エアコンの基本

夏の間、そして夏以外の暑い日でも、あなたの車はエアコンは突然あなたの車の最も重要な部分の1つになります。気温が80年代、90年代、さらには3桁にまで上昇するにつれて、運転を耐えられるものにする唯一のことは、車を快適な室内温度に冷却する能力です。

おそらくあなたはあなたのエアコンに感謝していることは間違いありませんが、それがどのように機能するかについてあなたはどれくらい知っていますか？その甘くて冷たい空気は、どのくらい正確に通気口から吹き出され、どこから来て、どのように生成されますか？興味深い簡単な答えは、空調システムが実際に車内から高温の​​空気を除去しているのであって、他の場所からの低温の空気を配管しているのではないということです。

完全な答えはかなり複雑であり、車両内の特定のシステムがどのように機能するかをよりよく把握したい場合は、理解する価値があります。以下では、自動車用エアコンの歴史、最新のACシステムの仕組み、夏の暑さの中でスムーズに最高のパフォーマンスを発揮するために知っておくべきことについて説明します。


車両空調システムの歴史

初期の自動車には、今日私たちが当たり前と思っている設備や贅沢な機能のほとんどがありませんでした。それはエアコンにも当てはまります。最初の量産車であるフォードモデルTは、1908年に最初に製造されましたが、一般に販売されている自動車にエアコンシステムが搭載されたのは1930年代後半になってからでした。

初期の車両空調
エアコンを搭載した車両の最初の例は、1933年に自動車用のACの設置を提供し始めたニューヨーク市の会社からのものでした。しかし、このサービスは、非常に裕福な人々のために、ほとんどリムジンと車にのみ使用されていました。

エアコンを搭載した最初の一般向け車は、1939年にパッカードによって製造されました。1940年のパッカードモデルには、エアコンと暖房の両方のオプションが付属していました。パッカードは積極的にエアコンオプションを販売しましたが、いくつかの理由から、この機能は消費者に人気がありませんでした。

初期の空調の問題は2つありました。まず、システムはかさばり、信頼性が低く、障害が発生しがちでした。第二に、空調機能のコストは約274ドルで、今日の金額では5,000ドル近くになります。特に大恐慌から抜け出したばかりの国では、それはアメリカ人の大多数の範囲外の価格でした。

パッカードは1941年にこの機能を廃止しました。エアコンは、少なくともあと10年間は​​、自動車の主流の機能として広く普及することはありませんでした。

1950年代とエアコンの改良
現代の空調システムと同等の空調を提供する最初の車種は、クライスラーの創設者であるウォルタークライスラーが監督したクライスラーエアテンプテクノロジーを使用した1953年のクライスラーインペリアルでした。 Airtempシステムは、以前の空調システムに多くの改良を加え、自動車用空調技術の一歩を踏み出しました。

もう1つの大きな飛躍は、1954年にナッシュアンバサダーでデビューしたナッシュ統合システムでした。これは、すべてフードとカウルの下に配置され、ダッシュボードのスイッチによって制御される最初の統合加熱および冷却システムでした。

1950年代後半までに、ほとんどの主要な米国の自動車メーカーは、現代の空調と認識できるほど類似した空調システムを提供していました。自動車メーカーは革新と微調整を続けてきましたが、Nash Integrated Systemモデルの機能、コンポーネント、および機能は、今日まで現代のACシステムで認識されています。

エアコン冷媒の変更
車両のエアコン（またはほとんどすべてのエアコン、期間）が機能するためには、冷媒と呼ばれる物質が必要です。空調冷媒は物質であり、通常は液体であり、空調プロセスの一環として液体から気体に移行し、次に気体から液体に戻ります。

長年にわたり、フロン12またはR-12として知られる冷媒は、車両のACシステムに最適な冷媒でした。それは1930年代に開発され、完璧な冷媒と見なされていました。臭い、味、色はなく、不燃性で毒性もありませんでした。初期の車両ACユニットから1980年代にかけて、R-12が最適な冷媒でした。

しかし、研究者や科学者は、地球のオゾン層に対するR-12の使用の影響に懸念を抱き始めました。 R-12はCFC（クロロフルオロカーボン）であり、そのクラスの化合物はオゾン層に強い悪影響を及ぼします。 1987年、大多数の国がモントリオール議定書を批准しました。これは、オゾン層を破壊または害する化学物質の使用を減らすことを目的とした世界的な条約です。

条約により、1994年に、米国のような先進国は、自動車用空調システムでのフレオンR-12の使用を段階的に廃止する必要がありました。米国の自動車用ACシステムでR-12に取って代わる冷媒はR-134aでした。 R-134aにはR-12と同じポジティブな特徴がたくさんありますが、R-12と同じオゾン層破壊効果はありません。

