سیستم‌های تهویه مطبوع و بخاری خودرو دو جزء جدایی‌ناپذیر از رفاه و ایمنی سرنشینان در تمام طول سال هستند. تهویه مطبوع، هوای خنک و مطبوع در تابستان فراهم می‌کند و بخاری، گرمای دلنشین در زمستان. هر دو سیستم علاوه بر راحتی، به بهبود دید راننده و جلوگیری از بخار گرفتن شیشه‌ها کمک می‌کنند و در نتیجه نقش مهمی در ایمنی رانندگی ایفا می‌کنند. در این مقاله به‌طور کامل اجزای فنی این دو سیستم، نحوه عملکرد، مشکلات رایج، نکات نگهداری و توصیه‌های ویژه برای شرایط خاص را بررسی می‌کنیم.
اجزای اصلی سیستم تهویه مطبوع و عملکرد فنی آنها
سیستم تهویه مطبوع خودرو از چندین جزء مکانیکی و الکتریکی تشکیل شده که در کنار هم مدار تبرید را تشکیل می‌دهند. در ادامه اجزای اصلی و وظیفه هر یک را بررسی می‌کنیم:
۱. کمپرسور (Compressor)
کمپرسور مهم‌ترین قطعه و به تعبیری قلب سیستم تهویه مطبوع است. این قطعه مکانیکی، گاز مبرد را از اواپراتور مکش کرده و با فشرده‌سازی آن به حالت پرفشار و داغ، به سمت کندانسور هدایت می‌کند. کمپرسورهای خودرو معمولاً از نوع رفت‌وبرگشتی یا چرخشی هستند و به وسیله یک کلاچ الکترومغناطیسی به موتور خودرو متصل می‌شوند. کمپرسور باید دارای آب‌بندی کامل باشد تا از نشتی گاز جلوگیری کند و روغن مخصوصی نیز برای روان‌کاری داخلی آن استفاده می‌شود.
۲. کلاچ کمپرسور (Compressor Clutch)
کلاچ کمپرسور یک مجموعه الکترومکانیکی است که روی پولی کمپرسور نصب می‌شود. این قطعه با دریافت فرمان از دکمه کولر در داشبورد، نیروی چرخشی موتور را به کمپرسور منتقل یا قطع می‌کند. در این قسمت بوبین الکترومغناطیسی داخل کلاچ باعث ایجاد میدان مغناطیسی و چسباندن صفحه کلاچ می‌شود تا کمپرسور شروع به کار کند.
۳. کندانسور (Condenser)
کندانسور یک رادیاتور کوچک است که جلوی رادیاتور موتور نصب می‌شود. گاز مبرد داغ و پرفشار از کمپرسور وارد کندانسور می‌شود و در اینجا گرمای خود را به هوای محیط پس می‌دهد و به مایع تبدیل می‌شود. پره‌های کندانسور باید تمیز باشند و از آلومینیوم ساخته می‌شوند تا انتقال حرارت سریع‌تر انجام شود.
۴. خشک‌کننده (Receiver/Drier)
خشک‌کننده یا درایر یک مخزن کوچک است که بعد از کندانسور قرار دارد. وظیفه آن جذب رطوبت و ذرات ناخالصی از مایع مبرد است. وجود رطوبت در مدار می‌تواند باعث یخ‌زدگی و آسیب به شیر انبساط شود. داخل خشک‌کننده از مواد جاذب رطوبت مانند سیلیکاژل استفاده می‌شود.
۵. شیر انبساط (Expansion Valve) یا اوریفیس تیوب
شیر انبساط یا اوریفیس تیوب یکی از اجزای حساس مدار است که مبرد مایع را به صورت کنترل شده و در فشار پایین به داخل اواپراتور تزریق می‌کند. با افت فشار ناگهانی، مبرد در اواپراتور تبخیر شده و گرمای هوای اطراف را جذب می‌کند. این قطعه معمولاً یک سوزن قابل تنظیم یا یک لوله باریک ثابت است که متناسب با طراحی خودرو انتخاب می‌شود.
