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Sistema de calefacción y aire acondicionado Este capítulo describe el sistema de aire acondicionado y calefactor. - Resumen - Operación y función - Ciclo de refrigeración - Calefactor - Sistema de refrigeración Resumen del capítulo Estudiemos ahora el sistema de aire acondicionado y calefacción. Haga clic en "Siguiente". http://www.mecanicoautomotriz.org/ -1- Resumen 1. Aire acondicionado El aire acondicionado controla la temperatura del interior del vehículo. Tiene la función de deshumidificador, además de las funcio- nes de control de la temperatura de enfriamiento y calentamiento. El A/C también ayuda a eliminar las obstrucciones como escarcha, nieve y condensación de las superficies interiores de las ventanillas. El A/C es un aparato que sirve para: • El control de la temperatura y deshumidificar • El control de la circulación del aire • Limpiar el filtro de aire y purificar el aire (pieza opcional) ¿Qué es un calefactor y A/C (Air Conditioner)? Control de la temperatura 1. Calefactor Para calentar el aire, se usa un núcleo de calefactor para el intercambio de calor. El núcleo del calefactor recoge el refrigerante del motor calentado por el motor y utiliza el calor para calentar el aire del ventilador del soplador, de forma que la temperatura del núcleo del calefactor sea baja hasta que aumente la temperatura del refrigerante. Por esta razón, inmediatamente después de arrancar el motor, el núcleo del calefactor no funciona como calefactor. Entrada Ventilador del soplador Núcleo del calefactor Salida Refrigerante del motor 2. Sistema de enfriamiento Para enfriar el aire se usa un evaporador para el intercambio de calor. Cuando se sitúa en posición ON el interruptor del aire acondicionado, el compresor empieza a funcionar y envía el refrigerante al evaporador. El refrigerante enfría al evaporador, el cual enfría el aire del ventilador del soplador. El calentamiento depende de la temperatura del refrigerante del motor, pero el enfriamiento funciona de forma independiente sea cual sea la temperatura del refrigerante del motor. 3. Deshumidificador La cantidad de agua en el aire aumenta a medida que aumenta la temperatura del aire y disminuye a medida que la temperatura del aire disminuye. El aire se enfría a medida que pasa por el evaporador. El agua que hay en el aire se condensará y se adhiere a las aletas del evaporador. Como consecuencia, se elimina la humedad del interior del vehículo. El agua adherida a las aletas se convierte en condensación y se almacena en el depósito de drenaje. Finalmente se drena del vehículo a través de la manguera de drenaje. Ventilador del soplador Evaporador Salida Refrigerante Compresor Entrada (1/1) (1/3) (2/3) Resumen http://www.mecanicoautomotriz.org/ -2- 4. Control de temperatura El A/C del vehículo regula la temperatura mediante el núcleo del calefactor y el evaporador, y ajustando la posición del amortiguador de mezcla de aire y la válvula de agua. El amortiguador de mezcla de aire y la válvula de agua funcionan con el selector de temperatura del panel de control. OBSERVACIÓN: El número de modelos sin válvula de agua ha aumentado recientemente. A/C LO HI Frío Templado Caliente Selector de temperatura Ventilador del soplador Evaporador Válvula de agua Núcleo del calefactor Amortiguador de mezcla de aire A/C LO HI Selector de temperatura Ventilador del soplador Evaporador Válvula de agua Núcleo del calefactor Amortiguador de mezcla de aire Frío Templado Caliente A/C LO HI Selector de temperatura Ventilador del soplador Evaporador Válvula de agua Núcleo del calefactor Amortiguador de mezcla de aire Frío Templado Caliente (1/1) Control de circulación de aire 1. Ventilador de flujo natural La entrada de aire exterior en el interior del vehículo provocada por la presión de aire generada por el movimiento del vehículo se llama ventilación de flujo natural. La distribución de la presión del aire en el exterior del vehículo a medida que se mueve se muestra en la ilustración, con presión positiva generada en algunos lugares y presión negativa en otros. Las rejillas de ventilación de admisión están situadas en lugares donde la presión del aire es positiva y las rejillas de ventilación de salida están en lugares donde la presión del aire es negativa. 2. Ventilador de aire a presión (ventilador de refuerzo) En sistemas de ventilación por aire a presión, se usa un ventilador eléctrico para forzar el paso de aire a través del vehículo. Las rejillas de ventilación de admisión y salida de aire están situadas en las mismas áreas que las rejillas de ventilación de flujo natural. Normalmente, este tipo de sistema de ventilación se usa junto con otro sistema (como por ejemplo un calefactor o A/C). Ventilador de flujo natural Ventilador de aire a presión Presión positiva Presión negativa Ventilador (3/3) Control de la temperaturaResumen Resumen http://www.mecanicoautomotriz.org/ -3- Filtro de aire limpio 1. Función Para purificar el aire de admisión se fija un filtro al orificio de admisión del aire acondicionado. 2. Reemplazo Cuando el filtro de aire limpio está obstruido, resulta difícil tomar aire, lo cual hace que la eficiencia del aire acondicionado sea deficiente. Para evitar esto, compruebe y reemplace periódicamente el filtro de aire limpio. El periodo para comprobar o reemplazar el filtro de aire varía en función de los modelos o de las condiciones de marcha, por lo que debe consultar el plan de mantenimiento. 