.
UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS.ESPE EXTENSION
LATACUNGADEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGA Y MECNICACARRERA DE
INGENIERIA AUTOMOTRIZINFORME DE LABORATORIO OPTATIVA AUTOMOTRIZ
II
1. Objetivos:
1.1. Objetivo GeneralDiagnosticar el sistema de aire
acondicionado del vehculo.1.2. Objetivos Especficos
Identificar los componentes del sistema del aire acondicionado
Realizar la medicin y comprobacin de las presiones del sistema
Obtener las presiones de los circuitos de alta y baja Determinar el
tipo de refrigerante usado en el sistema de aire acondicionado
2. MATERIALES: Vehculo Chevrolet Optra 1.8L Manmetro Caja de
Herramientas Equipo de seguridad
3. INSUMOS: Lquido refrigerante
4. MARCO TEORICO:Sistema de Aire Acondicionado El sistema de
aire acondicionado automotriz tiene como finalidad el proporcionar
un clima agradable en el interior del auto mediante el control de
temperatura y humedad, adems de brindar seguridad, ya que teniendo
un clima adecuado, ayuda a mantener al conductor alerta.Descripcin
y funcin de elementos: CompresorEl compresor es el mecanismo
encargado de aspirar el gas, comprimirlo y ponerlo en circulacin a
travs de los circuitos y dems elementos. Cada sistema montar un
compresor especfico segn las caractersticas y capacidad del equipo.
El mecanismo interior de los compresores puede variar segn marcas
pero el resultado o el objetivo siempre es el mismo.
Figura 1: CompresorFuente: Sistema de aire acondicionado
automotriz Esteban Delgado
CondensadorEl condensador es el elemento encargado de trasformar
el gas en lquido, lo consigue bajando su temperatura. Es un
radiador convencional con ventilador adecuado para alojar gas y
liquido del sistema de climatizacin
Figura 2: CondensadorFuente: Sistema de aire acondicionado
automotriz Esteban Delgado
Filtro DeshidratanteEste filtro tiene varias funciones y es un
elemento bsico para el buen funcionamiento del sistema: Retiene
partculas de suciedad con el filtro interior. Retiene la humedad,
como su nombre indica esta es una ms de sus funciones. Acta de
contenedor de gas lquido, hace de depsito acumulador. Controla la
calidad de la condensacin. Disponen de una mirilla para ver si hay
burbujas de aire dentro del circuito.PresostatoEs el encargado de
controlar y regular las presiones en el circuito refrigerante,
conocidos como vlvulas trinaras o cuartanarias. ste controlar el
arranque del compresor y de los ventiladores segn la presin.
Vlvula de expansinEsta vlvula regula la cantidad de gas en
estado lquido que debe entrar en el evaporador para el
funcionamiento correcto. Hay tres tipos, termostticas, mono bloque
y de tubo. Evaporador El evaporador es un intercambiador de calor o
radiador, en el interior del vehculo, por el que circula el gas
lquido fro y mediante un ventilador empuja el aire refrigerado
hacia el habitculo.
Figura 3: EvaporadorFuente: Sistema de aire acondicionado
automotriz Esteban Delgado
Sonda del evaporadorSensor encargado de enviar informacin de la
temperatura del evaporador ya sea a la vlvula trinara o a
centralita en el caso de climatizadores.
Filtro de habitculo Este filtro de habitculo o filtro de anti
polen es el encargado de eliminar impurezas en el aire que
utilizamos para ventilar el interior del coche.Tubos y
manguerasEstos conductos diseados segn las caractersticas del
equipo son los encargados de trasportar el gas o liquido entre los
elementos que forman el esquema. Encontraremos siempre secciones
anchas para los tramos de baja presin y dimetros ms pequeos para
las zonas de alta presin.Funcionamiento del sistema:El compresor o
motor del aire acondicionado empuja el gas y manda presin hacia el
condensador. El gas, al pasar por el condensador baja su
temperatura y presin pasando a estado lquido. Cuando sale del
condensador pasa por la vlvula trinara ofreciendo lectura de presin
a la misma, de ah sigue pasando por el interior del filtro,
eliminando impurezas y humedad.Ahora la vlvula de expansin ser la
encargada de regular la cantidad de gas en estado lquido que entra
en el evaporador.El gas lquido ya circula por el evaporador y el
ventilador empuja el aire fro, filtrado por el anti polen, hacia el
habitculo.El compresor aspira el gas llevndolo de nuevo a su
interior para seguir comprimiendo y enviando a travs del circuito
cerrado. (Gbors, 2012)
Figura 4. Funcionamiento del Sistema de Aire
AcondicionadoFuente: Sistema de aire acondicionado automotriz
Estado del SistemaManmetro de alta Manmetro de baja
Buen funcionamiento del sistema170 psi43 psi
El electro ventilador del radiador debe estar funcionando
entonces el sistema est en ptimas condiciones215 psi70 psi
El interior del vehculo debe reducirse al menos 12C en 5 minutos
de haber encendido el sistema de A/C220 a 230 psi75 a 85 psi
El electro ventilador debe desconectarse 150 a 170 psi60 psi
Tabla1. Estado del Sistemas con sus presionesFuente: Grupo de
Trabajo
Los problemas con el aire acondicionado automotrizLas altas
temperaturas vividas en la actualidad conducen a un aumento
considerable en el uso del aire acondicionado automotriz. A mayor
frecuencia de utilizacin, mayor posibilidad de tener problemas en
las unidades. Por lo tanto, es importante estar preparados para
satisfacer esta demanda, informndose sobre el proceso correcto de
instalacin y mantenimiento, que garantizan el funcionamiento del
dispositivo en forma eficaz.
