كيف يعمل مكيف السيارة

تخيل نفسك في أزمة مرورية وقت الظهيرة تحت أشعة الشمس الحارقة والعرق يتصبب من جبينك في نهار رمضان، ما الذي يمنع هذا السيناريو المرعب من التحول إلى حقيقة؟

بالتأكيد إنه نظام التكييف الهوائي أو ما يعرف بـ"المكيف" أو (الكونديشن)

حيث تشير الإحصائيات إلى أن 99% من كل السيارات الجديدة التي تباع في العالم منذ عام 2010 مزودة بنظام تكييف هوائي (كونديشن)

وفي الحقيقة فإن هذا الاختراع موجود في السيارات منذ فترة طويلة، أطول بكثير مما قد تتوقع عزيزي القارئ، حيث اخترعت شركة (Packard)  نظام التكييف الهوائي للسيارات عام 1939 قبل أن تطرحه في سياراتها عام 1940 لتكون بذلك أول شركة سيارات في العالم تزوّد سياراتها بنظام التكييف الهوائي.

ومنذ ذلك الحين بدأت الفكرة بالانتشار حتى أصبحت نصف السيارات المباعة عام 1969 مزودة بنظام التكييف الهوائي.

ولكن هل تساءلت من قبل عزيزي القارئ عن كيفية عمل هذا النظام؟

سنحاول في مقالنا هذا توضيح طريقة عمل نظام التكييف في السيارة وعرضها بشكل مبسّط.

المبادئ الرئيسة التي يعتمد عليها نظام التكييف هي (التبخر والتكاثف) ومن ثم (الضغط والتمدّد) وهي مفاهيم تتعلق بما يعرفه المهندسون والفيزيائيون باسم "الديناميكية الحرارية"، إلا أننا سنشرح الأمر بطريقتنا وبكلماتنا الخاصة.

التبخر: عندما تمسح ظاهر يدك بقليل من الكولونيا ستشعر بالبرودة، ويعود هذا إلى التبخر، فلكي يتبخر الكحول ويتحول من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية يحتاج إلى بعض الحرارة التي يأخذها من يدك فتشعر بالبرودة.

التكاثف: هل لاحظت يوماً ماذا يحدث في الأيام الباردة لزجاج النوافذ من الداخل، وكيف تغطى بطبقة من البخار المتكاثف؟ يحدث هذا عندما يلامس الهواء المحمل بالرطوبة سطحاً بارداً فتتكاثف الرطوبة من الحالة الغازية إلى السائلة.

الحرارة الناتجة عن الضغط: أفضل مثال على هذا هو عندما نقوم بنفخ عجلة الدراجة الهوائية بالهواء يدوياً حيث نلاحظ بعض السخونة في نهاية المنفاخ، فالطاقة التي وضعناها على الهواء لنفخه في العجل تسببت بضغطه وجعلت جزيئات الهواء تقترب أكثر من بعضها ما أدى إلى توليد بعض الحرارة بسبب الاحتكاك.

الضغط: عند درجة ضغط معينة تتحول الغازات إلى الحالة السائلة، كما هو الحال في عبوات مزيل رائحة العرق ، حيث تكون المادة سائلة داخل العلبة ولكن عند إطلاقها تتحول إلى الحالة الغازية، وتكون في الحالة السائلة داخل العلبة لأن الضغط في الداخل أعلى.

البرودة الناتجة عن التمدّد: كما ذكرنا في المثال السابق عزيزي القارئ، يمكنك ملاحظة البرودة التي تشعر بها عند استخدام مزيل رائحة العرق وذلك لأن حجم الغاز تمدّد بسرعة كبيرة.

والآن ما علاقة هذه المفاهيم الفيزيائية بمكيف السيارة وكيف تتفاعل فيما بينها لتمنحنا في النهاية الهواء البارد؟

يتكون المكيف من نظام مغلق من الأنابيب والتمديدات التي تصل بين أجزاء النظام الرئيسة، والتي تؤدي عملها وفقاً للمبادئ "التبخر والتكاثف والضغط والتمدّد" التي شرحناها سابقاً، ويشتمل النظام على خمسة أجزاء رئيسة وهي الضاغطة (كومبريسر) و المكثف و "المجفّف" وصمام التمدّد والمبخّر.

