Air Conditioning Textbook - Spanish PDF
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Acondicionado
Índice
Tema Página
Historia de los sistemas de aire acondicionado 5
Fuentes de calor 6
Temperaturas dentro de un vehículo 7
Solución, enfriamiento 8
Definición de temperatura 9
Transferencia de temperatura 10
Estados de agregación 11
Calor latente de evaporación 12
Temperatura y presión 13
Principio de funcionamiento de AC 15
Refrigerante R12 17
Agujero de la capa de ozono 18
El papel del ozono 19
Efecto Invernadero 20
Refrigerante HFC- 134 a 21
Propiedades de los refrigerantes 22
Presión y punto de ebullición 23
Cambios requeridos para el reemplazo del R 12 24
Modificaciones del sistema 25
Revisión del sistema AC 26
Propiedades de los refrigerantes 27
Compresor de placas de chapoteo 30
Compresor variable de placas de chapoteo 31
Condición de baja carga del AC 32
Condición de alta carga del AC 33
Diagrama de funcionamiento 34
Compresor del tipo espiral 35
Embrague del compresor 38
Estructura de mangueras 38
Condensador 40
Secador 41
Válvula de expansión 42
Ciclo del refrigerante CCOT y componentes 43
Válvula de expansión ecualizada internamente 45
Válvula de expansión ecualizada externamente 47
Evaporador 48
Control de flujo del refrigerante 49
Índice
Tema Página
Ciclo de funcionamiento del AC 50
Unidad del calefactor 51
Circuito eléctrico 52
Interruptor de presión dual 53
Interruptor de presión triple 54
Sensor APT 55
Control de ventilador multi velocidad del PWM 56
Control del ventilador de enfriamiento 57
Interruptor termostatico 58
Sensor / Termistor de aleta 59
Control de velocidad del motor del ventilador 60
Mantenimiento y búsqueda de fallas 61
Filtro de polen 62
Precauciones de seguridad 63
Revisiones preliminares 65
Mal olor 66
Detector de filtraciones y prueba de filtraciones 67
Conjunto básico de medidores 70
Revisión de desempeño 72
Descarga y carga del refrigerante 73
Evaluación del sistema con medidores de presión 74
Cuestionario NVH 83
Herramientas especiales 84
Desarme del embrague y polea 85
Medición de la abertura de aire 86
Válvula de alivio de presión 87
Especificaciones del aceite y ajuste de nivel 88
Conexiones de mangueras y tuberías 90
Sistema FATC / control AC 91
Señales de control AC 92
Ubicación de los componentes 93
FACT con AC trasero 94
AC trasero 95
Unidad HVAC 96
Tipos de controladores de acuerdo con el sistema / cambio de unidad de Temp. 97
Funciones del interruptor 101
Función CELO 103
Índice
Tema Página
Sensor de temperatura en el automóvil 104
Foto sensor 105
Sensor de calidad del aire 106
Sensor de temperatura del agua 107
Sensor de humedad 108
Sensor de temperatura ambiente 110
Control de velocidad del motor del ventilador 111
Revisión del transistor de energía 112
MOSFET 113
Actuador de la compuerta de entrada 114
Actuador de modo de la compuerta 115
Actuadores de temperatura de la puerta 116
Calentador PTC 117
Control del calentador PTC 118
Diagnóstico FATC 119
Historia
Fuentes de Calor
Cuando un vehículo es conducido en una autopista o aun cuando esta solamente estacionado al
sol, el calor ingresa al vehículo desde muchas fuentes. La luz directa del sol irradia calor sobre el
techo y los paneles de la carrocería y a través del área de vidrio. El calor también es irradiado
desde el pavimento caliente y desde los pasajeros. El calor del motor es conducido por el corta
fuego. El calor del sistema de escape es generado por el tubo de escape, el tubo trasero, el
silenciador y el convertidor catalítico y este calor ingresa a través del piso del vehículo. Todas
estas y otras fuentes misceláneas de calor aumentan la temperatura del aire dentro del vehículo.
¡Se ha comprobado que en un día caluroso (aproximadamente 30°C), la temperatura interior de
un vehículo estacionado al sol con las ventanas cerradas puede alcanzar mas de 60°C!.
Solución: Enfriamiento
Definición de Calor
Transferencia de Calor
Conducción: el calor viaja a través de una sustancia, desde un punto de calor a un área frío por
conducción. Todos hemos experimentado esto cuando se levanta una sartén caliente desde la
cocinilla. La manilla esta caliente aunque no esta en contacto directo con el quemador. El calor
es conducido a través del metal de la sartén hacia la manilla fría. (Recuerde, el calor se mueve
desde el objeto mas caliente al mas frió). De manea similar, una barra de metal calentada en un
extremo se calentara hasta el otro extremo por conducción.
Radiación: el calor es irradiado desde alguna sustancia caliente en forma de onda de calor.
Estas ondas son una forma de energía y aumentaran la temperatura de cualquier objeto con el
que ellas entren en contacto. El sol es la mayor fuente de calor para la tierra. Sus ondas de
calor son transmitidas a través del espacio y calientan la tierra al entrar en contacto con ella. La
luz directa del sol es un buen ejemplo de calor por radiación. El color tiene una parte importante
que jugar en la radiación de calor. Un vehículo de color oscuro se calentara más que un vehículo
de color claro. Esto se debe a que los colores claros reflejan más ondas de calor (luz), mientras
que los colores oscuros absorben más ondas de calor (luz). Para poner la radiación de calor en
la perspectiva de un sistema de aire acondicionado, nótese que el condensador, que contiene el
refrigerante a alta temperatura, conducirá e irradiará el calor al aire exterior más frío.
Convección: el calor también es transportado desde un punto a otro por el movimiento de una
sustancia calentada. Este movimiento de calor se llama convección. Cuando se abre un grifo
de agua caliente, se consigue agua caliente, aunque el calentador de agua esta a cierta distancia.
Esto se debe a que el agua en movimiento transporta el calor desde el calentador hacia el grifo.
Estados de Agregación
Temperatura y Presión
Temperatura y Presión
Relación Presión Calor: es importante conocer la relación presión – temperatura del refrigerante
en el sistema de aire acondicionado. Si la presión del refrigerante es baja, su temperatura
también será baja. Inversamente, si la presión es alta, su temperatura también será alta. Esto
significa por ejemplo que el aumento de temperatura es aumento de presión y el aumento de
presión es aumento de temperatura.
Por ejemplo bomba de aire para una bicicleta, recordar esto es importante, porque la presión
cambia así como la temperatura cambia es muy importante en la función de sistema de AC.
Introducción: Para la comprensión del funcionamiento del sistema de aire acondicionado, debe
conocerse los componentes del sistema y como ellos se relacionan unos con otros. Cuando se
habla acerca de los componentes básicos del sistema de aire acondicionado, también se debe
entender los términos Lado Alto y Lado Bajo del sistema. Los componentes básicos de todo
sistema de aire acondicionado también estarán relacionados con el lado Alto y Bajo del sistema.
Lado Alto: Simplemente se refiere al lado del sistema en el que existe alta presión. La creación
de alta presión (y alta temperatura) es trabajo de los compresores de manera que el R134a será
capaz de condensar y liberar calor al condensador. Se crea un diferencial de presión en la
válvula de expansión – junto con el compresor, este es el segundo punto de división entre el lado
de alta presión y baja presión.
Lado Bajo: Es el término utilizado para la porción del sistema de aire acondicionado donde existe
baja presión y temperatura. Desde la válvula de expansión, a través del Evaporador y hacia el
lado de entrada del compresor, el R134a esta en un estado de baja presión. Esto permite que el
calor se transfiera desde el interior del vehículo al R134a enfriado, y luego sea transportado y
alejado desde el interior del habitáculo.
General
Un sistema de aire acondicionado remueve el calor desde el aire exterior cuando este pasa por el
evaporador, de forma que entra aire frío al habitáculo. El aire caliente al interior transfiere algún
calor al aire enfriado que acaba de entrar. Debido a esto el habitáculo completo se enfría. El
patrón del ciclo refrigerante muestra el principio de funcionamiento de un sistema de aire
acondicionado: el refrigerante circula en un ciclo cerrado y constantemente cambia entre la
condición de líquido y gaseoso. Con esto el calor es extraído desde el interior y entregado a
fuera del vehículo. El ciclo refrigerante esencialmente esta compuesto por cinco componentes
principales: Compresor, Condensador, Tanque Colector / Secador, Válvula de Expansión,
Evaporador. Los componentes están conectados en un ciclo cerrado, por el cual circula el
refrigerante. El refrigerante que entra al compresor es gaseoso y entonces es comprimido,
condensado por emisión de calor, de manera que se convierte en líquido. Cuando alcanza la
válvula de expansión, tiene lugar una reducción de presión, de forma que se evapora (dentro del
evaporador) y por medio de eso absorbe calor. En la forma de gas este alcanza nuevamente el
compresor y el ciclo se reinicia. El ciclo refrigerante esta divido en un circuito de alta presión y un
circuito de baja presión (lado de succión). Los puntos de separación son el compresor, la placa
de válvula y la válvula de expansión.