3. Tipos Hay 2 tipos de filtro de aire limpio: un tipo sólo elimina el polvo y el otro elimina los olores con carbón activo. OBSERVACIÓN: El filtro de aire limpio está instalado en la mayoría de los vehículos recientes y puede extraerse fácilmente. Filtro de aire limpio Purificador de aire 1. ¿Qué es un purificador de aire? Un purificador de aire es un dispositivo que elimina el humo del tabaco, el polvo, etc., para limpiar el aire del interior del vehículo. 2. Construcción Un purificador de aire consta de ventilador del soplador, motor de soplador, sensor de humos, amplificador, resistor y filtro con carbón activo. 3. Operación El purificador de aire utiliza un motor de soplador para recoger aire del interior del vehículo, purifica el aire y absorbe olores mediante un filtro con carbón activo. Además, algunos modelos están equipados con un sensor de humos, que detecta el humo de cigarrillos y sitúa automáticamente el motor del ventilador en posición "HI". Amplificador Sensor de humos FiltroMotor del soplador Ventilador del sopladorResistor Filtro Funcionamiento Panel de control 1. Panel de control Hay muchos selectores en el panel de control para el A/C del vehículo. Estos selectores se clasifican de la siguiente manera: selec- tor de entrada de aire, selector de temperatura, selector de flujo de aire y selector de velocidad del soplador. La forma del selector varía en función de los modelos o grados, pero las funciones son las mismas. A/C ECON LO HI A/C ECON OFF HI Selector de caudal de aire Selector de caudal de aire Selector de temperatura Selector de temperatura Selector de velocidad del soplador Selector de velocidad del soplador Interruptor de A/C Interruptor de A/C Selector de entrada de aire Selector de entrada de aire (1/1) (1/1) (1/1) Resumen Resumen http://www.mecanicoautomotriz.org/ -4- Amortiguadores de conmutación 1. Amortiguadores de conmutación El control de entrada de aire, el control de temperatura y la conmutación de las salidas puede hacerse haciendo funcionar los selectores del panel de control. El amortiguador de entrada de aire conmuta la entrada de aire, el amortiguador de mezcla de aire realiza el control de temperatura y los amortiguadores de flujo de aire conmutan la salida. Estos amortiguadores son accionados por el cable o por el motor. 1. Evaporador Amortiguador de entrada de aire Amortiguadores de caudal de aire Rejillade ventilación lateral Rejilla de ventilación lateral Rejilla de ventilación central Amortiguador de mezcla de aire Núcleo del calefactor Salida de pies Deshelador Soplador (motor, ventilador) Aire limpio Aire de recirculación 2. Función de conmutación de entrada de aire El selector de entrada de aire conmuta el control de entrada de aire: aire exterior limpio o de recirculación en el interior del vehículo. Durante el uso normal, se selecciona admisión de aire exterior para ventilar el interior del vehículo. Cuando se selecciona admisión de aire exterior, el amortiguador de entrada de aire abre el orificio de succión de aire exterior y cierra el orificio de introducción de aire interior. Cuando el aire exterior está contaminado, se usa el selector para cambiar a circulación interior. 3. Función de control de temperatura Controla la temperatura cambiando la proporción de aire frío que ha pasado a través del evaporador al aire caliente que ha pasado a través del núcleo del calefactor moviendo el amortiguador de mezcla de aire. 2. Amortiguador de entrada de aire Aire limpio Aire de recirculación 3. Amortiguador de mezcla de aire FACE Rejilla de ventilación lateral Rejilla de ventilación central Amortiguadores de caudal de aire Rejilla de ventilación lateral 4. Función de conmutación de salida La salida se conmuta moviendo los amortiguadores. Hay cinco modos. • FACE: Expulsa aire hacia la mitad superior del cuerpo. BI-LEVEL Rejilla de ventilación lateral Rejilla de ventilación central Salida de pies Rejilla de ventilación lateral Amortiguadores de caudal de aire • BI-LEVEL: Expulsa aire hacia la mitad superior del cuerpo y los pies. (1/9) (2/9) (3/9) (4/9) (5/9) Funcionamiento http://www.mecanicoautomotriz.org/ -5- • FOOT: Expulsa aire hacia los pies. • DEF: Elimina el vaho de la ventanilla delantera. FOOT Rejilla de ventilación lateral Salida de pies Amortiguadores de caudal de aire Rejilla de ventilación lateral • FOOT-DEF: Expulsa aire hacia los pies y elimina el vaho de la ventanilla delantera. DEF Deshelador Amortiguadores de caudal de aire FOOT-DEF Deshelador Salida de pies Amortiguadores de caudal de aire 5. Tipos de funcionamiento del amortiguador (1) Tipo de cable Este tipo está construido de forma que el movimiento de un selector active directamente los amortiguadores. La construcción es simple, sin embargo, el funcionamiento del selector podría dificultarse cuando la condición corrediza del cable está defectuosa o el recorrido de los cables es incorrecto. (2) Tipo de motor En este tipo, dado que un motor hace funcionar los amortiguadores para situarlos en la posición correcta, la construcción es complicada. Sin embargo, esto puede reducir la fuerza necesaria para el funcionamiento y lo facilita. Tipo de cable Cable Tipo de motor Motor del amortiguador (6/9) (7/9) (8/9) (9/9) Amortiguadores de conmutaciónFuncionamiento http://www.mecanicoautomotriz.org/ -6- Control de velocidad del soplador 1. Función de control de velocidad del soplador Al ajustar la cantidad de corriente que pasa por el motor del soplador se controla la velocidad del soplador. Hay 2 métodos: resistor y transistor. (1) Tipo de resistor Ajusta la cantidad de corriente que usa el resistor del ventilador. La construcción es de 2 resistores conectados en serie. Al accionar el selector, el valor de resistencia del circuito cambia, el cual varía la cantidad de corriente