R-134aは、2000年代まで大きな論争なしに使用されましたが、世界的な警告に注目が移るにつれて、R-134aについても懸念が高まっています。 R-134aは、オゾン層を破壊することはありませんが、大気中に存在することで地球温暖化に寄与することが示されました。欧州連合は2011年にR-134aの使用を中止することを義務付けており、それ以来、米国およびその他の自動車製造国はこれに追随しています。

現在好ましいAC冷媒はR-1234yfです。 CFO-1234yfとしても知られるR-1234yfは、地球温暖化への貢献においてそれほど重要ではありませんが、その特性と機能は、R-134aを使用する自動車用空調システムとは異なります。自動車メーカーはR-1234yfを使用して新しい車両を作成していますが、既存のR-134aシステムをR-1234yfに変換することはできません。その結果、2010年代半ばより前に製造された車両は引き続きR-134aを使用するため、R-134aはしばらくの間使用される可能性があります。


空調システムの仕組み

自動車用エアコンの歴史について少し知ったところで、今度は現代の自動車用ACシステムがどのように機能するかを見ていきましょう。全体的な概念はかなり単純であり、システムの基本的なコンポーネントを理解することはそれほど難しいことではありません。

最も単純な形式では、自動車用エアコンシステムは冷媒（今話していたもの）を使用して車内から熱を引き出し、車の外から熱を放散して熱を放出します空気中に。冷媒は閉ループを循環し、ボンネットの下から始まり、車内を通過してから、再び膨張と圧縮を繰り返します。

プロセスをもう少し詳しく調べると、車両のエアコンは圧力を使用してこの熱伝達を開始します。 AC冷媒は圧縮されているため、圧力が加わり、加熱されます。この加熱プロセスは、周囲から熱を奪うことによって有効になります。この場合、車内から熱を奪います。

冷媒は、加圧および加熱されると液体から気体になり、最終的にはチューブを通過して、車両の外部から熱を放出します。これにより、最終的にガスの温度が下がり、相が液体に戻るポイントに戻ります。そこから、冷却された液体は開始点に戻され、サイクルが何度も繰り返される可能性があります。

車両のACシステムは密閉システムであることを理解することが重要です。これが意味するのは、冷媒が何度も使用され、理想的にはプロセス中に冷媒が失われないことです。空調システム内に漏れがあると、冷媒の劣化や故障の原因となる問題と同様に、時間の経過とともに冷媒レベルが低下します。 ACシステムで発生する多くの問題は、冷媒自体ではなく、密閉されたシステムの完全性の問題に起因します。

これで、空調システムがどのように機能するかが大まかにわかったので、次に、車両のACシステムを構成するコンポーネントについて詳しく見ていきます。

コンプレッサー
エアコンシステムの一部について聞いたことがあるなら、おそらくコンプレッサーについて聞いたことがあるでしょう。コンプレッサーは、冷媒が加圧されて熱を取り込む場所であるため、ACプロセスの中心にあります。

コンプレッサーは、ボンネットの下、車両のエンジンブロックの近くにあり、エンジン駆動ベルトによって駆動されます。電子クラッチシステムは、車両の現在の内部温度とAC設定に基づいて冷気の需要を評価し、コンプレッサーと通信して、より多くの冷媒を圧縮するために循環することにより、内部から熱を取り除きます。

コンデンサー
冷媒が車内から熱を取り入れたら、ACシステム内のその熱を車の外から周囲に放散させる必要があります。これがコンデンサーの仕事です。

コンデンサーは、ラジエーターの縮小版であり、実際には、通常、プライマリエンジン冷却システムのラジエーターの近く、車の前方に配置されています。凝縮器は、加圧され加熱された冷媒を受け入れ、ガスが再び凝縮して液体になるまでガスを冷却しながら熱を放散します。その過程で、車の内部の熱は車の外に完全に分散されます。

エバポレーター
エバポレーターはコンデンサーの一種のミラーバージョンであり、空調ライフサイクル内で逆の機能を果たします。凝縮器は冷媒を気体から液体に冷却しながら熱を拡散させますが、蒸発器は冷媒を液体から気体に沸騰させます。そうすることで、蒸発器は車内から熱を奪います。

凝縮器から蒸発器への冷媒の通過は、空調システム機能の重要な部分を構成します。これは、冷媒が内部から外部に熱を伝達するプロセス中に受ける2つの変換を表すためです。

熱膨張弁
エバポレーターが正しく機能するためには、ACシステムが、車内を冷却するためにいつでもエバポレーターに送られる冷媒の量を知る必要があります。これが熱膨張弁の仕事です。