Refrigerante R12
Como muchos saben, en el pasado el refrigerante que se utilizo en los automóviles se llamaba
R12. la razón de utilizar esto fueron sus propiedades físicas y químicas, tales como el punto de
ebullición de –28.9°C pero fue desechado cuando aparecieron problemas medio ambientales tales
como la destrucción de la capa de ozono. Por lo tanto, este fue reemplazado por un nuevo
refrigerante: R134a.
El Papel de la Capa Ozono: la atmósfera que envuelve la superficie de la tierra esta dividida en un
número de capas y la más cercana a la tierra se llama la Troposfera. En la troposfera, las
temperaturas son mayores cerca de la superficie de la tierra y en la medida que aumenta la altitud,
la temperatura disminuye. Por esta razón, se produce una convección en la atmósfera y se
manifiesta como un fenómeno atmosférico. En el rango de altitud de los 20 a 30km de la
estratosfera, el grado de concentración de ozono es alto. Este es llamado La Capa de Ozono.
Un cierto largo de onda de rayos ultravioleta esta dañando a los seres vivientes, es una fuente de
cáncer a la piel y tiene un efecto sobre la estructura genética. La capa de ozono, mediante
absorber esos rayos ultravioleta juega una parte critica en la preservación de la vida en la tierra.
Formación del Ozono: Los átomos de oxigeno absorben los rayos ultravioleta y son
descompuestos en átomos de oxigeno. Estos átomos de oxigeno se combinan con las moléculas
de oxigeno para formar el ozono. El ozono se forma cerca del ecuador donde la cantidad de
radiación solar es alta y se esparce en dirección de los polos a través del lento movimiento
atmosférico.
Efecto Invernadero
Efecto Invernadero: como resultado de utilizar grandes cantidades de combustible fósil (tales
como el aceite, carbón y gas espontáneo) y la destrucción de los bosques, la concentración de
ácido carbónico, Freón, Metano, etc. esta aumentando en la atmósfera, y el calor desde la
superficie de la tierra esta siendo absorbido en la atmósfera. Bajo estas condiciones, se dice que
esto causa calentamiento global.
Refrigerante HFC-134 a
La medida molecular del R134a es mucho más pequeña que la del R12. Como resultado
tenemos una alta pérdida de refrigerante. Una cantidad de 10% a 15% por año puede ser normal.
Junto a los diferentes puntos de ebullición, se necesitan cambios en el diseño del sistema tales
como el ajuste de la válvula de expansión, etc. Y también es necesario utilizar un aceite diferente.
La modificación retroactiva por lo tanto requiera cambiar algunos sistemas, tales como el secador
y además el sistema debe ser lavado 2 a 3 veces para remover el aceite mineral al máximo
posible (después de removerlo desde el compresor, etc). Algunos sustitutos que pueden
utilizarse en lugar del 134a son otra posibilidad, pero pueden ser difíciles de conseguir y también
causar problemas en el servicio, por lo tanto no se recomiendan sustitutos para el 134a.
El R134a, que fue desarrollado como una sustancia alternativa al R12, tiene las siguientes
características en comparación con el R12: La compatibilidad con los aceites lubricantes (aceite
de compresor) es mala. Su grado de solubilidad del agua es alto y su dilatación y permeabilidad
de los materiales de los sellos y los materiales de las mangueras es alta. Como el nuevo
refrigerante R134a tiene propiedades y características que son diferentes a las del R12, deben
hacerse cambios en concordancia. Si un sistema de aire acondicionado con R12 es llenado con
R134a en su lugar, ocurrirán problemas tales como bloqueo del compresor o pérdida del
refrigerante. Por esta razón, deben tomarse contramedidas para que no se produzca una carga
errónea de gas, estas fueron hechas junto con los cambios debido a las diferencias en las
propiedades y características. Las diferencias en características son: la presión y la carga
aumentan cuando la temperatura ambiente es alta (provoca pobre enfriamiento). Los sistemas
fueron equiparado a esto por aumento de eficiencia, cambio en el embrague magnético y
condensador, cambio en las especificaciones tales como fijar los valores para los interruptores de
presión, válvulas de expansión, etc. Para los servicios post venta: el refrigerante, el aceite y los
O-rings no son intercambiables. Para prevenir una conexión equivocada de tuberías y una carga
equivocada de refrigerante, el diseño de las tuberías, uniones, válvulas de carga e identificación
de las herramientas de servicio se cambiaron. Para prevenir el escape de refrigerante a la
atmósfera, se eliminaron los pernos soldados y se instalaron válvulas de alivio de presión en su
lugar.
CONDENSADOR:
Se reducen las temperaturas de condensación para mantener el desempeño debido a que el
sistema R-134a generalmente tiene mayores capacidades de condensación que aquellos
diseñados para el uso con R12.
COMPRESOR: H-NBR provee mejor compatibilidad con el R-134a PAG. Los compresores para
ser utilizados con R-134a generalmente han sido fabricados durables para acomodar las mayores
presiones y los diferentes lubricantes asociados con el refrigerante.
ACEITE DEL COMPRESOR: El aceite mineral no es soluble con R-134a.
MATERIAL DE LAS MANGUERAS: Contención mejorada y soluble con el R-134a
SECANTE: Material cambiado por deferente diámetro de poros para mejor absorción de la
humedad, la cantidad cambio de 30 a 45g.
INTERRUPTOR DE CORTE DE ALTA PRESIÓN: El R-134a tiene mayores presiones de descarga
que el R-12 a la misma temperatura de condensación.
ORIFICIOS DE CARGA: Un único orificio de carga del R-134a se suministra para evitar confusión
con el del R-12. Reduce la perdida en el sistema y previene la carga con refrigerantes
equivocado.
La entalpía es la cantidad de energía que contiene el refrigerante y es medida en Kilo joule por
kilogramo de refrigerante. En esta carta, las líneas de presión constante son horizontales, si se
mueve a la derecha o a la izquierda, la presión permanece igual mientras otras propiedades
cambian. Las líneas de entalpía constante son verticales, de manera que si se mueve solamente
hacia arriba o abajo en la carta, la entalpía permanece constante, pero otras propiedades cambian.
Las líneas de temperatura constante en este diagrama no son rectas, ellas siguen una senda
específica. Nótese como las líneas se comportan dentro del llamado cúpula húmeda, ellas son
perfectamente horizontales, lo que significa que si la presión y la temperatura permanecen
constantes la mezcla puede ser 0% gas, 100% gas o cualquier cosa entre ellas. La distribución
depende de la entalpía, o en palabras comunes: cuanta energía es almacenada por kilogramo de
refrigerante. Nótese que para una presión dada hay solamente una temperatura donde el
refrigerante es saturado, lo que significa que todo el refrigerante es cambiado a gas. Si la
temperatura es aumentada mas allá esto se llama sobrecalentado. Como el cambio de estado es
igual al cambio en la entalpía (cantidad de energía), esta es la clave para el funcionamiento del
aire acondicionado.
1. El refrigerante ingresa al compresor. En el ejemplo, el gas frío tiene una temperatura de 10°C
a alrededor de 2.2 bar.
2. El compresor a hecho su trabajo. Nótese que la temperatura presión fue desde 2.2bar a
alrededor de 13.5bar. También la temperatura y la temperatura del gas se disparo a alrededor
de 70°C. Junto con el aumento de temperatura y presión, se tiene un aumento en la entalpía
(debido a que se movió a la derecha en la carta). El refrigerante ahora contiene mas energía y
entra al condensador.
3. Una vez dentro del condensador, el refrigerante libera algo de su calor, la temperatura bajo pero
la presión se mantiene constante. El refrigerante aquí es un gas saturado y ahora comienza a
condensar debido a que se a removido más energía.
4. La mezcla tiene una calidad de 0%, es líquido saturado. La temperatura del refrigerante es la
misma que tenia en el punto 3 pero ahora tiene muchos menos entalpía. Esta energía fue
disipada a través del condensador.
5. Este punto esta al final del condensador. Entre los puntos 4 y 5 el condensador esta
solamente enfriando el líquido. Nótese que la presión permanece igual, pero la temperatura y
la entalpía han caído. Este proceso se llama sub enfriamiento.
6. Entre los puntos 5 y 7 hay una válvula de expansión. Cuando el refrigerante atraviesa este
dispositivo de expansión, la presión y la temperatura caen dramáticamente (nótese la línea
vertical en el diagrama). En el punto 6 el refrigerante ingresa nuevamente al área de la cúpula
húmeda.
7. Dentro del evaporador. Nótese que algo del refrigerante es ya un gas. De acuerdo con el
diagrama se tiene una calidad de alrededor de 0.27, de forma que la mezcla de líquido/gas es
27% gas. En este ejemplo, el refrigerante esta alrededor de 0°C. Este es el refrigerante que
comienza a absorber calor que es lo que se desea que haga. Nótese la entalpía relativamente
baja. En este punto el refrigerante realiza la mayor parte del camino a través del evaporador.
Este a absorbido mucho calor, nótese que la entalpía aumenta. También la temperatura del
refrigerante es la misma debido a que a ingresado al evaporador. En el punto 8 el refrigerante
es un gas saturado. Cuando el refrigerante abandona el evaporador y entra al compresor en el
punto 1, la temperatura del refrigerante aumenta de alguna forma. Esto se llama súper calor.
