O dispositivo e o princípio de funcionamento do fogão do carro
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Proprietários de carros inexperientes nem sempre entendem por que o fogão no carro funciona e como ele recebe energia térmica, com a ajuda da qual aquece o interior. Compreender o processo de geração de energia térmica em um aquecedor de carro é importante não só como teoria, mas também na prática, pois sem essas informações o motorista não conseguirá utilizar adequadamente o aquecedor de interior.
Proprietários de carros inexperientes nem sempre entendem por que o fogão no carro funciona e como ele recebe energia térmica, com a ajuda da qual aquece o interior. Compreender o processo de geração de energia térmica em um aquecedor de carro é importante não só como teoria, mas também na prática, pois sem essas informações o motorista não conseguirá utilizar adequadamente o aquecedor de interior.
Para que serve um fogão?
Vários nomes foram atribuídos a esta unidade:
- forno;
- aquecedor;
- aquecedor.
Todos eles descrevem sua essência - o dispositivo foi projetado para aquecer o compartimento de passageiros, para que, mesmo durante motores fortes, seja quente e confortável dentro do carro. Além disso, o aquecedor sopra ar quente no pára-brisa, devido ao qual a neve e o gelo derretem nele.
Como funciona o sistema de aquecimento interior
A estufa faz parte do sistema de refrigeração do motor, portanto, para entender os princípios de seu funcionamento, primeiro é preciso entender de onde vem a energia térmica no motor e por que é importante resfriá-lo. Os carros modernos, além dos veículos elétricos, são equipados com motores que funcionam expandindo gases durante a combustão de uma mistura ar-combustível (gasolina, diesel ou gás mais ar), por isso essas unidades de potência são chamadas de "motores de combustão interna" ou combustão interna motores.
De onde vem o excesso de calor?
Após o final do ciclo de trabalho, o ciclo de exaustão começa, quando os gases quentes saem do motor e entram no catalisador, onde os hidrocarbonetos e o monóxido de carbono são queimados, de modo que o coletor geralmente aquece a um nível de 600 a 900 graus. No entanto, durante o ciclo de trabalho, a mistura de queima de gasolina e ar consegue transferir parte da energia térmica do BC e do cabeçote, e dado que a velocidade de rotação do eixo mesmo de motores diesel desatualizados em marcha lenta é de 550 rpm, o ciclo de trabalho passa em cada cilindro por segundo 1-2 vezes. À medida que a carga no carro aumenta, o motorista pressiona o acelerador com mais força, o que aumenta:
- a quantidade de mistura ar-combustível;
- temperatura durante o ciclo de trabalho;
- número de ciclos por segundo.
Ou seja, um aumento na carga leva a um aumento na energia térmica liberada e ao aquecimento de todas as peças do motor. Considerando que muitos elementos da usina são feitos de alumínio, esse aquecimento é inaceitável para eles, portanto, o excesso de calor é removido usando o sistema de resfriamento. A temperatura ideal do motor durante a operação é de 95 a 105 graus Celsius, é para isso que todas as folgas térmicas do motor são calculadas, o que significa que o desgaste das peças nessa temperatura é mínimo. É necessário entender o princípio da obtenção de energia térmica em excesso para responder à pergunta - de que funciona o fogão no carro.
Aquecimento do motor do carro
Para onde vai o excesso de calor?
Para garantir tal regime, o excesso de energia térmica deve ser despejado em algum lugar. No diagrama do sistema de refrigeração, dois círculos de circulação anticongelante separados são projetados para isso, cada um com seu próprio radiador (trocador de calor):
- salão (fogão);
- motor principal).
A capacidade de irradiação de calor do radiador do salão é dezenas de vezes menor que o principal, portanto, tem um efeito mínimo no regime de temperatura do motor, mas seu desempenho é suficiente para aquecer o interior do carro. À medida que o motor aquece, sua temperatura aumenta; portanto, imediatamente após o motorista ligar o carro, o anticongelante frio passa pelo radiador do aquecedor interno, que aquece gradualmente. Portanto, quando a agulha do termômetro se move da zona morta, o ar quente começa a soprar dos defletores, com o fogão ligado.