۶. اواپراتور (Evaporator)
اواپراتور شبیه یک رادیاتور کوچک است که در پشت داشبورد نصب می‌شود. مایع مبرد کم‌فشار درون اواپراتور تبخیر می‌شود و باعث خنک شدن سطح پره‌های آن می‌گردد. هوای عبوری از فن روی این پره‌ها جریان یافته و خنک وارد کابین می‌شود. نکته مهم تمیز بودن اواپراتور می‌باشد، چون آلودگی و رطوبت روی آن باعث رشد قارچ و باکتری و ایجاد بوی نامطبوع می‌شود.
۷. فن دمنده (Blower Fan)
فن دمنده درون کابین وظیفه دارد هوای خنک‌شده توسط اواپراتور را از طریق کانال‌ها به دریچه‌ها و فضای داخلی خودرو برساند. این فن از طریق مقاومت‌های مختلف، دورهای متفاوتی دارد. در برخی خودروها فن مجهز به موتورهای براشلس و کنترلرهای هوشمند است.
۸. فیلتر کابین (Cabin Air Filter)
فیلتر کابین یک فیلتر کاغذی یا کربنی است که قبل از ورود هوا به کابین، گردوغبار، ذرات معلق، آلودگی‌ها و حتی برخی بوها را جذب می‌کند. برخی فیلترهای کربن‌اکتیو قادر به جذب گازهای مضر مانند ازن و NO₂ هستند.
اجزای اصلی سیستم بخاری و عملکرد فنی آنها
۱. رادیاتور بخاری (Heater Core)
رادیاتور بخاری یک مبدل حرارتی کوچک و پره‌دار است که معمولاً در پشت داشبورد خودرو و درون محفظه هوا نصب می‌شود. جنس آن معمولاً از مس یا آلومینیوم است تا انتقال حرارت به‌خوبی انجام شود. آب داغی که از موتور می‌آید، از درون لوله‌های رادیاتور بخاری عبور می‌کند. پره‌های فلزی رادیاتور، گرما را از آب داغ گرفته و به هوایی که دمنده از روی آن عبور می‌دهد منتقل می‌کنند. گرفتگی کانال‌های داخلی آن بر اثر رسوب ضدیخ یا زنگ‌زدگی باعث کاهش کارایی بخاری می‌شود.
۲. شیلنگ‌های بخاری (Heater Hoses)
این شیلنگ‌ها دو عدد هستند و از جنس لاستیک مقاوم در برابر گرما و فشار ساخته می‌شوند. یکی از شیلنگ‌ها آب داغ موتور را به رادیاتور بخاری می‌رساند (شیلنگ ورودی) و دیگری آب سردشده را از رادیاتور بخاری به موتور بازمی‌گرداند (شیلنگ خروجی). در واقع، این شیلنگ‌ها مدار بسته بخاری را به مدار خنک‌کاری موتور متصل می‌کنند. فرسودگی یا ترک‌خوردگی شیلنگ می‌تواند باعث نشتی آب و کاهش کارایی بخاری شود.
۳. شیر کنترل بخاری (Heater Control Valve)
در برخی خودروها، میزان گرمای بخاری با کمک یک شیر مکانیکی یا برقی کنترل می‌شود. این شیر روی یکی از شیلنگ‌ها قرار دارد و با باز یا بسته شدن جزئی، جریان آب داغ ورودی به رادیاتور بخاری را تنظیم می‌کند. فرمان باز و بسته شدن این شیر از طریق کابل مکانیکی (در خودروهای قدیمی) یا موتور الکتریکی کوچک (در خودروهای مدرن) از روی دسته تنظیم‌کننده دمای کابین صادر می‌شود. خرابی شیر باعث می‌شود بخاری یا خیلی گرم کند یا اصلاً گرم نکند.