Sub enfriamiento y súper calor: como el proceso de absorción de calor tiene lugar entre los
puntos 7 y 1, esto se llama el efecto de refrigeración. Si se pudiera conseguir mas sub
enfriamiento, se podría mover mas a la izquierda en la carta y entonces caer en la cúpula
húmeda a un punto que pudiera estrechar el efecto de refrigeración. También, el súper calor
tiene una finalidad muy valida. El aumento de temperatura del refrigerante mas allá del punto
de saturación suministra un factor de seguridad contra el tener algún líquido refrigerante
absorbido de vuelta en el compresor. Esto pudiera potencialmente ocurrir si el refrigerante no
a absorbido suficiente energía para convertirse completamente en un gas. Con la naturaleza
de los sistemas AC de los automóviles, alguna forma de capacidad de control se necesita para
asegurar que la cantidad correcta de enfriamiento se suministra para la carga que esta en el
sistema (esto se explicara en el siguiente capítulo). No se necesita mucho enfriamiento en
Abril así como se necesitara en Julio. Si este fuera el caso, el sistema debe tener alguna
forma de autorregulación.
Funcionamiento (General): El compresor es conducido por el motor. Este aumenta la presión del
refrigerante evaporado (gas), de forma que este esta a alta presión (alta temperatura) y lo
suministra al condensador. Como la temperatura disminuye en el condensador, el refrigerante se
vuelve líquido. Para el ajuste de las diferentes velocidades del motor, temperatura ambiente o
temperatura interior seleccionada por el conductor, la relación de suministro del compresor es
variable. Muchos compresores son variados en la ejecución mediante conmutarlo ON y OFF.
En el compresor de placa de chapoteo los pistones se mueven por la llamada placa de chapoteo,
que es una placa conectada al eje con una inclinación. Por lo tanto, si el eje gira los pistones se
mueven hacia adelante y hacia atrás (carrera de admisión y compresión). Los compresores de
placa de chapoteo tienen varios pistones independientes, por ejemplo 5 pistones, que sirven a 10
cilindros. En la carrera de admisión, el R134a desde el lado de baja presión del sistema (desde
el evaporador) es arrastrado dentro del compresor. La admisión del R134a se produce a través
de una válvula de lámina. Esta válvula de una vía controla el flujo del refrigerante evaporado al
cilindro. Durante la carrera de compresión, el R134a vaporizado es comprimido. Esto aumenta
la presión y la temperatura del refrigerante. Las válvulas de lámina del lado de salida (descarga)
entonces abren para permitir que el refrigerante se mueva hacia el condensador. Desde la
válvula de salida hacia adelante se inicia el lado de alta presión del sistema.
NOTA: Los compresores están designados para funcionar solamente con refrigerante vaporizado;
el refrigerante líquido en el compresor causara daño a las válvulas de lámina del compresor.
Algunos compresores tienen lo que se llama un fusible térmico instalado en la bobina solenoide
para prevenir el daño de la correa en caso de bloqueo del compresor.
Si la carga del enfriamiento es baja la válvula de expansión esta casi cerrada. Así la presión en
la cámara de entrada disminuye. Si la presión llega a ser menor que el valor normal (2.0kgf/cm 2),
el diafragma (que esta en conexión con la cámara de entrada), se expande y mediante esto se
abre la conexión entre la cámara de salida y la cámara de control. De esta forma la presión en la
cámara de control aumenta y el ángulo de la placa de chapoteo se reduce. Esto reducirá la
cantidad de entrega a la cantidad requerida de refrigerante.
Si la carga de enfriamiento es alta la válvula de expansión esta casi abierta. De esta forma la
presión en la cámara de ingreso aumenta. Si la presión llega a ser mas alta que el valor normal,
el diafragma que tiene una conexión a la cámara de entrada se contrae y mediante esto cierra la
conexión entre la cámara de salida y la cámara de control. Entonces la presión en la cámara de
control disminuye y el ángulo de la placa de chapoteo aumenta. Esto aumentara la cantidad
entregada al monto requerido de refrigerante.
Diagrama de Funcionamiento
Aquí se puede observar la estrategia de control para el compresor. La válvula de control esta
conectada a la cámara de admisión del compresor, a la cámara de salida y a la cámara de control.
La apertura y cierre de la válvula de control de presión se ajusta mecánicamente por el balance de
la presión de admisión, la presión de salida y los resortes dentro de la válvula. Si la carga de
enfriamiento es baja, el ángulo de la inclinación (cantidad de entrega) se reduce. Si la carga de
enfriamiento es alta el ángulo, y por este medio, la cantidad de entrega aumenta.
Esta imagen muestra el compresor del tipo espiral, estos son utilizados en el modelo LZ 4.5L.
Nota: El modelo 3.0 y 3.5L utiliza compresor de placa reciprocante.
En la parte superior del compresor pueden verse dos sensores: uno es el sensor de temperatura
para detectar la temperatura del refrigerante dentro del compresor, el otro es un sensor detector
de velocidad, que reconoce la velocidad del compresor. La velocidad del compresor y la
velocidad del motor se comparan mediante un controlador de bloqueo de la correa. En el caso
de una diferencia muy alta entre ellos (80% de deslizamiento), el embrague magnético se
desactivara. El controlador de bloqueo de la correa esta conectado a la unidad del ventilador,
justo al lado del actuador de admisión. Esta función se aplica con el fin de evitar daño a la correa
conductora en caso de que el compresor tenga una falla interna. La razón para hacer esto es
que se utiliza solamente una correa conductora para todos los accesorios tales como la bomba de
agua, la bomba de dirección hidráulica, alternador y compresor del aire acondicionado. Este será
el resultado en caso de que el compresor se bloquea y la correa se daña, también los otros
dispositivos ya no funcionarán. Al observar la imagen inferior se puede reconocer que el eje de
entrada del compresor esta ligeramente excéntrico al eje de salida. Debido a esto el deslizador
que transfiere el movimiento de la polea a los espirales móviles lo hace en movimiento excéntrico
mediante este movimiento, en espiral se mueve de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo.
Debido a esta diferencia en el movimiento, las secciones entre los dos espirales se expanden o
contraen de forma que el refrigerante es aspirado, comprimido y descargado con alta presión.
Como se ha indicado, una parte esta fija al cuerpo del compresor y permanece estacionaria,
mientras que la otra parte es conducida mediante la polea (vía el deslizador) y se mueve como se
describió anteriormente. La animación permitirá un mejor entendimiento de este movimiento. El
ciclo de trabajo se describe en la próxima página.
Ciclo de Funcionamiento
Demos una mirada al ciclo de funcionamiento del compresor de espiral. Como es un proceso
que esta teniendo lugar continuamente de forma que se alcanzan varias etapas de compresión del
refrigerante al mismo tiempo, seguiremos el proceso de un ciclo paso a paso. El proceso que
veremos esta marcado en color rojo mientras que las otras etapas que están produciéndose al
mismo tiempo están coloreadas diferente. Cada color indica la compresión para una cantidad
específica de refrigerante desde la admisión a la compresión y descarga. El ciclo comienza
cuando los extremos de ambos espirales abren la admisión, de forma que el refrigerante puede
entrar en la abertura. Definamos esta posición como 0° (ángulo de rotación de la polea
conductora). Después de 180° de movimiento, el espiral a cambiado la posición de forma que el
espiral toca al otro, por lo cual se cierra la admisión y se forma una cámara, de manera que ya no
entra más refrigerante, pero tampoco puede escapar el refrigerante. A la posición de 360°, el
espiral alcanza una posición donde el orificio de descarga esta cerrado y la medida de las
diferentes cámaras se ha reducido. De modo que el refrigerante esta comprimido. Al mismo
tiempo, el espiral esta empujando el refrigerante en la dirección del orificio de descarga. A 540°
el refrigerante esta comprimido al nivel necesario y abandona el compresor a través del orificio de
descarga que ahora esta abierto. A 720°, el espiral alcanza la misma posición, esta a 0° y el ciclo
se reinicia.
El embrague esta compuesto por la bobina solenoide, la polea y el eje con tenaza y la placa de
resorte liviano. La bobina esta directamente fija al cuerpo del compresor y esta localizada detrás
de la polea. La polea esta fija al compresor mediante un cojinete y por lo tanto puede girar
libremente; la polea es conducida por una correa tan pronto como el motor enciende. El eje esta
conectado al eje de mando del compresor e incluye una placa de resorte liviano. Cuando se
necesita enfriamiento, se energiza la bobina solenoide, creando un campo magnético que atrae la
placa de resorte, mediante la cual esta conectada con la polea. En esta condición, se acciona el
eje del compresor. El refrigerante por lo tanto comienza a circular y se consigue el enfriamiento.
Para desconectar el compresor, se interrumpe la energía al solenoide, el campo magnético
desaparece y la placa de resorte se separa de la polea mediante los resortes de retorno, la que
nuevamente gira libre sin estar en contacto con el eje de mando. Por razones de seguridad, en
el circuito de la bobina de embrague del compresor se ha instalado un fusible térmico. Si se
produce deslizamiento de la correa, por ejemplo debido al bloqueo del compresor se genera calor.
