Tópicos:
- Introdução
- Funcionamento do sistema de ar condicionado
Introdução:
O sistema de ar condicionado é responsável por resfriar e desumidificar o ar que entra, o que ajuda a criar um ambiente confortável para os ocupantes do veículo. Além de promover conforto, um clima agradável também influencia no estado de alerta do motorista. O ar condicionado faz parte do chamado HVAC, que significa: Aquecimento Ventilação Ar Condicionado. Um veículo com HVAC pode, portanto, aquecer, ventilar e arrefecer o sistema climático. Cada vez mais encontramos o termo HVAC na literatura.
O grau em que um sistema de ar condicionado pode reduzir as temperaturas pode variar dependendo de vários fatores, como a temperatura ambiente, a eficiência do sistema e o ajuste de temperatura desejado. Em geral, é comum que um sistema de ar condicionado funcionando corretamente possa resfriar a temperatura de um automóvel de passageiros em aproximadamente 10 a 20 graus Celsius em comparação com a temperatura externa. Para levar rapidamente a temperatura de saída do ar ao nível desejado, é recomendável ativar o modo de recirculação. Esta função garante que o ar já resfriado no interior seja novamente conduzido através do evaporador para resfriamento adicional.
A imagem a seguir mostra o painel de controle de um BMW Série 3. O botão do ar condicionado (A/C) é indicado com uma seta vermelha. O ar condicionado está ligado.
Esta página fornece uma breve visão geral da operação do sistema de ar condicionado. O tópico pode ser clicado por parágrafo para ir para a página onde são fornecidas informações mais detalhadas sobre o tópico em questão.
Funcionamento do sistema de ar condicionado:
Quando o sistema de ar condicionado está funcionando, o refrigerante circula pelos vários componentes do sistema. Este refrigerante produz dois mudanças de estado junto:
- condensação: o calor é liberado para o meio ambiente. Durante a condensação, o refrigerante muda do estado gasoso para líquido;
- evaporação: o calor é extraído do ambiente. A evaporação ocorre no evaporador, que resfria o ar que flui para o interior.
A imagem abaixo mostra a visão geral dos componentes de uma moderna instalação de ar condicionado. O ciclo do refrigerante pode ser dividido em duas áreas de pressão: alta e baixa pressão. Na imagem abaixo, o tubo vermelho é para alta pressão e o azul é para baixa pressão.
Nos próximos parágrafos, o diagrama acima será mostrado novamente, com cada parte destacada individualmente com uma caixa verde. Para cada componente são fornecidas explicações detalhadas sobre seu funcionamento, localização no veículo e interação com outros componentes. Primeiramente, são descritos os componentes que são diretamente responsáveis pelo processo do ciclo. Existe uma subpágina para cada componente onde seu funcionamento é discutido com mais detalhes. Para fazer isso, clique no texto azul.
Compressor:
De compressor de ar condicionado suga o refrigerante gasoso/vapor através do tubo azul e aumenta sua pressão. À medida que a pressão aumenta, o ponto de ebulição também aumenta. O vapor é então conduzido ao condensador através do tubo vermelho. O vapor permanece superaquecido. Existe uma polia no compressor do ar condicionado que é acionada pela correia múltipla. O compressor pode ser ligado e desligado usando um acoplamento magnético. Em veículos elétricos ou híbridos, o acionamento pode ser fornecido por um motor elétrico no sistema HV em vez da multicorreia.
O compressor do ar condicionado em automóveis com motores de combustão está localizado no compartimento do motor na lateral da correia múltipla e é acionado pela correia múltipla juntamente com o alternador e possivelmente a bomba da direção hidráulica. No caso dos veículos elétricos, o compressor pode estar localizado no interior e um motor elétrico aciona o compressor (elétrico) do ar condicionado.
Condensador:
Depois que o refrigerante sai do compressor, a pressão e a temperatura aumentaram significativamente. O condensador Sua tarefa é condensar o vapor superaquecido do compressor em um líquido sub-resfriado. Quando a temperatura cai abaixo do ponto de ebulição, o refrigerante torna-se líquido. No condensador o calor é removido para o ar externo. Durante a condução, o vento flui através do condensador. Se o fluxo e o resfriamento forem insuficientes, o ventilador é ligado para aumentar o fluxo de ar. O ar externo que flui através do condensador é então aquecido.
O condensador está localizado na parte frontal do carro, em frente ao radiador do sistema de refrigeração.
Válvula de expansão:
O refrigerante líquido chega sob alta pressão válvula de expansão. A válvula de expansão causa uma redução repentina na pressão, fazendo com que a pressão, a temperatura e o ponto de ebulição caiam. O líquido muda para vapor saturado. Esta é uma mistura de vapor e partículas líquidas. Na válvula de expansão as pressões alta e baixa são separadas uma da outra.
A válvula de expansão possui diferentes versões: com estrangulamento fixo (capilar) ou estrangulamento variável (válvula de expansão termostática).
Evaporador:
A tarefa do evaporador é resfriar o ar que entra no interior do carro. O ventilador interno sopra o ar externo ou o ar interno recirculado através das aletas do evaporador. O calor é extraído do ar que passa. O ar resfriado é então soprado para o interior.
O refrigerante vaporoso flui da válvula de expansão para o evaporador. A temperatura, pressão e ponto de ebulição são baixos quando flui. O fluxo de ar através do evaporador aquece o refrigerante, fazendo com que ele comece a ferver imediatamente. O refrigerante está em estado superaquecido quando sai do evaporador. Após a evaporação do refrigerante ao sair do evaporador, o ciclo recomeça. O compressor suga o refrigerante gasoso novamente para comprimi-lo novamente.
O evaporador está embutido na caixa de ventilação do aquecedor atrás do painel.
A última imagem mostra as peças não mencionadas acima.
- Conexões de serviço: estão destacadas em azul. São utilizados para verificar as pressões com um manômetro e para esvaziar ou encher o sistema;
- Sensor de alta pressão: o sensor com moldura laranja mede a pressão na linha de alta pressão. A ECU do motor pode assim regular, entre outras coisas, a saída do compressor;
- Ventilador interno: o com moldura roxa ventilador interno sopra ar nele casa do fogão e portanto também pelo condensador;
- Ventilador de resfriamento: aquele destacado em amarelo ventoinha sopra o ar externo através do condensador. Alguns carros possuem uma ventoinha separada para o condensador, e outros carros usam a ventoinha de resfriamento que também resfria o radiador;
- Filtro/secador: a filtragem das partículas de sujidade e a secagem (desumidificação) ocorrem no elemento com moldura verde. Isto filtro/secador O elemento pode ser montado diretamente próximo ao condensador, mas também pode ser localizado dentro do condensador.
Pressões e temperaturas:
Medindo as pressões e temperaturas em vários locais do sistema, podemos verificar se o sistema está funcionando corretamente. Como a pressão e a temperatura do refrigerante dependem da temperatura do ar exterior, tomamos como orientação uma temperatura entre 25 e 30 °C e um aumento da rotação do motor para que o compressor do ar condicionado tenha capacidade suficiente.
A compressão aumenta a temperatura do refrigerante para aproximadamente 70 °C quando sai do compressor, enquanto a pressão varia entre 12 e 15 bar. O refrigerante chega à válvula de expansão através do secador/filtro, onde ocorre uma queda de pressão e a temperatura cai ligeiramente acima do ponto de congelamento. Quando o refrigerante sai do evaporador, ele foi aquecido alguns graus pelo ar que passou por ele.
Na página: Diagnóstico de ar condicionado baseado em pressão e temperatura as falhas, causas e soluções mais comuns são descritas.