۴. دمنده (Blower Motor and Fan)
دمنده همان فن داخل کابین است که جریان هوا را روی رادیاتور بخاری عبور می‌دهد تا هوای گرم‌شده وارد کابین شود. سرعت فن توسط مقاومت‌های الکتریکی یا یک کنترل‌کننده الکترونیکی چندمرحله‌ای تنظیم می‌شود. هوای دمیده‌شده از روی پره‌های داغ رادیاتور بخاری عبور کرده و از طریق کانال‌ها و دریچه‌ها به نقاط مختلف کابین هدایت می‌شود. کاهش سرعت فن، ایجاد صدای اضافه یا توقف کامل، نشان‌دهنده خرابی موتور دمنده یا مقاومت آن است.
۵. ترموستات موتور (Engine Thermostat)
ترموستات مستقیماً در مسیر بخاری نیست، اما نقش مهمی در کارایی بخاری دارد. وظیفه ترموستات این است که مسیر آب رادیاتور موتور را در زمان سرد بودن موتور مسدود نگه دارد تا موتور سریع‌تر به دمای کاری برسد. در این مدت، آب داغ فقط در موتور و بخاری گردش می‌کند. وقتی موتور به دمای مناسب رسید، ترموستات باز می‌شود تا آب در رادیاتور خنک شود. اگر ترموستات خراب و در حالت باز گیر کرده باشد، موتور هرگز به دمای کافی نمی‌رسد و بخاری هوای سرد می‌زند.
۶. کنترل‌های کابین (Heater Controls)
این کنترل‌ها روی داشبورد خودرو قرار دارند و به راننده اجازه می‌دهند تا دمای هوا، شدت دمنده و جهت جریان هوا (پا، صورت، شیشه جلو) را تنظیم کند. در خودروهای قدیمی، این کنترل‌ها معمولاً مکانیکی و با کابل فلزی به دریچه‌ها و شیر بخاری متصل هستند. در خودروهای جدیدتر، سیستم کاملاً الکترونیکی و حتی دیجیتال است و از سنسورهای دمای کابین، موتورها و ماژول کنترل مرکزی استفاده می‌کند. خرابی کنترل‌ها یا موتورها باعث می‌شود نتوانید جهت یا دمای هوا را تغییر دهید.
۷. دریچه‌های هوا (Air Blend Doors)
این دریچه‌ها درون محفظه تهویه قرار دارند و مسیر عبور هوا را تعیین می‌کنند. برخی از آنها وظیفه دارند هوای تازه یا داخلی را انتخاب کنند، برخی جهت توزیع هوا در نقاط مختلف کابین و برخی میزان اختلاط هوای سرد و گرم را تنظیم می‌کنند. در خودروهای مدرن، این دریچه‌ها توسط موتورهای کوچک برقی (اکچویتور) کنترل می‌شوند. گیر کردن یا خرابی موتور دریچه می‌تواند باعث شود بخاری یا کولر به‌درستی کار نکنند.
عملکرد کلی سیستم تهویه مطبوع
به زبان ساده، عملکرد سیستم به این صورت است که هوا را از بیرون یا داخل کابین می‌کشد، آن را با دمای مطلوب (سرد یا گرم) و میزان رطوبت مناسب تنظیم می‌کند و سپس با فشار به داخل کابین می‌فرستد تا دمای داخلی خودرو برای سرنشینان راحت و مطلوب باشد.
عملکرد سرمایش
سیستم سرمایش خودرو اساساً مثل یخچال کار می‌کند. اجزای اصلی آن شامل کمپرسور، کندانسور، خشک‌کن، شیر انبساط و اواپراتور است:
گاز مبرد توسط کمپرسور فشرده می‌شود و داغ و پرفشار به کندانسور می‌رود.
در کندانسور، گاز خنک و مایع می‌شود.