que fluye. Al situar el selector en posición "LO", la corriente pasa por todos los resistores. Por lo tanto, la corriente que fluye a través de motor disminuye y la velocidad del soplador se hace más lenta. Al situar el selector en la posición "3", la corriente pasa únicamente por un resistor. Al situar el selector en la posición "HI", no pasa corriente alguna por los resistores. Por lo tanto, la corriente que fluye por el motor del soplador y la velocidad del soplador son las más altas posibles. (2) Tipo de transistor Ajusta la cantidad de corriente que usa un transistor de potencia. Si se compara con el resistor, puede controlar la velocidad del soplador en un mayor número de niveles que el resistor, por lo que se usa principalmente en A/C automáticos. OFF LO 32 HI HI 3 2 LO OFF HI LO Motor del soplador Resistor del soplador Selector Relé del calefactor Tipo de resistor Tipo de transistor Ciclo de refrigeración Resumen 1. Teoría básica sobre el enfriamiento Tenemos algo de frío incluso en días calurosos después de nadar. Esto es así porque el agua del cuerpo se lleva el calor cuando se evapora del cuerpo. Por esta misma razón, sentimos frío cuando aplicamos alcohol a los brazos: el alcohol se lleva el calor de los brazos cuando se evapora. Podemos enfriar objetos mediante este fenómeno natural, por ejemplo, haciendo que un líquido se lleve el calor de una sustancia al evaporarse. Se coloca un recipiente con un grifo en un caja correctamente aislada. En el recipiente se añade un líquido que se evaporará a temperatura ambiente. Cuando se abre el grifo, el líquido del recipiente se llevará el calor necesario para evaporar el aire del interior de la caja y convertirlo en un gas y éste escapa al exterior. En este momento, la temperatura del aire en el interior de la caja será inferior a la que tenía antes de abrir el grifo. Caliente Frío Líquido (se evapora fácilmente) Caja aislada TomaTermómetro Evaporación Gas Calor (1/1) (1/1) Funcionamiento http://www.mecanicoautomotriz.org/ -7- Refrigerante 1. ¿Qué es el refrigerante? El refrigerante es una sustancia que intercambia el calor que circula en el ciclo de refrigerante. Elimina el calor cuando se evapora y suelta calor cuando se convierte en líquido. En estos momentos se usa HCF-134a (R134a) como refrigerante. 2. Condición necesaria del refrigerante Para el refrigerante del A/C del vehículo, son necesarias las siguientes condiciones. • Facilidad de evaporación y licuación • Seguridad • Estabilidad científica y que la calidad no cambie. 3. Características del refrigerante La gráfica de la izquierda muestra la presión y el punto de ebullición de HCF-134a (R134a). A baja presión, HCF-134a se evapora con bajas temperaturas, pero si la presión se eleva, permanece en estado líquido incluso con altas temperaturas. El A/C del vehículo utiliza esta característica y facilita la licuación de refrigerante aplicando presión con el compresor. Por ejemplo, si se enfría a 70°C y 1,47-MPa (15 kgf/cm²) el refrigerante gaseoso comprimido por el compresor a aproximadamente 12 ó 13°C se facilita la licuación del refrigerante. 80 C 60 40 20 0 -20 -30 0 0,49 0,98 1,47 1,96 2,45 2,94 3,43 MPa Gas Punto de ebullición Líquido Presión del manómetro T e m p e ra tu ra d e l re fr ig e ra n te Refrigerante (Referencia) 1. CFC-12 Desde 1995 se ha usado un refrigerante llamado CFC-12 (R12) para el A/C de vehículos. Sin embargo, se ha sabido que el refrigerante CFC-12 (R12) destruye la capa de ozono cuando se libera en el aire. La destrucción de la capa de ozono aumenta la cantidad de luz ultravioleta del sol a la tierra, provoca cáncer de piel y destruye el medio ambiente, por lo que se ha convertido en un problema mundial. Por lo tanto, cuando sea necesario reemplazar y reparar piezas del A/C, será necesario recuperar el refrigerante. Sin embargo, si se recupera correctamente el gas mediante una máquina de recuperación de refrigerante, cuando vuelva a usarse el refrigerante éste no verá reducido su rendimiento. En estos momentos se está usando el refrigerante HFC-134a (R134a) que no incluye las sustancias que destruyen la capa de ozono. El sistema de A/C diseñado para utilizar HFC-134a (R134a) no es compatible con el diseñado para utilizar HFC-12 (R12), por lo que debe tener cuidado de no confundir el tipo de refrigerante y aceite de compresor ni mezclarlos. 2. Colocación Si se reemplaza la manguera del sistemade aire acondicionado, la junta tórica y el aceite del compresor en vehículos preparados para CFC-12 (R12) por mangueras para HFC- 134a (R134a) podrá usar HFC-134a (R134a). Rayos ultravioleta Sol Destrucción de la capa de ozono Capa de ozono 20 km Descarga de CFC 40 km Cabina Habitáculo de la cabina Válvula de expansión Evaporador Receptor/secadorCondensador Compresor Ciclo de refrigeración 1. Caudal de refrigerante • El compresor descarga refrigerante a alta presión y alta temperatura. • Este refrigerante gaseoso fluye hacia el condensador. En el condensador, el refrigerante gaseoso se condensa y transforma en refrigerante líquido. • Este refrigerante líquido fluye hacia el receptor, que almacena y filtra el refrigerante líquido. • Este refrigerante líquido filtrado fluye hacia la válvula de expansión y la válvula de expansión transforma el refrigerante líquido en una mezcla gaseosa/líquida a baja presión y baja temperatura. • Este refrigerante gaseoso/líquido frío fluye hacia el evaporador. Al evaporar el líquido del evaporador, el calor del flujo de aire caliente que pasa a través del núcleo del evaporador se transfiere al refrigerante. Todo el líquido se transforma en refrigerante gaseoso en el evaporador y sólo pasa refrigerante gaseoso caliente hacia el compresor. A continuación vuelve a repetirse el proceso. (1/1) (1/1) (1/1) Ciclo de refrigeración Ciclo de refrigeración Ciclo de refrigeración http://www.mecanicoautomotriz.org/ -8- Calefacción Ubicación de componentes El sistema de calefacción consta de los siguientes componentes. 