تكييف هواء السيارات
المصطلحات الرئيسية
خزان التجميع | Accumulator |
التحكم التلقائي في المناخ | Automatic climate control |
ضابط منظومة التكييف | HVAC controller |
التعشيق المعناطيسي | Magnetic clutch |
قاطع تغير ضغط دائرة التبريد | Pressure cycling switch |
دورة التحكم | Servomotor |
الضاغط ذو اللوح المتأرجح | Swash-plate compressor |
الضاغط العقربي | Radial Compressor |
القاطع الحراري | Thermostatic switch |
غازات الكلورو فلورو كربون | CFCs |
مستحر | Thermistor |
مجموعة الشحن | Service Manifold |
الأهداف التعليمية
بعد دراسة هذا الفصل ستكون قادر على:
- تفسير الاختلافات التصميمية و التطبيقية بين انظمة تكييف هواء السيارات و الأنظمة الثابتة.
- تعديد و وصف أنواع ضواغط دوائر تبريد السيارات.
- فهم معدات خدمة و إصلاح مكيفات السيارات بشكل أفضل.
- إتباع إجراءات السلامة المهنية المعتمدة.
إن العديد من المبادئ و المفاهيم التي ناقشناها في الفصول السابقة يتم تطبيقها كذلك على مكيفات هواء السيارات. إلا أنه يوجد أيضا العديد من التطبيقات الفريدة و الإختلافات التصميمية الطفيفة التي لابد من فهمها.
إن مكيف هواء السيارة يستخدم نظام تبريد يتم إدارته بمحرك السيارة ليمدها بالتبريد المطلوب. و في العادة يمد سائل تبريد المحرك كابينة الركاب بالتدفئة عند الحاجة.
لكي تفهم هذا الفصل فهما تاما لابد من دراسة الفصول رقم 1، 2، 4، 5، 6، 8، 15، 19، 20 أولا. حيث أن دراسة هذه الفصول ستقدم أساسا متينا للإساسيات و تضمن وعيا أفضل لمبادئ أنظمة تكييف هواء السيارات.
إن تكييف الهواء داخل السيارات يشمل التدفئة، و التبريد، و التجفيف. و يتم توفير التدفئة عن طريق سائل تبريد محرك السيارة. حيث يتم تدويره خلال سخان (و هو يشبه سخان الزيت الموجود بالمنازل و يتم تركيب هذا السخان تحت لوحة عدادات السيارة). و تدفع مضخة مياه المحرك سائل التبريد خلال مواسير السخّان.
أما عند الحاجة إلى التبريد فيتم تشغيل نظام التبريد. فيقوم المبخر داخل صندوق التجميع بتبريد الهواء المدار خلال كابينة الركاب. (صندوق التجميع هو عبارة عن حيز مغلق أسفل لوحة عدادات السيارة.) و عن طريق سير يقوم محرك السيارة بتدوير الضاغط لضخ الفريون خلال منظومة التبريد.
-
أنظمة تدفئة و تكييف هواء السيارات
يمكن النظر إلى أنظمة تدفئة و تكييف هواء السيارات على أنهما مجموعتان مختلفتان من المكونات تم تجميعهما داخل السيارة لتحقيق درجة الحرارة المطلوبة. و هاتان المجموعتان يشكلان دورة التسخين و دورة تكييف الهواء.
كلا من دائرة التسخين و دورة التبريد يتم إستخدامهما لتشغيل وحدة التدفئة و التبريد بالسيارة. فوحدة التدفئة و التبريد تحتوي على كلا من المبادل الحراري الخاص بالتدفئة و مبخر دورة تكييف الهواء. و الغرض من دورة التسخين هو توفير الهواء الدافئ لكابينة السيارة أثناء الظروف الجوية الباردة. و يتم إستخدام دورة تكييف الهواء لتبريد و تجفيف الهواء بكابينة الركاب خلال الظروف الجوية الحارة. إلا أن دورة التسخين و دورة التبريد تشتركان في بعض المكونات العامة. فكلا منهما تم تركيبهما داخل وحدة التدفئة و التبريد و يستخدمان نفس مروحة تلك الوحدة لتدوير الهواء البارد أو الدافئ. و يستخدمان أيضا نفس القنوات الهوائية و مخارج الهواء لتغذية كابينة الركاب بالهواء البارد أو الدافئ.
-
طريقة عمل السخان
إن دورة التسخين تستخدم المياه الساخنة المتولدة من حرارة محرك السيارة لتسخين قلب السخان. فحتى عندما تكون درجة حرارة الجو شديدة البرودة يولد محرك السيارة كميات حرارة كبيرة جدا. و تلك الحرارة يتم سحبها من جسم المحرك بتدفق خليط من المياه و الجليكول خلال رؤوس أسطوانات المحرك. و يتم ضخ خليط المياه و الجليكول عن طريق مضخة المياه التي تُدَار بواسطة سير مرتبط بحركة عمود إدارة المحرك. ثم يتم إرسال المياه الساخنة إلى مشعاع المحرك (الرادياتير) حيث تنتقل الحرارة من خلاله إلى الهواء الجوي. فالمشعاع ينقل حرارة المحرك إلى الهواء المندفع في إتجاه جسم السيارة نتيجة تحركها. و عندما تتحرك السيارة ببطئ أو تكون متوقفة فيتم دفع الهواء خلال مشعاع المحرك عن طريق مروحة تُدَار بسير مرتبط بحركة عمود إدارة المحرك أو بمحرك كهربائي منفصل. و مكان و حجم المشعاع يختلف بإختلاف قدرة المحرك و شكله التصميمي، شكل 28.1.
عندما ترتفع درجة حرارة المحرك إلى مستوى معين يُحَوَّل تلقائيا محبس المياه بعضاً من خليط الماء و الجليكول إلى قلب السخان. و يتم تركيب السخان داخل وحدة تسخين و تبريد السيارة التي تتواجد عادة داخل لوحة عدادات السيارة. و تقوم المياه الساخنة بالدوران خلال قلب السخان. فقلب السخان هو مبادل حراري يستخدم لتوزيع الحرارة إلى كابينة الركاب. شكل 28.2 يوضح أحد أنواع السخانات المصنوعة من الألومنيوم.
و الهواء يتم سحبه إلى داخل وحدة التسخين و التبريد – إما من الجو الخارجي أو من داخل كابينة الركاب – و يمر خلال السخان عن طريق مروحة التهوية. ثم يتم إرسال الهواء الدافئ من خلال القنوات الهوائية إلى كابينة الركاب.
شكل 28.1: المحركات الطولية و المستعرضة. لاحظ موضع المشعاع في مقدمة المحرك. (شركة جنرال موتورز – مجموعة جنرال موتورز GM للخدمات التقنية)

شكل 28.2: نوع نمطي لقلب سخان مصنوع من الألومنيوم. حيث أن خليط الماء و الجليكول يتدفق خلال السخان. (أنظمة دلفي للسيارات)
و يتم أيضا إستخدام منظومة التسخين لتوفير الهواء الدافئ إلى نوافذ السيارة لإزالة الشبورة و إذابة الثلج أثناء الطقس البارد. حيث يتم تحويل الهواء الدافئ إلى النوافذ الأمامية و الجانبية عن طريق مجموعة من القنوات الهوائية و مخارج الهواء الصغيرة. فيعمل الهواء الدافئ على تسخين النوافذ لإزالة الشبورة المتراكمة بالداخل و إذابة الثلج المتراكم خارج النوافذ. و يتم التحكم في منظومة التسخين عن طريق مجموعة من الصمامات الهوائية الموجودة بداخل وحدة التسخين و التبريد لتحويل الهواء إما إلى القنوات الهوائية الأرضية، أو القنوات الهوائية داخل لوحة العدادات، أو فقط إلى الزجاج الأمامي و النوافذ الجانبية لإذابة الثلج و إزالة الشبورة.
-
طريقة عمل مكيف الهواء
إن المكونات الأساسية لمكيف هواء السيارة هي نفسها مكونات مكيفات الهواء الأخرى. فهي تتكون من الضاغط، و المكثف، و ضوابط الفريون، و المبخر. الفارق الوحيد هو في طريقة تشغيل و صيانة المنظومة. و أحدث إشتراطات لوكالة حماية البيئة الأمريكية EPA تتضمن شهادة كفاءة للأشخاص الذين يقومون بإصلاح أو صيانة مكيفات هواء السيارات. فلابد أن يكونوا قادرين على الإستخدام السليم للمعدات المعتمدة.
في الأنظمة النمطية لمكيفات السيارات يتم تركيب الضواغط التي تُدَار بسيور على محرك السيارة. و يتم تركيب المكثف أمام المشعاع. و بذلك نسمح للهواء البارد بالتدفق على المكثف. و يتم تركيب المبخر داخل صندوق التجميع بكابينة الركاب. و كل هذه الأجهزة مرتبطة مع بعضها البعض بخطوط مختلفة و خراطيم.
و يتدفق الفريون من المكثف إلى خزان تجميع السائل، حيث يتم تجفيف و ترشيح الفريون، ثم يتدفق من خلال صمام التمدد الأتوماتيكي إلى المبخر. و في المبخر يمتص الفريون الحرارة و يتبخر. و أخيرا يعود بخار الفريون إلى الضاغط عن طريق خط السحب.
بوصول بخار الفريون ذو الضغط المنخفض إلى الضاغط، يتم سحب البخار إلى داخل الإسطوانات و يتم ضغطه عن طريق المكبس. ثم يتم دفع الفريون إلى المكثف مرة أخرى حيث يتم التخلص من حرارة الإنضغاط و الحرارة الكامنة للتبخير التي إمتصها الفريون إلى الهواء المتدفق على أسطح زعانف المكثف. و عند هذه النقطة تُكَرِر العملية نفسها بنفسها.
و في نفس الوقت تدفع المروحة الهواء خلال المبخر. و الهواء البارد الناتج عن هذه العملية يدور داخل كابينة الركاب خلال قنوات توزيع الهواء و مخارجها.
-
سعة التبريد
إن أنظمة تكييف هواء السيارات تتعدد في أحجامها و سعات تبريدها. و قدراتها مشابهة للوحدات التجارية و السكنية التي تتراوح من واحد طن تبريد إلى اربعة أطنان تبريد. و أقل قدرة تبريد هي 12000Btu/hr (واحد طن تبريد). و تتوفر قدرات تصل إلى 48000Btu/hr للتطبيقات الخاصة مثل الشاحنات و السيارات ذات الدفع الرباعي.
و ينبغي أن تكون قدرة نظام تكييف الهواء مناسبة لحجم السيارة. فعندما تكون هذه القدرة أقل من التي تتطلبها السيارة فسوف يتسبب ذلك في عجز النظام عن توفير التبريد المناسب في الطقس الحار. و القدرات الأعلى غير إقتصادية و ستتسبب في الإيقاف و التشغيل المتكرر لنظام التكييف. و عادة يتم تصميم هذه الأنظمة لتحافظ على فرق درجات حرارة مقدارها يتراوح من 15°F إلى 20°F (8°C إلى 11°C) بين الجو الخارجي و كابينة الركاب عندما تتحرك السيارة بسرعة مقدارها حوالي 30mph (48km/hr).
شكل 28.3 يوضح العلاقة بين إستهلاك تشغيل نظام تكييف الهواء بالحصان و سرعة تحرك السيارة. فعندما تتزايد سرعة السيارة سوف يتزايد إستهلاك الضاغط. وعندما تتباطئ السيارة ينخفض إستهلاك الضاغط. و يشابه هذا التغير إلى حد ما التغير في الحمل الحراري، بإستثناء حالة توقف السيارة أو حركتها البطيئة في إشارات المرور. أحد الحلول لهذه المشكلة هي إستخدام ضاغط متغير الإزاحة و هو مشروح في الفقرة رقم 28.3.2. فعند هذه الحالة قد تكون قدرة الضاغط اقل من قدرته المعتادة. و الحل الجزئي لهذه المشكلة هو بزيادة سرعة دوران المحرك و هو في حالة العطالة أو عند الحركة البطيئة للسيارة بنقل التعشيق على ترس أقل لزيادة سرعة دوران المحرك.

شكل 28.3: منحنى يبين العلاقة بين سرعة السيارة، و الحمل الحراري، و الإستهلاك بالحصان لتشغيل منظومة تكييف الهواء.
و يمكن لمكيفات الهواء الكبيرة إستهلاك 8hp (6kW) من المحرك عند السرعات العالية. و قدرة التبريد عند هذه السرعة ستكون حوالي 48,000Btu/hr. و ذلك يعنى إستهلاك 2hp (1.5KW) لكل طن تبريد. أما إستهلاك الضواغط التي تُدَار بمحرك كهربائي ثابت السرعة فهي 1hp (0.75kW) لكل طن تبريد. وشكل 28.4 يبين منظومة تكييف هواء نمطية للسيارات.
-
ظروف التشغيل
لابد أن يوفر تكييف هواء السيارة الراحة في كل أنواع الطقس. و ذلك في كلاً من الطقس البارد، و المعتدل، و الرطب، و الحار. و لابد أن يوفر التدفئة، و إزالة الشبورة و الثلج من على نوافذ السيارة، و لابد أيضا من أن يزيل الغبار، و الدخان، و الروائح.
و حيث أن الضاغط يتم إدارته بسرعة دوران المحرك عن طريق السيور فإن سرعة الضاغط تتغير بتغير سرعة دوران المحرك، فلابد لنظام التكييف أن تكون قدرته كافية لتوفير تبريد كافي. كما لابد أن يستمر في عمله بكفاءة عند سرعات العطالة، و تحت تاثير الشمس و الرياح. و لابد ان تكون سعة نظام التكييف الحرارية أكبر من متطلبات الأحمال عند سرعات القيادة العادية.
يمكن أن يتسبب تغير الظروف الجوية في مشكلة التحكم في درجة الحرارة. و قد تحدث مشاكل في تدفق الفريون (في صورته السائلة و البخارية) داخل النظام. فعندما يعمل الضاغط و تكون هناك حاجة قليلة أو منعدمة للفريون قد ينخفض ضغطه عند مدخل الضاغط بدرجة كبيرة.
إن إنخفاض ضغط مدخل الضاغط يتسبب في إنخفاض درجة حرارة المبخر. و لا ينبغي السماح لدرجة حرارة سطح المبخر أن تهبط تحت 33°F (0.5°C). فسطح المبخر قد تغطية الثلوج إذا كانت ظروف عمله عند 32°F (0°C) أو أقل لأي مدة زمنية. فذلك سوف يمنع دوران الهواء خلال المبخر. و بالتالي لا يستطيع الهواء البارد الدخول إلى كابينة الركاب.
كما أن عمل الضاغط عند ضغط سحب شديد الإنخفاض قد يتسبب في ضخ الزيت من الضاغط. و هذه الظروف قد تتسبب في تدمير صمامات الضاغط و إذا استمر دوران الضاغط فقد يحترق.
إن نظام تكييف هواء السيارة النمطي يقوم بتبريد كابينة السيارة من 110°F (43°C) إلى 85°F (29°C) في حوالي 10 دقائق. و قد تصل درجة حرارة كابينة السيارة إلى 150°F (66°C) عندما تنتظر في الشمس و نوافذها مغلقة. فأكبر حمل حراري هو الحمل الناتج عن أشعة الشمس و إنتقال الحرارة بالتوصيل عن طريق نوافذ السيارة.
إن أنظمة تكييف هواء السيارات يمكنها العمل بدون سحب هواء متجدد (كل الهواء يعاد تدويره) كما يمكنها العمل بنسبة هواء متجدد مقداره 100%. و عندما يتم غلق مداخل سحب الهواء الخارجي “الهواء المتجدد” يعود هواء كابينة السيارة إلى المبخر. فنفس الهواء البارد يستمر في الرجوع المبخر. و تعرف هذه الحالة بتدوير الهواء،

