Системы вентиляции. Создайте комфорт

Ни для кого не секрет, что назначение системы отопления и вентиляции не только в обеспечении комфорта и уюта в салоне для водителя и пассажиров, но и предотвращение запотевания стекол, обеспечивающее хорошую обзорность, а следовательно, и безопасность.

В общем случае под вентиляцией понимают обеспечение салона автомобиля необходимым количеством свежего воздуха и связанное с этим удаление избытков тепла из салона в летний период, а также удаление водяных паров.

Подбор вентилятора при проектировании системы вентиляции автомобиля производят, исходя из существующих санитарных норм: 40-60 м³/час воздуха на одного человека.

Так, производительность вентилятора отопителя 2108 на максимальной скорости равна 360 м³/ч в режиме вентиляции салона и 325 м³/ч - в режиме отопления. Этого обычно достаточно как для вентиляции летом, так и для отопления зимой (см. "Цена АВТО", ╧ 27 '98г.). Но в жару человеку необходимо большее количество воздуха для удаления пота и охлаждения тела! Теоретически увеличить производительность системы вентиляции возможно, установив более мощный вентилятор, но уже сейчас при включении максимальной скорости вентилятора отопителя зимой при температурах окружающего воздуха ниже -15╟С двигатель ВАЗ-21083 "мерзнет", прогреваясь только до 70...73╟С, и не достигает рабочей температуры охлаждающей жидкости 85╟С. Поэтому невозможно получить более высокий перепад температур между салоном и окружающей средой, т.е. максимально прогреть салон... Но это тема для отдельного зимнего разговора об особенностях системы отопления каждого автомобиля марки "ВАЗ".

Расположение клапанов вытяжной вентиляции в дверях (исходный конвейерный вариант), фото вверху, и в багажнике (доведенный вариант, бампер снят только для фото) на переднеприводном автомобиле ВАЗ-2110, фото внизу

Варианты расположения вытяжных отверстий на задней полке автомобиля ВАЗ-2110, фотографии внизу

Для исключения запотевания и обмерзания стекол задних дверей на автомобиле ВАЗ-2110 в обивках дверей устанавливают микровентиляторы, обдувающие заднее стекло

Расположение вытяжных отверстий и клапанов на автомобилях "Вено-Твинго", "Форд-Экскорт", "Ниссан-Санни"

А есть ли другие пути повышения эффективности системы отопления и вентиляции без увеличения производительности системы приточной вентиляции? Под понятием "вентиляция салона" многими водителями подразумеваются только ручки и рычаги системы отопления и вентиляции, а также их каналы с дефлекторами, расположенными на видном месте панели приборов. Но в каждом автомобиле обязательно присутствует внешне едва заметная система вытяжной вентиляции. Несколько щелей на задней стойке автомобилей классической компоновки "Нивы" или перед задними фонарями на ВАЗ-2120, а также в дверях переднеприводных моделей свидетельствуют о наличии воздушных каналов. Следует назвать еще и вентиляционные отверстия, удачно замаскированные за боковинами задних бамперов. Этот тип вытяжной вентиляции планируется к внедрению на новом семействе народного автомобиля ВАЗ-1119 "Калина", а в перспективе и при модернизации на автомобилях семейства ВАЗ-2110 и ВАЗ-2115. Да и в практике мирового автомобилестроения в последнее время все большее распространение получает вытяжка через багажник (см. фото). Места для расположения отверстий вытяжной вентиляции определяют методами аэродинамических испытаний по коэффициенту статического давления. В каналах вытяжной вентиляции в обязательном порядке устанавливают обратные клапана, которые препятствуют проникновению в салон автомобиля пыли и выхлопных газов. При испытаниях и доводке системы микроклимата путем правильного подбора одного из вариантов системы вытяжной вентиляции в сочетании с системой отопления можно добиться повышения комфорта в салоне автомобиля. Для этого более подробно рассмотрим и сравним между собой каждую систему вытяжной вентиляции с учетом их преимуществ и недостатков.