1. Válvula de agua 2. Núcleo del calefactor 3. Soplador (motor, ventilador) Soplador Núcleo del calefactor Válvula de agua ENTRADA SALIDA Válvula giratoria Válvula de agua Núcleo del calefactor Cápsula Tubo/aleta Construcción Tipo de calefacción eléctrica (Referencia) 1. Descripción En algunos modelos, la eficiencia térmica del motor mejora y el calor suministrado por el refrigerante del motor para el calentador es insuficiente. Por esta razón, es necesario calentar el refrigerante del motor con otros métodos además del motor para usar el calentador. ECU del motor (amplificador de PTC) Calefactores de PTC Calefactor de PTC ECU del motor Bujías Motor Calefacción eléctrica Calefacción eléctrica de combustión Depósito de combustible Cámara de combustión Motor Motor Calefacción eléctrica Calefacción eléctrica de tipo viscoso (1/1) (1/1) (1/5) 1. Válvula de agua (1) Descripción La válvula de agua está instalada en el circuito de refrigerante del motor y controla la cantidad del refrigerante del motor que puede entrar en el núcleo del calefactor. El conductor acciona la válvula de agua moviendo el selector de temperatura del panel de control. OBSERVACIÓN: Algunos modelos recientes no tienen una válvula de agua. En esos modelos, el refrigerante del motor fluye de forma constante por el núcleo del calefactor. 2. Núcleo del calefactor (1) Descripción El refrigerante del motor (aprox. 80°C) fluye hacia el núcleo del calefactor y el aire que pasa a través del núcleo del calefactor se calienta con su calor. (2) Construcción El núcleo del calefactor consta de un tubo/aleta y una cápsula. Al ser el tubo plano se mejora la conducción del calor y el rendimiento de la calefacción es superior. Calefacción Calefacción http://www.mecanicoautomotriz.org/ -9- Tipo de calefacción eléctrica (Referencia) 2. Tipos de métodos de calentamiento A continuación se indican métodos de calentamiento del refrigerante del motor: (1) PTC (coeficiente positivo de temperatura) Pasar el calentador de PTC a través del núcleo del calefactor para calentar el refrigerante del motor. (2) Calefacción eléctrica Instalar un objeto de funcionamiento similar a la bujía en la salida de agua del cilindro para calentar el refrigerante del motor. (3) Calefacción eléctrica de combustión Queme el combustible en la cámara de combustión y pase el refrigerante del motor alrededor para calentar el refrigerante del motor. (2/5) (3/5) (4/5) Sensor de temperatura ambiente Alternador Interruptor de encendido Calefactores de PTC ECU del motor (amplificador de PTC) Sensor de temperatura del agua Interruptor MAX HOT Sensor de posición del cigüeñal Calefactor de PTC Núcleo del calefactor Interruptor de faros Interruptor MAX HOT Sensor de temperatura del agua Sensor de temperatura del aire de admisión ECU del motor Motor Interruptor de encendido Bujías Unidad de calefactor Núcleo del calefactor Relés del calefactor Alternador Calefacción eléctrica Tubo de retorno de combustible Calefacción eléctrica de combustión Filtro de combustible Bomba de combustible Núcleo del calefactor Depósito de combustible Silenciador Cámara de combustión Gas de escape Aire de admisión Tubo distribuidor común Motor Bomba de suministro Combustible Refrigerante del motor Calefacción http://www.mecanicoautomotriz.org/ -10- (4) Calefacción eléctrica de tipo viscoso Gire el acoplamiento viscoso con el motor para calentar el refrigerante del motor. Tipo de calefacción eléctrica (Referencia) Sistema de refrigeración Resumen 1. Descripción • Los componentes básicos del sistema de refrigeración de un automóvil son el compresor, condensador, receptor y secador, válvula de expansión y evaporador. • Además de los componentes básicos, hay un ventilador que envía viento, y un filtro de aire limpio que purifica el aire que absorbe el ventilador. • Además, hay otros dispositivos y funciones que contribuyen al pleno rendimiento del sistema, como evitar el congelamiento y el calado del motor, revolucionar el ralentí del motor, etc. Unidad de enfriamiento (Válvula de expansión, evaporador) Filtro de aire limpio Soplador Condensador Compresor Receptor y secador (Visor) Compresor 1. Funciones Una vez convertido en un gas a baja presión y baja temperatura, el refrigerante es comprimido por el compresor y transformado en un gas a alta presión y alta temperatura. A continuación se envía al condensador. 2. Compresor de platos oscilantes (1) Construcción Hay una serie de pistones pareados distribuidos en el plato oscilante a intervalos de 72° en un compresor de 10 cilindros o a intervalos de 120° en un compresor de 6 cilindros. Cuando un lado de un pistón está en una carrera de compresión, el otro está en una carrera de succión. Pistón Embrague magnético Válvula de descarga de presión Junta del eje Plato oscilante Cilindro Válvula de succión Válvula de descarga (5/5) (1/1) (1/6) Motor Motor ECU Bomba de suministro/ inyección Interruptor del calefacción eléctrica Revolución del ralentí Amp. de calefacción eléctrica Señal de embrague magnético del aire acondicionado Interruptor de encendido Núcleo del calefactor Calefacción eléctricaEmbra gue magnético Calefacción eléctrica de tipo viscoso Calefacción Sistema de refrigeración http://www.mecanicoautomotriz.org/ -11- 3. Compresor cónico (1) Construcción Este compresor está formado