熱膨張弁は、一連のゲージと測定値を使用して、車両の内部温度を監視します。エアコンシステムが作動している場合、熱膨張値は蒸発器への冷媒の流れを調整し、最終的には車両の排気口から来る空気の冷たさを制御します。

コンプレッサーからコンデンサー、熱膨張バルブ、エバポレーター
これらの4つのコンポーネントは、車両の空調の全サイクルをカバーします。冷媒はコンプレッサーから始まり、そこで高レベルの圧力と熱に圧縮されます。

そこから凝縮器に入り、そこで高圧ガスが冷却されて高圧液体に変換されます。

熱膨張弁により、液体冷媒が小さな開口部を通過し、高圧から低圧に低下します。

これで、低圧の液体冷媒が蒸発器に送られます。蒸発器は液体を急速に沸騰させます。これは蒸発器から熱を吸収するプロセスであり、非常に低温になります。空気は冷却された蒸発器を通って車の内部に押し出されます。

レシーバー/ドライヤー
車両の空調システム内のもう1つの重要なコンポーネントは、アキュムレータとも呼ばれるレシーバー/ドライヤーです。レシーバー/ドライヤーは、ACシステム内の多くの機能を果たします。

レシーバー/ドライヤーが処理する機能の1つは、現在ACプロセスで必要とされていないときに冷媒を貯蔵することです。さらに別の機能は、ACシステム内に蓄積している可能性のある破片や汚染物質のトラップとして機能します。

最後に、アキュムレータ（レシーバー/ドライヤー）は、その名前が示す機能を果たします。つまり、ACシステム内に蓄積した水分をすべて除去します。これは、凝縮または湿気によってシステムに蓄積した可能性のある水分を除去する乾燥剤と呼ばれる化学物質を使用して行われます。空調システム内の湿気は、コンプレッサーやシステムの他のコンポーネントに損傷を与える可能性があるため、湿気を除去するレシーバー/ドライヤーの機能は重要な操作です。


空調システムの問題

すぐに、空調システムがどのように機能するかを理解することが重要です。定期的な点検やメンテナンスのスケジュールは決まっていません。他の多くのシステムや車両のエリアとは異なり、時刻表は設定されていません。その後、空調システムのサービスのために車を持ち込むことをお勧めします。

空調システムが正常に機能しているか、機能していないかのどちらかです。エアコンに問題がある場合は、次の2つのいずれかを意味します。量または状態または冷媒に問題があるか、エアコンシステム内の一部のコンポーネントが誤動作しているか故障しています。これらのいずれかに該当する場合は、できればできるだけ早くエアコンを修理する必要があります。待機すると、主に湿気やその他の汚染物質がシステムに蓄積することで、さらに問題が発生する可能性があります。

特に夏の間は、ACが残業し、エアコンシステムが機能していない、または機能が不十分な場合、壊れた状態で稼働すると損傷が悪化する可能性があります。他のコンポーネントは、未処理の問題の結果としてさらに損傷したり故障したりする可能性があります。つまり、壊れたACシステムを無視すると、今後さらに問題（およびコスト）が発生する可能性があります。

エアコンの問題の兆候
車両の空調システムが機能していないことを検出するには、いくつかの方法があります。細心の注意を払っていないと微妙で気づきにくいものもあれば、信じられないほど明白なものもあります。以下は、車両のエアコンに問題がある兆候のいくつかのリストです。

• すべての最も明白な兆候：エアコンが機能していません。 ACをオンにすると、通気口から何も出てきません。これは、ファンとベントの問題から冷媒の不足、HVACシステムのその他の問題まで、さまざまな問題が原因である可能性があります。
• 別の関連する問題の兆候は、ACが空気を吹き込んでいるが、受け取っている空気が冷たくないか、わずかに冷えていることです。 ACが冷えていない場合、これはコンプレッサーが損傷または損傷していることを示している可能性があります。
• ACの実行中に不快な臭いや異臭がする場合は、これも問題を示している可能性があります。特に高湿度条件では、カビやカビが空調システム内に蓄積する可能性があり、洗い流す必要があります。
• ACの実行中の奇妙なノイズは、空調システムにさまざまな問題があることを示している可能性があります。あらゆる種類のガタガタ、バタンという音、または異常なノイズは、ACシステム内のコンポーネントの1つが故障しようとしている、またはすでに損傷していることを意味する場合があります。きしむ音や粉砕音は、コンプレッサーに問題があることを示している可能性があります。他の故障したコンポーネントは異なる音を引き起こす可能性があります。
• エアコンを長時間使用すると、水が車台から私道や道路に溜まることに気付いたかもしれません。これは絶対に正常であり、ACが正しく動作していることを示しています。ただし、ダッシュボードや車両のフロントフロアセクションに水が現れることがあります。これが発生した場合は、蒸発ドレンが詰まっているか損傷している可能性があります。これをすばやく修正する必要があります。そうしないと、車内に水害が発生する可能性があります。