شكل 28.4: مخطط لتدفق الفريون بنظام تكييف هواء سيارة نمطي يستخدم محبس تمدد حراري TXV و خزان تجميع مجفف. (شركة جنرال موتور – مجموعة GM للخدمات التقنية)
حيث سبق للهواء المدار تبريده بالمبخر. و بالتالي يمكن الحصول على درجات حرارة داخلية أبرد من التي تتحقق بسحب هواء خارجي (تذكر أن القنوات الهوائية الخاصة بسحب الهواء الخارجي لابد أن تكون مغلقة لتحقيق اكبر تبريد) و مروحة دفع الهواء تستهلك حوالي 200W أو 15A من قدرة المحرك، حيث أنها تدفع كميات هواء تتراوح من 250cfm إلى 325cfm.
إن تشغيل نظام تكييف الهواء قد يتسبب في زيادة إستهلاك الوقود بمقدار قد يصل إلى 10%. و ذلك في المقام الأول نتيجة القدرة المطلوبة لإدارة عمود دوران الضاغط.
-
التعشيق المغناطيسي
إن التعشيق المغناطيسي يسمح بتوقف الضاغط أثناء دوران المحرك. و ذلك سوف يسمح بفك إرتباط دوران الضاغط بدوران المحرك عندما تكون منظومة التكييف غير مستخدمة و عندما تتعدى درجة حرارة سطح المبخر درجة الحرارة الدنيا، و ذلك لتفادي تكون ثلج على المبخر. فالتعشيق يفك أو يربط دوران المحرك بدوران الضاغط عن طريق سير مرتبط ببكرة و عمود دوران الضاغط. و ذلك بدفع قرص التعشيق المُرَكَّب على عمود دوران الضاغط في إتجاه البكرة بإستخدام الفيض الكهرومغناطيسي. شكل 28.5 يبين تركيب التعشيق المغناطيسي.
يوجد تصميمين رئيسيين مستخدمين للتعشيق المغناطيسي:
-
ملف مغناطيسي دوار يدور عندما يدور الضاغط. الملف له فرشتان من الكربون (شربون) على إتصال بحلقتان نحاسيتان مُرَكَّبتان على الملف.
-
النوع الأكثر شيوعا هو ملف مغناطيسي ثابت مُرَكَّب على جسم الضاغط. الملف له طرفان كهربائيين. شكل 28.6 يبين تصميم أحد أنواع التعشيق ذو ملف كهرومغناطيسي ثابت.
إنقطاع الفيض المغناطيسي يجعل بكرة السير “تدور بحرية” على بلية دورانها. فيتوقف الضاغط عن العمل.

شكل 28.5: بكرة الضاغط المجهزة بمغناطيس كهربائي، و يبين الشكل الفيض المغناطيسي.

شكل 28.6: مقطع لمجموعة التعشيق المغناطيسي. عندما يتم تنشيط الملف الثابت يدور الهيكل مع البكرة و يلف عمود دوران الضاغط. (قسم محركات بونتياك، شركة جنرال موتورز.)
يوجد أنواع مختلفة من المعشقات المغناطيسية في السوق. التيار الكهربائي اللازم لتفعيل هذه المعشقات يتراوح من 2 أمبير إلى 3 أمبير عند فرق الجهد الطبيعي.
-
الضاغط
إن عمل ضاغط السيارات مماثل للضاغط الذي يتم إستخدامه في التطبيقات الأخرى. و وظيفة الضاغط هي كبس بخار الفريون من الضغط و درجة الحرارة المنخفضين إلى الضغط و درجة الحرارة المرتفعين.
يوجد عموما أربعة أنواع رئيسية من الضواغط التي تستخدم في مكيفات هواء السيارات و هي كالتالي:
-
الضواغط الترددية ذات اللوح المتأرجح.
-
الضواغط العقربية.
-
الضواغط الحلزونية.
-
الضواغط الكهربائية.
معظم ضواغط السيارات من النوع شبة المغلق. و هذه الأنواع تسمح بعمل صيانة داخلية لها.
الضواغط ذات اللوح المتأرجح
نجد أن حركة المكبس في الضواغط ذات اللوح المتأرجح (و تعرف أيضا باللوح الهزاز) تكون موازية لمحور عمود الدوران. و فيها المكبس مرتبط باللوح المتأرجح بإستخدام وصلات كروية. و قد تستخدم الضواغط ذات اللوح المتأرجح عدد من الاسطوانات يتراوح من 5 إسطوانات إلى 10 إسطوانات و يتم توريدها بوسائل تحكم متغيرة و مشوار إزاحة ثابت. شكل 28.7 يبين ضاغط ذو خمسة إسطوانات.
كل إسطوانة من إسطوانات الضاغط بها مجموعة من الصمامات الرِيشِيَّة عند فتحات الدخول و الخروج. و الإسطوانات مجهزة بمسارات ربط بين الإسطوانات المختلفة لتكون وصلة مشتركة لمخرج الضغط العالي و وصلة مشتركة لمدخل الضغط المنخفض. وصلة الدخول و الخروج موجودة خلف الضاغط. و كذلك يوجد خلف الضاغط صمام إزالة للضغط العالي الذي يمنع إمكانية إنفجار مكونات النظام الأخرى.

شكل 28.7: ضاغط ذو لوح متأرجح به خمسة إسطوانات و متغير الإزاحة. (قسم محركات كاديلاك، شركة جنرال موتورز.)

شكل 28.8: ضاغط تويوتا ذو اللوح المتأرجح. الإسطوانات و المكابس موازية لمحور عمود الدوران.

شكل 28.9: ضاغط ذو لوح متأرجح به ستة إسطوانات. (أنظمة دلفي للسيارات)
إن الحركة الدورانية في الضاغط ذو اللوح المتأرجح تتبدل إلى حركة ترددية. و لذلك حركة الكباس يتم تحقيقها عن طريق لوح متأرجح و عمود دوران. أنظر إلى شكل 28.8. عدد من الكباسات المزدوجة يتم تركيبها على زوايا تبعد عن بعضها 72°. فعندما يكون أحدى جوانب الكباس في مشوار كبس يكون الآخر في مشوار سحب.
شكل 28.9 يبين ضاغط متغير الإزاحة ذو ستة إسطوانات. الضاغط مكون من ثلاثة مجموعات من الإسطوانات كل مجموعة مكونة من إسطوانتين كل إسطوانة منهما في إتجاه معاكس للثانية. الضاغط مجهز بصمام يتحكم في سعة الضاغط عن طريق تغير حجم الإنضغاط. و شكل 28.10 يبين المكونات الداخلية لذلك الضاغط. إن الضواغط ذات الألواح المتأرجحة التي بها عشرة إسطوانات أخف و أصغر من الضواغط التي بها خمسة أو ستة إسطوانات. شكل 28.11 يوضح مكونات الضاغط متأرجح اللوح ذو العشرة إسطوانات.

شكل 28.7: مقطع داخلي لضاغط ذو لوح متأرجح به ستة إسطوانات. لاحظ أن صمام التحكم في سعة الضاغط يستخدم لتغير مقدار إزاحة الكباس. (أنظمة دلفي للسيارات).

شكل 28.11: ضاغط محركات تويوتا ذو اللوح المتأرجح المكون من عشرة إسطوانات.
شكل 28.12 يبين ضاغط متغير الإزاحة مكون من سبعة إسطوانات. الضاغط ذو اللوح المتأرجح متغير الإزاحة يختلف عن الضواغط ذات الألواح المتأرجحة الأخرى في أنه يستخدم لوح متصل بطرف مفصلي. فالطرف المفصلي يسمح للضاغط بأن يغير زاوية اللوح المتأرجح. و يتم ضبط زاوية ميل اللوح المتأرجح عن طريق صمام بللوني وفقا لضغط السحب. هذا الصمام يعرف “بصمام التحكم”. فخلال الأحمال الثقيلة تكون زاوية ميل اللوح المتأرجح كبيرة. و خلال الأحمال الخفيفة تكون زاوية ميل اللوح المتأرجح صغيرة و يتم تقليل طول إزاحة الكباس.
إن الضاغط المكون من سبعة إسطوانات و ذو إزاحة متغيرة به قاطع أمان ضد الضغط العالي موجود خلف الضاغط. القاطع مصمم لفصل تعشيق الضاغط في حالات إرتفاع الضغط. و ذلك الضاغط مصمم لتخفيض حجم إزاحة الإسطوانات خلال الأحمال المنخفضة.

شكل 28.12: ضاغط ذو اللوح المتأرجح مكون من سبعة إسطوانات و متغير الإزاحة. لاحظ قرص التعشيق المغناطيسي و الوصلة الكهربائية. (أنظمة دلفي للسيارات)
فصمام التحكم المبدئي يستشعر بضغط السحب و يعمل على تغير زاوية اللوح المتأرجح. و ينتج عن ذلك تخفيض سعة الضاغط بدون الحاجة لتكرار تشغيله و غلقه. بالتالي يستمر الضاغط في العمل بشكل مستمر مما يجعل كفاءته أفضل من كفاءة الضواغط ذات الإزاحة الثابتة.
الميزة الأخرى للضواغط ذات الإزاحة المتغيرة أنها تحد من عدد مرات التعشيق خلال الأحمال المنخفضة. و ذلك يؤدي إلى تشغيل هادئ لنظام تكييف الهواء. شكل 28.13أ يبين نوع أخرى من أنواع الضواغط ذات الألواح المتأرجحة. كما أن مكوناته الداخلية مبينة في شكل 28.13ب.

شكل 28.13: الضاغط ذو لوح متأرجح ذو الإزاحة المتغيرة مبين في شكل أ. و شكل ب يبين مكوناته الداخلية. (أنظمة دلفي للسيارات)

شكل 28.14: آلية الشداد الأسكوتلندي في الضاغط العقربي الرباعي. لاحظ تأثير دوران عمود الدوران على الشداد لضغط الفريون.
الضواغط
العقربية
إن الضواغط العقربية رباعية الإسطوانات ذات التصميم المعدل للشداد الإسكوتلاندي تحول الحركة الدورانية إلى حركة ترددية. و الضواغط العقربية تتميز بأطوال أقصر و أقطار أكبر من معظم الضواغط الأخرى. و الآلية الرئيسية لمجموعة الشداد الأسكوتلندي المعدل تحتوي على أربعة مكابس. الأربعة مكابس موزعين كل 90 درجة عن بعضهم البعض.
مكابس هذه الضواغط يتم دفعها بشداد ينزلق على قرص مُرَكَّب على عمود الدوران إلا أن محور القرص مختلف عن محور عمود الدوران. بالتالي نجد أن دوران عمود الدوران ينتج عنه حركة ترددية بدون الحاجة إلى ذراع توصيل، شكل 28.14.
يتدفق الفريون إلى حوض عمود الدوران من خلف الضاغط. و يتم دخول الفريون إلى الفراغ المحصور بين المكبس و الإسطوانة خلال شوط السحب من خلال ريشة مُرَكَّبة على رأس المكبس. و يتم ضخ الفريون من خلال صمام الطرد خلال شوط الكبس. ثم تتدفق إلى خارج جسم الضاغط من الخلف.
الضواغط الحلزونية
الضواغط الحلزونية هي أحد أنواع الضواغط المستخدمة حالية في تكييف السيارات. و يرجع تزايد معدلات إستخدامها إلى تشغيلها الهادئ.
نعومة تشغيل هذه الضواغط يتحقق عن طريق إستخدام حلزونين، أحدهما ثابت و الآخر يتحرك حركة دورانية. فالحلزون الدوار له وصلة متأرجحة تسمح بحركته الدورانية. و يتحرك الحلزون الدوار عن طريق قرص التعشيق و يدور حول الحلزون الثابت.
يدخل بخار الفريون إلى الحيز الفاصل بين الحلزونين عندما يتباعد الحلزون الدوار عن الحلزون الثابت عند وصلة الدخول إلى الضاغط. و كلما دار الحلزون الدوار يتم ضغط البخار المحصور بين الحلزونين فيرتفع ضغطه. و يتم دفع البخار إلى مركز الحلزون الثابت حيث يتم ضخه عند ضغط مرتفع. و لمزيد من المعلومات عن طريقة عمل الضواغط الحلزونية يمكن الرجوع إلى فصل 4.
شكل 28.15 يبين ضاغط حلزوني متغير الإزاحة. و الغرض من الضواغط متغيرة الإزاحة هو الحد من تكرار فك و ربط التعشيق الذي يزيل الإزعاج المصاحب لهذه العملية. و تستخدم الضواغط الحلزونية ذات الإزاحة المتغيرة صمام تحكم داخلي لتخفيض سعة الضاغط خلال الأحمال الخفيفة. و يتم ضبط الصمام على ضغط سحب منخفض محدد. فعند الأحمال المنخفضة يفتح الصمام ليسمح بتدفق جزء من الغازات المضغوطة من وصلة الطرد إلى وصلة السحب. هذه العملية تخفض سعة الضاغط الحلزوني و تسمح بالتشغيل المستمر. فالحركة الدورانية للضاغط الحلزوني توفر تشغيل ناعم لنظام تكييف الهواء.