این مایع از شیر انبساط عبور می‌کند، فشارش کم می‌شود و دمای آن به‌شدت پایین می‌آید.
مایع سرد وارد اواپراتور می‌شود. هوای کابین از روی پره‌های سرد اواپراتور عبور می‌کند، خنک می‌شود و رطوبت آن گرفته می‌شود و به‌صورت هوای سرد و خشک به داخل کابین دمیده می‌شود.
عملکرد گرمایش
سیستم گرمایش بسیار ساده‌تر است و از گرمای موتور استفاده می‌کند:
موتور خودرو هنگام کار داغ می‌شود و مایع خنک‌کننده (آب و ضدیخ) در مدار موتور می‌چرخد و گرما را جذب می‌کند.
این مایع داغ به رادیاتور بخاری (heater core) در داشبورد وارد می‌شود.
هوا از روی رادیاتور بخاری عبور می‌کند، گرم می‌شود و از طریق دریچه‌ها وارد کابین می‌شود.
کنترل و ترکیب هوا
یک سری دریچه و دمپر و فن در سیستم تعبیه شده‌اند تا:
مسیر هوا را از بین اواپراتور یا رادیاتور بخاری یا ترکیبی از هر دو انتخاب کنند.
میزان هوای تازه و هوای داخلی را تنظیم کنند.
سرعت جریان و توزیع آن در نقاط مختلف کابین (شیشه جلو، پا، سرنشینان) را مدیریت کنند.
مشکلات رایج در سیستم‌های تهویه مطبوع و بخاری
باد گرم کولر: نشتی گاز یا خرابی کمپرسور.
بوی بد کولر: رشد کپک روی اواپراتور یا فیلتر آلوده.
یخ‌زدگی شیر انبساط: رطوبت زیاد یا خشک‌کننده خراب.
باد سرد بخاری: گرفتگی رادیاتور بخاری یا ترموستات خراب.
بوی نامطبوع بخاری: نشتی ضدیخ یا کپک‌زدگی رادیاتور بخاری.
گرمایش ضعیف در خودروهای دیزلی یا هیبریدی: به دلیل دیر گرم شدن موتور یا خاموش شدن موتور بنزینی.
نگهداری صحیح و نکات مهم
برای تهویه مطبوع
روشن کردن کولر چند دقیقه در زمستان برای حفظ سلامت کمپرسور.
تعویض منظم فیلتر کابین.
تمیز نگه داشتن کندانسور و اواپراتور.
شارژ گاز در صورت کاهش کارایی سرمایش.
برای بخاری
شست‌وشو و رسوب‌زدایی رادیاتور بخاری سالی یک‌بار.
بررسی ضدیخ و سلامت شیلنگ‌ها.
در خودروهای دیزلی، از پوشش رادیاتور در هوای سرد استفاده کنید.
در خودروهای هیبریدی، از حالت خودکار بخاری برای فعال شدن پمپ‌ها و المنت‌های کمکی استفاده کنید.
توصیه‌های بیشتر برای شرایط خاص
در هوای مرطوب: از ضدیخ باکیفیت استفاده کنید تا از رسوب جلوگیری شود.
در ترافیک سنگین: فن را روی دور کم بگذارید تا دمای موتور حفظ شود.
برای شیشه‌های یخ‌زده: از بخاری روی حالت کم استفاده کنید تا ترک نخورد.
برای جلوگیری از بوی بد: اواپراتور و رادیاتور بخاری را ضدعفونی کنید و فیلتر کابین را به‌موقع تعویض کنید.
پرسش و پاسخ
آیا بخاری به خنک‌کاری موتور کمک می‌کند؟
بله، بخاری تا حد کمی به خنک‌کاری موتور کمک می‌کند. چون مایع داغ موتور وارد رادیاتور بخاری می‌شود و مقداری از گرمای موتور به داخل کابین منتقل می‌شود، در نتیجه دمای موتور کمی پایین‌تر می‌آید. البته این تأثیر معمولاً جزئی است و برای رفع مشکلات جدی داغ شدن موتور کافی نیست.
