quarta-feira, 11 de junho de 2008

Ar condicionado – conheça alguns problemas nos compressores e suas soluções

No sistema de ar condicionado automotivo, são componentes que servem basicamente para criar um diferencial de pressão, entre as linhas de sucção (linha de baixa pressão) e descarga (linha de alta pressão), fazendo com que haja movimentação dos fluidos (óleo e gás) dentro do sistema, em direção ao condensador, elemento de expansão e evaporador, em ciclo fechado.

Ao contrário do que muitos imaginam, o fluido sai aquecido do compressor, podendo chegar a mais de 80°C e retorna para o compressor próximo a 0°C. É comum as pessoas imaginarem o contrário, que a linha "fria" é a que sai do compressor.

Outra característica são os diâmetros das tubulações e mangueiras, sempre maiores nas linhas de baixa pressão na entrada do compressor. Quando falamos em alta e baixa pressão, estamos falando em valores aproximados de 1 a 3 bar (15 a 45PSI) na linha de baixa e de 10 a 20 bar (150 a 300PSI) ou mais na linha de alta.

Alguns modelos de compressores têm sensores de temperatura no seu corpo, caso a temperatura ultrapasse cerca de 110°C, esse sensor abre um contato e a bobina desliga para proteger o sistema .

No processo de compressão do fluido refrigerante, dentro das câmaras internas do compressor, existem restrições e limitações físicas, no que se refere à compressão de fluidos no estado líquido-vapor. Se houver a presença de fluido no estado liquido no compressor, pode ocasionar o chamado "calço hidráulico", que pode resultar em danos para o compressor, devido o fato do liquido ser um fluido "não compressível", desta forma, o sistema foi feito para sempre trabalhar com o fluido no estado gasoso no compressor. Em um sistema normal, isso ocorre normalmente.

Conforme a solicitação e as condições de trabalho há um aumento de pressão e conseqüentemente um aumento do consumo de energia do motor do carro, podendo exigir cerca de 5 CV ou mais, em determinadas condições. Por isso, existem variações e avanços nas formas construtivas de compressores, que têm o mesmo objetivo, com menos peças móveis, menos perdas, buscando minimizar os ruídos, o consumo de energia e aumentar o desempenho.

Já existem compressores acionados por motores elétricos, assim como bombas de direção hidráulica. Com esse sistema o ar condicionado reduz o consumo de energia de forma expressiva. ex.: SANDEN c/ Power box DENSO

Mesmo variando as formas construtivas, atualmente, todos os modelos apresentam pontos em comum, como a necessidade de lubrificação interna e as válvulas de escape.

Nos sistemas automotivos, a quantidade de óleo especial para refrigeração é cerca de 140 a 300 ml, sendo este fundamental para a lubrificação das partes móveis.

A recomendação do tipo e quantidade de óleo geralmente está escrito num rótulo no corpo do compressor.

As válvulas de admissão e o escape são feitas por válvulas tipo palhetas.

Na linha automotiva atual, existem vários tipos de compressores e aqui vamos diferenciá-los basicamente por sua forma construtiva interna:

Compressores de pistões

&bull Pistões radiais

&bull Pistões axiais:

Swashplate:

- Um cabeçote - fluxo fixo

- Duplo cabeçote fluxo fixo

* Wobbleplate:

- Um cabeçote fluxo variável

Compressores rotativos

&bull Compressores de Palhetas (VANE)

&bull Compressores tipo Scroll (caracol)

Compressores de pistões

A maioria dos sistemas utiliza compressores de pistões. Os compressores de pistões podem ter o deslocamento alternativo dos pistões no sentido radial ou axial, com relação ao seu virabrequim. Esses compressores se caracterizam por pressões mais elevadas e vazões mais baixas, se comparando com outros modelos.

Compressores de pistões radiais

O deslocamento dos pistões é alternativo e radial, perpendicular ao virabrequim, como se fosse de um "pequeno compressor de ar comprimido", comum em oficinas. Podem ser de 1 ou mais cilindros, são robustos e duráveis, geralmente aplicados para condições mais severas com maior capacidade volumétrica. A posição dos pistões pode ser em linha, em V ou ainda radial tipo "cruz" ou "estrela".

Seu acionamento é feito através de polias com embreagens eletromagnéticas.

Exemplo de aplicação: YORK: caminhões International, DENSO Bus, DELPHI da S10 V6 americana.

Problemas mais comuns no York: vazamento nas juntas do cárter e eixo do virabrequim.

Compressores de pistões axiais

SWASHPLATE: Os compressores de pistões axiais (SWASHPLATE, disco inclinado) são de construção mais simples, mais leves e em geral, mais baratos.

O deslocamento dos pistões é alternativo e axial, paralelo ao virabrequim, comandado por um disco inclinado de ângulo fixo, denominado swash plate.

São encontrados na linha automotiva, geralmente de 80 a 170 cc ou cm³ (cilindradas) fixas e geralmente são construídos com 3, 5 ou 7 pistões.

Podem ser de um ou dois cabeçotes:

Os de apenas um cabeçote têm os pistões com uma face e outra extremidade pode estar ligada ao disco inclinado através de um alojamento no próprio corpo do pistão ou através de bielas com rótulas nas extremidades. O ângulo do disco inclinado do virabrequim é fixo, mantendo os pistões sempre com o mesmo curso.

Exemplo: SANDEN 508, Alfa 164, Dakota 6 cil. Gasolina, Tempra SW, linha agrícola, etc.