Si el calor alcanza cierto valor (alrededor de 180°) el fusible térmico se quema. Esto interrumpe
el suministro de energía al solenoide y la polea puede girar libremente de forma que el cojinete del
embrague, la polea y la correa no se dañen. Una vez que el fusible se ha quemado, el solenoide
debe reemplazarse. Algún deslizamiento del embrague podría ser indicio de separación
incorrecta o bajo voltaje al embrague. Una separación muy pequeña puede causar raspaduras
en las placas; una abertura muy grande causara un campo magnético debilitado. Si se ha
revisado esto y se encuentra correcta y el embrague esta aun sin funcionar este debe
reemplazarse. El consumo aproximado de corriente del embrague magnético es de alrededor de
3amps. a 12V. Revisar la resistencia de la bobina del embrague (3.0 – 3.2 Ohm) para determinar
la condición del fusible térmico y reemplazar la bobina del embrague si es necesario.
Estructura de Mangueras
Como se menciono anteriormente, las mangueras para el R134a deben ser diferentes debido al
menor tamaño de las moléculas. Pero todavía las mangueras son la parte donde aun bajo
condiciones normales desaparece refrigerante e ingresa humedad al sistema.
Condensador
El condensador esta compuesto por tuberías y láminas, que están firmemente conectadas con las
tuberías para crear una gran superficie de intercambio de calor para alcanzar una buena
transferencia de calor. El condensador esta instalado al frente del radiador. Este enfría el
refrigerante a alta presión y alta temperatura a su punto de condensación y lo vuelve a su estado
líquido. Los gases calientes entran al condensador con una temperatura de 60° a 100°C, pero
aun si este es enfriado solamente 2° – 3°C, cambiara de estado gaseoso a líquido debido a las
propiedades del refrigerante. El intercambio de calor en el condensador tiene lugar mediante
enfriamiento por aire. Es esencial para un enfriamiento eficiente del condensador el paso de aire
a través de sus aletas. Cualquier obstrucción tal como polvo, hojas, lodo o algún material extraño,
reducirá la capacidad de reducir la temperatura del refrigerante, resultando en un aumento del
calor y la presión. En condición normal el condensador esta a una temperatura más baja que el
radiador del vehículo, pero si la eficiencia del condensador se reduce, su temperatura aumenta.
Esta puede llegar a estar mas alta que la del radiador del vehículo provocando sobrecalentamiento
del motor. No es necesaria una rutina de mantenimiento para el condensador, aparte de la
remoción de obstrucciones y las reparaciones solamente pueden realizarse si el condensador se
remueve del vehículo.
Secador
La finalidad del secador es almacenar temporalmente el refrigerante licuado. Este también debe
remover la suciedad y la humedad del refrigerante. Por las diferentes condiciones de
funcionamiento, como la carga térmica en el evaporador y condensador, numero de revoluciones
del compresor, se bombea una diferente cantidad de refrigerante a través del sistema. Para la
reconciliación de estas fluctuaciones se ha insertado el secador. El líquido proveniente del
condensador es recolectado y almacenado en este, de forma que solamente la cantidad necesaria
fluye al evaporador para el enfriamiento del aire. Adicionalmente, el secador es capaz de atrapar
una pequeña cantidad de agua desde el ciclo, usualmente puede tomar 6 a 12 gr. de agua y la
cantidad depende de la temperatura. La cantidad aumenta a temperaturas más bajas. Secante:
para los sistemas R12 se ha utilizado gel de silicio como secante para eliminar la humedad, pero
en los sistemas R134a se utiliza zeolita como secador.
Válvula de Expansión
A diferencia de la regulación por válvula de expansión, la inyección del líquido refrigerante tiene
lugar en el evaporador mediante un regulador fijo. Este orificio fijo esta localizado en la línea de
líquido cerca del evaporador y tiene rejillas de filtro localizadas en la tubería de entrada y salida
del cuerpo. En el tubo de orificio fijo el líquido refrigerante comienza a vaporizarse, debido a esto
permite solamente el ingreso de una cantidad apropiada de refrigerante al evaporador, para
conseguir un buen efecto refrigerante. El estado del refrigerante inmediatamente después del
tubo de orificio fijo es 100% líquido. Tan pronto como la presión del líquido cae, este comienza a
hervir y mediante hacer esto se absorbe el calor. Este calor es removido desde el aire que pasa
a través de las aletas de enfriamiento del evaporador por lo que es enfriado. Un instructor de
presión se utiliza para controlar la cantidad de refrigerante que ingresa al evaporador. Cuando
los contactos del interruptor están abiertos y la bobina del embrague no esta energizada, el
embrague del AC esta desconectado y el compresor no funciona. Cuando los contactos del
interruptor están cerrados, la bobina del embrague magnético del compresor esta energizada y el
embrague del AC esta conectado para conducir al compresor. No pueden realizarse ajustes ni
servicios al conjunto de tubo de orificio fijo, pues no puede removerse de la línea. El tubo de
orificio fijo debe ser reemplazado cuando se reemplaza el compresor.
Acumulador (CCOT): el Acumulador esta localizado en el lado de baja presión del circuito
refrigerante. La entrada del acumulador esta conectado al tubo de salida del núcleo del
evaporador mediante una línea de succión. El refrigerante ingresa al depósito acumulador a
través del tubo de entrada. El aceite se separa al fondo del depósito. El refrigerante pasa a
través del secante, donde el agua y la humedad son separadas y almacenadas debajo de la tapa
plástica. Desde aquí este es succionado a través de un tubo U por medio del compresor. Un
orificio de pequeño diámetro de retorno del aceite esta ubicado cerca del fondo del depósito este
permite al aceite ingresar a la línea de succión en una proporción controlada. Para prevenir el
ingreso de suciedad o humedad a través del orificio de retorno de aceite, se ha instalado una
malla de filtro.
La válvula de expansión tiene dos funciones: Mide el líquido refrigerante en las bobinas del
evaporador de acuerdo a la demanda del sistema, esto reduce la presión refrigerante. El interior
del vehículo no se enfriara suficientemente si la salida de la válvula de expansión es demasiado
pequeña. Si esta es demasiado ancha, se producirá congelamiento en el evaporador,
disminuyendo la eficiencia del enfriamiento. Por lo tanto, la medida de este pequeño agujero
atomizador debe ser controlada de acuerdo a las condiciones variables. La válvula de expansión
también sirve como un regulador para este orificio atomizador. Dependiendo del
sobrecalentamiento del gas refrigerante a la salida del evaporador, la TXV ajusta la cantidad de
refrigerante que ingresa al evaporador (dependiendo de las respectivas condiciones de
funcionamiento), de forma que la superficie intercambiadora de calor del evaporador se utiliza
óptimamente. La TXV esta instalada entre el circuito de alta y baja presión y en el ciclo
refrigerante y antes del evaporador. Si la temperatura del refrigerante (que abandona el
evaporador) aumenta, el refrigerante en el termostato de la válvula de expansión se expande y
aumenta el flujo del refrigerante al evaporador. Si temperatura del refrigerante disminuye, su
volumen en el termostato se reduce y el flujo al evaporador también se reduce.
Como se vio anteriormente, las válvulas de expansión pueden clasificarse en dos tipos: Tipo de
Ecualización Externa, Tipo de Ecualización Interna.
La válvula térmica de expansión es regulada por la interacción de tres fuerzas:
1. La presión en la línea del sensor, que depende de la temperatura del refrigerante
sobrecalentado, afecta la fuerza de apertura del diafragma (PF).
2. La presión del evaporador afecta el diafragma en dirección opuesta (PE).
3. La presión del resorte de ajuste (PS); este actúa en la misma dirección que la presión de
evaporación.
El tipo de ecualización externa esta compuesto por un tubo capilar térmico cargado con
refrigerante vaporizado, un elemento de potencia de diafragma, resorte de balanceo, tubo de
presión de ecualización externa, vástago actuador del asiento de la válvula, válvula de medición,
orificio de ingreso y filtro y orificio de salida. La diferencia entre la ecualización interior es que el
tipo de ecualización externa no tiene solamente el bulbo sensible al calor, sino que también una
tubería adicional que esta conectada a la salida del evaporador. Mediante esta tubería, la
presión puede detectarse en la salida, muy cerca del lugar donde se detecta la temperatura de
salida. Esto permite un control mas preciso, especialmente en caso de que el evaporador tenga
una alta resistencia interna.
La cámara superior del diafragma reflecta la temperatura de salida del evaporador y suministra la
acción diferencial por la temperatura de salida opuesta contra la presión de salida. La
temperatura de salida actúa sobre el tubo sensible al calor, que cambia la presión en la parte
superior del diafragma en concordancia. Esta presión trata de abrir mas la entrada del
refrigerante para aumentar la cantidad de refrigerante que pasa a través de la válvula. Junto con
la fuerza del resorte la presión de salida actúa debajo del diafragma tratando de cerrar la entrada.
El equilibrio de estas fuerzas causa que la entrada se abra la cantidad correcta, de forma que la
cantidad necesaria de refrigerante puede ingresar al evaporador.
Evaporador
Un suministro medido de refrigerante frío a baja presión, es arrastrado a través del evaporador por
el lado de succión del compresor. El aire cargado de calor desde el exterior del vehículo es
empujado a través de los espirales por un ventilador y la diferencia de temperatura entre aire
caliente y el refrigerante frío provoca la transferencia de calor desde el aire caliente al líquido frío.