В чем же проявляются недостатки вытяжной вентиляции в дверях? При этом типе расположения вытяжных отверстий создаются неблагоприятные условия распределения и протекания воздушных потоков в салоне автомобиля. Так, зимой практически весь нагретый воздух, поднявшись из зоны ног вверх к потолку салона, поступает затем к холодному заднему стеклу. Здесь он охлаждается и направляется по спинке заднего сиденья и спинам задних пассажиров вниз, чтобы выйти наружу через вытяжку в задних дверях как раз на уровне поясницы и почек пассажиров, что является очень нежелательным. Это явление называют "холодной волной". Оно характерно для всех переднеприводных автомобилей ВАЗ, а наиболее ярко проявляется на автомобиле "Дэу-Нексиа" с вытяжными отверстиями, расположенными только в задних дверях. Кроме того, на переднеприводных автомобилях "ВАЗ" вытяжка в дверях приводит к быстрому запотеванию стекол, особенно на ВАЗ-2110. Но и летом такая система не является оптимальной, т.к. через вытяжку в дверях в зоне ног происходит частичный выход свежего воздуха, в то время как верхний воздушный поток остается еще хорошо нагретым, пока пройдет мимо пассажиров в систему вытяжной вентиляции в задних дверях. При этом отмечается нарастание шума при увеличении скорости движения автомобиля, что особенно заметно у двухдверной модели ВАЗ-21083.

Система вытяжной вентиляции через двери не может соперничать с более совершенными системами. Для систем вентиляции через задние стойки и через багажник не характерна "холодная волна", т.к. воздух из салона выходит через щель между нижней кромкой заднего стекла и задней полкой или через щели на самой задней полке. А в летнее время это обеспечивает большее поступление свежего воздуха в зоны головы водителя и пассажиров. Вентиляция, осуществляемая через багажник, имеет и некоторые другие преимущества - это вентиляция багажника, снижение уровня шума, увеличение расходов воздуха в салоне, уменьшение запотевания стекол. Отверстия для выхода воздуха в багажнике больше, чем на задней стойке. Поэтому сопротивление воздушного потока меньше, что обеспечивает улучшение расхода воздуха при движении автомобиля, особенно на малой скорости в городском цикле.

Еще одним преимуществом вытяжки через багажник является ее независимость от условий движения. Так, на стоянке при включенном вентиляторе отопителя независимо от места расположения вытяжных отверстий в салоне присутствует небольшое избыточное давление. При движении автомобиля со скоростью более 100 км/ч условия изменяются: вентиляционные отверстия, находящиеся на задней стойке ("классика"), попадают в зону интенсивного разрежения и отсоса воздуха из салона, поэтому в салоне часто начинает преобладать пониженное давление даже при включенном вентиляторе. Это приводит к подсасыванию в салон через щели в кузове автомобиля пыли, грязи, а также холодного воздуха. При вытяжке через багажник выходные отверстия за боковинами заднего бампера имеют слабое всасывание, поэтому расход воздуха в салоне не зависит от скорости автомобиля. И при движении автомобиля на высоких скоростях в салон поступает больше воздуха, не возникает понижение давления в салоне и тем самым предотвращается поступление в салон нежелательного холодного и пыльного воздуха.

При включении режима рециркуляции на автомобилях "ВАЗ" классической компоновки, оборудованных кондиционерами, при увеличении скорости движения происходит нарастание пониженного давления в салоне, т.к. спереди отсутствует поступление свежего воздуха, а сзади происходит его сильный подсос. Разрежение же при вентиляции через багажник намного меньше, и в этом случае даже на высоких скоростях характерно незначительное понижение давления в салоне.