شكل 28.15: ضاغط حلزوني متغير الإزاحة. لاحظ الحلزون الثابت و المتحرك. (متسوبيشي للصناعات الثقيلة.)
الضواغط الكهربائية
السيارات الكهربائية لا تسخدم ضواغط يتم إدارتها بسيور تدور بدوران المحرك. فمحرك الإحتراق الداخلي تم إستبداله بنظام دفع بمحرك كهربائي. فالبطاريات يتم إستخدامها لتخزين الكهرباء اللازمة لتشغيل المحرك و مكونات السيارة مثل المضخة الحرارية (جهاز تكييف مجهز بدورة معاكسة). و معظم السيارات الكهربائية تستخدم ضواغط يتم إدارتها بمحرك كهربائي. و هذه الضواغط تعمل بطريقة قريبة الشبه بعمل ضواغط الثلاجات المنزلية. فهي عبارة عن ضواغط مغلقة تحتوى على محرك كهربائي داخلي. و يتم إستخدام الضاغط في نظام المضخة الحرارية ليحقق التدفئة و تكييف الهواء داخل السيارة. شكل 28.16 يبين شاحنة كهربائية تستخدم ضاغط كهربائي. و شكل 28.17 يوضح دائرة المضخة الحرارية لهذه الشاحنة في وضع التبريد.

شكل 28.17: نظام المضخة الحرارية الكهربائية للسيارات في وضع التبريد. (شركة جنرال موتورز، مجموعة الخدمات التقنية)

شكل 28.16: مكونات التحكم الحراري المستخدم في تبريد كابينة الركاب و حزمة البطاريات الخاصة بالسيارة الكهربائية. نظام المضخة الحرارية يستخدم ضاغط مغلق و صمام عاكس الدورة الرباعي الإتجاهات. (شركة جنرال موتورز، مجموعة الخدمات التقنية)
-
موانع تَسَرُّب الضواغط
إن كل ضواغط أجهزة تكييف هواء السيارات بها مانع تَسَرُّب خاص بعمود الدوران. و في بعض الحالات يتم عمل مانع التَسَرُّب على شكل حلقة كربونية سطحها أملس تحتك في حركتها بسطح املس، ومستوى، و مصنوع من الحديد الزهر. و من الممكن أن يتم عمل مانع التَسَرُّب من حلقة كربونية دوارة تحتك في حركتها بحلقة كربونية ثابتة. و يوجد مانع تَسَرُّب مصنوع من المطاط الصناعي في الوصلة بين الحلقة الكربونية و عمود الدوران. و في الغالب يتم إستخدام موانع التَسَرُّب الكربونية نظرا لخصائصها التزييتية الممتازة. و مؤخرا يتم إستخدام أسطح مصنوعة من التفلون في الطرازات الحديثة من الضواغط.
شكل 28.18 يبين مانع التَسَرُّب التقليدي لعمود الدوران. مانع التَسَرُّب لابد أن يتحمل التشغيل تحت ظروف درجات حرارة تتراوح من -60°F إلى 250°F (-51°C إلى 121°C). و لابد أن يتحمل ظروف تشغيل تحت ضغط أقل من الضغط الجوي بمقدار 29″ (716.6mm) مياه إلى ضغط أكبر من الضغط الجوي بمقدار 500psig (3447kPa).
ينصح كثير من المصنعين تشغيل نظام تكييف الهواء بصفة متكرر. فينبغي تشغيل المكييف على الاقل بضع دقائق كل إسبوع طوال السنة. و ذلك لأن الزيت قد يتسرب من على أسطح موانع التَسَرُّب إذا توقف المكييف لفترة طويلة عن العمل. و إذا أصبحت اسطح موانع التَسَرُّب جافة فإن بخار الفريون قد يتسرب من خلالها. و جدير بالذكر أن اكثر المناطق التي يتسرب منها الفريون هي موانع تَسَرُّب الضاغط في السيارات.

شكل 28.18:
مانع تَسَرُّب عمود دوران الضاغط. الأسطح التي تحتك ببعضها ينبغي أن تكون ملساء، و مستوية، و دقيقة للغاية. لاحظ مكان حلقة مانع التَسَرُّب.

شكل 28.19:
شداد السير. أ- مؤشر يدل على مقدار شد محدد. ب- دليل نطاق الشد. ج- وضع يد الضبظ لتحقيق الشد أو إزالته أثناء تركيب السير أو إزالته.
-
سيور الحركة
يتم تحقيق دوران الضاغط إستخدام سيور على شكل حرف V، أو مضلعة تأخذ حركتها من محرك السيارة. و ذلك عن طريق تحميل السير على بكرة تعشيق مغناطيسية تُدَار ببكرة مُرَكَّبة على عمود إدارة المحرك.
و يتم المحافظة على شد السير إما عن طريق بكرة وسيطة أو عن طريق تركيب الضاغط على ثقب مستطال لتمكين تحريك الضاغط في إتجاه شد السير.
الطريقة الثانية الشائعة الإستخدام في السيور المضلعة هي الشداد التلقائي. و هو في العادة عبارة عن جهاز مكون من دراع محمل على زنبرك و يتم تركيبه على مسار السير. و هذا الجهاز ملحق به بكرة وسيطة لكي تسمح بدوران السير. و بذلك يحافظ الشداد بشكل تلقائي على الشد المضبوط في كل الأوقات بدون الحاجة إلى عمل ضبط متكرر. أنظر شكل 28.19.
لابد ان يتم تصميم و تصنيع السير بغرض الإستخدام في السيارات. و لابد أن يتم تركيبه بشكل صحيح على البكرة و في محازاتها. و لابد أن يتم شد السير شدا مضبوطا لتحقيق كفاءة التشغيل و إطالة عمر السير.
تركيب سيور جديدة على نظام ليس به شداد تلقائي ينبغي أن يتم شدها بمقدار يتراوح من 90 lb إلى 120 lb، كما ينبغى إستخدام مقياس لشد السيور كما هو موضح في شكل 28.20. و لابد دائما مراجعة شد السيور الجديدة بعد يوم أو أثنين من التركيب (فالسيور قد تتمدد). أما السيور المستعملة (عند ضبطها أو إزالتها نتيجة الصيانة) فينبغي أن يتم شدها بمقدار يتراوح من 70 lb إلى 90 lb.

شكل 28.20:
مقياس شد السيور. لاحظ التفاوت بين السيور المستعملة و الجديدة.
يمكن التحقق من شد السيور بوسيلة بسيطة كالآتي: بالضغط يدويا على وسط الطول الأكبر من السير و المحرك متوقف، فإذا إنظغط السير بمقدار 0.5 بوصة (13mm) فيدل ذلك على أن السير مشدودا شدا مضبوطا. و ايضا يعتبر الشد مضبوطا إذا تم عصر طرفي السير بأصابع اليد الواحدة و أنضغط بمقدار 0.25 بوصة من كل طرف.
في الأنظمة التي بها شداد تلقائي نجد أن الشداد مجهز بشكل من أشكال العلامات الدالة على مقدار الشد. و هذه العلامات سوف تبين ما إذا كان السير قد تآكل أو تمدد إلى الحد الذي يتنافي معه الإستمرار في الحفاظ على شد السير.
كما أن السير قد يمد عناصر متعددة من محرك السيارة بالقوة اللازمة لدورانهم. فمن الممكن أن يشمل ذلك طلمبة المياه، و المروحة، و مولد الكهرباء.
-
المكثف
يتم تركيب المكثف امام مشعاع المحرك. و عادة ما يتم تصنيعه من النحاس أو الألومنيوم على شكل صفوف متعددة من المواسير المزودة بزعانف. أنظر شكل 28.21. و تنتقل الحرارة من المكثف إلى الهواء المتدفق نتيجة حركة السيارة، أو نتيجة مروحة تُدَار كهربائيا أو بسيور متصلة بدوران المحرك. و تتسبب الحرارة المزالة بتحويل الفريون من الحالة البخارية إلى الحالة السائلة نتيجة مرور الفريون خلال المكثف.

شكل 28.21:
مكثف تكييف هواء السيارات. الفريون في صورته الغازية يدخل إلى المكثف من خلال المدخل العلوي. أما الفريون في صورته السائلة فيخرج من المكثف من خلال المخرج السفلي. (أنظمة دلفي للسيارات)
-
المستقبل و خزان التجميع

شكل 28.22:
خزان تجميع يوضع على خط الضغط المنخفض. لاحظ المدخل و المخرج. (أنظمة دلفي للسيارات)
عدد كبير من أنظمة السيارات تستخدم خزان تجميع يوضع على خط الضغط المنخفض. أنظر شكل 28.22. و يتم وضع خزان التجميع بين مخرج المبخر و مدخل الضاغط. فبعد مرور الفريون خلال المبخر يقوم خزان التجميع بفصل الحالة السائلة عن البخارية منه. ثم يحتفظ خزان التجميع بالحالة السائلة و يسمح للحالة البخارية بالعبور إلى الضاغط. و بذلك يضمن خزان التجميع عدم إنتقال الحالة السائلة إلى الضاغط و إتلافه.
في العادة يتم صنع خزان التجميع من الألومنيوم. كما أنه يحتوى على مجفف (مادة تمتص الرطوبة) لإزالة أي شوائب من المنظومة. كما أن خزان التجميع قد يتضمن صمام صيانة خاص بتركيب مجموعة عدادات الصيانة و الشحن و التفريغ. و معظم خزانات التجميع محكمة الغلق و لابد من إستبدالها في حالة ظهور أي عيب فيها. كما لابد من إستبدالها إيضا إذا تعرضت إلى كمية كبيرة من الشوائب أو الرطوبة. كما أن كثير من الشركات تستفيد من تركيب خزان التجميع عند مدخل سحب الضاغط الذي يعمل على تجفيف الفريون.
بعض أنظمة تكييف هواء السيارات تحتوي على خزان تجميع أو خزان تجميع و مجفف يتم وضعه بين المكثف و المبخر. كما يسمح خزان التجميع ببعض التغير في شحنة الفريون و حجم حالته السائلة. (هذه التغيرات نتيجة تمدد و إنكماش الفريون وفقا لتغير درجات الحرارة.) ويعمل خزان التجميع على تجميع الحالة السائلة من الفريون التي تنتقل إليه من المكثف. كما أنها تعمل أيضا على إزالة الشوائب من المنظومة. و قد تحتوى بعض خزانات التجميع على مؤشر لكمية الحالة السائلة أو نافذة زجاجية. فهي تساعد على تحديد الكمية المناسبة من شحنة الفريون.
-
المبخر و قلب السخان
غالبا يتم تركيب المبخر بجوار قلب السخان. و كلا منهما يحتويهم صندوق التجميع. و هذا الترتيب يسمح بالهواء المندفع من المروحة بالتوجه نحوهما. و كلا من قلب السخان، و المبخر، و المروحة، و أجهزة التحكم يتم إحتوائهم في وحدة تسمى وحدة التسخين و التهوية و تكييف الهواء HVAC. شكل 28.23 يوضح نوع من أنواع وحدات HVAC.
يستخدم المبخر في تبريد و تجفيف هواء كابينة الركاب. و عادة يتم تصنيعها من الألومنيوم و يتكون من مجموعة من صفوف الأنابيب المزعنفة. فتركيب المبخر مماثل للمكثف إلا أنه أقل سمكا حتى يصبح التصميم حجمه صغير. شكل 28.24 يبين تركيب المبخر، و المروحة، و القنوات الهوائية تحت غطاء السيارة و لوحة القيادة. يتم خلال المبخر تحول الفريون تحت الضغط المنخفض من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية. هذا التحول يمتص الحرارة و يعمل على تبريد كابينة الركاب. إن كثير من المبخرات تحتوى على خزان تجميع لتخزين الفريون.

شكل 28.23:
وحدة HVAC. الوحدة مُرَكَّبة أسفل لوحة عدادات السيارة. الأسهم الزرقاء تدل على تدفق الهواء إلى داخل كابينة السيارة. الأسهم الحمراء تدل على رجوع الهواء إلى الوحدة. (أنظمة دلفي للسيارات)

شكل 28.24: تركيب نمطي يبين ترتيب وضع المروحة، و المبخر، و ملف السخان، و القنوات الهوائية، و أجهزة التحكم. قلب السخان أسفل لوحة القيادة. المبخر أسفل غطاء السيارة الأمامي
يتم عمل قلب السخان عادة من النحاس أو الألومنيوم. و هو مشابه لمشعاع محرك صغير. و يتم تركيبه داخل بيت المروحة. و يتم ربط قلب السخان بالمحرك من خلال خرطوم دخول و خرطوم خروج (خراطيم السخان). أما مزيج المياه و الإثيلين-جليكول فيتدفق إلى قلب السخان عن طريق طلمبة مياه المحرك. و نفس المروحة المستخدمة تبريد الهواء تستخدم لدفع الهواء خلال قلب السخان.
-
خطوط التبريد
يتم إستخدام خطوط تبريد مخصوصة و مَرِنَة في تطبيقات السيارات. و يتم إستخدامها للعديد من الأغراض:
-
لنقل الفريون بصوره المختلفة إلى مكونات المكيف المختلفة.
-
للسماح بنقاط مَرِنَة بين المكونات المتحركة و المكونات الثابتة.
-
للمساعدة على إخماد إنتقال الضوضاء و الإهتزازات خلال مكونات المكيف.
و يطلق أيضا على خطوط التبريد المَرِنَة مسمى الخراطيم. و يتم عادة تغطيتها بمادة رغوية أو لفائف من البلاستيك. هذا الغطاء يحميها من الكشط الناتج عن إهتزازات المحرك. و يتم تصميم هذه الخراطيم لتكون مَرِنَة و مانعة للإهتزازات. و يتم صنع خطوط التبريد من الفولاز، و النحاس، و الالومنيوم. و عموما يتم صنع الخطوط المَرِنَة من خراطيم مطاطية مجدولة و متوافقة مع خواص الفريون. و ينبغي تمديد خطوط التبريد بعناية لمنعها من الإحتكاك مع أجزاء المحرك المختلفة. فالبري و التآكل سيسبب في التسريب السريع عند نقط التلامس. و يتم إستخدام وصلات بين خطوط التبريد لزوم أعمال الصيانة. و يتم تركيبها على أجزاء المنظومة بوسائل مختلفة:
-
وصلة توسيع.
-
وصلة أحادية أو مزدوجة مانعة للتسريب.
-
وصلة مزودة بكلّابة خراطيم.
-
وصلة بقفل زنبركي.