Como el líquido esta absorbiendo calor desde el aire, el refrigerante se vaporiza, cuando el
refrigerante esta casi completamente vaporizado, se alcanza la llamada condición saturada, pero
el vapor debe pasar a través de más espirales antes de su salida, de modo que absorbe mas calor.
Esta condición se llama súper calor. La condensación de la humedad en el aire se produce
simultáneamente con la reducción de la temperatura del aire. Esta agua condensada es drenada
desde el conjunto evaporador y descargada a través de las tuberías de drenaje. Frecuentemente,
el agua condensada se drenara desde el cuerpo del evaporador muy pronto después que el
vehículo queda en reposo y el ventilador es apagado creando un charco debajo del vehículo.
Esta es una condición natural y no es necesario realizar ninguna investigación. No se necesita
alguna rutina de mantenimiento para el evaporador, pero puede requerirse alguna limpieza de
tiempo en tiempo debido al mal olor.
Cuando la presión de vapor del sistema operando es estable, prevalecerá la condición Pf = Ps.
La apertura de la válvula de aguja en este momento será estacionaria (a una condición
predeterminada) y se mantendrá un flujo constante de refrigerante. Flujo constante de
refrigerante PF / PE = PS / PE: si la cantidad de refrigerante en el evaporador llega a ser menos,
el refrigerante se evaporara más rápido. Así, la temperatura en el circuito ecualizador aumenta,
provocando que el gas en la cámara superior del diafragma se expanda y la válvula se abrirá.
Esto resulta en un mayor flujo del refrigerante al evaporador. PF / PE < Ps el flujo del refrigerante
aumentara. Inversamente, si la cantidad de refrigerante en el evaporador llega a ser mayor, el
refrigerante se vaporizara más lentamente. La temperatura en el circuito ecualizador cae,
provocando el cierre de la válvula esto resulta en un menor flujo de refrigerante a través del
circuito. PS > PF / PE el flujo de refrigerante disminuirá.
Si el ciclo del refrigerante se acciona, por ejemplo el sistema de aire acondicionado se enciende;
el compresor (1) arrastra refrigerante frío, gaseoso desde el evaporador (8), lo comprime y lo
suministra al condensador (3). La compresión calentara el gas. El gas caliente comprimido es
enfriado en el condensador por el aire exterior o por un ventilador auxiliar (4). Cuando alcanza el
punto de rocío (dependiendo de la presión, ver la tabla de punto de ebullición) el refrigerante se
condensa y se vuelve líquido. El refrigerante completamente licuado proveniente del
condensador es recolectado en el tanque (6) incorporado al secador (7). La función de este
arreglo es asegurar que solamente líquido limpio libre de humedad se transfiera al evaporador.
Próximamente el refrigerante fluye a la válvula de expansión (10). Liquido refrigerante
presurizado es inyectado en el evaporador (8) mediante el cual la presión es disminuida de forma
que el refrigerante se evapora. El calor necesario para la evaporación es extraído del aire
exterior que pasa a través de las láminas del evaporador, entonces el aire es enfriado. El
refrigerante completamente gaseoso que abandona el evaporador es arrastrado al interior del
compresor y nuevamente comprimido el ciclo refrigerante esta cerrado.
Unidad de Calefacción
Cuando el refrigerante del motor fluye a través del núcleo del calefactor, el calor desde el
refrigerante es transferido al aire del enfriador que fluye a través de las aletas del núcleo del
calefactor. Mediante la combinación del sistema de enfriamiento y calentamiento, la temperatura
puede ajustarse al nivel confortable deseado.
Circuito Eléctrico
Demos una mirada al diagrama eléctrico para determinar que partes eléctricas están involucradas
en el acondicionamiento del aire.
El interruptor de presión triple es una combinación del interruptor de baja presión (para revisar la
cantidad de refrigerante) y el interruptor de alta presión (para prevenir el estallido de la línea del
aire acondicionado) y un interruptor de presión media (para el funcionamiento del ventilador de
enfriamiento). Cuando la presión cae a aproximadamente 2.3bar o menos, el compresor se
detiene, previniendo así el daño al compresor por atascamiento. Cuando la presión se eleva a
32 bar o más el compresor también se detiene para prevenir que las líneas del aire acondicionado
se revienten. Cuando la presión alcanza 15.5bar o más, el ventilador del condensador gira a alta
velocidad para enfriar el refrigerante y estabilizar su presión.
Sensor APT
Junto con utilizar la señal APT para la protección del circuito y el control del ventilador, hay
algunos otros cambios en el sistema, que pueden observarse en el diagrama. Un llamado
ventilador de velocidad múltiple se utiliza, que permite un paso menos para controlar la velocidad
del ventilador. La velocidad del ventilador se controla por un módulo PWM (modulación de
amplitud de pulso).
Interruptor Termóstatico
Un Termistor o sensor de aleta esta instalado para prevenir el congelamiento del evaporador.
Eléctricamente el Termistor esta instalado en la línea del embrague del compresor. Este se abre
o cierra de acuerdo con la temperatura del evaporador, con lo cual enciende y apaga el compresor.
El compresor se apaga a aproximadamente 0.5 grados y vuelve a encenderse a aproximadamente
3 grados. Para valores exactos, es necesario referirse al Manual de Servicio correspondiente.
El sensor de aleta no se enciende y apaga, pero cambia su resistencia de acuerdo con la
temperatura del evaporador. Este cambio de resistencia es utilizado por la unidad de control para
decidir si enciende o apaga el compresor. Para información de la resistencia de acuerdo con la
temperatura referirse al Manual de Servicio.
De acuerdo con la posición del interruptor del ventilador, diferentes terminales están provistos con
energía. Como sus resistencias efectivas difieren también varía el voltaje de salida y en
consecuencia la velocidad del ventilador. Nota: El control de la velocidad del ventilador para
FATC esta cubierto en la sección FATC.
Tómese en cuenta que el sistema de aire acondicionado puede perder hasta un 15% de
refrigerante por año y que el límite promedio de funcionamiento es alrededor del 60% del grado de
llenado. La mantención del sistema de aire acondicionado también puede disminuir el consumo
de combustible. Ya que este influye por ejemplo en el tiempo de funcionamiento del compresor.
¡Nótese que un compresor roto puede requerir el cambio del receptor/secador debido a la
contaminación de partes metálicas, etc y que un condensador roto etc puede requerir el cambio
del receptor/secador debido a mucha humedad!.
Filtro de Polen
La finalidad del elemento de filtro de aire es remover el polvo y el olor. El periodo de reemplazo
del filtro es 5.000 – 12.000 km, dependiendo de las condiciones ambientales. Téngase en cuenta
de que un filtro obstruido influirá en la eficiencia del enfriamiento y el calentamiento y puede ser
una causa de alergia. Para reemplazar el filtro: remover la guantera. Remover la parte
bloqueada de la cubierta del filtro de aire.
Precauciones de Seguridad
El refrigerante puede hacer enfermar a una persona cuando lo inhala, aun si se inhala solo una
pequeña cantidad a la vez sobre un periodo de tiempo, este se acumulara y puede resultar en una
condición toxica. El líquido refrigerante podría golpearlo en algún lugar del cuerpo, siga los
procedimientos que se describen. Aplicar agua fría para elevar la temperatura y aplicar gelatina
de petróleo limpia. Si el líquido refrigerante alcanza los ojos, el globo del ojo puede congelarse lo
que puede causar ceguera. Si el líquido refrigerante llegara a alcanzar el ojo, no debe frotarse.
Siga estas instrucciones: aplicar grandes cantidades de agua fría para elevar la temperatura.
Aplicar gelatina limpia de petróleo al ojo para evitar la infección. Cubrir el ojo con un parche para
evitar la posibilidad de ingreso de polvo al ojo. Visitar al doctor y hospital para inmediata ayuda
profesional. No intente tratarlo usted mismo.
Nunca debe calentarse un cilindro de refrigerante sobre 52°C, debido a que este puede explotar.
Utilizar una llave de válvulas aprobada para abrir y cerrar las válvulas y evitar el daño. Asegurar
todos los cilindros en posición vertical para almacenamiento y retiro del refrigerante. Para
información completa acerca de las advertencias de seguridad referirse al Manual de Servicio.
Revisiones Preliminares
La revisión preliminar incluye una inspección visual del sistema. Revisar las aletas del
condensador por daño o bloqueo. Asegurarse de que la correa conductora esta correctamente
instalada y comprobar su tensión. Si no se mantiene la tensión apropiada, el deslizamiento de la
correa reducirá en gran manera el desempeño del sistema de aire acondicionado y la vida útil de
la correa. Revisar/ajustar la correa conductora del aire acondicionado al momento de la
preparación de un automóvil nuevo. Revisar la tensión de la correa conductora a intervalos
regulares de servicio y ajustar según sea necesario. Luego encender el motor, encender el
interruptor del AC y revisar que el AC funciona en cada posición del interruptor del ventilador
excepto la posición 0. Revisar el funcionamiento del embrague magnético. Comprobar si las
RPM en ralentí aumentan cuando se conecta el embrague magnético. Comprobar el correcto
funcionamiento del ventilador del condensador.