AC修理のライセンスと認定
空調システムは、ライセンスを受けた専門家に修理と空調サービスを依頼することで、特に優れたサービスを提供できるシステムです。あなたの車のシステムとコンポーネントのほとんどは訓練を受けた専門家と最高の手にありますが、特にACシステムはいくつかの理由でトリッキーなものです。その結果、今日空調システムに取り組んでいる技術者は認定を受ける必要があります。

まず第一に、政府は、営利目的でMVAC（Mobile Vehicle Air Conditioning）システムを使用する人は、大気浄化法の第609条に基づく認証とトレーニングを受けている必要があることを義務付けています。環境保護庁はトレーニングと認定プログラムを承認しており、技術者は車両の空調システムで作業する前に、これらのプログラムと認定を受けて合格する必要があります。

これらのプログラムは、MVAC機器の適切な使用、および空調システムの保守プロセスにおける冷媒の取り扱いと回収の基準に焦点を当てています。 EPAと米国政府は、冷媒を扱う際に特定の知識とベストプラクティスを必要とし、すべての認可された技術者は、空調の整備中に冷媒を処理するための正しい方法で訓練されています。

さらに、政府は、自動車のACシステムで一般的に使用されるクラスに分類される冷媒の販売を厳しく規制しています。 CFCに分類される冷媒の販売は、第609条に基づいて認定されていない者には禁止されており、他の種類の冷媒に対する制限も義務付けられています。

これらの規制の結果として、空調の作業を許可された技術者は、冷媒の適切な取り扱いと廃棄を行いながら、ACの問題を診断および修正する際に、高度な訓練と知識を備えている必要があります。

プロの空調サービスと修理
空調に関する非常に一般的な問題の1つシステムは、冷媒または冷媒オイルが漏れる原因となる、システム内のあるポイントに沿ったある種の漏れまたは亀裂です。車両内の多くの液体システムとは異なり、クーラントの漏れを肉眼で検出することはほぼ不可能です。冷媒は空気にさらされると蒸発します。つまり、モーターオイルやクーラントが漏れている場合のように、はっきりとした液体のプールは見えません。

専門家は、ACシステムを冷却剤ラインに紫外線染料を注入することを含むテストにかけることができます。染料をシステムに流した後、技術者は空調システム全体を特別なライトで検査し、冷媒が漏れている可能性のある領域を発見します。

潜在的な漏れを診断した後、技術者は、危険にさらされた領域の修理と空調の再充電の両方を行うように訓練され、密閉されたシステムに冷媒を戻します。冷媒の敏感で制限された性質を考えると、多くの場合、エアコンを再充電するための唯一の選択肢は、資格のある専門家です。

ACシステムの漏れをチェックして修復することに加えて、訓練を受けた技術者がACシステムを一連のテストにかけ、空調システムに影響を与える可能性のあるほぼすべての問題をカバーします。

一般的なエアコンの修理
以下は、エアコンに問題が発生した場合に発生する可能性のある、より一般的なエアコンの修理の範囲を示しています。

• ACシステムで真菌やバクテリアが発生し、エアコンの運転中に不快な臭いがする場合は、資格のある技術者がシステム全体を洗い流す必要があります。
• ファンまたはベントシステムに問題があると、エアコンの効果が低下したり、一緒に機能しなくなったりする可能性があります。これに対する修正は、ファンまたはベントメカニズム内のヒューズまたは小さな部品を交換するのと同じくらい簡単です。
• コンデンサーまたはコンプレッサーは、時間の経過とともに破片、汚れ、その他の不純物を蓄積する可能性があります。十分に発生すると、機能が低下し、ACが機能しなくなるか、まったく機能しなくなります。破片によってACが冷たくならない状況では、問題のコンポーネントをフラッシュすることで問題が解決するか、コンデンサーまたはコンプレッサーを交換する必要があります。
• 空調システムのある時点で漏れが発生すると、最終的には冷媒レベルが低下し、AC操作に影響が出ます。まず、リークを特定して修復する必要があります。次に、AC冷媒レベルを最大レベルに戻す必要があります。

うまくいけば、あなたの空調システムは夏の間もそれ以降も最高の形で機能し続けます。しかし、上記の問題の兆候のいずれかに遭遇した場合、あなたは今あなたが何に対処しているのかより良い考えを持っており、エアコンサービスのためにあなたの車をいつ持ち込むべきかを知る必要があります。


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