شكل 28.25:
الوصلات النمطية الخاصة بربط خطوط التبريد هي وصلة كلّابة الخراطيم، و وصلة مانعة للتَسَرُّب، و وصلة توسيع. (قسم مشعاع هريسون، شركة جنرال موتورز.)

شكل 28.26:
وصلة التجميع ذات القفل الزنبركي
شكل 28.25 يبين أول ثلاثة وصلات. أما الوصلة ذات القفل الزنبركي فيبينها شكل 28.26. و يتم تثبيت نصفي الوصلة عن طريق حامل زنبركي داخل قفص دائري. و عند التجميع بين نصفي الوصلة نجد أن الطرف المتسع من الوصلة الأنثى ينزلق خلف الحامل الزنبركي داخل القفص. و يعمل كلا من الحامل الزنبركي و القفص على منع الطرف المتسع من الوصلة الأنثى من الإنسحاب خارج القفص.
يختلف مقاس الخراطيم على حسب قدرة المكيف، و حالة الفريون. فالخطوط التي يتدفق فيها الفريون في صورته الغازية أكبر من الخطوط التي يتدفق فيها الفريون في صورته السائلة. و مقاس الوصلات لابد ان تكون متوافقة مع مقاس المواسير التي تربطها حتى لا يؤثر ذلك سلبا على قدرة المكيف.
أي تغيير في مسار خطوط التبريد ينبغي أن يتم عن طريق أكواع ذات أقطار كبيرة حتى لا يحد ذلك من تدفق الفريون. فضلا عن تثبيت هذه الخطوط و ربطها ربطا جيدا و ذلك للحيلولة دون تلامسها مع جسم المحرك الساخن و منع تآكلها. و ينبغي السماح بأن تكون أطوال الخراطيم الواصلة إلى الضاغط كافية لتسمح بحركة المحرك على قواعده الماصة للإهتزازات.
خطوط المواسير الجديدة يتم توريدها كاملة بأغطية و سدادات و ذلك للمحافظة علي نظافتها الداخلية و خلوها من الرطوبة. و هذه الأغطية و السدادات لا ينبغي إزالتها إلا قبل التركيب مباشرة لمنع دخول الملوثات إليها. و حيث أن معظم وصلات خطوط التبريد تحتاج إلى التزييت قبل التركيب – لزوم منع التسريب – فلابد من الرجوع إلى مواصفات مصنّع السيارة قبل القيام بهذه العملية. و كثير من المصنعيين يوصون بإستخدام زيوت معدنية لتزييت الوصلات المستخدمة في أنظمة R-12. أما الزيت الوحيد المعتمد لأنظمة R-134a فهو زيت PAG (بولي ألكالين جلايكول). فعملية التزييت تساعد على منع التَسَرُّب من هذه الوصلات.
-
أجهزة التحكم
إن أجهزة التحكم الخاصة بمكيفات هواء السيارات تشبه عمل أجهزة تحكم أجهزة التكييف و التبريد الأخرى. فهي تسمح بمرور الفريون ذو الضغط و درجة الحرارة المرتفعة خلال صمام خانق ثم يتمدد حجمها بسرعة. فهذا التمدد يتسبب في إنخفاض ضغط و درجة حرارة الفريون و يبدأ في الغليان و إمتصاص الحرارة.
يوجد ثلاثة أنواع من أجهزة التبريد شائعة الإستخدام في مكيفات هواء السيارات:
-
صمام تمدد حراري (TEV).
-
صمام تمدد طراز H.
-
صمام خانق (أنبوبة تمدد شعرية).
يستخدم صمام التمدد الحراري في خنق الفريون قبل دخوله إلى المبخر. و يعمل ذلك الصمام TEV وفقا لدرجة حرارة الفريون عند خروجه من المبخر عند الضغط المنخفض. كما أن فصل 5 يوضح مبادئ و مفاهيم التشغيل و الصيانة لهذه الأنواع من الصمامات.
شكل 28.27 يوضح نظام نمطي من أنظمة تكييف هواء السيارات التي تستخدم صمام تمدد حراري و خزان التجميع و التجفيف. و هذا النوع من صمامات التمدد الحرارية يستخدم أنبوبة إستشعار لقياس درجة حرارة مخرج المبخر. و ينبغي أن يتم تثبيت أنبوبة الإستشعار تثبيتا محكما على مخرج المبخر. كما يجب عزلها عزلا جيدا عن حرارة المحرك.
طريقة عمل صمام التمدد طراز H مماثل لطريقة عمل صمام التمدد الحراري. و نجد أن عدداً كبيراً من صمامات التمدد طراز H تحتوي على قاطع للكهرباء للضغط المنخفض على قاعدة الصمام. و يجب مراعاة عدم خدش اسطح التركيب عند صيانة هذه الصمامات. شكل 28.28 يوضح صمام التمدد طراز H، و محول فك و ربط التعشيق، و قاطع الكهرباء للضغط المنخفض.

شكل 28.28:
صمام تمدد طراز H ملحق به محول لفك و ربط التعشيق.
أنبوبة التمدد الخانقة (الأنبوبة الشعرية) يمكن تركيبها في أي مكان بين مخرج المكثف و مدخل المبخر. و يتم إستخدامها بدلا من صمام التمدد الحراري. و تعتبر أنبوبة التمدد الخانقة هي الخط الفاصل بين نصف المنظومة ذات الضغط المرتفع و النصف الآخر ذو الضغط المنخفض. و مع ذلك فإن طريقة عملها لا تعتمد على المقارنة بين ضغط المبخر و درجة حرارته.

شكل 28.27:
دائرة تبريد ذات صمام التمدد الحراري و خزان التجميع و التجفيف

شكل 28.29:
دائرة تبريد بسيطة لنظام تكييف هواء نمطي. لاحظ تتدفق الفريون. (قسم محركات بويك، شركة جنرال موتورز).
فهي عبارة عن صمام خانق ثابت يتدفق من خلاله الفريون طبقا لفرق الضغط بين مدخله و مخرجه. و فصل و تشغيل الضاغط و تغيير مشوار إزاحته يحدد معدل تدفق الفريون. شكل 28.29 يوضح دورة تبريد تستخدم أنبوبة تمدد خانقة. و هذه الدورة شائعة الإستخدام نظرا لبساطتها.
يوجد على مدخل و مخرج أنبوبة التمدد الخانقة صفايات لترشيح الفريون. فهذه الصفايات تلتقط أي عوالق قد تدخل إلى المنظومة و تتدفق مع الفريون. و أنبوبة التمدد الخانقة غير قابلة للصيانة و لابد من إستبدالها إذا ظهرت بها أي عيوب.
-
الفريون
الفريون الذي إستخدمه مصنعين السيارات بشكل تقليدي كان غاز R-12. و العلماء المهتمين بشئون البيئة أبدو قلقهم من إستخدامات غاز R-12. فغازات الكلورو فلورو كربون المكونة لغاز R-12 قد تتسبب في فساد طبقة الأوزون بالكرة الأرضية. فهذه الطبقة المتواجدة في طبقات الجو العليا تساعد في الحد من عبور الأشعة الشمسية فوق البنفسجية خلال الهواء الجوي.
هذه الإكتشافات جعلت الأمم المتحدة و وكالة حماية البيئة الأمريكية تصدر أحكاما متعلقة بذلك الموضوع لحماية البيئة. فلم يعد يسمح أثناء عمليات الصيانة بتصريف غاز R-12 في الهواء الجوي. بالإضافة إلى أن هذه الأحكام ستؤدي إلى التخلص التدريجي من عمليات إنتاج غاز R-12.
حاليا يتم إستخدام غاز R-134a كبديل لغاز R-12. و حيث أن درجة غليان R-134a أعلى فسوف يتطلب ذلك إنتقال مزيد من الحرارة في خلال المكثف للحفاظ على نفس القدرة التبريدية التي يحققها غاز R-12. بالإضافة إلى أن غاز R-134a لا يحتوي على أي من غازات CFC و ليس لها أي تأثير ضار على الهواء الجوي للكرة الأرضية.
إن غاز R-12 و غاز R-134a غير متوافقان و لا ينبغي أبدا مزجهم في منظومة تكييف الهواء. كما لا ينبغي مطلقا إستخدام غاز R-134a كبديل لغاز R-12. و يستثنى من ذلك الأنظمة التي تم تعديلها لتتقبل غاز R-134a. فلابد دائما من إتباع إرشادات مصنعين أجهزة التكييف.

شكل 28.30:
مقارنة بين المكونات المطلوبة لكلا من نظام التبريد الذي يعمل بغاز R-12 و غاز R-134a. (شركة كريسلار)
التحويل من نظام R-12 إلى نظام R-134a يمكن أن يكون بسيط في بعض الأنظمة حيث أن كثير من المصنعين قد توقعوا ذلك التغير. و ذلك لأنهم قد أدرجوا العديد من المكونات المتوافقة مع غاز R-134a في أنظمتهم الحديثة. أما عملية تحويل الأنظمة القديمة فقد تتطلب تعديلات كبيرة لإمكانية تشغيلها تشغيلا صحيحا بغاز R-134a.
إن الفنيين ستقابلهم تغيرات ملحوظة أثناء صيانتهم و إصلاحهم للانظمة التي تعمل بغاز R-134a. فقطر صمامات الصيانة الخاصة بالضغط المنخفض و المرتفع قد تم تكبيرها لمنع الإستخدام غير المقصود لغاز R-12 بدلا من R-134a. فقد تم تصميمها لتكون وصلات سريع بدلا من الوصلات المقلوظة. أنظر شكل 28.30.
-
الزيوت
ينبغي أن نستخدم فقط زيوت معدة خصيصا للإستخدام في انظمة التبريد. فهذه الزيوت تدور خلال المنظومة مع الفريون، مع ملاحظة أن معظم الزيت يظل في الضاغط. فالضاغط لابد أن يتم تزيته سواءا في الظروف الحارة أم الباردة. و لابد أن يحتفظ الزيت بجفافه، و نقاءه، و خلوه من المواد الشمعية. و ذلك لانهم وجدوا أن أصغر كمية من الرطوبة من الممكن أن تتجمد في أجهزة التحكم أو تكون رواسب مما تتسبب في تعطل منظومة التبريد. فصل 2 و 9 يوضحان خصائص زيوت التبريد.
لابد من الرجوع إلى مواصفات مصنّع السيارة قبل إضافة الزيت إلى منظومة التبريد. فالضواغط المختلفة قد تستخدم زيوت لها معاملات لزوجة مختلفة. فمنظومات سائل تبريد R-12 تستخدم زيت لزوجته 525. و منظومات سائل تبريد R-134a تستخدم زيت البولي ألكالين جليكول الصناعي PAG.
و كما هو الحال مع سوائل التبريد فلابد من إستخدام الزيت المناسب في المنظومة التي يعمل بها. فإذا لم يتم إستخدام الزيت المتوافق مع المنظومة فإن الفريون سوف لا يكون قادر على حمل الزيت خلال المنظومة مما يتسبب في تلف أو إنهيار مكونات المنظومة.
-
صمامات الصيانة
مجموعة متنوعة من صمامات الصيانة يتم إستخدامها في أنظمة تكييف السيارات. من ضمن هذه المجموعات صمامات الصيانة القياسية الأمامية ذات الكراسي الخلفية (وحيدة المخرج و ثنائية المخرج) (أنظر فصل 2 و 15). و من ضمنها أيضا صمام الدخول (أنظر فصل 12).
إن كل الأنظمة لديها الوسائل التي تمكنها من تركيب عدادات الضغط المرتفع و المنخفض على المنظومة. و هذه الوسائل تسمح بإجراء اختبارات الضغط اللازمة و تمكن من شحن المنظومة و إضافة الزيت إليها.
إن دوائر R-12 و R-134a لها أنواع مختلفة من صمامات الصيانة و ذلك لمنع الخلط بين سوائل التبريد المختلفة. شكل 28.31 يبين وصلة الضاغط الخاصة بسائل تبريد R-12. أما شكل 28.32 فيبين نوعين من أنواع صمامات الصيانة المستخدمة في أنظمة R134a.

شكل 28.31:
تحميلة ضاغط مجهزة بصمام إبرة.

شكل 28.32:
وصلات الصيانة الخاصة بالضغط المرتفع و المنخفض. إختلاف المقاسات يمنع الفنى من الخلط بين خطوط الصيانة المرتفعة و المنخفضة. (شركة كليسلر)
أنظمة R-12 السابقة كانت تتطلب مشتركات مخصوصة لكل وصلة مختلفة بإختلاف مصنّع السيارة. أما كل أنظمة R-134a فلها نفس مقاس وصلة الضغط المرتفع و وصلة الضغط المنخفض.
جمعية مهندسين مصنّعي السيارات (SAE) قد أنشئوا مواصفات لصمامات الصيانة. و قد إلتزمت كل مصانع السيارات بهذه المواصفات. و ذلك يضمن أن مجموعة عدادات R-134a القياسية يمكن إستخدامها لأي منظومة R-134a بغض النظر عن طراز السيارة أو نوعها.
-
الأنظمة الكهربائية
الأنظمة الكهربائية بالسيارات يتم تغذيتها بتيار مستمر مصدره هو البطارية و المولد الكهربائي. و معظم الأنظمة تعمل تحت فرق جهد مقداره 12V (في الواقع 12.6V). و يزيد فرق الجهد إلى مستوى يتراوح من 13V إلى 15V عند دوران المحرك.
و يتم توزيع التيار الكهربائي على أجزاء السيارة المختلفة عن طريق مجموعة من الأسلاك الكهربائية. و بشكل عام هذه الأسلاك ملفوفة داخل خراطيم و تنتهي بوصلات مسمارية عند أطرافها.
-
توزيع الهواء
يتطلب توزيع الهواء في أنظمة التدفئة، و التهوية، و تكييف الهواء، و إزالة الجليد. و يتحقق توزيع الهواء من خلال إستخدام القنوات الهوائية، و بوابات التهوية، و فتحات التهوية. و معظم أنظمة التكييف البسيطة تستخدم نظام توزيع ذو تحكم يدوي يخدم منطقة واحدة.