La realizacin inadecuada de la instalacin, el mantenimiento y la
sustitucin colocando refrigerante o aceite en mayor o menor medida
que lo ideal o permitiendo la entrada de humedad - es responsable
de muchos problemas. Por favor, vea la tabla de abajo para entender
lo que la ausencia, falta o exceso de refrigerante, humedad y
aceite pueden hacer:
ProblemaProblema VisibleQu hacer? Solucin
Ausencia del Fluido
No funciona el A/C. A/C con funcionamiento intermitente
Verificar Vacos Cargue el sistema
Poco fluido Baja presin en el sistema Sobrecalentamiento del
compresor A/C refrigera poco o nada Funcionamiento irregular de la
vlvula de expansin Verifique vacos Cargue el sistema
Exceso de fluido Alta presin en el sistema Sobrecalentamiento
del compresor Retire el exceso Recarga total
Humedad A/C refrigera poco Rotura del compresor Cambie el fluido
Utilice una bomba de vaco para retirar el fluido
Exceso de aceite Alta presin en el sistema A/C refrigera poco
Extraiga el exceso de aceite
Tabla 2. Problemas existentes en el sistemaFuente: Grupo de
trabajo
EL FLUIDO REFRIGERANTE El agente frigorfico es el principal
componente del sistema el cual recorrer la instalacin, mismo que se
somete a diferentes cambios de presin y temperatura para absorber
el calor que ingresa al vehculo y posteriormente desprendindose del
mismo. Para cumplir con su funcin es necesario que el fluido se
vaporice a bajas temperatura puesto que en condiciones ambientales
adversas que puede experimentar el automvil para producir fro que
requiere temperaturas inferiores a 25 C. As los refrigerantes
usados a presin atmosfrica presentan puntos de ebullicin muy bajos
(-25C) El fluido en su vaporizacin absorbe el mayor nmero de
caloras posibles que se encuentran en las corrientes de aire que
ingresan al auto gracias a su elevada cantidad de calor latente de
vaporizacin. Adems el fluido debe presentar una presin crtica y
temperatura crtica alrededor de los 40 bares y muy superior a los
80 C respectivamente para garantizar los futuros cambios de estado
y el adecuado funcionamiento de sistema, si es que el refrigerante
es sometido desde la compresin. El fluido debe ser fabricado con
materiales qumicamente no agresivos de tal manera que sea corrosivo
para el metal y las gomas, es decir, el fluido debe poseer
estabilidad qumica. Para precisar la velocidad de circulacin del
gas por la instalacin su volumen de vapor saturado debe ser bajo.
El agente frigorfico es obtenido industrialmente para que sea
asequible en costos, compatible con el aceite lubricante, grado de
toxicidad nula, fcilmente detectable en caso de fuga, no
contaminante, con inflamable, disponible en grandes cantidades,
etc; como por ejemplo el R-12 (diclorodifluormetano) y el R-134a
(tetrafluoretano).VLVULAS DE SERVICIO Los racores del sistema de
aire acondicionado se encuentran normalizados, existen modelos
distintos, como los representados en la figura 2, utilizados en las
uniones roscadas entre las tuberas y los elementos de la
instalacin, identificados segn el tipo de unin en el que se
empleen. En el sistema climatizador tambin se disponen sobre las
tuberas o en determinados elementos de la instalacin, como el
compresor, unos racores de conexin para las estaciones de servicio,
a travs de los cuales se permite la carga y descarga del sistema,
as como la diagnosis de las presiones del circuito.
