo della ventilazione
- Regolazione della temperatura
- casa della stufa
- Ventilatore interno
- Resistore in serie
- casa della stufa
- Radiatore del riscaldatore e rubinetto del riscaldatore
- Pozzi di ventilazione
nel complesso:
Con i sistemi odierni il clima nell'auto può essere regolato in modo ottimale. Quando fa freddo, l'interno può essere riscaldato in vari modi. Questo calore proviene dal calore del motore. Una temperatura piacevole viene mantenuta il più costante possibile. In caso di temperature esterne elevate è bello se all'interno viene soffiata aria fresca. Nelle auto senza aria condizionata questa è l'aria esterna pura, ma nelle auto con aria condizionata Quest'aria esterna viene prima notevolmente raffreddata prima di essere soffiata all'interno. Una temperatura troppo alta provoca perdita di attenzione, reazioni più lente e affaticamento.
L'aria condizionata influisce anche sull'umidità degli interni; questo diminuisce. Se l'umidità è troppo alta puoi provare una sensazione di soffocamento e opprimente, mentre se l'umidità è troppo bassa puoi avere la gola secca e gli occhi secchi. Il clima più piacevole è ad una temperatura compresa tra 20 e 23 gradi, con un'umidità compresa tra il 30 e il 60% e ovviamente con l'aria filtrata attraverso un filtro interno.
Controllo della ventilazione:
Le variazioni della temperatura esterna o della velocità dell'auto modificano la temperatura all'interno dell'auto. Per mantenere la temperatura corretta, le impostazioni del riscaldatore e della ventilazione per il riscaldamento manuale devono essere regolate regolarmente. Le auto con controllo automatico della temperatura non presentano questo problema; regola autonomamente la velocità di ventilazione e la temperatura. L'unità di controllo garantisce il mantenimento della temperatura impostata. Se ad esempio sono impostati 20 gradi Celsius e la finestra è rimasta aperta per un po' mentre fuori fa freddo, i sensori della temperatura interna misureranno che la temperatura all'interno è scesa. La temperatura del riscaldamento aumenterà (fino a, ad esempio, 24 gradi) e la velocità di ventilazione aumenterà. Non appena la temperatura interna raggiunge nuovamente i 20 gradi Celsius, la velocità della ventola e la temperatura di uscita vengono nuovamente ridotte.
Il sensore solare sul cruscotto influenza anche la velocità della ventola interna. L'intensità della luce viene misurata mediante la radiazione ultravioletta della luce solare. In pieno sole, la ventola interna soffia una maggiore quantità di aria fredda all'interno. Il sensore solare si riconosce dal punto che solitamente si trova al centro nella parte superiore del cruscotto. L'immagine mostra un sensore solare.
Regolazione della temperatura:
La temperatura all'interno può essere mantenuta costante in due modi; vale a dire attraverso l'uso di:
- Controllo dell'aria mista: l'aria fredda e calda vengono miscelate insieme mediante valvole del riscaldatore nel vano riscaldatore. L'aria fredda corrisponde alla temperatura dell'aria esterna e l'aria calda è quanto più calda possibile (riscaldata al massimo dal liquido di raffreddamento). Aprendo ulteriormente la valvola dell'aria calda, all'aria esterna viene aggiunta un po' più di aria calda. Maggiori informazioni sulla stufa sono descritte più in basso nella pagina.
- Controllo del fluido: controllando elettronicamente le valvole del riscaldatore, viene modificato il flusso del liquido di raffreddamento attraverso il radiatore del riscaldatore. L'aria esterna fluisce attraverso il radiatore del riscaldatore. Questo riscalda l'aria. La temperatura dell'aria dipende quindi dalla temperatura del liquido di raffreddamento nel radiatore del riscaldatore. Maggiori informazioni sul radiatore del riscaldatore sono descritte più in basso nella pagina.
- Evaporatore: L'evaporatore fa parte del sistema di climatizzazione ed è descritto in una pagina separata. Quest'aria viene raffreddata consentendo all'aria calda esterna di fluire attraverso l'evaporatore freddo.