شكل 28.33: نظام توزيع الهواء ذو التحكم الآلي الذي يخدم منطقة واحدة و منطقتان. لاحظ الصمامات المستخدمة للتحكم في تدفق الهواء. (مجموعة الخدمات التقنية، شركة جنرال موتورز).
و يتم سحب الهواء إلى وحدة تكييف السيارة من مخارج التهوية عن طريق المروحة. ذلك الهواء قد يأتي من خارج السيارة عن طريق فتحة التهوية الموجودة تحت الزجاج الامامي أعلى غطاء المحرك. كما يمكن أن يتم سحب الهواء إلى وحدة التكييف من داخل كابينة الركاب عندما يتم ضبط نظام التكييف على وضع التدوير. ثم يمر الهواء على قلب السخان، أو المبخر، أو كلاهما. ثم يتم توزيع الهواء المكييف إلى النوافذ الجانبية، أو النافذة الأمامية، أو مخارج لوحة العدادات، أو المخارج الأرضية. و يتم تقسيم أنظمة التكييف بالسيارات طبقا لنوع نظام توزيع الهواء المستخدم و نوع وسيلة التحكم المستخدمة. و توجد أربعة أنواع من الأنظمة شائعة الإستخدام و هي كالتالي:
-
تحكم يدوي يخدم منطقة واحدة
-
تحكم آلي يخدم منطقة واحدة
-
تحكم آلي يخدم منطقتان
-
تحكم آلي يخدم ثلاثة مناطق
شكل 28.33 يوضح توزيع الهواء المستخدم في أنظمة التكييف ذات التحكم الآلي الذي يخدم منطقة واحدة و الذي يخدم منطقتان.
نظام التحكم اليدوي الذي يخدم منطقة واحدة يستخدم بَوَّابَة تحكم يدوية لتوزيع الهواء إلى كابينة الركاب. أما نظام التحكم الآلي الذي يخدم منطقة واحدة يستخدم محرك كهربائي لتحريك البوابات الهوائية داخل وحدة التكييف و نظام تحكم آلي لضبط درجة الحرارة داخل كابينة الركاب عن طريق أجهزة تحكم موجودة في لوحة العدادات.
نظام التحكم الآلي الذي يخدم منطقتان يستخدم نظام تحكم يسمح لكلا من السائق و الراكب المجاور له بضبط درجة الحرارة لكل واحد منهما على حدى. فنظام توزيع الهواء الموجود في وحدة التكييف يتم ضبطة تلقائيا للمحافظة على راحتهما. أما النظام الذي يخدم ثلاثة مناطق فيسمح للسائق و الراكب المجاور له و الركاب بالمقعد الخلفي بضبط درجة الحرارة التي يرغبون فيها.
-
المراوح
يتم إستخدام مراوح عقربية (نابذة أو ذات قفص سنجابي) لتدوير الهواء في السيارة. و يتم إدارة المراوح عن طريق محركات كهربائية – عادة ذات فرق جهد 12V. و عموما يتم تركيب المراوح على وصلات مَرِنَة للحد من الضوضاء. و قد تكون ذات سرعة وحيدة، أو متعددة السرعات، أو متغيرة السرعة.
محركات المراوح أما أن تكون ذات عمود إدارة وحيد أو مزدوج. و هي مزودة بكراسي محكمة لا تحتاج في العادة إلى التزيت.
يمكن التحقق من حمل المحرك الكهربائي بإستخدام أميتر. و يتم وضع الأميتر على الاسلاك الموصلة إلى محرك المروحة. فإذا كانت قراءة الأميتر أعلى من مواصفات كتيب الخدمة، أو إذا إرتفعت درجة حرارته عن درجة الحرارة الطبيعية، فقد يكون بالملف ماس كهربائي. فعند حدوث ذلك قم بفك المحرك الكهربائي ثم تحقق منه مرة أخرى، و إستبدله إذا كان معيوب. أما إذا كانت القراءة أقل من المواصفات، فقد تكون وصلاته الكهربائية سائبة أو عليها أوساخ. إستخدم الفولتميتر للتحقق من إنخفاض الجهد. و معظم هذه المحركات مغلقة و تتطلب الإستبدال عند ظهور أي عيوب بها.
-
القنوات الهوائية
في العادة يتم تركيب القنوات الهوائية الخاصة بنظام تكييف الهواء في لوحة القيادة. و غالبا ما تكون مزودة بفتحات هواء قابلة للضبط. و الفتحات الهوائية الخاصة بإذالة الجليد موجودة في أعلى لوحة القيادة. فهي توجه الهواء إلى الأعلى و على الزجاج الأمامي للسيارة. أما القنوات الهوائية الخاصة بالتدفئة ففي العادة تكون أسفل لوحة القيادة بالقرب من ارضية كابينة الركاب. و في بعض الحالات يتم مدها إلى المقاعد الخلفية.
و يتم عمل القنوات الهوائية من المعدن أو البلاستيك. و يتم تصميم هذه القنوات على سرعات عالية إلى حد ما. (فالضوضاء الناتجة عن حركة الهواء في السيارات ليست بأهمية الضوضاء في المكاتب و المباني السكنية.)
نظام القنوات الهوائية تحتوي على الأتي:
-
مدخل للهواء المتجدد.
-
مدخل للهواء المدار.
-
قطاع للمبخر.
-
حوض صرف و وصلة صرف.
-
صندوق لتجميع الهواء.
-
مخارج لهواء التكييف (البارد و الدافئ):
-
إذالة الجليد أو الثلوج من على الزجاج.
-
فتحات هوائية.
-
لوحة العدادات.
-
الأبواب.
-
المقاعد الخلفية.
-
-
-
بوابات لضبط تدفق الهواء:
-
يدوية.
-
نيوماتية.
-
كهربائية.
-
-
مخارج هوائية.
و يتم وضع قلب السخان و المبخر في العادة على التوالي (بغض النظر عن تدفق الهواء). فنفس نظام القنوات الهوائية مستخدم لكلا النظامان. قد يتم التحكم في البوابات الهوائية عن طريق أسلاك معدنية، أو محركات كهربائية، أو بطريقة نيوماتية – يشار إليها أيضا بمضاعفات الحركة. شكل 28.34 يبين مسار هواء التكييف الشائع الإستخدام.

شكل 28.34:
نظام القنوات الهوائية و صندوق تجميع الهواء يستخدم العديد من البوابات
للتحكم في مسار تدفق الهواء داخل مكيف الهواء. (قسم فورد لخدمة العملاء)
-
العزل
إن معظم السيارات معزولة حراريا. فالألياف الزجاجية، و الصوف الزجاجي، و العديد من العوازل المَرِنَة و المنخفضة التوصيل الحراري مستخدمة في السيارات. (أنظر إلى المقطع رقم 27.1.2 لمناقشة معامل التوصيل الحراري).
إن المساحات الزجاجية الكبيرة في السيارات تسمح بتَسَرُّب كميات حرارة كبيرة ، فهي تسمح بوجود حمل كبير من الأشعة الشمسية داخل السيارة. و مع ذلك فإستخدام الزجاج الملون يحد بشكل كبير من حمل الأشعة الشمسية. كما أن ألوان السيارات الفاتحة تمتص قدر من الاشعة الشمسية اقل من الذي تمتصة الألوان القاتمة.
عادة يتم وضع العزل الحراري على ظهر مقاعد السيارة الخلفية، فذلك يمنع الحمل الحراري المنتقل من صندوق السيارة الخلفي. كما أن جسم السيارة يجب أن يكون مانع للتَسَرُّب عند كل الوصلات، و جوانات الأبواب لابد أن تكون في حالة جيدة. فإن جسم السيارة يخضع لإختبارات تَسَرُّب الهواء فضلا عن تَسَرُّب المياه.
-
أنواع أنظمة التحكم
تتنوع أنواع أنظمة التحكم المستخدمة في أنظمة تكييف السيارات تنوعا كبيرا. فرغم أن مصنّعين السيارات قد يستخدمون نفس نظام التبريد، إلا أن أنظمة تحكمهم في الضاغط و مجموعة مناولة الهواء يمكن أن تختلف إختلافا كبيرا بينهم. و لذلك قد يصعب صيانتها و إكتشاف أعطالها. يتم إستخدام نوعان من أنظمة التحكم على نطاق واسع: نظام التحكم اليدوي و نظام التحكم الآلي. و كلا النظامان يستخدمان نفس المكونات الأساسية في دورة التبريد و مجموعة مناولة الهواء. و وجه الإختلاف بين النظامان هو في أسلوب التحكم في هذه الأجهزة.

شكل 28.36: خطوط الخلخلة و المخلخل الميكانيكي المستخدم في أنظمة تكييف هواء السيارات. الخلخلة يوفرها محرك السيارة (شركة فورد للمحركات).
-
نظام التحكم اليدوي
تتطلب أنظمة التحكم اليدوية من سائق السيارة تشغيل الأجهزة الموجودة على لوحة التحكم للحصول على درجات الحرارة المطلوبة داخل السيارة، أنظر إلى شكل 28.35. فإذا كانت درجة الحرارة داخل السيارة مرتفعة، فلابد أن يقوم سائق السيارة بتغيير سرعة المروحة أو ضبط درجة الحرارة على قيمة أقل.
نظام التحكم اليدوي يضبط درجة حرارة السيارة عن طريق العديد من الطرق التصميمية المختلفة. أحدى التصميمات تستخدم أزرار و كابل متصل بلوحة التحكم. و يعمل الكابل على تشغيل بوابات ضبط درجة الحرارة و توزيع الهواء، و تقوم الأزرار بتشغيل الضاغط و المروحة.
أما الطريقة الأخرى فتستخدم أيضا أزرار لتشغيل الضاغط و المروحة. و مع ذلك فإن هذا النظام يستخدم مخلخل ميكانيكي أو مضاعف للحركة بدلا من الكابل. فالضغط المخلخل الذي يوفره محرك السيارة أو الطلمبة يتم توجيهه عن طريق جهاز تحويل إلى أجزاء التكييف المختلفة، فيعمل على تشغيل مجموعة مناولة الهواء و التحكم في درجة الحرارة. شكل 28.36 يبين نموذج من أنظمة التحكم النيوماتية.
أما النظام الثالث من أنظمة التحكم اليدوية فيستخدم الأجهزة الإلكترونية. فأذرعة و أزرار لوحة التحكم الخاصة بالسائق مرتبطة على التوالي بمعالج بيانات رقمي أو كمبيوتر. فعندما يختار السائق وضع من الأوضاع المطلوبة، يقوم الكمبيوتر بإنتقاء البَوَّابَة الصحيحة عن طريق محرك كهربائي. كما يقوم بالتحكم في سرعة المروحة أو زمن تشغيل الضاغط عن طريق إستخدام نوابض توصيل كهربائية.

شكل 28.35:
لوحة التحكم اليدوية في التكييف. لاحظ زراع التحكم في درجة الحرارة (شركة كريسلار)
-
نظام التحكم الآلي
نظام التحكم الآلي يشار إليه في بعض الاحيان بالتحكم المناخي. في هذا النظام يقوم سائق السيارة بكل بساطة بإدخال درجة الحرارة المطلوبة على لوحة التحكم. فيقوم نظام التحكم بضبط العديد من الاجهزة بطريقة تلقائية لتحقيق درجة الحرارة و معدل تدفق الهواء المطلوب. أنظر شكل 28.37.
عنصر التحكم الرئيسي في هذا النظام هو حساس درجة الحرارة الداخلية للسيارة، و هو في العادة مستحر (ثرمستور). فكلما تغيرت درجة حرارة كابينة الركاب، كلما تغيرت مقاومة الحساس.