NOTA: Las condiciones pueden variar dependiendo del modelo. Es necesario referirse al Manual
de Servicio.
Mal Olor
En ocasiones los clientes reclaman por “mal olor” cuando encienden el aire acondicionado. La
razón son bacterias, que se producen en las espirales del evaporador. Si el aire acondicionado
no se utiliza regularmente, estas baterías se producen mucho más rápido. La presencia de estas
bacterias en el aire puede causar reacciones alérgicas. Si un cliente reclama por mal olor del
aire acondicionado, es recomendable limpiar el evaporador mediante utilizar un limpiador de
sistemas de aire acondicionado.
Introducción “ROBIN AIR LEAK DETECTOR 16500”. El detector de filtraciones se utiliza para
detectar filtraciones en los sistemas de aire acondicionado. Este incorpora un interruptor de
selección de sensibilidad que permite utilizarlo en sistemas de aire acondicionado CFC y HFC.
Puede detectar perdidas tan pequeñas como aproximadamente 14.15 gramos por año. ON/OFF
y BALANCE: el mismo control enciende la unidad y permite controlar la sensibilidad mediante
eliminar la contaminación de fondo para encontrar las perdidas con facilidad.
INDICADOR VISUAL DE FILTRACIONES: los 10 LED se encienden para mostrar niveles
crecientes de concentración, un LED indica que una cantidad mínima de refrigerante llega al
sensor, mientras que los 10 indican una gran filtración o concentración.
INDICADOR DE BATERÍA BAJA: si solamente esta encendido el LED superior, deben
reemplazarse las baterías.
INDICADOR AUDIBLE DE FILTRACIÓN: El sonido de funcionamiento normal es un sonido “tic”
estable cuando se mueve el probador cerca de la filtración, el tono cambiara a un sonido “tic” más
rápido y luego a un sonido de alarma.
VOLUMEN: permite ajustar la señal audible de filtración.
NIVEL DE SENSIBILIDAD: puede utilizarse para un amplio rango de refrigerantes, debe
seleccionarse el nivel correcto de sensibilidad. Utilizar estos ejemplos como una pauta:
Nivel 1 CFC + HCFC tal como R-12 R-22 R-500 R-502
Nivel 2 HFC como R-134a HP 62 AC9000 AZ 20 AZ 50
NOTA: Un medidor de filtración de gas diseñado solamente para sistemas R-12 no puede ser
utilizado para detectar pérdidas o filtraciones de gas R-134a debido a su sensibilidad insuficiente.
El nuevo medidor de filtraciones introducido, tiene una mayor sensibilidad y puede utilizarse para
ambos refrigerantes, R-12 y R-134a.
Otro método para la detección de filtraciones es agregar un aditivo especial al refrigerante, el que
puede ser detectado utilizando una lámpara especial. Para una visibilidad máxima, ejecutar la
prueba en un área oscura. La fluorescencia puede ser brillante o débil, dependiendo de la
cantidad de agente fluorescente presente. Debe tenerse cuidado para distinguir la fluorescencia
desde el reflejo de luz azul en la superficie del metal. Tómese en cuenta que después de
detectada la filtración y reparada, el área debe limpiarse para evitar que en una ocasión posterior
el líquido viejo pueda conducir a una diagnostico erróneo por filtración. Inyector del fluido: su
finalidad es inyectar el Aceite/Fluido para fugas al sistema.
Medidor del Lado de Baja: este medidor tiene una esfera que lee desde 0 a 24 bars en sentido del
reloj y desde 0 a –1 bar (escala de vacío) en sentido contrario al reloj. También puede
observarse una escala de temperatura, que lee desde –30 a +35°C. Este medidor del lado de
baja es llamado un “Medidor Compuesto” y tiene la finalidad de indicar tanto presión como vacío.
Este medidor se utiliza para medir la presión de salida del evaporador.
Medidor del Lado de Alta: este medidor tiene una esfera que lee desde 0 a 34 bars en sentido del
reloj. También se puede observar una escala de temperatura, con lecturas desde 0 a +88°C. El
medidor del lado de alta es solamente un medidor de presión. Se hace referencia a todas las
presiones mayores a la presión atmosférica como presión atmosférica y todas las presiones bajo
la presión atmosférica como un vacío. La presión cero permanecerá en cero prescindiendo de la
altitud.
Revisión de Desempeño
Prueba de desempeño
Conectar los medidores, abrir todas las puertas, poner la refrigeración a máximo enfriamiento y el
ventilador a su máxima velocidad y correr el motor a 2000 rpm. Las lecturas de los medidores
son el principal indicador de las condiciones de funcionamiento del sistema, pero como la
eficiencia del sistema esta influenciada por la temperatura ambiente y la humedad relativa, esos
valores también deben medirse. Poner un termómetro en la salida de aire frío y medir la
temperatura del aire enfriado. Utilizar un sicrómetro (seco y húmedo) para determinar la
humedad relativa (o utilizar un dispositivo que indique directamente la humedad). Medir la
temperatura ambiente cerca del condensador y calcular la diferencia entre las temperaturas de
entrada y salida. Comprobar que la intersección de la humedad relativa y la diferencia de
temperatura esta dentro del área sombreada. Si este es el caso el desempeño del enfriamiento
es suficiente. Para estabilizar el sistema: operar el sistema bajo estas condiciones por 5~10
minutos y el sistema estará estabilizado y preparado para lecturas de prueba.
Si se indica una baja carga de refrigerante en los datos de prueba preliminares, debe agregarse
una carga parcial de refrigerante para conseguir una carga suficiente en el sistema donde pueda
conducirse una prueba precisa y significativa. Esta carga parcial de refrigerante puede realizarse
durante el tiempo en que el sistema esta siendo estabilizado. El procedimiento para agregar una
carga parcial se explica mas adelante en el texto. Téngase en cuenta que puede producirse
alguna perdida de refrigerante durante el año y que esta se reconoce como normal. La vibración,
porosidad de las mangueras y la construcción general del sistema hacen al sistema prácticamente
imposible a prueba de filtraciones. El reemplazo de esta carga parcial de refrigerante constituirá
mucho del tipo de servicio rápido de trabajo en el aire acondicionado con el que se tendrá
contacto.
Agregando Refrigerante: si el contenedor con refrigerante no esta actualmente conectado a la
manguera central del conjunto múltiple de medidores debe conectarse. Soltar la conexión de la
manguera central en el múltiple de medidores, abrir la válvula del depósito por varios segundos
para purgar el aire desde la manguera central, luego apretar la conexión de la manguera y cerrar
la llave. Encender el motor y hacer funcionar el aire acondicionado. Con el sistema
funcionando, abrir suavemente la llave de mano del medidor del lado de baja para permitir el
ingreso de refrigerante al sistema. El lado de baja del sistema es el lado de succión y el
compresor arrastrara refrigerante desde el depósito al sistema. Con el contenedor del
refrigerante en posición de aumento de vapor, agregar refrigerante hasta que las lecturas del
medidor son normales. Nunca debe girarse el depósito a una posición donde el líquido
refrigerante fluya al lado de baja del sistema. Cerrar la válvula manual del lado de baja del
múltiple y las válvulas del depósito del refrigerante. Continuar con el sistema funcionando y
revisar para una carga normal de refrigerante. No sobrellenar. Téngase en cuenta que
actualmente la carga se ejecuta con dispositivo especial de reciclaje, el que permite vaciar
completamente el sistema y recuperar el refrigerante si es posible llenar el sistema precisamente
con la cantidad especificada.
Si el sistema esta en buena condición, el lado de baja presión esta entre 1.5 – 2.5 bars y el lado
de alta presión esta de 8-22.5 bars. Actualmente el conjunto de medidores esta normalmente
incorporado a la estación de servicio, pero el uso de ellos permanece igual al de los separados.
Humedad en el Sistema
Aire en el Sistema
Cuestionario NVH
Reclamos por Ruido: si el cliente se queja por ruidos en el sistema A/C, realizar la prueba como se
indica: conseguir el máximo de información posible del cliente, utilizar el Cuestionario NVH para el
Cliente. Encender el motor, conmutar el AC a ON / OFF, para determinar si esto afecta al ruido
utilizar un Estetoscopio para investigar el origen del ruido. Revisar los TSB.
Aquí se muestran algunas de las herramientas especiales necesarias. Estas son sólo unos
cuantos ejemplos que indican que un servicio profesional (A/C) necesita de las herramientas
especiales requeridas
El desmontaje del embrague y la polea es una muestra de un procedimiento que utiliza las
herramientas especiales. Siempre es necesario referirse al Manual de Servicio para los
procedimientos y herramientas correctas.
Medición de la Separación
Dependiendo del tipo de compresor y embrague, debe utilizarse un calibrador de laminas para
determinar la abertura del embrague o un comparador de esfera (si no puede insertarse un
calibrador de laminas). Si no es posible insertar un calibrador de laminas, (por ejemplo, en el
compresor HS-11 del modelo Getz [TB]) desarrollar los siguientes pasos: Tomar un comparador de
esfera y ubicarlo en el “anillo exterior” del embrague del compresor. Calibrar la esfera del
medidor a cero. Aplicar voltaje a la bobina y comprobar la lectura del comparador de esfera. La
lectura debe estar dentro de las especificaciones (referirse al Manual de Servicio). Por Ejemplo,
TB: 0.005mm -0.008mm. Comprobar la holgura en 3 puntos alrededor de la polea. NOTA:
Cuando se reensambla el conjunto del compresor, limpiar la superficie del cojinete de la polea y el
diámetro de prensa de la bobina de la cabeza delantera para remover alguna suciedad o corrosión.