Os de dois cabeçotes têm pistões com duas faces opostas, sendo o centro, o alojamento para o deslize do disco inclinado. A passagem da linha de sucção e de escape se dá por dutos que passam pelo Carter. O ângulo do disco inclinado do virabrequim é fixo, mantendo os pistões sempre com o mesmo curso.

Alguns modelos de aplicação: DENSO: os famosos 6P148 do Opala, Monza e Santana e da à maioria dos motores AP VW, etc, os 10P15 e 17 da Hilux, Tempra, Mercedes e BMW de 94a 97, Neon, Grand Cherokee, Caravan os 10P08 dos 1.0 palio e gol, etc DELPHI: Blazer/S10 4.3 e Silverado 6 gasol, etc FORD: Os FS10 e 15 do Escort Zetec, Ka , Fiesta, Ranger, Mustang, Mondeo, Galoper, etc PANASONIC, nos Mazda SELTEC: maqs. agrícolas, etc.

Problemas mais comuns: nesses modelos o mais comum são os vazamentos e folga axial interna gerando ruídos.

Wobbleplate:

Os compressores de pistões axiais de um cabeçote (WOBBLEPLATE, placa de balanço, ou disco inclinado variável, "bambolê"), geralmente de 5 a 7 pistões, podem ter alteração de curso dos pistões, por meio da alteração do ângulo do disco inclinado, o que resulta em variação de capacidade volumétrica, ou ainda alteração de cilindrada.

Esses compressores têm mais peças móveis que os swashplate.

Para variar sua cilindrada, dependem de uma válvula compensadora de fluxo, ou de contrabalanço, ou ainda, uma válvula "torre", como é popularmente chamada.

Essas válvulas podem ter seu acionamento mecânico, interno do compressor, ou através de solenóide, que recebe informação externa de um módulo.

Alguns exemplos de aplicação: DELPHI: os V5 (Harrisson) do Omega, Vectra, Tipo 1.6, Scenic, etc. CVC do novo Corsa, novo Astra, Meriva, Palio e Stilo 1.8, etc SANDEN: SD7 V do Passat VR6, Golf e Audi A3, etc, DENSO: 7SDU do Gol AB9, ML 320, Kompressor, BMW a partir de 98, Marea Turbo CALSONIC CWV, dos Subaru e Nissan, etc.

Problemas comuns: em alguns modelos da SANDEN e DENSO é a quebra das placas de válvulas tipo palhetas. Alguns modelos da DELPHI, vazamentos e ruído interno. E SANDEN e DELPHI, problemas nas válvulas compensadoras de fluxo (torre).

Válvula de controle de fluxo mecânica (TORRE)

É o modelo mais comum, funciona de acordo com o desequilíbrio das pressões entre as linhas de alta e baixa, comprimindo e descomprimindo o Carter, comandada pela "leitura" de temperatura do fluido refrigerante que entra no compressor , pela linha de baixa, que passa através de um pequeno reservatório, um "balãozinho" ou uma "sanfoninha" metálica, lacrada, cheia de fluido refrigerante.

Dependendo da temperatura do fluido que passa por esta "sanfoninha", ela se expande ou se contrai, acionando assim um "spool", um "carretel", uma válvula direcional, que deixa ou não, a pressão da linha de alta entrar para dentro do Carter e assim criar uma contrapressão, evitando que os pistões tenham mais curso para dentro do Carter. Conseqüentemente o disco inclinado, diminui seu ângulo, ficando quase perpendicular ao virabrequim. Esta cilindrada pode variar de 160~150 a 15cc nos compressores V5 da DELPHI.

Desta forma o fluxo de gás diminui, reduzindo a eficiência e evitando o congelamento do evaporador. Isso ocorre automaticamente e constantemente. Geralmente nesses modelos, não há necessidade de termostato (sensor anticongelamento).

É uma válvula dinâmica, que fica o tempo todo oscilando e balanceando o fluxo do compressor.

Caso esta válvula apresente problemas, ela pode travar e ligar direto a linha de baixa com o Cárter, mantendo o compressor em cilindrada máxima, podendo causar congelamento do evaporador. Comum no modelo V5 da Delphi.

Se ela travar permitindo a linha de alta pressão ligada ao Cárter, os pistões diminuem o curso e a não há eficiência. Comum no modelo SD7V16 da Sanden.

Outra característica da utilização destes compressores é que uma vez acionados, quando o evaporador está muito "frio", não precisam ficar ligando e desligando automaticamente, pois há variação automática de cilindrada, desta forma, diminui a sensação de alteração de rotação do motor para o motorista (conforto).

Válvula de controle de fluxo com acionamento elétrico (TORRE ou eletroválvula)

Alguns modelos de compressores "WOBBLEPLATE" axiais de um cabeçote, mais recentes como o do Classe A, Polo, A4 (DENSO) e 307 (SANDEN), não tem embreagem, e ao ligar o motor já acionam o virabrequim, caso o motorista opte por ligar o ar condicionado, entra em ação uma válvula solenóide, quando a eletroválvula é acionada por pulsos elétricos, que faz a função de piloto para comprimir e descomprimir o Carter, criando assim um maior ou menor deslocamento dos pistões, alterando a vazão de gás para o resto do sistema.

Confira na próxima edição as características e avaliação dos problemas mais comuns dos compressores rotativos, assim como dos componentes externos dos compressores (embreagem eletromagnética, polia e rolamento).

Fonte: www.oficinabrasil.com.br

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