por un cono fijo y por un cono giratorio. Espiral giratorio Espiral fijo Espiral giratorio Espiral fijo Eje Junta del eje Orificio de descarga Orificio de descarga Orificio de succión Válvula de descarga (2) Operación Siguiendo el movimiento circular del cono giratorio, tres espacios entre el cono giratorio y el cono fijo se desplazan para reducir el volumen de forma gradual. Es decir, el refrigerante absorbido por el orificio de succión se comprime debido al movimiento circular del cono en movimiento y cada vez que el cono giratorio realiza 3 giros, se descarga del orificio de descarga. De hecho, se descarga una vez por giro. (2) Operación El pistón se desplaza hacia la derecha y hacia la izquierda de forma sincronizada con la rotación del plato oscilante, que se combina con un eje para hacer una unidad y comprime el refrigerante. A medida que el pistón se mueve en el interior,la válvula de succión se abre debido a la diferencia de presión y succiona el refrigerante hacia el cilindro. Por el contrario, a medida que el pistón se mueve en el exterior, la válvula de succión se cierra para comprimir el refrigerante. Debido a la presión del refrigerante, la válvula de descarga se abre y se expulsa el refrigerante. La válvula de succión y la válvula de descarga también evitan que el refrigerante retroceda. (2/6) (3/6) (4/6) CompresorSistema de refrigeración http://www.mecanicoautomotriz.org/ -12- 4. Compresor de plato oscilante (1) Construcción Cuando el eje gira, el pasador de guía gira el plato oscilante a través del plato de orejetas que está directamente conectado al eje. Este movimiento de rotación del plato oscilante se convierte en mov- imiento del pistón en el cilindro del pistón para realizar la admisión, compresión y escape del refrigerante. Cámara de baja presión Fuelle Válvula de control Válvula Cámara de alta presión Cámara de baja presión PistónPlato oscilanteCámara de plato oscilante Pasador de guía Plato de orejetas Eje Carrera del pistón Pistón Plato oscilante Cámara de baja presión Fuelle Válvula Cámara de alta presión Cámara de plato oscilante (2) Operación La válvula de control altera la presión de la cámara del plato oscilante en función de la carga de refrigeración, que cambia el ángulo del plato oscilante mediante el pasador de guía y el eje como fulcro y la carrera del pistón para controlar que el compresor funcione correctamente. • Cuando la carga de enfriamiento es menor (cuando la temperatura interior es baja) A medida que la carga de enfriamiento disminuye, la presión de la cámara de baja presión se reduce → La válvula se abre a medida que la presión del fuelle es mayor que la presión de la cámara de baja presión → La presión de la cámara de alta presión se aplica a la cámara del plato oscilante. En consecuencia, la presión aplicada en el lado derecho es inferior a la aplicada en el lado izquierdo. Como resultado, la carrera del pistón se reduce al desplazarla hacia la dere- cha. Válvula de servicio de succión De manivela De aletasVálvula de servicio de descarga Pistón Placa de sellado Junta del eje Cigüeñal Rotor De aletasTope de válvulas Válvula de descarga Plato de válvula Válvula de succión Varilla de conexión Compresor (Referencia) 1. De manivela En el compresor alternativo, la rotación del cigüeñal del compresor cambia con el movimiento alternativo de un pistón. 2. De aletas Cada aleta del compresor de aletas forma un componente integral con su opuesto. Hay dos pares de aletas de este tipo, cada una montada en ángulo recto con respecto a la otra en muescas del rotor. A medida que el rotor gira, las aletas cambian la dirección radial a medida que sus extremos se deslizan por la superficie interior del cilindro. (5/6) (6/6) (1/1) REFERENCIA: Hay 2 métodos para cambiar la capacidad del compresor; uno es mediante una válvula de control mencionada más arriba y el otro es mediante una válvula de solenoide. CompresorSistema de refrigeración Sistema de refrigeración http://www.mecanicoautomotriz.org/ -13- Válvula de descarga de presión y junta del eje 1. Válvula de descarga de presión Si la ventilación del condensador no es adecuada o si la carga de enfriamiento es demasiado grande, la presión en el lado de alta presión del condensador y en el receptor y secador será anormalmente alta, pudiendo provocar el peligro de que una tubería explote. Para evitar este problema, si la presión en el lado de alta presión sube entre 3,43 MPa (35 kgf/cm²) y 4,14 MPa (42,4 kgf/cm²), la válvula de descarga de presión se abre para reducir la presión. OBSERVACIÓN: • Normalmente, si la presión del circuito de refrigeración sube hasta alcanzar niveles anormalmente, el interruptor de presión hará que el embrague magnético se desacople. Por esta razón, será necesario accionar la válvula de descarga de presión en muy pocas ocasiones. • Si el tapón fundido usado con anterioridad se activa una sola vez, no podrá volver a utilizarse. 