Reensamble: después de reensamblar el conjunto del compresor por el procedimiento inverso de
desarme dado, comprobar la separación del embrague entre la maza del embrague y el
apareamiento de la polea (referirse al Manual de Servicio)
La válvula de alivio de presión del R12 es del tipo perno fundido y parte del secador. En caso de
sobre presión todo el refrigerantes es liberado a la atmósfera. La válvula de alivio de presión del
R134a es del tipo de control de presión por resorte; libera solamente la cantidad en demasía de
refrigerante a la atmósfera.
NOTA: si no se elimina la causa cuando la válvula de alivio es activada, esta puede volver a
dispararse. Si la válvula de alivio de presión a sido activada por una alta presión a normal, ¡no
volver a utilizarla!. En funcionamiento normal, el interruptor de alta presión es activado primero y
el compresor se detiene, de forma que la válvula de alivio de presión no se activa fácilmente.
Compresor – Aceite: el aceite utilizado con los sistemas de aire acondicionado R12 es para
lubricar las partes móviles. Es un aceite mineral altamente destilado que esta libre de impurezas
tales como azufre, cera y humedad. El aceite incorrecto puede resultar en depósitos de cobres y
la formación de herrumbre. Desgaste prematuro y destrucción de las partes móviles del sistema
podrían ser el resultado. Los sistemas de aire acondicionado R134a utilizan aceites sintéticos
especiales para refrigeradores, por ejemplo, Polialkilenglikol (PAG). Estos aceites no pueden
utilizarse en los sistemas de aire acondicionado R12, debido a que no tienen una proporción de
mezcla con este refrigerante. La circulación del aceite del refrigerador constantemente se mezcla
(aproximadamente 20 a 40% dependiendo del tipo de compresor y la cantidad de refrigerante) con
el refrigerante en el ciclo y lubrica las partes móviles. Tipos de aceite para el R12: Aceite mineral.
Tipos de aceite para el R134a: PAG, Eter. Con el fin de prevenir la carga equivocada de aceite al
compresor, los tipos de refrigerante y aceite del compresor apropiados están claramente
especificados en la parte del compresor para el R134a. El PAG-46 será reemplazado por el
PAG-100 con una mayor viscosidad. NOTA: No almacenar el aceite del refrigerador abierto
(Higroscopico) siempre deben mantenerse los depósitos de aceite cerrados. No utilizar aceite de
refrigerador viejo (usado).
Revisión del Nivel de Aceite: No hay forma de revisar el nivel del aceite mientras el compresor
esta instalado, pero el nivel no debe cambiar durante un servicio normal. Muy poco aceite
resultara en una lubricación insuficiente del compresor que puede resultar en atascamiento del
compresor. Demasiado aceite conducirá a un desempeño de enfriamiento insatisfactorio del
sistema de aire acondicionado (transferencia de calor insuficiente). La presión del compresor
aumenta excesivamente, lo que puede conducir a daño. La cantidad requerida de aceite del
compresor para lubricación es cargada en el ciclo de aire acondicionado donde este se disuelve
en el refrigerante para circular a través del ciclo. Como un resultado el aceite permanecerá en
cada componente del ciclo cuando el sistema de aire acondicionado se apague. Durante el
reemplazo de las partes mayores, si alguna cantidad de aceite igual a la cantidad que permanece
en esa parte no se agrega al ciclo, la cantidad de aceite será insuficiente, conduciendo a una
lubricación inadecuada. Por lo tanto, agregar aceite nuevo al compresor en las cantidades
indicadas en el Manual de Servicio.
Cuando el encendido esta en posición ON, se aplica voltaje de la batería a la bobina en el lado de
control del relé AC. Con el interruptor AC en posición ON, el voltaje desde el Módulo de Control
FATC pasa a través de los contactos normalmente cerrados del interruptor triple, entrando así al
ECM. Cuando el ECM recibe la señal de AC ON, aplicara una conexión a tierra al lado de control
del relé de AC, permitiendo que los contactos del relé se cierren. Ahora el voltaje de la batería
pasa a través de los contactos del relé para energizar el EMC y el compresor es accionado.
Señales de Control AC
Modulo de Control
El control electrónico detecta el nivel de temperatura seleccionado por los ocupantes del vehículo
y las condiciones de funcionamiento del sistema (mediante los sensores). Al utilizar esta
información la unidad de control no solamente controla el funcionamiento del compresor, sino que
también activa los diferentes actuadores para la distribución del aire, dependiendo del programa
que los ocupantes del vehículo han seleccionado. Junto con utilizar el modo automático todos
estos circuitos de control pueden influenciarse manualmente.
En este esquema de muestra se puede observar la ubicación aproximada de los componentes del
aire acondicionado. Para los vehículos específicos, referirse al Manual de Servicio relacionado.
Algunos modelos pueden tener una unidad adicional trasera de aire acondicionado. Este
esquema se conoce como Sistema Dual de Aire Acondicionado. En la mayoría de los casos
también se encuentra instalado un panel separado de control para el aire acondicionado trasero.
Módulo de Control: Como en un sistema convencional, el control electrónico detecta todas las
variantes y alteraciones, así como también el nivel de temperatura seleccionado por los
ocupantes, y utiliza esos valores para calcular continuamente el valor fijado. Pero aquí se
encuentran características adicionales de control para suplir las necesidades de los pasajeros
traseros. Las entradas adicionales son, por ejemplo, el ajuste de temperatura trasera, el control
de flujo de aire trasero, el interruptor del ventilador trasero y otros. Debe revisarse la condición
actual para cada modelo individual con el Manual de Servicio. Como en el sistema delantero,
todos los circuitos de control pueden ser intervenidos manualmente. Basado en las entradas de
varios sensores, el módulo de control ajusta su salida, para mantener el valor de temperatura
dado por los ocupantes.
Como ejemplo, se describe el sistema del Centennial, ya que su esquema es el más sofisticado.
En el caso de un sistema de aire acondicionado trasero, se encuentra instalado un segundo
evaporador. Debido al aire acondicionado trasero, la cantidad de refrigerante requerido es mayor.
En el caso de que el vehículo este disponible con sistema simple o dual de aire acondicinado,
tambien el compresor es diferente (mayor capacidad). El sistema de aire acondiciondo trasero
del modelo Centennial incluye un segundo filtro de polen en el sistema trasero, el que tambien
esta sujeto a servicio. La única función para el Centennial es el modo de extracción de aire, que
intercambia el aire dentro del vehículo si se presiona el botón relacionado. Adicionalmente a esto,
se extraerá el aire si se utiliza el encendedor de cigarrillos delantero. En este caso, el
intercambio de aire continuará por 4 minutos después de utilizar el encendedor. Este sistema se
aplica solamente en el vehiculo 4.5L.
Componentes:
1. Sensor de temperatura interior, 2.Sensor de temperatura del aire ambiental, 3. Foto sensor,
4. Sensor AQS, 5. Interruptor del ventilador trasero, 6. Interruptor A/C del lado trasero del
conductor, 7. Interruptor A/C delantero, 8. Ventilador trasero, 9. Sensor de Humedad,
10. Interruptor de cigarros, 11. Panel A/C trasero
Unidad HVAC
Se puede reconocer que en los vehículos modernos los diferentes componentes del sistema de
calefacción y de aire acondicionado están combinados en una unidad funcional llamada la unidad
HVAC, la que en la actualidad contiene el núcleo del calefactor, el evaporador y el ventilador así
como los actuadores y sensores. La figura también indica la ubicación de los sensores y
actuadores instalados en la unidad HVAC (muestra).
Esta es una muestra de cómo la indicación de temperatura puede cambiarse entre C° y F°. Para
los vehículos individuales dirigirse al Manual de Servicio.
Botón de modo dual: El presionar el botón de modo dual (LED verde ON), permite al conductor y a
los ocupantes ajustar individualmente la temperatura. Los actuadores están ubicados a la
izquierda (actuador del conductor) y a la derecha (actuador del pasajero) de la unidad de
calefacción.
Nota: ¡El modo de descarga de aire no puede ser controlado individualmente!.
El aire acondicionado trasero puede controlarse desde el tablero delantero (sólo algunas
funciones), pero el panel principal de control se encuentra en el lado trasero. Las funciones que
puedes controlarse indistintamente desde delante y atrás son: selección automática, baja, alta y la
activación del modo de purga. El panel trasero de control permite adicionalmente las siguientes
funciones: cambiar la temperatura y cambiar el modo entre ventilador y tablero.