شكل 28.37:
لوحة التحكم الإلكترونية. لاحظ الإختيارات المتعددة لدرجات الحرارة (قسم محركات كاديلاك للسيارات، شركة جنرال موتورز)
من أحد أنواع الأنظمة نظام يعمل من خلال إستخدام جهاز تحكم في التكييف، و هو الجزء الرئيسي في النظام. فهو يستخدم درجة الحرارة التي قام بقياسها الحساس لحساب مقدار الزيادة في التدفئة أو التبريد المطلوب. كما يقوم جهاز التحكم بضبط وضع البوابات الهوائية، و سرعة المروحة، و ضبط الضاغط. فهو يحدد كل أوضاع مكونات النظام. إن مخطط التحكم الإلكتروني لنظام التحكم التلقائي في المناخ مبين في شكل 28.38. كما أن ذلك النظام يستخدم حساسات خاصة بدرجة حرارة الجو الخارجي، و درجة حرارة الهواء بالسيارة، و الحمل الحراري لمراقبة ظروف السيارة الحرارية.
و نوع آخر من الأنظمة بمزيد من الطرق اليدوية. فالحساس الداخلي موصل على التوالي بوسائل التحكم في البوابات و المروحة بجهاز التحكم في التكييف HVAC. فكلما تغيرت مقاومة الحساس، يتم إرسال قيمة التغير إلى وحدة التكييف. و تدل الإشارة على التغير المطلوب في وضع البَوَّابَة و سرعة المروحة. و يمكن تحقيق ذلك عن طريق إستخدام مضاعف حركة كهربائي أو نيوماتي أو كلاهما.
جهاز التحكم في التكييف HVAC
قد يكون جهاز التحكم في التكييف HVAC جزء من أجزاء لوحة التحكم، و قد يكون جزء منفصل عنها. و قد تكون جزء من أجزاء المكونات الإلكترونية التي تتحكم في العديد من الأنظمة بالسيارة. يقوم جهاز التحكم في التكييف HVAC بإستقبال الإشارات الصادرة من العديد من الحساسات الموجودة بالسيارة بالإضافة إلى الإشارات الصادرة من لوحة التحكم. ثم يقوم بتحليل تلك الإشارات للإستفادة منها في التحكم في النظام. و يتصف جهاز التحكم بأنه قطعة واحدة مغلقة تحتوي على العديد من الوصلات المسمارية اللازمة للتوصيلات الكهربائية. كما أنه غير قابل للإصلاح و يحتاج إلى الإستبدال عندما يعطب.
إن الإشارة الأساسية التي يحتاجها جهاز التحكم هي الإشارة الصادرة من المستحرات. و بعض أجهزة الإستشعار الشائعة الإستخدام هي كالتالي:
-
حساس درجة الحرارة داخل السيارة.
-
حساس درجة حرارة الجو الخارجي.
-
حساس حمل أشعة الشمس (حساس ضوئي).
-
درجة حرارة سائل تبريد محرك السيارة.
-
حساس درجة حرارة المكثف.
-
حساس درجة حرارة المبخر.
حساس درجة الحرارة داخل السيارة يقيس درجة الحرارة الفعلية داخل كابينة الركاب بالسيارة. فهذه المعلومة يتم إستخدامها لضبط سرعة المروحة، و وضع بَوَّابَة خلط الهواء الدافئ بالبارد، و تشغيل الضاغط. كما أنها تستخدم لضبط معدل تدفق سائل تبريد محرك السيارة في قلب السخان. و عادة يتم تركيب ذلك الحساس خلف لوحة العدادات بالسيارة.
عادة يتم تركيب حساس درجة حرارة الهواء الخارجي بالقرب من مشعاع المحرك. فذلك الوضع يسمح بتدفق الهواء على الحساس كلما تحركت السيارة. و يمكن إستخدام ذلك الحساس للتحكم في عملية خلط الهواء بالسيارة. كما يمكن إستخدامة لمنع تشغيل الضاغط أثناء الطقس البارد. و أيضا قد يمد سائق السيارة بمعلومات عن درجة حرارة الجو الخارجي.
عادة يتم وضع حساس حمل الأشعة الشمسية تحت النافذة الأمامية فوق لوحة العدادات. و يستهدف ذلك الحساس بإستشعار كميات الأشعة الشمسية الساقط عليه. ففي الأيام المشرقة قد يتم إستخدام مخرجات ذلك الحساس للسماح بعمل تبريد إضافي يعمل على تعويض حمل الأشعة الشمسية.
قد يتم وضع حساس درجة حرارة سائل تبريد محرك السيارة في الخرطوم الواصل بين المحرك و قلب السخان، أو قد يتم تركيبها داخل قميص مياه التبريد. و ذلك الحساس قد يتم إستخدامه للتحكم في تشغيل السخان. و ايضا يمكن إستخدامه لفصل الضاغط عندما ترتفع درجة حرارة المحرك أكثر فوق قيمة محددة.
يتم وضع حساس درجة حرارة المكثف بين المكثف و صمام التمدد الحراري. و يتم وضع حساس درجة حرارة المبخر بين صمام التمدد الحراري و المبخر. و قد يتم إستخدامهما لمراقبة ضغوط الفريون. ( و يتضمن ذلك مراقبة زيادة الضغط المرتفع أو إنخفاض الضغط المنخفض). و هذه الحساسات هي بعضاً من الحساسات التي قد يتم إستخدامها للتحكم في نظام التحكم المناخي بالسيارة.
أن بعض أنظمة المكيفات يتم ربطها بجهاز التحكم الخاص بالمحرك. فتحت ظروف تحميل معينة يقوم جهاز تحكم السيارة بفصل الضاغط، و ذلك للسماح بعمل تسارع في وقت أقصر.
قد تحتوي بعض الأنظمة على العديد من أجهزة التحكم. و عادة يتم توصيلهم ببعض عن طريق كابل ناقل للبيانات. و هذه الطريقة تمكنهم من التواصل بين بعضهم البعض، شكل 28.39. فعلى سبيل المثال عندما يحتاج سائق السيارة إلى تشغيل المكيف من خلال لوحة التحكم، يقوم جهاز التحكم بالتواصل مع جهاز تحكم المحرك لكي يقوم بتشغيل الضاغط. فإذا كانت الظروف سليمة يقوم المحرك بتشغيل الضاغط. كما يقوم بتشغيل مروحة المكثف إذا كانت السيارة تتحرك ببطئ. كما قد يقوم جهاز التحكم في التكييف بالتواصل مع وحدة التحكم في المروحة لتشغيل مروحة المبخر. كل هذه العمليات تتم في جزء من الثانية.

شكل 28.38: المخطط الكهربائي لنظام التحكم الآلي في المناخ. لاحظ إستخدام حساسات درجة حرارة الجو الخارجي، و الداخلي، و حساس الحمل الحراري .

شكل 28.39: دائرة التحكم الكهربائية في نظام تكييف هواء السيارات. لاحظ الحساسات المتنوعة المستخدمة للدلالة على درجات الحرارة في الأماكن المختلفة. و لاحظ ايضا أن الوحدات المختلفة كاملة بخطوط نقل معلومات لتمكينهم من التواصل مع بعضهم البعض.
تشخيص العيوب الإلكتروني
إن العديد من الأنظمة الإلكترونية للتحكم في تكييف الهوء داخل السيارة بها قدرات تشخيصية ذاتية. هذه الميزة تساعد على تحديد المشاكل و المكونات التي بها خلل. ففي أنظمة التشخيص الذاتية يستطيع الكمبيوتر إستشعار أخطاء المنظومة. كما يستطيع تنبيه الفني و السائق بطرق مختلفة.
و من أحدى الطرق الأساسية إظهار وميض على شاشة التحكم الخاصة بالتكييف. فعلى سبيل المثال نجد أن الخطأ في دائرة درجة الحرارة يظهر على شكل وميض على شريط درجة الحرارة على شاشة لوحة التحكم. و ذلك ينبه الفني إلى ضرورة إجراء تشخيص على الدائرة الكهربائية لتلك المنظومة.
إن بعض الأنظمة يمكن ضبطها على وضع التشخيص بلمس مجموعة من أزرار على لوحة التحكم، أو بتوصيل سلك بين طرفي دائرة إختبار. و بتلك الطريقة قد تظهر المنظومة رقم كودي أو تومض لمبة بيان. كما يوجد جدول بكتيب الخدمة و الصيانة يشرح ما يعنية كل رقم أو كود، فضلا عن شرحها للخطوات التشخيصية المناسبة الواجب إتباعها. و قد يتم إستخدام وحدة تشخيص منفصلة محمولة في اليد للمعرفة كود التشخيص و المعلومات عن السيارة. أنظر إلى شكل 28.40.
إن لوحة التحكم الخاصة بالتكييف أو وحدة التشخيص المحمولة في اليد بمثابة مركز للمعلومات. فهي قد تسمح بظهور العديد من البيانات: فرق الجهد على موتور المروحة، و وضع البوابة الهوائية، و درجة حرارة المكثف و المبخر، و ظروف المكونات الأخرى. و يمكن للفني الرجوع إلى البيانات التي تظهر على لوحة التحكم و المعلومات التي ذكرها المصنّع في كتيب الخدمة و الصيانة. و بالتالي يمكن معرفة أسباب المشكلة بشكل سريع و بناء عليه إتخاذ الخطوات الضرورية لتصحيح هذه المشكلة. إرجع إلى شكل 28.41.
ينبغي التعامل بحرص مع الأجهزة الإلكترونية الخاصة بعملية الإختبار. فالعديد من المكونات الإلكترونية تعمل على فرق جهد أقل من التي تعمل عليه أنظمة السيارة الأخرى. فإتخاذ إجراءات غير سليمة أثناء الإختبار أو تعريض المكونات الإلكترونية إلى شحنات إستاتيكية يمكن أن يتسبب في تلف هذه المكونات. و لذلك إتبع دائما إجراءات الصيانة الصحيحة التي أوصت بها جهة التصنيع.

شكل .4028:
جهاز التشخيص المستخدم لتحليل نظام تكييف الهواء بالسيارات. هذه المجموعة تسمح للفني بإجراء الخطوات بالإستعانة بالبيانات الظاهرة على الشاشة. كما أنها تحد من الحاجة إلى جداول الإجراءات. (شركة كريسلار)
قواطع التحكم و حماية الضاغط
يتم إستخدام العديد من الأجهزة لحماية الضاغط من الضغوط المفرطة. و عادة ما يتم توصيل هذه القواطع على التوالي مع الدائرة الكهربائية الخاصة بتعشيق الضاغط. و مع ذلك يمكن أن يقوم كمبيوتر السيارة بمتابعة هذه العملية إذا تم تجهيزه لهذا الغرض. و يقوم قاطع الضغط العالي بمنع الضاغط من العمل تحت الضغوط المفرطة في الإرتفاع. و عادة ما يتم تركيب هذا القاطع على جسم الضاغط. فعندما يتجاوز الضغط العالي مقدار معين يقوم القاطع بفتح الدائرة الكهربائية المغذية لتعشيق الضاغط.و عندما يعود الضغط إلى مقداره الطبيعي يقوم القاطع بتوصيل نفس الدائرة لإعادة تشغيل الضاغط.
في العادة يتم تركيب قاطع الضغط المنخفض على خزان التجميع و التجفيف. و يقوم ذلك القاطع بحماية الضاغط من التلف نتيجة تشغيله و شحنة الفريون ضعيفة. فعندما يتجاوز الضعط المنخفض مقدار اقل من ضغط التشغيل الطبيعي يقوم ذلك القاطع بفتح الدائرة الكهربائية الخاصة بتعشيق الضاغط فيتوقف الضاغط عن العمل.
كما تقوم بعض أجهزة التكييف بإستخدام وضع بوابة شحنة البنزين عندما يكون مفتوحا بالكامل أو بإستخدام حساس لوضع هذه البوابة . و كلا منهما مصمم لفك تعشيق الضاغط خلال فترات تسارع السيارة. فهذه القواطع يتم تركيبها على أجهزة التحكم في بوابة شحنة الوقود أو تعمل بإشارات من كمبيوتر محرك السيارة. و الغرض من هذه القواطع هو الحد من الحمل على المحرك عند الطلب. فعلى سبيل المثال عندما تقوم السيارة بتخطي سيارة أخرى، أو صعودها أرض شديدة الإنحدار، او عند دخولها الطرق السريعة حيث تقوم هذه القواطع بفتح الدائرة الكهربائية الخاصة بتعشيق الضاغط عندما تصل بوابات شحنة الوقود إلى وضع الفتحة الكاملة.
القواطع الحرارية
إن القواطع الحرارية مثل قواطع الضغوط كلا منهما يحافظان على درجة الحرارة الصحيحة للمبخر. فهما يعملان على توفير أقصى تبريد بدون السماح لدرجة حرارة للمبخر بالإنخفاض تحت درجة حرارة التجمد. كما أنهما يمنعان الضاغط من العمل تحت الظروف الجوية الباردة. و هذه القواطع قد يتم توصيلها على التوالي مع الضاغط أو قد يتم مراقبة ظروف التشغيل التي تستهدفها عن طريق كمبيوتر السيارة.
في العادة يتم تركيب قواطع الضغوط على مدخل خط المبخر بعد صمام التحكم في ضغط المبخر. فعندما ينخفض ضغط المبخر عن ضغط التشغيل الطبيعي يقوم القاطع بفتح الدائرة الكهربائية. و عندما يرتفع الضغط يظل القاطع مفتوح حتى يصل إلى قيمة محددة أعلى من ضغط التشغيل الطبيعي. فعادة ما يكون ضغط غلق الدائرة الكهربائية أعلى بمقدار يتراوح من 15 إلى 20psi من ضغط فتح الدائرة الكهربائية.
في العادة يتم تركيب القواطع الحرارية على جسم المبخر. و هي عبارة عن بصيلة الإستشعار المشحونة بالفريون مثبتة على خط الدخول إلى المبخر. و طريقة عملها مماثل لطريقة عمل قواطع الضغوط. إلا أن الفرق الوحيد بينهما أن درجة الحرارة بدلا من الضغط هي التي تقوم بالتحكم في فتح و غلق هذه القواطع.

شكل 28.41: خريطة أعطال نموذجية. يقوم الفني بإستخدامها لتحديد الأعطال بتكييف هواء السيارة و إصلاحها. (قسم محركات بويك، شركة جنرال موتورز).
-
تكييف هواء الحافلات و الشاحنات
إن العديد من كبائن الشاحنات ، و الحافلات، و الجرارات الزراعية، و المحاريث، مكيفة الهواء. و بعض أنظمة الشاحنات تستخدم مكثف منفصل يتم تركيبه على سطح الكابينة. و ذلك التركيب يبعد المكثف عن مشعاع المحرك، مما يمكن المشعاع من العمل بكامل كفاءته. و في ذلك أهمية خاصة خلال فترات الجر الطويلة على التعشيق المنخفض الذي قد يتسبب في سخونة المحرك.
شكل 28.42 يوضح وحدة تكييف قائمة بذاتها من التي يتم إستخدامها في الشاحنات الصغيرة. و يتم شحن مثل هذه الأنظمة بسائل تبريد R-134a. و يتم تصميمها لكي تقوم بحماية أنواع البضائع الحساسة لتغير درجات الحرارة من 55°F (13°C) إلى 0°F (-18°C)على جسم شاحنة يصل طولها إلى 16′ (4.9 متر). و هذه الوحدة تعمل بضاغط متأرجح اللوح ذو 6 إسطوانات و يدار بواسطة سير. و يتم التحكم في الضاغط عن طريق تعشيق مغناطيسي يعمل بإشارة من حساس حراري. و كلا من مروحة المبخر و المكثف يحتويهما صندوق واحد.