2. Junta del eje La junta del eje se encuentra en el eje que gira el compresor. Cuando la junta del eje se deteriora o resulta dañada, hay fugas de refrigerante. OBSERVACIÓN: En los compresores de plato oscilante la junta del eje no puede reemplazarse porque el compresor no puede desmontarse. Junta del eje Válvula de descarga de presión Presión anormalmente alta Interruptor de temperatura (Referencia) 1. Función El compresor de aletas tiene un interruptor de temperatura que detecta la temperatura del refrigerante en la parte superior del compresor. Si la temperatura del refrigerante sube en exceso, los dos metales del interruptor se deforman y empujan la varilla hacia arriba para abrir el contacto de un interruptor. Como consecuencia, la corriente no pasa a través del embrague magnético que detiene el compresor. Así se evita el gripado del compresor. Alta temperatura Baja temperatura Interruptor térmico Contacto fijo +B Tira bimetálica Compresor [Temperatura del refrigerante] Varilla (1/1) (1/1) Sistema de refrigeración Sistema de refrigeración http://www.mecanicoautomotriz.org/ -14- Compresor antiguo Deje fuera una cantidad de aceite equivalente al aceite restante en el ciclo de refrigeración. Compresor nuevo Devuelva el aceite al compresor Pieza de recambio Volumen de relleno del aceite del compresor Aceite de compresor y tipo de compresor compatible Condensador 40 mm3 Evaporador 40 mm3 R-134a: De aletas: ND-OIL9 Excepto de aletas: ND-OIL8 R-12: De aletas: ND-OIL7 Excepto de aletas: ND-OIL6 Receptor 10 mm3 10 mm3 (por tubo)Tubos Aceite de compresor 1. Función El aceite del compresor es necesario para lubricar las piezas móviles del compresor. El aceite del compresor lubrica el compresor disolviendo el refrigerante y haciéndolo circular por todo el circuito de refrigeración. Por esta razón, debe usarse el aceite recomendado. AVISO: El aceite del compresor usado en el sistema R-134a no puede intercambiarse por el usado en el sistema R-12. Si se usa el tipo de aceite incorrecto, podría producirse el gripado del compresor. 2. Cantidad de aceite del compresor Si hay una cantidad insuficiente de aceite del compresor en el circuito de refrigeración, no podrá lubricarse por completo el compresor. Por otro lado, si esta cantidad es excesiva, una gran cantidad de aceite cubrirá las paredes interiores del evaporador, evitando que se produzca un intercambio de calor efectivo y reduciendo la capacidad de enfriamiento del sistema. Por esta razón, es importante que se mantenga la cantidad especificada de aceite en el circuito de refrigeración. 3. Relleno de aceite después del reemplazo de componentes Una vez que se abre a la atmósfera el circuito de refrigerante, el refrigerante se evaporará y se descargará saliendo del sistema. Sin embargo, dado que el aceite del com- presor no se evapora a temperatura ambiente, casi todo permanecerá en el sistema. Por esta razón, cuando reemplace un componente como el receptor y secador, el evaporador o el condensador, deberá agregarse al componente nuevo una cantidad de aceite equiva- lente a la existente en el componente antiguo. Embrague magnético 1. Función El embrague magnético es impulsado por el motor a través de la correa de transmisión. El embrague magnético es un dispositivo que conecta el motor y el compresor. El embrague magnético detiene e impulsa al compresor según sea necesario. 2. Construcción El embrague magnético consta de un estátor (electroimán), polea, pieza central y otros componentes. La pieza central se instala junto con el eje del compresor y el estátor se encuentra en el alojamiento delantero del compresor. 3. Operación • Cuando el embrague magnético se activa, la corriente pasa a través de la bobina del estátor, que hace que el estátor sea un elec- troimán potente. Como resultado, el estátor tira dela pieza central con fuerza magnética potente de forma que el compresor gire con la polea. • Cuando el embrague magnético está desactivado, la corriente no pasa a través del estátor, lo que hace que no se tire de la pieza cen- tral y sólo la polea gira libremente. Alojamiento delantero Estator Correa de transmisión Polea Pieza central Eje del compresor Relé OFF del embrague magnético Embrague magnético (1/1) Alojamiento delantero Polea Pieza central Eje del compresor Relé ON del embrague magnético Embrague magnético Fuerza de succión Correa de transmisión Estator (1/1) Sistema de refrigeración Sistema de refrigeración http://www.mecanicoautomotriz.org/ -15- Condensador 1. Función El condensador enfría el refrigerante gaseoso que alcanza alta presión y alta temperatura al ser comprimido por el compresor para transformarlo en refrigerante a alta presión y alta temperatura (principalmente refrigerante en estado líquido pero mezclado con algo de gas). 2. Construcción El condensador está formado por tubos y aletas, y está instalado en la superficie delantera del radiador. 3. Operación El refrigerante gaseoso a alta presión y alta temperatura enviado desde el compresor separa 3 conductos de tuberías para atravesar el condensador que debe enfriarse. Tubo Aleta Colador Desecante Refrigerante gaseoso Refrigerante líquido Insuficiente Flujo continuo de burbujas Suficiente Casi no hay burbujas Llenado en exceso No se ven burbujas Visor Receptor/secador, y visor 1. Receptor/secador Un receptor es un dispositivo usado para almacenar temporalmente el refrigerante licuado por el condensador y que suministra la cantidad necesaria de refrigerante al evaporador. Un secador es un desecante y colador por sí mismo, y elimina las materias extrañas o la humedad del ciclo de refrigeración. Si hay humedad en el ciclo de refrigeración, los componentes que se encuentren dentro se corroerán o congelarán dentro de la válvula de expansión, lo que podría ocasionar obstrucciones. 