Corrección de temperatura dentro del vehículo: Cuando el sensor del interior del vehículo detecta
un cambio de temperatura excesivo, el controlador corrige las diferencias de temperaturas
suavemente. (1°C hacia arriba / 4segundos de retraso / 1°C hacia abajo / 4segundos de retraso)
Corrección de la temperatura ambiental: Cuando el sensor de temperatura ambiente detecta un
cambio de temperatura excesivo, el controlador corrige las diferencias de temperaturas
suavemente. (1°C hacia arriba / 3 minutos de retraso (excepto en subterráneos, túnel) / 1°C hacia
abajo / 4 segundos de retraso)
Corrección de radiación de calor: Cuando el foto sensor detecta un repentino cambio de radiación
solar excesiva, el controlador la compensa lentamente. (350 1000 (W/m2) / 1 minuto de retraso
350 1000 (W/m2) / 5 minutos de retraso)
Control de la compuerta de temperatura: el ángulo (0% - 100%) de la compuerta de temperatura
es controlado automáticamente de acuerdo con la temperatura seleccionada y las señales de
otros sensores. Rango disponible de selección de Temperatura: MAX FRIO: 17° C a MAX
CALOR: 32° C -17°C 32°C, pasos de 0.5°C (62°F 90°F, pasos de1°F)
Control de velocidad del ventilador: Modo AUTO (control lineal) / MANUAL (control de 7 pasos)
Control de modo: AUTO: El modo cambia automáticamente de acuerdo con la temperatura
seleccionada y señales de otros sensores; MANUAL: El modo cambia cuando se selecciona el
interruptor de modo.
Modo de puerta de admisión: El estado de la puerta FRE/REC puede cambiarse a modo auto de
acuerdo con la nominación de datos de entrada.
Control ON/OFF del compresor (modo AUTO)
Sensor de aleta: inferior a 0.5°C Compresor OFF sobre 3°C Compresor ON
Función de Máximo Calor (cuando se selecciona 32°C en el modo AUTO)
Puerta de Temperatura: Lado MAX CALOR, Modo puerta: Modo piso, Puerta de entrada: Modo
Sensor de Temperatura
Sensor interior
El sensor interior esta localizado en el panel frontal inferior como se muestra en la imagen. Este
contiene un Termistor, que mide la temperatura del aire al interior del habitáculo de pasajeros.
Este detecta la temperatura del habitáculo, cambia el valor de la resistencia e ingresa el voltaje
correspondiente al módulo de control automático de temperatura (FATC).
Foto Sensor
El foto sensor esta ubicado cerca del ducto de aire del desempañador del lado del conductor. En
respuesta al nivel de intensidad de luz del vehículo, el sensor enviara la señal correspondiente al
módulo de control para controlar el nivel de ventilador y la temperatura de descarga. Este
contiene un diodo fotovoltaico (sensible a la luz del sol).
Revisión: Emitir luz intensa hacia el lado del conductor y el lado del pasajero utilizando una
lámpara y comprobar el cambio de voltaje entre los terminales 1 & 2.
El sensor de temperatura del agua esta conectado al tubo de entrada del núcleo del calefactor y
detecta la temperatura del refrigerante en el núcleo del calefactor. Esta señal se utiliza para un
control preciso de la temperatura y habilita al controlador para realizar la función CELO (Cold
Engine Lock Out) mediante comparar las diferencias entre la temperatura del agua, la temperatura
fija, la temperatura interior y la temperatura exterior, etc. Prueba del sensor de temperatura del
agua: sumergir el sensor de temperatura del agua en agua y medir la resistencia calentando el
agua y comparándola con los valores específicos suministrados en el Manual de Servicio.
Sensor de Humedad
El sensor de humedad detecta la humedad relativa dentro del habitáculo. Este sensor convierte
el valor de humedad en una señal de voltaje y la envía al controlador FATC. Si la humedad
interior y la temperatura ambiente exceden cierto rango, el Módulo de Control FATC enciende el
compresor para prevenir el empañamiento.
El sensor de temperatura ambiente esta ubicado al frente de la cubierta del ventilador del
condensador. Detecta la temperatura del aire exterior y la convierte en una señal de voltaje que
se envía a la unidad de control.
La velocidad del ventilador en el FATC es controlada por el interruptor de control del ventilador y el
transistor de potencia.
Cuando el interruptor del ventilador esta en la posición 6, el relé de alta velocidad del ventilador
será conectado a tierra por el controlador. Por lo tanto el ventilador es suministrado con voltaje
de la batería y funciona a máxima velocidad.
Transistor MOSFET
Recientemente, la velocidad del ventilador esta controlada mediante un transistor MOSFET, que
permite eliminar el relé de alta velocidad debido a sus propiedades. Los transistores MOSFET
(Transistor Semiconductor de Oxido de Metal de Efecto de Campo) han sido utilizados en
aplicaciones electrónica de potencia desde los inicios de los 80 debido a su apreciable capacidad
de conducir corriente y bloqueo de voltaje inactivo con baja caída de voltaje inactivo.
El transistor MOSFET tiene tres puertas. D: Drenaje, G: Puerta, S: Fuente.
Principio de funcionamiento del mejoramiento de canal N MOSFET
El drenaje y fuente son áreas de punto negativo, que están separadas mediante un sustrato de
punto positivo (P). Este sustrato actúa como una barrera para el flujo de electrones; por lo tanto
no pueden fluir electrones desde la fuente al drenaje en condición OFF (ventilador OFF). Cuando
se suministra voltaje a la puerta, se crea un área de carga negativa (N) entre la fuente y el drenaje,
de forma que los electrones pueden fluir (ventilador ON). La fuerza del flujo de corriente depende
del voltaje suministrado a la puerta, pues este debilita o mejora la fuerza del campo: de acuerdo a
esto la velocidad del ventilador aumenta o se reduce.
Calefactor PTC
Algunos modelos equipados con motor diesel están provistos con un calefactor adicional debido al
hecho de que la calefacción del habitáculo puede ser insuficiente a causa de la alta eficiencia del
motor. Debido a esto la descarga de calor no es suficiente para calentar apropiadamente el
habitáculo. Para suplir esto, se instalan sistemas adicionales de calefacción. Existen algunas
variantes de los sistemas calefactores adicionales: dispositivos que queman combustible
adicionalmente, bujías especiales en el circuito de agua o el calefactor PTC que se muestra en la
figura.
Datos del calefactor PTC: Corriente mínima 9.8A, Máxima 30A, Potencia 1000W, Resistencia 0.4
Ohm
Los tres reles del calefactor están ubicados en una caja de fusibles separada dentro del
compartimiento del motor. Si la señal de entrada recibida por el ECM esta dentro de un umbral
específico, el Rele Calefactor 1 es conectado a tierra por el ECM, cerrando así el relé y
suministrando corriente al circuito calefactor 1. La señal de tierra desde el ECM también es
suministrada al FATC o controlador manual, informando así al controlador FATC/Manual para
activar los reles calefactores 2 y 3 después de un periodo específico de tiempo. La condición de
funcionamiento del calefactor PTC es como sigue (muestra): RPM del Motor sobre 700,
temperatura ambiente bajo 15, voltaje de la batería entre 8.5V-12.5V, temperatura refrigerante del
motor bajo 70°C y ventilador ON. El tiempo máximo de funcionamiento del elemento calefactor
es 60 minutos. La señal de temperatura exterior para controlar el calefactor PTC se mide por el
sensor de temperatura del aire de admisión dentro del sensor de flujo de masa de aire.
El elemento calefactor PTC esta conectado a los reles del calefactor PTC por un conector de 5
pines con el siguiente arreglo: 1. 12V al relé calefactor 2, 2. Tierra, 3. 12V al relé calefactor 1,
4. Tierra, 5. 12V al relé calefactor 3
Si el calefactor PTC debe ser encendido, debe seguirse la secuencia mostrada en la imagen para
evitar un excesivo aumento en el consumo de combustible. Además, el ECM y el controlador
FATC/Manual monitorean el voltaje de la batería cada 15 segundos. Si el voltaje de la batería
cae bajo 8.5V, el controlador FATC/Manual desconecta el relé 3. Si el voltaje de la batería
todavía es anormal, el controlador FATC/Manual desconecta el relé calefactor 2.
En caso en que el voltaje de la batería es muy bajo el control lógico cambia como sigue:
PTC 1 + 2 + 3 (15 segundos) ⇒ PTC 1 + 2 (15 segundos) ⇒ PTC 1
Si el relé 1 del PTC falla, el circuito completo del calefactor esta inoperativo y se almacenara un
DTC en el ECM (P1634 relé del calefactor abierto/en corto).
El auto diagnóstico del módulo FATC detecta el mal funcionamiento eléctrico y suministra códigos
de falla para los componentes del sistema en este caso. El método de activación puede diferir de
vehículo en vehículo, por lo tanto es necesario consultar el manual de servicio. En los últimos
modelos es posible leer los códigos de falla con el Hi-Scan Pro. El sistema también puede ser
diagnosticado con el Hi Scan Pro. El módulo FATC se comunica con el Hi Scan y la
característica de prueba de diagnostico detectara el mal funcionamiento eléctrico y suministrara
códigos de falla para los componentes del sistema con sospecha de falla. No sólo es posible leer
los códigos de falla, sino que también puede observarse los datos actuales y ejecutar una prueba
de actuadores como en muchos otros sistemas. Si no se tiene el Hi Scan Pro disponible,
también es posible leer los códigos de falla mediante la detección interna de falla.