أما السائل الذي يدور في أنابيب النظام فهو المبرّد أو "سائل التبريد" ، ويتبخر هذا السائل عند درجات حرارة منخفضة ومن ثم يعود ليتكاثف مجدداً عند درجات ضغط مرتفعة، وفي البداية كانت معظم السيارات تستخدم سائل تبريد يحمل اسم R-12 ولكن الدراسات أثبتت تأثبره السلبي على طبقة الأوزون ، فاستبدل به سائل جديد يحمل اسم R-134A أقل ضررا على البيئة لأنه لا يحتوي على مادة (الكلوروفلوروكربون).

الضاغطة: الضاغطة هي الجزء الأهم في نظام التبريد، وتعمل من خلال حزام يربطها بالعمود المرفقي في المحرك، وعندما يبدأ نظام التكييف بالعمل تضخ الضاغطة بخار سائل التبريد بدرجة ضغط عالية نحو المكثف.

المكثف: المكثف هو جهاز يُستخدم لتحويل بخار سائل التبريد عالي الضغط إلى سائل، ويقع هذا الجهاز أمام مبرّد المحرك ويبدو شبيهاً بالمبرد ، حيث يتحول البخار إلى سائل بسبب الضغط العالي وهو ما يولد الكثير من الحرارة ، ويتم التخلص من الحرارة من خلال هبوب الهواء عبر المكثف إلى الخارج.

المجفف: يتحرك االمبرّد بعد تحوله إلى الحالة السائلة إلى المجفّف ، وعو عبارة عن قناة صغيرة يمر عبرها المبرّد وتعمل على إزالة أي أثر للرطوبة قد تكون تسربت إلى السائل المبرد ، فوجود الرطوبة في نظام التكييف قد يؤدي إلى كارثة، حيث تسد قطرات الماء المتجمد الأنابيب وقد تؤدي إلى انفجارها.

صمام التمدّد: يتحرك سائل التبريد المضغوط من المجفّف إلى صمام التمدّد ، حيث يزيل هذا الصمام الضغط عن السائل المبرد ليتمدّد ويتحول إلى الحالة الغازية في المبخّر.

المبخّر: وهو جهاز آخر يبدو كالمبرّد في السيارة، ويتكون من أنابيب ويوضع عادة داخل مقصورة السيارة خلف الواجهة الأمامية وفوق تجويف الأقدام ، وعندما يمر غاز التبريد  يمتص الحرارة من الهواء في المقصورة ، وهنالك مروحة داخل حجرة الركاب تدفع الهواء إلى الجهة الخارجية من المبخر بحيث يدور الهواء البارد في أرجاء الداخلية.

الضاغطة: وأخيراً تسحب الضاغطة بخار التبريد ذا الضغط المنخفض لتبدأ بدورة تبريد جديدة، وتستمر هذه الدورة بشكل متواصل ويمكن تنظيمها من خلال تجهيزات صمام التمدّد.

في النهاية عزيزي القارئ نأمل أن يكون هذا المقال قد وضّح ولو قليلاً طريقة عمل مكيّف السيارة، ترقبونا في الأيام القادمة مع المزيد من الحقائق والمعلومات التي تهم السائق حول الطريقة المثلى للتعامل مع نظام التكييف في السيارة وأثره على المحرك واستهلاك الوقود.

كُتب بكيبورد: الحربي

بي ام دبليو اي 8 رودستر ومعلومات مسربة عنها

مازلنا بإنتظار إطلاق سيارة بي ام دبليو اي 8 رودستر – BMW i8 Roadster الإنتاجية المؤكد ظهورها قبل إنتهاء عام 2017...

مدرعة مرسيدس المذهلة تستعد لتوديعنا بشكل رسمي

بدون أن شك جذبت مدرعة مرسيدس التي تحمل اسم مرسيدس G500 4x4² أنظار الجميع نحوها عندما ظهرت ضمن فعاليات معرض جنيف...

امرأة تعلن إفلاسها بسبب المخالفات المرورية الهائلة المترتبة عليها

يترتب على قيادة السيارات أمور قد لا يفكر بها من لا يقودون ، ومن نخصهم بهذا الخبر كنوع من التحذير من أمور قد يتعرضون لها...