A circulação natural do refrigerante através do sistema de refrigeração não é suficiente, portanto, é bombeado à força por uma bomba de água (bomba), que é conectada por uma correia ao eixo de comando ou virabrequim. Muitas vezes, uma correia aciona a bomba, o gerador e a bomba de direção hidráulica (GUR). Portanto, a velocidade de movimento do fluido depende diretamente da rotação do motor, em marcha lenta a circulação é mínima, embora os parâmetros do sistema de refrigeração sejam selecionados de forma a evitar o superaquecimento do motor. Mas, em carros com uma unidade de potência cansada e um sistema de refrigeração entupido, o motor geralmente superaquece em marcha lenta.
Quando a temperatura do motor atinge 95-100 graus, o ventilador liga, o que aumenta drasticamente a eficiência de resfriamento da unidade de energia, permitindo que ela funcione da maneira mais eficiente possível. Tal esquema protege o motor de forma confiável, mas não afeta o funcionamento do fogão, porque a temperatura do anticongelante que passa por ele é mantida no mesmo nível e a dissipação de calor do motor é suficiente mesmo com fluxo de ar máximo para o radiador do salão.
Como o fogão aquece o interior
Devido ao seu pequeno tamanho e distância do compartimento de passageiros, o trocador de calor do aquecedor não pode aquecer diretamente o interior do carro, portanto, o ar interno ou externo é usado como refrigerante. Portanto, o fogão é um dispositivo complexo que consiste nos seguintes elementos:
- ventilador;
- filtro de cabine;
- radiador;
- casos com canais;
- amortecedores;
- dutos de ar que transportam ar aquecido para diferentes partes da cabine;
- defletores que liberam ar aquecido no habitáculo;
- controles
Existem 2 tipos de ventiladores instalados nos carros:
- centrífuga;
- hélice.
Os primeiros são um corpo “caracol”, dentro do qual um motor elétrico gira uma roda equipada com lâminas. Durante a rotação, a roda gira o ar, o que provoca uma aceleração centrífuga, obrigando-a a procurar uma saída do “caracol”. Esta saída torna-se uma pequena janela através da qual passa a uma certa velocidade. Quanto mais rápido a roda gira, mais o ventilador sopra.
Ventilador de fogão automático
O segundo tipo de ventilador é um motor elétrico com uma hélice (impulsor) presa ao seu eixo. As asas da hélice, dobradas em um certo ângulo, espremem o ar durante o movimento. Esses ventiladores são mais baratos de fabricar e também ocupam menos espaço, mas são menos eficientes, por isso foram instalados apenas em modelos desatualizados de carros econômicos, por exemplo, toda a família clássica de carros VAZ, ou seja, o lendário Zhiguli.
Filtro de cabine
A estufa suga o ar da parte inferior do compartimento do motor, por isso há uma grande probabilidade de pequenas pedras e outros detritos entrarem na entrada de ar, o que pode danificar o ventilador ou o radiador. O elemento filtrante é feito na forma de um cartucho removível e o ar é limpo por um material sintético não tecido dobrado em um acordeão com impregnação antibacteriana.
Filtro de cabine
Os filtros mais caros e de alta qualidade são equipados com uma seção adicional preenchida com carvão ativado, devido à qual purificam o ar de entrada mesmo de um odor desagradável.