Figura 5. Tipos de Racores del sistema climatizadorFuente:
Gbors
En funcin del tipo de fluido que contenga la instalacin vamos a
distinguir dos tipos de conexiones, una para el refrigerante R12 y
otra para el R134a, no intercambiables entre s y que por su
constitucin y forma impiden un conexionado incorrecto de la estacin
de carga. A su vez, los conectores para la zona de alta presin del
circuito son distintos que para la zona de baja. En la figura 4 se
muestra el corte de un conector para sistemas cargados con R-12
(detalle de la izquierda), cuyo funcionamiento es similar a la
vlvula de presin de un neumtico convencional, siendo su principal
diferencia con los conectores de sistemas cargados con fluido CFC,
que disponen de una unin roscada con la tubera de conexin a la
estacin de servicio y presentando el inconveniente bsico de
ausencia de diferencias de dimetro entre el racor de la zona de
baja presin y el de alta. Es inevitable el vertido de pequeas
cantidades de fluido refrigerante a la atmsfera durante los
procesos de conexin y desconexin de la estacin de carga y la
instalacin de aire acondicionado equipado con este tipo de racores.
No ocurre as con los sistemas equipados con R-134a, sobre los que
se implementan uniones rpidas como la reseada en la derecha de la
figura, que en este caso impiden errores de montaje por su
diferente dimetro (pequeo de color azul para baja presin y grande
de color rojo para alta presin) y evitan al tiempo las posibles
proyecciones de refrigerante durante la conexin y desconexin de las
tuberas de la estacin.
Figura 6. Estructura de los racores R12 y R134a
respectivamenteFuente: Gborn
Este tipo de enchufes rpidos permiten el paso del fluido
refrigerante de la instalacin de aire acondicionado del vehculo (4)
a la estacin de carga, por medio de la tubera correspondiente (5),
cuando al conectarla el obs (1) es empujado hacia abajo contra la
accin del muelle antagonista de cierre (2) sobre el que se monta
una trica (3), al igual que en el caso anterior. En el momento de
la conexin, las bolas (6) dispuestas regularmente en un aro
contenedor alrededor del cuerpo (7) del conector se alojan en la
acanaladura practicada en el conector del lado de la instalacin,
realizando el enclavamiento del conjunto. Sin embargo, la
comunicacin permanece cerrada puesto que para obligar a descender
al obs es necesario el giro de la ruleta de mando (8), que empuja
en su desplazamiento hacia abajo al vstago de accionamiento (9)
contra la accin del muelle de retencin (10) que garantiza la
fijacin del sistema en cualquier posicin, provocando la apertura de
la instalacin al desplazar el obs de cierre y la comunicacin por el
paso 11 con la estacin de servicio, disponiendo el acople de
distintas juntas trcas (12) para evitar la fuga de agente
frigorfico en la conexin. Fluido refrigerante DuPont Suva 134
Figura 7. Refrigerante DuPontSuva 134Fuente: Gborn
DuPontSuva 134a es un refrigerante HFC de largo plazo que
sustituye al R-12. Sus aplicaciones incluyen el reemplazo y uso en
instalaciones nuevas de aire acondicionado automotriz, as como en
equipos de refrigeracin comercial, estacionario de alta temperatura
y enfriadores. El refrigerante Suva 134a se ha convertido en el
estndar de la industria en equipo nuevo. [2]
5. PROCEDIMIENTO:
DescripcinIlustracin
Identificar el tipo de vehculo, marca y modelo.
Figura 8. Identificamos el vehculo Fuente: Grupo de trabajo.
Para verificar el estado del filtro de aire acondicionado se
toma en cuenta los mismos parmetros que el filtro del depurador .no
se recomienda el aire a presin para su limpieza
Realizamos el cambio del filtro si es necesario.
Figura 9. Filtro de evaporador Fuente: Grupo de trabajo
Para verificar el estado del filtro de aire acondicionado se
toma en cuenta los mismos parmetros que el filtro del depurador .no
se recomienda el aire a presin para su limpieza
Realizamos el cambio del filtro si es necesario.
Nos ubicamos en el motor e identificamos las vlvulas de trabajo
de alta y baja presin.
Figura 10. Vlvulas de presin Fuente: Grupo de trabajo
Las vlvulas poseen unas tapas en las que indican una H alta y L
baja si no posee estas tapas nos debemos fijar siempre que la
tubera ms delgada ser siempre de alta presin.