2. Visor (1) Función Un visor es un orificio de inspección usado para observar el refrigerante que fluye dentro del ciclo de refrigeración y para comprobar el nivel del refrigerante. (2) Construcción Hay 2 tipos: uno está instalado en la salida del receptor y el otro en el tubo que hay entre el receptor y la válvula de expansión. (3) Notas de inspección Por lo general, cuando se ven muchas burbujas a través del visor, quiere decir que la cantidad de refrigerante es insuficiente; y cuando no se ven burbujas, que la cantidad es correcta. OBSERVACIÓN: • En caso de que no haya refrigerante o que haya una cantidad excesiva, no se verán burbujas, por lo que es necesario prestar atención. Además, dependiendo de condiciones tales como la velocidad del motor o presión del refrigerante, incluso si el nivel es correcto, podrán verse burbujas. • Para el condensador de enfriamiento secundario, dado que se agrega más refrigerante en el punto en el que las burbujas desaparecen, es posible que la cantidad de refrigerante sea insuficiente aunque parezca que es normal durante la inspección realizada a través del visor. Condensador de enfriamiento secundario 1. Descripción En vehículos recientes se utiliza un condensador de enfriamiento secundario para mejorar la capacidad de enfriamiento. 2. Operación En el ciclo de refrigeración del condensador de enfriamiento secundario, un modulador funciona como receptor y secador, y almacena el refrigerante líquido en el interior del modulador. Además, el refrigerante se enfría un poco más en la parte de sobreenfriamiento hasta quedar completamente líquido de forma que la capacidad de enfriamiento mejora. En el modulador, hay un filtro y un desecante en el refrigerante que eliminan la humedad y las materias extrañas. OBSERVACIÓN: Para reemplazar el desecante y el filtro del modulador, descargue el refrigerante y, a continuación, retire el tapón. Parte de sobreenfriamiento Modulador Zona de condensación Desecante Filtro Tapón (1/1) (1/1) (1/2) Sistema de refrigeración Sistema de refrigeración Sistema de refrigeración http://www.mecanicoautomotriz.org/ -16- AVISO: En el ciclo de enfriamiento secundario, el punto en el que las burbujas desaparecen está antes que el rango de estabilización de la capacidad de refrigeración, que necesita 100 g más de refrigerante para alcanzar la cantidad de llenado correcta. Si el llenado de refrigerante se detiene en el punto en el que desaparecen las burbujas, la capacidad de enfriamiento es insuficiente. Es más, si se carga en exceso, la capacidad de enfriamiento y economía de combustible disminuyen, así que asegúrese de llenar la cantidad correcta de refrigerante. A lt a p re s ió n Cantidad de refrigerante Ciclode subenfriamiento secundario Añada 100 g Margen correcto Carga excesiva Meseta Punto donde desaparecen las burbujas M P a g Varilla de detección de calor Diafragma Válvula de aguja Diafragma del receptor (alta presión) Muelle de presión Varilla de detección de calor Válvula de aguja Evaporador Válvula de expansión (de caja) 1. Función • Una válvula de expansión inyecta el refrigerante líquido a alta presión y alta temperatura, que ha pasado a través del receptor, desde el orificio pequeño para hacer que el refrigerante se expanda repentinamente y transformarlo en un refrigerante en forma de vapor a baja presión y baja temperatura. • En función de la carga de enfriamiento, la válvula de expansión ajusta la cantidad de refrigerante que debe suministrar al evaporador. 2. Construcción La válvula detecta directamente cuál es la temperatura del refrigerante (carga de enfriamiento) alrededor de la salida del evaporador mediante la varilla de detección de calor y la transmite al gas en el interior del diafragma. El cambio de presión del gas debido al cambio de temperatura y el equilibrio entre la presión de la salida del evaporador y del muelle de presión desplaza la válvula de aguja para ajustar la cantidad de caudal de refrigerante. 3. Operación La temperatura alrededor de la salida del evaporador cambia en función de la carga de enfriamiento. • Cuando la carga de enfriamiento es pequeña, la temperatura alrededor de la salida del evaporador baja y la temperatura transmitida por la varilla de detección de calor al gas del interior del diafragma también baja, lo que hace que el gas se contraiga. Como resultado, la válvula de aguja es presionada por la presión del refrigerante de salida del evaporador y la presión del muelle de presión, y se desplaza hacia la derecha. Si se cierra la válvula, el caudal de refrigerante disminuye y baja la capacidad de enfriamiento. • Cuando la carga de enfriamiento es grande, la temperatura alrededor de la salida del evaporador aumenta y el gas se expande. Como resultado, la válvula de aguja se desplaza hacia la izquierda, empujando el muelle de presión. Si se abre la válvula aumenta la can- tidad de refrigerante que circula en el ciclo y se logra que la capacidad de enfriamiento sea superior. (2/2) (1/1) Condensador de enfriamiento secundarioSistema de refrigeración Sistema de refrigeración http://www.mecanicoautomotriz.org/ -17- Tubo capilar Evaporador Tubo de detección de calor Diafragma Tubo capilar Tubo de detección de calor Válvula de aguja Línea del ecualizador Línea del ecualizador Válvula de expansión 1. Construcción El componente de detección de calor de la válvula de expansión está fijado en el exterior de la salida del evaporador. La parte superior del diafragma que va hacia el tubo de detección de calor contiene gas refrigerante, la presión del gas cambia en función de la temperatura de la salida del evaporador. La presión del refrigerante de la salida del evaporador se aplica en la parte inferior del diafragma. El equilibrio entre la fuerza necesaria para presionar el diafragma hacia arriba (la presión del refrigerante en la salidadel evaporador más la fuerza del muelle) y la presión del refrigerante del tubo de detección de calor desplaza la válvula de aguja para ajustar el caudal de refrigerante. 2. Función, Operación La función y operación de este tipo son las mismas que las del compresor de caja. Evaporador 1. Función Un evaporador evapora el refrigerante en forma de vapor, cuya temperatura y presión bajan en la válvula de expansión, y enfría el aire alrededor del evaporador. 