Radiador
O trocador de calor é o principal elemento do aquecedor, pois é ele quem transfere a energia térmica do motor para o fluxo de ar que passa por ele. Consiste em vários tubos que passam por uma treliça de metal com alta condutividade térmica, geralmente alumínio ou cobre. A grade, composta por placas de nervuras individuais, está localizada de modo a fornecer uma resistência mínima ao fluxo de ar que passa por elas, mas ao mesmo tempo aqueça o máximo possível, portanto, quanto maior o trocador de calor, mais ar ele pode calor por unidade de tempo a uma dada temperatura. Esta peça é produzida em duas versões principais:
- um tubo curvo em serpentina passando pelas nervuras - esse design é o mais barato possível de fabricar e muito sustentável, mas sua eficiência é baixa;
- dois tanques (coletores) conectados por tubos finos que passam pela grelha, tal projeto é visivelmente mais caro de fabricar e mais difícil de reparar, mas sua eficiência é muito maior
radiador do aquecedor da máquina
Modelos baratos são feitos de aço e alumínio, os melhores são feitos de cobre.
Caso com canais
2 canais passam do ventilador através da carcaça, um contém um radiador, o segundo ignora o trocador de calor. Esta configuração permite ajustar a temperatura do ar que entra na cabine desde a rua até a mais quente. Um amortecedor localizado na junção dos canais direciona o fluxo de ar. Quando está no meio, o fluxo de ar entra em ambos os canais aproximadamente na mesma velocidade, uma mudança em qualquer direção leva ao fechamento do canal correspondente e à abertura total do outro.
Amortecedores
O aquecedor do carro tem 3 amortecedores:
- o primeiro abre e fecha os dutos de ar por onde o fluxo de ar entra no radiador, depende dele de onde o aquecedor aspirará o ar, da rua ou do compartimento de passageiros;
- o segundo controla o fornecimento de ar ao radiador, o que significa que regula sua temperatura de saída;
- o terceiro distribui o fluxo de ar para vários defletores, permitindo aquecer todo o interior e apenas suas partes individuais.
Amortecedor de fogão automático
Em carros econômicos, as alavancas e botões de controle desses amortecedores são exibidos no console do painel frontal; em carros mais caros, sua operação é controlada pelo microcontrolador do ar condicionado.
Dutos de ar
Dependendo do modelo e da configuração da máquina, os dutos de ar são colocados sob o painel frontal e sob o piso, e suas saídas estão localizadas em vários locais da cabine. As saídas de ar mais populares são os espaços sob os bancos dianteiros e traseiros, pois essa disposição é ideal para aquecer não apenas a parte superior, mas também a parte inferior da cabine e, portanto, as pernas do motorista e passageiros.
Defletores
Esses elementos executam 2 tarefas importantes:
- cortar o fluxo de ar em vários fluxos menores para reduzir a velocidade de movimento, mantendo o volume total de suprimento;
- proteger os dutos de ar da sujeira que entra neles.
Fogões defletores automáticos
Por exemplo, os defletores do "torpedo", ou seja, o painel frontal, podem ser girados, alterando assim a direção do fluxo de ar proveniente deles. Esta função é especialmente útil se o rosto estiver frio e girar o defletor direciona o ar quente para ele.
Controles
Em qualquer carro, os controles do fogão são colocados no painel frontal ou no seu console, mas a forma como atuam nos amortecedores é diferente. Nos modelos mais baratos sem ar condicionado ou sistema de climatização, os amortecedores são controlados por hastes presas a alavancas trazidas para fora. Nos modelos mais caros e prestigiosos, assim como nos níveis de acabamento superiores, tudo é controlado pela eletrônica, que recebe sinais dos botões e potenciômetros exibidos no painel frontal, bem como do computador de bordo ou da unidade de controle climático.
Conclusão
O aquecedor interno não é um dispositivo separado, mas um sistema complexo conectado ao motor do carro e à fiação elétrica a bordo, e a fonte de calor para ele é o combustível queimando nos cilindros. Portanto, a resposta à pergunta - o que faz o fogão no carro funcionar é óbvia, porque é o motor de combustão interna que é o verdadeiro "aquecedor" para o motorista e os passageiros, e o restante dos elementos apenas transfere calor para eles, aquecendo o ar de entrada e distribuindo-o por toda a cabine. Independentemente do tipo de carro que você possui - Tavria, UAZ ou um carro estrangeiro moderno, o aquecimento interior sempre funciona de acordo com esse princípio.