Figura 11. Tapas de Vlvulas de presin Fuente: Grupo de
trabajo
Conectar los manmetros con el vehculo apagado, rojo alta presin
azul baja presin.
Fijarse que las llaves est cerradas para evitar fugas por lo
general al conectar los manmetros las presiones tanto como alta y
baja deben estar por rangos similares.
Encendimos el vehculo y activamos el aire acondicionado, debemos
observar un cambio de presin entre el manmetro de baja presin y el
de alta presin; el de alta presin en ralent deber trabajar en un
mnimo de 170 psi.
Figura 12. Medicin de presin Fuente: Grupo de trabajo
6. ANALISIS DE RESULTADOS
RPM del motorSISTEMAPRESION (psi)FOTOGRAFIADIAGNOSTICO
1500
HIGH
125
Figura 13. Manmetro alta presinFuente: Grupo
Sistema de falta de carga de refrigerante. (Debe ser al menos
mayor de 150 psi para que el sistema se encuentre en ptimas
condiciones)
LOW
50
Figura 14. Manmetro baja presin Fuente: Grupo
Buen funcionamiento del sistema
3000
HIGH
126
Figura 15. Manmetro alta presin Fuente: Grupo
Sistema de falta de carga de refrigerante. (Debe ser al menos
mayor de 150 psi para que el sistema se encuentre en ptimas
condiciones)
LOW
50
Figura 16. Manmetro baja presin Fuente: Grupo
Buen funcionamiento del sistema
5000
HIGH
130
Figura 17. Manmetro alta presin Fuente: Grupo
Sistema de falta de carga de refrigerante. (Debe ser al menos
mayor de 150 psi para que el sistema se encuentre en ptimas
condiciones)
LOW
50
Figura 18. Manmetro baja presin Fuente: Grupo
Buen funcionamiento del sistema
7. CUESTIONARIO
1. Describa las caractersticas del refrigerante utilizado en el
sistema de aire acondicionado?
Una de las consideraciones que ay que tomar en cuenta al momento
de usar el refrigerante R 134 a que es un irritante ligero para la
piel. Si se llega a inhalar esto producira una dificultad para
respirar, prdida de coordinacin, temblor, carencia de la respuesta
al sonido y a la salivacin; La muerte ocurre a muy altas
concentraciones (> 500,000 ppm).
EQUIPO DE PROTECCIN Guantes impermeables Gafas Mascarilla
PROPIEDADES FSICAS Y QUMICAS Datos tcnicos Punto de Ebullicin:
-26.5 C (-15.7 F) @ 736 mm Hg Presin del Vapor: 96 psia @ 25 C (77
F) Densidad del Vapor: 3.6 (Aire = 1) @ 25 C (77 F) % de Voltiles:
98% en peso Solubilidad en Agua: 0.15% en peso @ 25 C (77 F) Olor:
Ligeramente a ter Forma: Gas Licuado Color: Claro, Amarillo, Verde.
Gravedad Especfica: 1.20 g/cm @ 25 C (77 F) Densidad: 1.2 g/ cm @
25 C (77 F) Evitar flamas abiertas y altas temperaturas.
Figura 19. Refrigerante DuPontSuva 134Fuente: Gborn
2. Realice una tabla con la presin de alta y baja diagnosticada
en tres rangos diferentes de revoluciones del motor.
Revoluciones del motor (RPM)PRESIN DE ALTA (psi)PRESIN DE BAJA
(psi)
150012450
300012550
500013050
Tabla 3. Datos de presionesFuente: Grupo de trabajo
3. Existe alguna relacin entre las seales del aire acondicionado
y el acelerador? Para la presin de alta tenemos que es directamente
proporcional, mientras sube las revoluciones del motor la presin
tambin aumenta Para la presin de baja obtenemos en este caso que
mientras las revoluciones del motor aumentan, la presin en este
circuito permanece constante.
4. Cul es la cantidad o proporcin correcta de lubricante con
respecto al refrigerante en el sistema de aire acondicionado?La
lubricacin del compresor es de suma importancia. La cantidad de
aceite o refrigerante es incorrecta, se producirn daos internos al
compresor. Para compresores sin un tapn de aceite, instale la mitad
del aceite requerido por el sistema en el lado de la succin. Esto
puede requerir hacer girar el eje del compresor mientras se instala
el aceite. Para compresores con un tapn de aceite, saque el tapn
del aceite y agregue la mitad del aceite requerido por el sistema.
El resto del aceite requerido por el sistema debe instalarse en el
acumulador o en el lado bajo del sistema Los sistemas de doble aire
acondicionado requieren refrigerante y aceite adicional, as que se
debe verificar las especificaciones del vehculo.