2. Construcción Consta de un depósito, tubos y aletas de enfriamiento. Los tubos penetran a través de una serie de aletas de enfriamiento y forman conductos momentáneos para favorecer la conductividad. 3. Operación Un ventilador del motor del soplador fuerza el paso de aire hacia el evaporador. El refrigerante elimina el calor de la evaporación del aire y se calienta para convertirse en gas. Cuando el aire que ha pasado por el evaporador se enfría, la humedad del aire se condensa y fija a las aletas de enfriamiento. La humedad se convierte en gotitas y es alma- cenada en el depósito de drenaje para ser drenada del vehículo a través de la manguera de drenaje. Depósito Aleta de refrigeración Tubo Manguera de drenaje (1/1) (1/1) Sistema de refrigeración Sistema de refrigeración http://www.mecanicoautomotriz.org/ -18- EPR (Evaporator Pressure Regulator) (Referencia) 1. Función Cuando el evaporador se congela no pasa aire por las aletas. Bajo estas circunstancias, el índice de intercambio de calor disminuye lo que da como resultado una capacidad de enfri- amiento insuficiente. La temperatura del refrigerante no baja por debajo de 0°C cuando la presión es superior a 0,18 MPa (2 kgf/cm²), debido a su naturaleza. El EPR al mantener la presión del refrigerante en el evaporador por encima de 0,18 MPa (2 kgf/cm²) evita que el evaporador se congele. 2. Construcción El EPR es una válvula que regula la presión que está instalada entre el evaporador y el compresor que consta de fuelles metálicos y pistón. 3. Operación • Cuando la temperatura ambiente disminuye y la carga de enfriamiento disminuye, la presión de evaporación (Pe) del refrigerante del evaporador disminuye. En este momento, la presión de evaporación (Pe) del refrigerante en el EPR es inferior a la presión del muelle (Ps) del fuelle. Como resultado, vuelve a presionarse el pistón hacia la derecha, la válvula se desplaza hacia la dirección de cierre para reducir la cantidad de caudal de refrigerante, y la capacidad de enfriamiento disminuye en función de la carga de enfriamiento. • Cuando la temperatura ambiente aumenta y la carga de enfriamiento aumenta, la presión de evaporación (Pe) del refrigerante existente en el evaporador aumenta. En este momento, la presión de evaporación (Pe) del refrigerante del EPR pasa a ser superior a la presión del muelle (Ps) del fuelle. Como resultado, el pistón se desplaza hacia la izquierda, la válvula se abre y una gran cantidad del refrigerante evaporado en el evaporador es absorbido por el compresor. Fuelle metálico Válvula de expansión EPR Condensador Compresor Evaporador Ps Pe Pistón (1/1) Sistema de refrigeración http://www.mecanicoautomotriz.org/ -19- http://www.mecanicoautomotriz.org/ Pregunta-1 Aire acondicionado Escoja la función (a - d) correcta para cada uno de los siguientes selectores de la ilustración (1 - 4). a) Función de conmutación de entrada de aire d) Función de control de velocidad del soplador c) Función de conmutación de salida b) Función de control de temperatura Sistema de calefacción y aire acondicionado Pregunta-3 En relación al procedimiento de caudal de refrigerante, sitúe los siguientes componentes en el orden correcto empezando por el compresor. a) Evaporador b) Válvula de expansión c) Condensador d) Receptor/secador Pregunta-2 1. 2. 3. 4. FACE FOOT DEF BI-LEVEL Escoja la función (a - e) correcta para cada unos de los siguientes modo de conmutación de salida (1 - 5). a) Expulsar aire hacia los pies b) Eliminar el vaho de la ventanilla delantera c) Expulsar aire hacia la mitad superior del cuerpo d) Expulsar aire hacia los pies y eliminar el vaho de la ventanilla delantera e) Expulsar aire hacia la mitad superior del cuerpo y hacia los pies 5.5. FOOT-DEFFOOT-DEF -20- http://www.mecanicoautomotriz.org/ Pregunta-4 Pregunta-5 Señale cada una de las siguientes afirmaciones e indique si es Verdadera o Falsa. No. 1. 2. 3. 4. Utilice el mismo tipo de aceite de compresor para el mismo tipo de compresor, incluso si los compresores usan diferentes tipos de refrigerante. El aceite de compresor sólo se encuentra en el compresor. La válvula de descarga de presión descarga el refrigerante gaseoso para reducir la presión cuando la presión del refrigerante es anormalmente alta. Cuando se comprueba la cantidad de refrigerante en un condensador de enfriamiento secundario a través del visor, es difícil juzgar la cantidad existente. 5. El embrague magnético detiene e impulsa al compresor. Aire acondicionado Sistema de calefacción y aire acondicionado Respuestas correctas nmlkj nmlkjVerdadero Falso nmlkj nmlkjVerdadero Falso nmlkj nmlkjVerdadero Falso nmlkj nmlkjVerdadero Falso nmlkj nmlkjVerdadero Falso Pregunta Verdadero o falso 1. 2. 3. 4. Compresor Válvula de expansión Evaporador Condensador Escoja la función (a - d) correcta para cada uno de los siguientes componentes (1 - 4). a) Evapora el refrigerante en forma de vapor a baja temperatura y baja presión para enfriar el aire circundante. b) Enfría el refrigerante gaseoso a alta presión y alta temperatura para transformarlo en refrigerante líquido a alta presión y alta temperatura. c) Comprime el refrigerante gaseoso a baja presión y baja temperatura para transformarlo en refrigerante gaseoso a alta presión y alta temperatura. d) Inyecta refrigerante líquido a alta presión y alta temperatura a través de un orificio pequeño para transformarlo en un refrigerante en forma de vapor a baja presión y baja temperatura. -21- http://www.mecanicoautomotriz.org/
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