شكل 28.42:
نظام تبريد الشاحانات الصغيرة. لاحظ الضاغط و الخطوط الواصلة بين المبخر و المكثف. (قسم كاريير للمبردات المتحركة، شركة كارير)
و هذه الوحدات تعمل تحت فرق جهد مستمر مقداره 12V. و هذه الوحدات بها نظام إزالة جليد تلقائي يعمل بخط الغازات الحارة المنطلقة من الضاغط.
بعض الحافلات تجمع بين أنظمة تكييف الهواء التي يتم تركيبها فوق سطح الكابينة و أنظمة التدفئة. و اللوحة الإلكترونية الموجودة على واجهة صندوق المبخر تتحكم في التهوية، و التدفئة، و تكييف الهواء. و جهاز التحكم في درجة الحرارة يتم تركيبه على لوحة العدادات بالقرب من السائق.
هذه الأنظمة مشابهة لمكيفات هواء السيارات. و يتم تركيبها و صيانتها بنفس الإسلوب العام.
-
صيانة مكييفات السيارات
إن صيانة أنظمة تكييف السيارات مماثل لصيانة أنظمة تكييف الهواء القياسية. إدرس فصل 12 و 15 جيدا قبل محاولة التعامل مع نظام تكييف الهواء بالسيارة. كما ينبغي دراسة كتيب تعليمات جهة تصنيع السيارة قبل التعامل مع السيارة.
إن عملية تغيير النظام من R-12 إلى R-134a يعتبر شكل من أشكال أعمال الصيانة. و لابد أن نأخذ في الإعتبار أن السيارات تختلف عن بعضها البعض وفقا لجهة الصنع، و الطراز، و سنة الصنع. و مع أن بعض السيارات لا تتطلب إلا تغيرات بسيطة، مثل نوع جوانات عزل خراطيم التكييف، إلا أن البعض الآخر قد يتطلب تركيب ضاغط جديد. و لذلك لابد من أخذ مشورة جهة تصنيع السيارة قبل محاولة تحديثها. كما يجب لصق بطاقة تعريف دائمة داخل حوض المحرك في مكان ظاهر للإشارة إلى أي منظومة قد تم تحديثها. شكل 28.43 يبين احد أنواع هذه البطاقات. كما لابد من إزالة أي بطاقات خاصة بنظام R-12 القديم من السيارة.
تبدأ الصيانة عادة بشكوى من مستخدم السيارة، أو تحدث أثناء الفحص السنوي للمنظومة. و الشكاوي الشائعة هي عدم التبريد أو ضعوفة التبريد، و الضوضاء، و التبريد المتقطع، و الإهتزازات.
قد تكون أسباب الشكوى متعددة. فلذلك قم بفحص المنظومة بشكل عام لتحديد السبب.
أسلوب تركيب مجموعة العدادات مماثلة للطريقة التي تم شرحها في فصل 12 و 15. فقم بإيقاف المحرك عند تركيب مجموعة العدادات لتجنب أي إصابات محتملة. و دائما قم بتنظيف الوصلات قبل إزالة اي غطاء أو سدادة. شكل 28.44 يوضح فني يقوم بإستخدام جهاز معتمد من إدارة حماية البيئة EPA لإعادة إسترداد شحنة الفريون.
دائما قم بتوصيل مجموعة العدادات بجهاز التكييف قبل إجراء عملية الصيانة. و لا تقوم أبدا بإستخدام مجموعة العدادات قبل طرد و تجفيف الهواء التي بداخلها و و ذلك بالسماح بتدفق كمية من الفريون خلالها من إسطوانة الفريون قبل توصيلها إلى جهاز التكييف.
صمامات الصيانة يمكن وضعها في العديد من الأماكن المختلفة. فمن الممكن أن نجدها على مدخل الضاغط أو مخرجه، أو على خزان التجميع و التجفيف، أو على خطوط الفريون. كما يمكن أن تكون جزء من أجزاء صمام التمدد.
قبل إجراء عمليات الخدمة و الصيانة في أنظمة التكييف الخاصة بالسيارات، قم بمعرفة نوعية الأداء المتوقع من هذه الأنظمة. فإن توقعات المستخدم لقدرات التبريد من الممكن أن تختلف عن قدرة تبريد نظام التكييف الفعلي أثناء الأجواء الحارة .

شكل 28.44:
فني يقوم بصيانة سيارة. لاحظ جهاز إعادة إسترداد شحنة الفريون. (شركة بنجوين للتبريد)
-
صيانة السيور
قد يتم تجهيز محرك السيارة بالعديد من الإكسسوارات التي تُدَار بالسيور. و قد تحتوي على مجموعة متنوعة من السيور. و قد يتم ضبط مقدار شد السير بواسطة شداد سيور تلقائي. و من الممكن أيضا أن تتم عملية الشد بتحريك إجزاء هذه الإكسسوارات، أو عن طريق بكرات وسيطة.
و حيث أن السيور تتمدد أثناء الإستخدام، فينبغي فحصها بشكل دوري للتحقق من حالتها. فالسيور السائبة سرعان ما تتلف تحت ظروف التشغيل. كما أن البكرات من الممكن أن تتلف أيضا نتيجة البري الذي يسببه إنزلاق السير. فقم دائما بإزالة أي زيوت من على البكرات. و يشير عادة الصرير الحاد المصاحب لزيادة سرعة المحرك على سيور سائبة أو أسطح سيور متفحمة. و رغم أن قليل من التشحيم على السيور المتفحمة قد تمنع هذا الصرير بشكل مؤفت، إلا أنه من الأفضل تغيير هذه السيور.
ينبغي إستبدال سيور الضاغط إذا ظهرت عليها علامات مثل الرواسب الزيتية، أو الشقوق، أو الحواف المتآكلة. و دائما تذكر أن قصر عمر السير أو إنقطاعه قد يكون نتيجة أحمال غير طبيعية (ضغوط زائدة). و من الأسباب الأخرى ترحيل في البكرة، أو تسريب زيتي، أو شد غير صحيح. و تذكر دائما أن ترخي السير قبل إزالته حيث أن عملية دفع السير من فوق البكرة قد يتسبب في إتلافه و ضعفه، كما يمكن أن يتسبب في إنبعاج البكرة.

شكل 28.43: أنظمة R-12 التي تم تغيرها إلى R-134a تتطلب بطاقة تعريف تنص على أنها قد تم تحديثها إلى نظام R-134a . (شركة جنرال موتورز، مجموعة الخدمات التقنية).
-
الفحص الخاص بتَسَرُّب الفريون
يمكن عمل ذلك الفحص بالوسائل التالية:
- دليل من المواد الكيميائية.
- الشعلة الخضراء.
- كاشف التسريب الفلوري فوق البنفسجي.
- كاشف التسريب الإلكتروني.
- كاشف التسريب الرغوي (فقاعات الصابون).
- طريقة إرتفاع الضغط.
هذه الطرق الخاصة بفحص التَسَرُّب قد تم توضيحها في فصل 12 و 15.
يقوم بعض الفنيين بوضع صبغة حمراء اللون مع الفريون في دائرة التبريد. فعند ظهور إحمرار على الأسطح المعدنية يشير ذلك إلى مكان التسريب.
إستخدام أسلوب الشعلة الخضراء في أنظمة R-12 يمكنه الكشف عن تَسَرُّب معدله يصل إلى حوالي 1 رطل (0.45 كجم) لكل 14 عاما. و عند إستخدام أسلوب الشعلة الخضراء يتم وضع طرف أنبوب كاشف شمّام بالقرب من الوصلات المراد فحصها. فإذا كان هناك تسريب يتم سحب جزء من الفريون المتسرب في أنبوبة الكشف. فعند مرور هذه العينة على لهب من غاز البروبان أو الأسيتالين يتحول لونه إلى اللون الأخضر.
خطر! عندما يحترق غاز R-12 يولد غازات فسفوجينية شديدة السمية. تجنب إستنشاق الغازات المصاحبة لفحص تسريب أنظمة تكييف الهواء عند إستخدام طريقة الشعلة الخضراء.
يتم إستخدام نظام كاشف التسريب الفلوري الفوق بنفسجي في أنظمة التكييف السكنية و التجارية و في السيارات. فمعظم المصابيح فوق البنفسجية المستخدمة في صيانة السيارات تستخدم مصابيح 12V التي يمكن توصيلها مباشرة على بطارية السيارة. شكل 28.45 يبين مجموعة إختبار تحتوي على حاقن لصبغة التسريب، و وصلات سريعة، و مصباح فوق بنفسجي، و نظارة فوق بنفسجية. و في هذه الطريقة يتم إستخدام إضافات مخصوصة من المُرَكَّبات الفلورية للكشف عن أصغر تسريب ممكن من المنظومة. و هي فعالة في الكشف عن تسريب يصل إلى ربع وقية كل عام. كما يمكن إستخدامها للكشف على أي نوع من أنواع سوائل التبريد. و في هذه الطريقة يقوم الفني بوضع مقدار محسوب من الإضافات الفلورية في دورة التبريد عن طريق رشاش. ثم يستخدم المصباح الفوق بنفسجي الذي يحدد التسريب في الوصلات، أو خطوط التبريد، أو الملفات، أو الضاغط. و الإضافات التي تظل في المنظومة تسمح بإجراء فحوصات في المستقبل.
في العادة يتم الكشف عن التسريب بإستخدام كاشفات إلكترونية. فتلك الأجهزة الإلكترونية المحمولة في اليد بها طلمبات تمت معايرتها للكشف عن الفريون المستخدم. و معظم الأنواع الحساسة يمكنها الكشف عن تسريب معدله 1 رطل لكل 40 عاما. و في هذه الطريقة يقوم الفني بتحريك مسبار محمول في اليد فوق المنطقة المراد إختبارها. فيتم سحب عينة من الهواء داخل الجهاز عن طريق الطلمبة الصغيرة التي تم تركيبها داخل الكاشف. فإذا تم الكشف عن تسريب يقوم الكاشف بالتنبيه و ذلك بإصدار نغمة مسموعة. و يرتفع مستوى النغمة بإرتفاع معدلات التسريب. و معظم أنواع هذه الكواشف يمكنها الكشف عن كلا من غاز R-12 و R-134a.
يمكن الكشف عن التسريب أثناء عملية تفريغ دورة التبريد من شحنة الفريون. فأثناء تشغيل طلمبة التفريغ قم بغلق صمام التفريغ الموجود على مجموعة العدادات. فإذا بدأ موشر عداد التفريغ في الرجوع إلى الصفر (الضغط الجوي)، يدل ذلك على وجود تسريب في دورة التبريد. و يجب إصلاح ذلك التسريب قبل إتمام عملية تفريغ الشحنة من الدورة. و تعتبر هذه الطريقة من العادات الجيدة التي يتم إتباعها عن تفريغ الدورة. كما تساعد في المحافظة على الفريون و عدم اللجوء إلى تفريغ الشحنة في الهواء الجوي.
-
تزييت دائرة التبريد
لابد أن يحتوي الضاغط على الكمية و النوعية الصحيح من الزيت حتى يعمل بطريقة صحيحة. و لابد أن يكون الزيت نظيف و جاف. فإذا كانت كمية الزيت أكبر بكثير من الكمية المطلوبة فسوف يتسبب ذلك في إنخفاض كفاءة التبريد و إمكانية تلف صمامات الضاغط. أما إذا كانت الكمية أقل بكثير من الكمية المطلوبة فسوف يتسبب ذلك في البري السريع لكراسي الضاغط، و صماماته، و موانع تَسَرُّبه. و بالتالي فمن المهم المحافظة على أن تكون كمية الزيت في دائرة التبريد كمية مضبوطة.
معظم أجهزة إستعادة شحنة الفريون R-12 تحتوي على وسائل لقياس كمية الزيت التي تمت إزالتها من دائرة التبريد. حيث ينبغي قياس كمية الزيت المزالة من دائرة التبريد خلال عملية تفريغ أو إستعادتها شحنة التبريد بطريقة دقيقة. بالإضافة إلى إعادة كمية من زيت مساوية للكمية المزالة أثاء عملية الشحن. و لذلك إحرص دائما على التحقق من كمية الزيت الصحيحة التي يجب إستخدامها بمساعدة كتيب الصيانة الذي تصدره جهة التصنيع.
قد يتطلب الأمر إضافة كمية من الزيت عند إستبدال أي قطعة من مكونات دائرة التبريد. و لذلك ينبغي على الفني التحقق من كمية الزيت الصحيحة في دائرة التبريد بمساعدة كتيب الصيانة الذي تصدره جهة التصنيع. و قد يكون من الضروري أيضا إضافة كمية من الزيت إذا تم تفريغ شحنة التبريد بسرعة من دائرة التبريد. و يحدث ذلك عند إصطدام السيارات.

شكل 28.45: مجموعة المصباح فوق البنفسجي المستخدم في فحص تسريب أنظمة تكييف هواء السيارات. النظارة فوق البنفسجية توفر رؤية أوضح للصبغة الفلورية. (شركة TIF لأجهزة الإختبار).
تسمح بعض الضواغط بإمكانية فحص مستوى الزيت. أما البعض الآخر فلابد من فكه من السيارة لعمل ذلك الفحص، و قد يتطلب ذلك مقياس خاص بمستوى الزيت يتم غمره في فتحة بالضاغط. فذلك المقياس يتم غمره خلال فتحة مسمار موجودة على حوض عمود إدارة الضاغط. قم بالرجوع إلى الخطوات الموجودة في كتيب الصيانة لإتباع التعليمات اللازمة.
-
إختبار الضاغط
لابد أن يقوم الضاغط بإجراء عملية الضخ بكفاءة. فإذا إنخفضت كفاءة الضاغط، لا نحصل على أقصى تبريد مطلوب.
ينبغي أن يقوم الضاغط بالتفريغ إلى 15″Hg (381mm Hg) في زمن صغير. فإذا لم يتمكن من تحقيق ذلك فالسبب هو تسريب (بري) في صمام السحب، أو في موانع التَسَرُّب، أو في المكبس.
يتم إستخدام الفريون في عملية إختبار تسريب الضاغط. و يجب فحص عدادات الضغط المستخدمة في الإختبار فحصا جيدا من أجل التقييم الصحيح لقدرات الكبس و حالة الصمامات.
ملحوظة: لا تقم أبدا بتشغيل الضاغط إلا بعد التحقق من نظافة و كمية الزيت المستخدم.
بعض الضواغط تحتوي على مصفاة موجودة على جسم الضاغط تحت خط السحب. تقوم هذه المصفاة بإزالة الأجسام الغريبة مثل الأوساخ، و الأتربة، و بقايا البري المعدنية. فهذه العملية تمنع تلف الضاغط. و ينبغي فحص المصفاة في كل مرة يتم فيها تفريغ شحنة الفريون من دائرة التبريد. كما ينبغي تنظيفها إذا أقتضت الضرورة ذلك. فعند إنسداد المصفاه نجد مكيف الهواء غير قادر على التبريد. و ذلك بالإضافة إلى أن حوض عمود الإدارة سيكون تحت ضغط مخلخل. كما أن ضغط المبخر سيكون فوق الضغط الطبيعي، و ضغط المكثف سيكون تحت الضغط الطبيعي. فضلا عن أن معدلات تدفق الفريون في دائرة التبريد ستكون ضعيف أو منعدمة.
-
شحن دائرة التبريد
عملية شحن و إختبار كلا من أنظمة R-12 و أنظمة R-134a متشابهين للغاية. و يجب عند صيانة أو شحن دائرة التبريد إستخدام أجهزة إستعادة معتمدة. أنظر إلى فصل 10.
بعض دوائر تبريد السيارات مجهزة بزجاجة بيان للمساعدة في عملية الشحن. أنظر إلى شكل 28.46. فبعد تشغيل دائرة التبريد لبضع دقائق ينبغي أن لا تظهر أي فقاعات في زجاجة البيان. و إذا كانت الشحنة ضعيفة فسوف تظهر فقاعات بشكل مستمر في زجاجة البيان. مع ملاحظة أن دوائر التبريد التي تحتوي على قدر ضئيل أو منعدم من الفريون سوف لا تحتوى على كمية من الفريون كافية لتكوين فقاعات. أما الشحنة الزائدة فيدل عليها ضغط الدائرة المفرط. و هذه الحالة سوف لا تظهر على زجاجة البيان، بل سوف تظهر على عداد الضغط العالي. و في هذه الحالة قم بالتحقق من أن معدل تدفق الهواء خلال المكثف مضبوط، ثم قم بإسترداد الكمية الزائدة.