5. Cules son las caractersticas del lubricante para sistemas de
aire acondicionado?Entre las funciones de los aceites lubricantes
estn las de disminuir la friccin y el desgaste en la operacin del
compresor, pero tambin estn otras que comnmente no se tienen
presentes como son, por ejemplo, remover el calor producido por el
trabajo del compresor. Por ello, deben tener alta conductividad
trmica y ser estables a las temperaturas de operacin mximas y
mnimas, formar un sello cuando no est operando el compresor (en
esta condicin no deber fluir libremente), amortiguar el ruido
producido por la operacin del compresor (relacionado con las
propiedades reolgicas) y dado que frecuentemente circula dentro del
conjunto motor elctrico-compresor debe ser altamente dielctrico
para actuar como aislante elctrico. Adems de cumplirse estas
funciones en el compresor, tambin deben ser miscibles con el
refrigerante sin producir ninguna reaccin qumica que modifique al
refrigerante o al aceite lubricante. Adems de todo, es necesario
tener una temperatura de congelacin mucho ms baja que la del
evaporador, puesto que la mezcla pasar por l.En un sistema hermtico
o semihermtico, en donde el motor elctrico es expuesto al gas
refrigerante y al aceite, se requiere de un lubricante con
propiedades dielctricas. El refrigerante va transportando una
pequea porcin de lubricante a lo largo del sistema de refrigeracin.
Este lubricante debe de regresar al compresor rpidamente y debe de
ser capaz de fluir en bajas temperaturas, estar libre de partculas
suspendidas o de elementos tales como la cera, que pudieran tapar
el control de flujo, o quedarse depositadas en el evaporador y
afectar la transferencia de calor.
En el sistema hermtico, el lubricante slo debe de cargarse una
vez, y ste debe de durar toda la vida del compresor. La estabilidad
qumica requerida, en la presencia de gas refrigerante, metales,
barniz aislante del motor elctrico del compresor, y contaminantes,
es tal vez la caracterstica que hace diferentes a los lubricantes
para sistemas de refrigeracin, de los usados en otras
aplicaciones.
6. Cul es aproximadamente la potencia que pierde el vehculo,
cuando el sistema de aire acondicionado es activado? Se suele
considerar que el aire acondicionado quita entre 2 y 15 CV
aproximadamente, dependiendo de cada sistema vehicular.
8. CONCLUSIONES:
Se identific las lneas de alta y baja presin para poder conectar
correctamente las mangueras del sistema y proceder a realizar la
carga. Para poder realizar la carga del aire acondicionado no debe
existir fugas en el mismo ya que la carga no se realizar. El aire
acondicionado es de gran utilidad para todo tipo de vehculo ya que
brinda confort a los ocupantes. Al realizar un correcto
mantenimiento del aire acondicionado se reducen las fallas que
podran tener posteriormente. El aire acondicionado se debe utilizar
de forma adecuada para conseguir una atmsfera idnea en cuanto a las
condiciones de temperatura.
9. RECOMENDACIONES:
Realizar primero la prueba de fugas antes de realizar la carga
del aire acondicionado No dar arranque, ni apagar el motor con el
sistema de aire acondicionado activo. Dar mantenimiento al sistema
cada 20.000 km. Renovar el aire del interior cuando se conduzca por
tramos largos. Verificar unos 10 minutos si no existe baja de
presin en los manmetros de alta y baja presin del aire
acondicionado para proceder a la carga del mismo. Verificar los
filtros del aire acondicionado , ya que si estos se encuentran
demasiado sucios no va a existir un funcionamiento adecuado del
aire acondicionadoBibliografa
DuPont. (27 de marzo de 2012). DuPont Global Website. Recuperado
el 17 de junio de 2015, de
http://www2.dupont.com/Refrigerants/es_MX/news_events/2012/solucion_refrigerante_automotriz.htmlDuPont.
(17 de Junio de 2015). DuPont, The miracles of science. Obtenido de
http://www2.dupont.com/Refrigerants/es_MX/products/suva/suva134a.htmlGbors,
J. (19 de julio de 2012). Gua Mecanica. Recuperado el 17 de junio
de 2015, de
http://guiamecanica.blogspot.com/2012/07/aire-acondicionado-y-climatizacion-del_19.html[3]
DuPont. (17 de Junio de 2015). DuPont, The miracles of science.
Obtenido
dehttp://www2.dupont.com/Refrigerants/es_MX/assets/downloads/suva134a_msds.pdf