Il ventilatore dell'abitacolo dovrà soffiare l'aria attraverso l'alloggiamento del riscaldatore, il radiatore del riscaldatore e/o l'evaporatore per dare all'aria la temperatura desiderata e poi lasciarla fluire all'interno.
I veicoli dotati di sistema di climatizzazione separato hanno un alloggiamento del riscaldatore modificato, il che significa che le temperature di uscita possono differire da sinistra e destra.
L'immagine seguente mostra un sistema di climatizzazione separato in cui la temperatura di scarico sul lato del conducente è di 21 gradi Celsius e sul lato del passeggero di 23 gradi.
È possibile che anche i passeggeri posteriori dispongano di una o due zone climatiche proprie con un quadrante o un display per impostare la temperatura in due zone aggiuntive. In tal caso, il vano stufa contiene canali aggiuntivi per il controllo dell'aria mista.
Stufa:
La stufa è mostrata sotto. La ventola interna è montata sotto il radiatore del riscaldatore. L'aria di ventilazione entra lateralmente dalla ventola dell'abitacolo e viene soffiata dall'alto attraverso il radiatore del riscaldatore e l'evaporatore dell'aria condizionata. L'alloggiamento del riscaldatore si trova al centro sotto il cruscotto e in linea di principio può essere smontato solo dopo aver smontato l'intero cruscotto.
L'immagine sopra mostra un alloggiamento trasparente del riscaldatore contenente una serie di motori passo-passo. I motori passo-passo controllano le valvole che regolano il flusso d'aria e la temperatura dell'aria. L'immagine seguente mostra il flusso d'aria attraverso un alloggiamento del riscaldatore contenente le valvole azionate dai motori passo-passo.
Il ventilatore interno aspira l'aria esterna attraverso il tubo di aspirazione. L'estremità di questo tubo di aspirazione si trova solitamente sotto il cofano, dietro il paraventilatore. Se l'auto è dotata di aria condizionata, la ventola interna soffia l'aria aspirata attraverso l'evaporatore. Nell'evaporatore, l'umidità e il calore vengono estratti dall'aria esterna, facendo entrare aria secca e raffreddata nel radiatore del riscaldatore. Quando l'aria condizionata è spenta, l'aria fluisce anche attraverso l'evaporatore, ma non subisce variazioni di temperatura e umidità.
La temperatura del radiatore del riscaldatore influisce sul riscaldamento dell'aria; nel circuito del liquido di raffreddamento, i rubinetti assicurano una portata regolata; un flusso di refrigerante inferiore causerà un minore riscaldamento dell'aria. Dal radiatore del riscaldatore l'aria raggiunge almeno tre valvole di regolazione dell'aria: una al parabrezza, una alle griglie di ventilazione nel cruscotto e una al vano piedi. La posizione della valvola determina quanta aria viene soffiata nelle rispettive aperture di deflusso.
Il funzionamento delle valvole di controllo dell'aria, della valvola di controllo della temperatura, della valvola di bypass dell'aria e della valvola di ricircolo può essere manuale. In tal caso esiste un collegamento fisico con un cavo Bowden tra i cursori o i pulsanti di comando sul cruscotto e le valvole. Al giorno d'oggi vediamo quasi solo valvole a controllo elettronico: un dispositivo di controllo controlla i motori passo-passo.
Un sistema di ventilazione a controllo elettronico spesso ha più opzioni di un sistema ad azionamento manuale con cavi:
- Zone di temperatura multiple: sul lato conducente le valvole di controllo dell'aria e la valvola di controllo della temperatura possono essere azionate separatamente dal lato passeggero. Le valvole sono doppie. Nelle auto di lusso è possibile impostare addirittura fino a quattro zone: ciò raddoppia il numero di valvole e condotti dell'aria nello stesso alloggiamento del riscaldatore;
- una posizione MAX per consentire al climatizzatore di funzionare alla massima capacità: nella posizione MAX la valvola di bypass dell'aria si apre e la valvola di controllo della temperatura si chiude: solo l'aria raffreddata entra nell'alloggiamento di distribuzione attraverso le valvole di controllo dell'aria. La valvola di ricircolo interromperà anche l'alimentazione dell'aria esterna e aspirerà l'aria già raffreddata dall'interno tramite la ventola e la raffredderà ulteriormente;
- apertura e chiusura automatica della valvola di ricircolo quando il sensore di qualità dell'aria rileva le sostanze nocive presenti nell'aria esterna aspirata.