آیا استفاده از کولر در زمستان ضرر دارد؟
خیر، استفاده از کولر در زمستان ضرر ندارد. حتی در بسیاری از خودروها سیستم تهویه به‌طور خودکار کمپرسور کولر را در حالت ضد بخار شیشه (defrost) روشن می‌کند، چون کولر رطوبت هوا را می‌گیرد و شیشه‌ها زودتر بخارزدایی می‌شوند. روشن کردن گاه‌به‌گاه کولر در زمستان به حفظ سلامت کمپرسور و جلوگیری از خشک شدن واشرها هم کمک می‌کند.
در خودروهای هیبریدی بخاری مانند خودروهای معمولی عمل می‌کند؟
نه دقیقاً. در خودروهای هیبریدی، چون موتور بنزینی ممکن است در سرعت‌های پایین یا درجا خاموش بماند، گرمای کافی از موتور برای بخاری همیشه در دسترس نیست. به همین دلیل، برخی مدل‌های هیبریدی از گرم‌کن برقی یا هیتر کمکی برای تولید گرما در کابین استفاده می‌کنند تا عملکرد بخاری در همه شرایط پایدار باشد.
جمع‌بندی
سیستم‌های تهویه مطبوع و بخاری خودرو از مهم‌ترین تجهیزات رفاهی و ایمنی هر خودرو به شمار می‌روند که با فراهم کردن دمای مطلوب، کاهش رطوبت و بهبود دید راننده، نقش کلیدی در راحتی و ایمنی سرنشینان در تمام طول سال ایفا می‌کنند.
سیستم تهویه مطبوع با مدار تبرید شامل اجزایی چون کمپرسور، کندانسور، خشک‌کننده، شیر انبساط و اواپراتور، هوای خنک و خشک را در تابستان فراهم می‌کند و هم‌زمان با کاهش رطوبت، از بخار گرفتن شیشه‌ها جلوگیری می‌کند. نگهداری درست این سیستم شامل شارژ دورهای گاز، تعویض به‌موقع فیلتر کابین، و تمیز کردن اواپراتور و کندانسور است.
سیستم بخاری با استفاده از گرمای موتور و گردش مایع خنک‌کننده از طریق رادیاتور بخاری، هوای گرم را به کابین می‌فرستد. سلامت رادیاتور بخاری، شیلنگ‌ها، ترموستات و کنترل‌های کابین در کارایی این سیستم مؤثر است. در خودروهای هیبریدی یا دیزلی به دلیل ویژگی‌های موتور، بخاری ممکن است به کمک المنت‌های برقی یا هیتر کمکی نیاز داشته باشد تا گرما در همه شرایط به‌خوبی تأمین شود.
نگهداری صحیح از این دو سیستم نه‌تنها باعث افزایش عمر مفید قطعات و حفظ کیفیت هوا در کابین می‌شود، بلکه از بروز مشکلاتی مانند بوی نامطبوع، بخار گرفتن شیشه‌ها، سرمایش یا گرمایش ضعیف و آسیب‌های پرهزینه جلوگیری می‌کند. روشن کردن دورهای کولر در زمستان، استفاده از ضدیخ مناسب، شست‌وشوی دورهای رادیاتور بخاری و تعویض به‌موقع فیلترها از اقدامات مهم نگهداری در تمام فصول است. در نهایت، آشنایی راننده با عملکرد این سیستم‌ها، مشکلات رایج و شیوه‌های نگهداری، تضمین‌کننده رانندگی ایمن و دلپذیر در هر شرایط آب‌وهوایی خواهد بود. رعایت نکات بیان‌شده در این مقاله به شما کمک می‌کند تا همیشه از عملکرد بی‌نقص سیستم تهویه و بخاری خودرو بهره‌مند باشید.