В любом случае рециркуляционный воздух можно использовать только на короткий период времени: при сильных запахах отработавших газов, для быстрого понижения температуры в салоне при включении кондиционера в летний зной или для ускоренного прогрева салона после размораживания стекол в зимний период. Но при включении рециркуляции зимой происходит быстрое запотевание стекол вследствие конденсации влажного воздуха на холодных поверхностях. Так что после прогрева салона придется, выключив рециркуляцию, вновь удалить со стекла осевшую влагу. Конструкцией отопителей предусмотрено частичное поступление воздуха на стекло в режиме отопления салона "все в ноги", поэтому дальнейшее запотевание стекол возможно только в случае нажатия кнопки рециркуляции при неприятных запахах в автомобильной пробке или при наличии в салоне незначительного воздухообмена. Поэтому в целях увеличения подачи воздуха при движении по городу всегда должна быть включена как минимум первая скорость вентилятора отопителя. Исключить запотевание стекол можно и другим способом, включив кондиционер, который осушит воздух, поступающий в салон автомобиля.

К сожалению, в инструкциях по эксплуатации автомобилей "ВАЗ" не записано, что нельзя загораживать места выхода воздуха из салона, ведь чемоданы в багажнике, пальто или куртки на задней полке могут вывести из строя всю систему вытяжной вентиляции. Даже полностью или частично откинутое заднее сиденье снижает эффективность работы системы вентиляции, особенно на автомобилях ВАЗ-2104 и ВАЗ-2111 с кузовом "универсал", где к неблагоприятным условиям обтекания добавляется большая площадь остекления.

Испытания

Данные летних климатических испытаний 1997-1998 гг. автомобилей ВАЗ-2110 и ВАЗ-2115 на узбекском автополигоне подтверждают правильность выбора мест расположения отверстий вытяжной вентиляции на задней полке и в багажнике, при этом штатные отверстия вытяжки в дверях заклеивались. Если сравнить полученные результаты по двум системам, то новый вариант с вытяжкой в багажнике эффективнее: температура воздуха в салоне снижается на 1...2╟С, скорости воздуха увеличиваются на 11%. Это ощущается не только субъективно, как снижение порога чувствительности при восприятии высокой температуры, но и в зимнее время ведет к уменьшению обмерзания стекол боковых дверей. Кроме того, испытаниями в холодильной камере при температуре -28╟С определено, что применение новой схемы вытяжной вентиляции позволяет повысить эффективность системы отопления на 3╟С. Производительность же системы вентиляции увеличивается при этом на 15%, что способствует частичному удалению обмерзания на стеклах задних дверей, которые размораживаются в виде вертикальной полосы шириной до 100 мм. В варианте же с вытяжкой в дверях стекла задних дверей оставались замерзшими. Для обеспечения же полного размораживания стекол задних дверей в обивку дверей были установлены микровентиляторы, всасывающие воздух из салона и по воздуховоду обдувающие стекла дверей (см. фото).

Резюме

Осуществляемая через багажник система вытяжной вентиляции является самой эффективной. Она позволяет повысить эффективность системы отопления и вентиляции, хотя и не может полностью предотвратить запотевание стекол, поэтому и в ней также необходимо вносить соответствующие погоде регулировки. Конструкции систем вытяжной вентиляции в дверях на переднеприводных автомобилях "ВАЗ" с наличием "холодных волн" устарели и малоэффективны. Система вентиляции с вытяжкой в районе заднего стекла или на задней стойке по сравнению с вентиляцией через багажник имеет недостатки, но при согласованной работе с системой отопления является вполне работоспособной и альтернативной: в настоящее время рассматривается как основной вариант на "ВАЗ-2123".

Постскриптум

Одним из путей совершенствования систем отопления и вентиляции для получения комфортного температурного режима в салоне, предотвращения проникновения в салон вредных для здоровья человека веществ является повышение герметичности кузова автомобиля и теплозащитных свойств всех ограждений салона. Но это интересная тема для отдельного разговора, который будет продолжением сегодняшнего рассказа.

Геннадий Кривуцкий,
ведущий инженер-испытатель отдела аэроклиматических исследований УСИ ГенДР

[Информация из http://cena.carsale.ru.Прислал Kurilkin Pavel]

---