Ventilatore interno:
Di seguito è mostrato un ventilatore interno. La ventola interna è anche chiamata “motore del riscaldatore” o “ventilatore”. Le pale si trovano al centro della ventola interna e assicurano che l'aria venga soffiata all'interno. L'aria di ventilazione viene aspirata dalla parte superiore del motore e convogliata attraverso i canali laterali al radiatore del riscaldatore. Il radiatore del riscaldatore viene montato direttamente dopo la ventola interna nell'alloggiamento del riscaldatore.
Il funzionamento e i diversi metodi di controllo sono discussi nella pagina del motore del riscaldatore.
Radiatore del riscaldatore e valvola del riscaldatore:
Il riscaldatore garantisce il riscaldamento dell'aria immessa nell'abitacolo. Il riscaldatore è costituito da due tubi (uno di mandata e uno di scarico) che si dividono in canali tra i quali sono poste le lamelle. Le lamelle garantiscono una maggiore superficie di scambio termico.
Il radiatore del riscaldatore funziona come uno scambiatore di calore proprio come il radiatore nella parte anteriore dell'auto. L'aria fredda che scorre attraverso le lamelle viene riscaldata dal liquido refrigerante che scorre attraverso i canali lungo le lamelle. Il calore del liquido di raffreddamento viene trasferito al flusso d'aria. L'aria riscaldata finisce all'interno dell'auto; questo è il riscaldatore che viene attivato dagli occupanti. Poiché l'aria calda che la ventola dell'abitacolo immette nell'abitacolo dipende dalla temperatura del liquido di raffreddamento, è logico che subito dopo l'avvio del motore il riscaldatore sia ancora freddo. Il riscaldatore è completamente funzionante solo quando il motore è alla temperatura di esercizio.
Gli occupanti possono impostare il riscaldamento su un valore più caldo o più freddo. Azionando il riscaldatore, l'angolo di apertura della valvola del riscaldatore cambia. La valvola del riscaldatore regola la quantità di liquido refrigerante che scorre attraverso il radiatore del riscaldatore. La dimensione del flusso di refrigerante determina in ultima analisi la temperatura dell'aria.
L'immagine seguente mostra una valvola del riscaldatore con tubi su entrambi i lati dove vengono spinti i tubi del liquido di raffreddamento. Al centro di questi tubi si trova una valvola rotante che blocca o consente il flusso del refrigerante, a seconda dell'angolo di apertura. La valvola viene azionata dalla leva, visibile anche in questa immagine. La leva può spostarsi al massimo di 90 gradi; nelle posizioni estreme la valvola è completamente aperta o chiusa. A questa leva viene collegato un cavo Bowden al comando del riscaldatore (meccanico) o ad un motore elettrico/passo-passo (elettrico). Ne parleremo più avanti.
I principi di controllo della valvola del riscaldatore sono descritti di seguito:
Valvola del riscaldatore completamente aperta:
- Ampio flusso di refrigerante.
- Il liquido refrigerante non viene raffreddato facilmente dal flusso d'aria.
- Il materiale del radiatore del riscaldatore rimane molto caldo.
- Pertanto anche l'aria immessa nell'abitacolo è calda.
Valvola del riscaldatore parzialmente aperta o chiusa:
- Flusso di refrigerante ridotto o assente.
- Il liquido di raffreddamento quindi si raffredda più facilmente grazie al flusso d'aria.
- Il materiale del radiatore del riscaldatore si raffredda.
- L'aria immessa nell'abitacolo è tiepida o fredda perché la temperatura dell'aria esterna ha un'influenza minima o nulla.
Le immagini sottostanti mostrano i componenti:
- Il principio di funzionamento dell'attuatore (a sinistra);
- La valvola del riscaldatore e l'attuatore montati (al centro);
- La ECU del climatizzatore (a destra).