شكل 28.46:
مرشح مجفف كامل بزجاجة بيان لإستخدامها في الدلالة على مستوى شحنة الفريون. وجود الفقاعات دائما ما يدل على مشكلة بدائرة التبريد. (شركة كريسلار.)
يتم شحن الدائرة عن طريق مجموعة الشحن. فبعد توصيل المجموعة بإسطوانة الشحن قم بإستطلاق كمية صغيرة من الفريون يتبعها مباشرة توصيل المجموعة بدائرة التبريد. مع ملاحظة أن كل سيارة بها مقدار خاص من شحنة الفريون من أجل الحصول على أفضل أداء لجهاز التكييف الملحق بها. و في غاية الأهمية الإلتزام بمقدار الشحنة الذي تحدده جهة التصنيع، و افضل طريقة لتحقيق ذلك هو كالتالي:
-
إستعيد كل الشحنة من دائرة التبرد إستعادة كاملة.
-
فرّغ دائرة التبريد لإزالة أي رطوبة قد تتواجد بها.
-
قم بإضافة مقدار الشحنة التي أوصت بها جهة التصنيع.
إذا كانت الكمية المطلوب إضافتها كمية صغيرة فقم بالشحن من خلال وصلة الضغط المنخفض و إسطوانة الشحن معدولة. أما إذا كان المطلوب هو شحن الدائرة شحنا كاملا، فقم بعملية الشحن من خلال وصلة الضغط العالي و إسطوانة الشحن مقلوبة حتي يتم الشحن على صورة سائلة و ليست غازية. يقدم فصل 12 الإرشادات الكاملة لزوم تشغيل مجموعة الشحن. إن عدادات مجموعة السحن تعتبر أفضل مؤشر على أداء دائرة التبريد. فهذه العدادات يمكن إستخدامها لتحديد الآتي:
-
حالة الشحن.
-
أداء عمل الضاغط.
-
طريقة عمل أجهزة التحكم.
-
كفاءة إنتقال الحرارة.
-
تحديد مكان أي عوائق محتملة.
المراقبة الدقيق لقراءة العدادات تعتبر عملية جوهرية من عمليات الفحص السليم. فينبغي دائما الإستفادة من قراءة العدادات عند صيانة دورة التبريد بعد ظهور شكواي من ضعف التبريد. مع ملاحظة أن العدادات المبينة في شكل 28.47 يتم إستخدامها في دوائر التبريد التي تعمل بغاز R-134a.

شكل 28.47:
العدادات الموجودة في مجموعة الشحن الخاصة بغاز R-134a. (شركة منتجات يوني ولد)
أما شكل 28.48 فيوضح جهاز إسترداد الشحنة من النوع المحمول. و الجهاز يحتوي على معالج بيانات إلكتروني، و لوحة تعمل باللمس، و طلمبة تفريغ، و كامل بعدادات الضغط. و تلك النوعية من الأجهزة تحتوي على خزانين من الفريون. و يتم إستخدام هذين الخزانين أثناء عملية التحديث من نظام R-12 إلى نظام R-134a.
شكل 28.49 يبين فني تبريد أثناء قيامه بإستخدام جهاز الشحن و جهاز إعادة إسترداد الشحنة. و يقوم جهاز الشحن النقال الذي على هيئة عربة متحركة بالتفريغ و الشحن بطريقة أوتوماتيكية. و في حالة الشحن الجزئي أو فحص التسريب يتم إضافة الشحنة إلى دائرة التبريد على شكل جرعات كل جرعة مقدارها 0.2 رطل. كما نرى في الشكل السابق جهاز إعادة إسترداد الشحنة بجوار فني التبريد، حيث تطالب وكالة حماية البيئة EPA بإزالة شحنة دائرة التبريد بدون السماح لها بالتَسَرُّب إلى الهواء الجوي. كما يسمح الجهاز بإعادة إستخدام الشحنة مرة أخرى.
الجهاز به أجهزة تحكم منفصلة لعملية إسترداد الشحنة و إعادة إستخدامها. فلإعادة إسترداد الشحنة يتم توصيل جاهز التكييف بمجموعة عدادات الشحن. كما يتم توصيل خرطوم الطرد إلى مدخل جهاز إعادة إسترداد الشحنة. ثم يتم فتح صمامات مجموعة الشحن و يتم الضغط على زرار تشغيل عملية الإسترداد. و بالتالي سيعمل جهاز حتى إتمام عملية الإسترداد و عندها يتوقف عن العمل تلقائيا. و عندما يتم ملئ خزان جهاز إعادة الإسترداد، يمكن إستخدام الجهاز لإعادة إستخدام الشحنة. و سيظل يعمل الجهاز حتى يتم إزالة كل أنواع الأوساخ و الرطوبة، و عند حدوث ذلك سيتم إضاءة مصباح أخضر. و عندها يمكن إعادة إستخدام الشحنة الموجودة في الخزان.


شكل 28.48:
جهاز إستعادة الشحنة. أ – منظور أمامي. ب – منظور خلفي. يتم إستخدام عدد (2) خزان لزوم عملية التحديث من نظام R-12 إلى نظام R-134a. (شركة روبن اير)
توجد أنواع متعددة من أجهزة إعادة إسترداد و إستخدام الشحنة. كما يمكن دمجهم في جهاز واحد يقوم بعملية الشحن، و الإسترداد، و إعادة الإستخدام. و جدير بالملاحظة أنه لا يمكن أستخدام الأجهزة الخاصة بغاز R-12 في صيانة دورات التبريد التي تعمل بغاز R-134a و العكس صحيح، حيث لا يمكن إستخدام الجهاز إلا في أنظمة التبريد الخاصة به.

شكل 28.49:
فني التبريد يقوم بصيانة دائرة التبريد الخاصة بجهاز التكييف بالسيارة. أ – جهاز التفريغ و الشحن. ب – جهاز الإسترداد و إعادة الإستخدام. (شركة روبن اير)
-
الصيانة الدورية
إنصح مالك السيارة بتشغيل المكييف من وقت إلى آخر، حيث ينبغي تشغيله لعدة دقائق كل شهر من شهور الخريف، و الشتاء، و الربيع. فتلك الطريقة تحافظ على تزييت أجزاء الضاغط (خصوصا مانع تَسَرُّب عمود إدارة الضاغط).
ينبغي على مالك السيارة التأكد من الأتي بيانه في دائرة التبريد كل ربيع و خريف:
-
المكثف (نظافة مواسير و زعانف المكثف من أوراق الشجر، و الوبر، و الحشرات).
-
خطوط المواسير (البحث عن علامات تدل على الإحتكاك و البري).
-
السيور (التأكد من خلو السيور من علامات التهالك، و سلامة مقدار شدها و تركيبها).
كما ينبغي فحص دائرة التبريد كل ربيع و خريف أو كل 10,000 ميل (16,100 كيلومتر). فينبغي عمل الأتي بيانه:
-
التنظيف الخارجي لكل اجزاء دائرة التبريد بما فيها المكثف.
-
إستعدال زعانف المكثف.
-
التأكد من سلامة شحنة الفريون بفحص:
-
زجاجة البيان.
-
ضغوط الفريون في دائرة التبريد.
-
-
التأكد من مستوى الزيت في الضاغط (إذا كانت هناك إمكانية لعمل ذلك).
-
التأكد من خلو دورة التبريد من أي تسريب في شحنة الفريون.
-
التأكد من أن السيور في حالة جيدة و مضبوطة.

لابد من الإحتراس عند بدأ تشغيل المكيف السيارة بعد فترة توقف كبيرة. ففي بعض الأحيان يحدث إنبعاج في الضاغط بسبب توقفه لفترة طويلة. و يفضل رفع غطاء المحرك و مشاهدة حركة الضاغط و السيور أثناء دورانهم. فإذا بدأ السير في الإنزلاق على سطح بكرة الضاغط فقم بإقاف المكيف على الفور، فإن ذلك يدل على صعوبة في دوران الضاغط أو إلتصاق مكوناته. فقم بمحاولة تحرير الضاغط بتدوير بكرته ببطئ و حرص. فإذا لم يستجيب الضاغط للدوران فقم بفكه على الفور لإصلاحة أو إستبداله.
-
إحتياطات السلامة
هناك العديد من إحتياطات السلامة شديدة الأهمية التي ينبغي مراعاتها عند العمل في أنظمة تكييف هواء السيارات.
لابد من إدارة المحرك لتوفير القدرة اللازمة لتشغيل المكييف و دفع الهواء على المكثف. و لذلك قم بتوصيل ماسورة العادم بنظام تهوية يطرد هذه الغازات إلى الخارج في حالة العمل داخل مكان مغلق. و تجنب دائما لمس مواسير العادم و إلا قد تصاب بحروق خطيرة. و تجنب وضع يدك، أو أدواتك، أو ملابسك بالقرب من المراوح أو السيور الدوارة. كما أن الملابس الفضفاضة تمثل خطورة بالقرب من أي أجزاء متحركة.
يفضل عدم إرتداء حلقان، أو أساور، أو ساعات أثناء أعمال الصيانة. فهذه الأجزاء المعدنية قد تتلامس مع الدوائر الكهربائية و تتسبب في تيار كهربائي قد ينتج عنه حروق، أو قد تتعلق بالأجزاء المتحركة و تتسبب في إصابات. و من احد الحلول لتجنب تلك الإصابات و ضع غطاء مؤقت على المراوح، في العادة تكون مصنوعة من البلاستيك و يتم تثبيتها على مشعاع السيارة.
إحترس من وضع يدك أو معداتك بالقرب من شمعات الإحتراق أو كابلات التوصيل الخاصة بها. فالصاعقة الكهربائية ليست خطيرة في حد ذاتها، إلا أنها قد تجعل من يصاب بها يقفز فوق شئ ما، أو يسقط على أجزاء المحرك المتحركة. فإذا كان من الممكن من إقافك للمحرك أثناء العمل في أجزاء التكييف الموجودة تحت غطائه فقم بذلك. و دائما قم بوضع حواجز تحت إطارات السيارة عند تشغيل المحرك.
تأكد من إرتداء النظارات الواقية و القفازات عند إجراء عملية شحن دائرة التبريد بغاز الفريون. كما ينبغي إرتدائهم أيضا أثناء العمل في الأجزاء التي تحتوي على الفريون. و حيث أن فريون R-12 نقطة غليانه تحت الضغط الجوي هي -21.7°F (-29°C) فقد يتسبب في إصابات ناتجة عن التجمد عند ملامسته للجلد أو العين.
قم دائما بتغطية صمام إسطوانة غاز الفريون عند عدم إستخدامها. أما أثناء إستخدام الإسطوانة فقم بتثبيتها جيدا على جزء من أجزاء السيارة أو أي حامل ثابت، و إلا قد تسقط الإسطوانة و تنكسر الوصلات المتصلة بها.
و إذا لزم الأمر تسخين إسطوانة الفريون فإستخدم فقط ماء ساخن. و لا تستخدم أبدا بأي شكل من الأشكال شعلة، أو تدفئة كهربائية، أو بخار، أو موقد، أو مشعاع. فهذه الوسائل قد تتسبب في إنفجار الإسطوانة.
تجنب عمل لحامات كهربائية أو نحاسية أو القيام بالتنظيف بالبخار بالقرب من دائرة التبريد إلا في حالة تفريغها من شحنة الفريون، و إلا قد يتسبب إرتفاع الضعط في أن تتحطم الدائرة و تصيب الأشخاص المتواجدين في منطقة الصيانة.
و حيث أن إستنشاق كميات من غاز الفريون مضرة بالإنسان و الحيوان، فقم بالتهوية للمحافظة على أقل مستوى من مستويات تركيز الفريون بالمكان.
عند تفريغ شحنة الفريون بالقرب من اللهب يميل ذلك الغاز إلى التفتت، و يشكل غازات سامة. كما تقوم هذه الغازات بتلطيخ أسطح المعادن.
معظم أنظمة تبريد المحرك مضغوطة. فإذا تم فك غطاء المشعاع و المحرك ساخن، فسوف تنفجر المياه من المشعاع مما قد يتسبب ذلك في حروق خطيرة.
مروحة المكييف قد تتسبب في إصابات مؤلمة للأيدي. كما أن زعانف ملفات المبخر و المكثف الحادة يمكنها التسبب في جروح عميقة.
و يجب أن تكون الخراطيم المتصلة بمجموعة عدادات الشحن بعيدة عن البكرات،و السيور، و المراوح.