L'attuatore e la centralina in questione provengono da una Maserati Quattroporte del 2001. L'attuatore è del tipo Motore elettrico CC con spazzole di carbone. Ciò avviene mediante a ciclo di lavoro dotato di controllo tramite ECU. Il motore elettrico aziona sia l'albero di uscita che il pattino che si muove sul disco di contatto attraverso molteplici trasmissioni ad ingranaggi. Il disco è alimentato con una tensione di 5 volt e terra. A seconda della posizione del corridore, viene inviato un segnale alla ECU che determina la posizione dell'albero di uscita e quindi della valvola del riscaldatore. Nella posizione attuale la tensione del segnale è di 4,5 volt. Nel momento in cui l'albero di uscita e la guida ruotano di alcuni gradi in senso antiorario, la tensione del segnale scende a 4,4 volt o inferiore. Nelle impostazioni estreme la tensione del segnale sarà compresa tra 0,5 e 4,5 volt.
L'ECU controlla la valvola del riscaldatore fino al raggiungimento del finecorsa meccanico. A causa della bassa coppia del motore elettrico, la rotazione viene arrestata da questo finecorsa e anche la tensione del segnale del pattino sulla piastra di contatto rimane costante. L'ECU terminerà il controllo.
Il motore elettrico è provvisto di tensione di alimentazione e di terra. Questi sono controllati dall'ECU utilizzando un controllo PWM. La seguente immagine dell'oscilloscopio mostra i segnali di controllo misurati sui collegamenti positivo e di terra del motore elettrico durante la rotazione sinistra e destra.
- Girare in senso antiorario: la ECU invia un segnale di blocco al positivo del motore elettrico. La massa è costantemente pari a 0 volt;
- Ruotare in senso orario: cambia la polarità del motore elettrico.
È possibile che l'albero del rubinetto del riscaldamento inizi a muoversi più pesantemente a causa dell'età. Questa resistenza meccanica consente all'ECU di "pensare" che il finecorsa sia stato raggiunto. Questo termina il controllo. Presto verrà pubblicato un nuovo articolo relativo al guasto del controllo della ECU e del motore dell'attuatore di cui sopra. Dopo una diagnosi e una riparazione del circuito stampato, il sistema ha funzionato di nuovo correttamente. I sintomi, la causa e la soluzione verranno spiegati tramite immagini.
Oltre a questa versione con motore DC e controllo PWM, molte valvole e rubinetti del riscaldatore sono controllati da a motore passo-passo controllato.
Quando in inverno il riscaldamento viene attivato immediatamente e la ventola interna è impostata sulla posizione 4, anche il motore raggiungerà la temperatura di esercizio più lentamente. Questo perché l'aria che passa raffredda nuovamente il liquido di raffreddamento. Ciò non è auspicabile, perché naturalmente desideriamo che il motore si riscaldi il più rapidamente possibile. Si consiglia quindi di attivare il riscaldatore solo dopo aver percorso alcuni chilometri.
Ho incontrato riscaldatore da parcheggio o riscaldatore elettrico ausiliario il radiatore del riscaldatore e il sistema di raffreddamento del motore a combustione possono essere portati a temperatura più rapidamente.
Pozzi di ventilazione:
L'immagine sotto mostra i pozzi di ventilazione e le uscite. Normalmente questo non è visibile perché su di esso sono montati il cruscotto, la console centrale e il tappeto. I motori passo-passo delle valvole del riscaldatore nel vano riscaldatore regolano il flusso d'aria in diverse direzioni (verso il parabrezza, verso le griglie di ventilazione sinistra o destra o verso i piedi). C'è un flusso di ventilazione costante verso il vano posteriore. Le griglie di ventilazione posteriori nella consolle centrale possono essere chiuse meccanicamente.
Numeri 1, 2, 3: Apertura dell'aria verso il parabrezza (anche per disappannamento/sbrinamento del parabrezza)
Numeri 4, 5: Disappannamento di entrambi i finestrini laterali delle porte anteriori
Numeri 6, 8, 9, 11: Griglie di ventilazione per abitacolo pilota e passeggero
Numeri 7, 10: bocchette di aerazione per i piedi dell'abitacolo conducente e passeggero
Numeri 12, 13, 16, 17: bocchette di ventilazione per i piedi dei passeggeri posteriori
Numeri 14, 15: griglie di ventilazione nella consolle centrale per i passeggeri posteriori
