Perbaikan Sistem Pendingin (AC) Pada Kendaraan Mobil/Bus
AC atau Air Conditioners, adalah suatu rangkaian peralatan atau komponen yang berfungsi untuk mendinginkan udara di dalam ruangan atau kabin agar penumpang bisa merasa segar dan nyaman.
Keterangan:
Kompresor pada AC berfungsi untuk memompakan Refrigerant yang berbentuk gas agar tekanannya bisa meningkat, sehingga bisa membuat temperatur nya menjadi ikut meningkat.
Kondensator pada AC berfungsi untuk menyerap panas pada Refrigerant yang sudah dikompresikan oleh kompresor dan kemudian mengubah refrigerant yang berbentuk gas menjadi cair (dingin).
Yaitu berfungsi untuk menampung Refrigerant cair untuk waktu sementara, yang kemudian mengalirkan-nya ke Evaporator melalui Expansion Valve, Sesuai dengan beban pendinginan yang dibutuhkan. Selain itu Dryer atau Receifer juga berfungsi sebagai Filter untuk menyaring uap air dan kotoran yang bisa merugikan bagi siklus Refrigerant
Expansion Valve pada AC berfungsi untuk mengabutkan Refrigerant kedalam Evaporator, agar Refrigerant cair bisa segera berubah menjadi gas.
Evaporator pada AC yaitu merupakan kebalikan dari Kondensator, yaitu berfungsi untuk menyerap panas dari udara yang melalui sirip-sirip pendingin Evaporator, sehingga udara tersebut menjadi dingin.
Jenis kompresor dapat dipisahkan seperti dibawah ini:
● Jenis Reciprocating
→Crank
→ Through Vane
Perhatikan gambar mekanis kompresi.
Pada langkah turun, Refrigerant akan masuk kedalam ruang silinder dari Evaporator, dan pada langkah naik Refrigerant akan keluar dari ruang silinder menuju ke Kondensator. Dengan dibarengi tekanan yang meningkat dari 2.1 kg/cm2 menjadi 15 kg/cm2 yang juga mengubah temperatur dari 0°C menjadi 70°C.
Konstruksi
Puli yang terpasang pada poros kompressor dengan bearing atau bantalan di antaranya, bisa membuat puli bergerak dengan bebas. Sedangkan pada stator terikat dengan kompressor housing, plat cetak terpasang mati pada poros kompresor.
Refrigerant yang masuk kedalam Kondensator disebabkan oleh tekanan kompresor yang masih dalam bentuk gas dengan temperatur yang cukup tinggi (80°C). Temperatur yang tinggi dari Refrigerant ini yang berada dalam Kondensator yang bentuknya berliku-liku akan menyebabkan terjadinya pelepasan panas oleh Refrigerant.
Proses pelepasan panas ini di permudah dengan adanya aliran udara yang baik dari gerakan kendaraan mobil maupun isapan Fan yang terpasang dibelakang Kondensator. Semakin baik pelepasan panas yang di hasilkan oleh Kondensator, maka akan semakin baik pula pendinginan yang akan dilakukan oleh Evaporator.
Pada ujung pipa keluar Kondensator Refrigerant yang sudah tidak berbentuk gas lagi namun sudah berubah menjadi Refrigerant cair dengan suhu temperatur 57°C (cooled liquid ).
Refrigerant dari Kondensator yang masuk ke tabung Receifer melalui lubang masuk (inlet port). Kemudian melalui Dryer, Desiccant dan Filter Refrigerant cair yang menjadi naik dan keluar melalui lubang keluar (Outlet Port), dan selanjutnya menuju ke Katup Ekspansi (Expansion Valve).
Dryer, Desiccant ataupun Filter saringan berfungsi untuk mencegah kotoran yang bisa menimbulkan karat maupun pembekuan Refrigerant terutama pada bagian Katup Ekspansi yang mana bisa mengganggu siklus dari Refrigerant. Pada bagian atas dari Receifer/Dryer sudah disediakan gelas kaca (Sight Glass) yang berguna untuk melihat sirkulasi Refrigerant .
Kemudian berdasarkan pengaturan pengabutan ini Katup Ekspansi dibedakan menjadi:
● Katup Ekspansi tekanan konstan
● Katup Ekspansi jenis thermal
Pada gambar disamping yaitu cara kerja Katup Ekspansi tipe thermal. Pembukaan katup disini sangat bergantung dari besar kecilnya tekanan Pf dari Heat Sensitizing Tube. Jika temperatur lubang keluar (Out Let) Evaporator dimana alat ini ditempelkan meningkat, maka tekanan Pf > dari tekanan Ps + Pe, maka Refrigerant yang akan disemprotkan lebih banyak.
Sebaliknya jika temperatur lubang keluar (Out Let) pada Evaporator menurun maka tekanan Pf < Ps + Pe, Dan Refrigerant yang akan disemprotkan menjadi lebih sedikit.
● Ps: tekanan pegas
● Ps: tekanan uap yang didalam evaporator
Perubahan zat cair dari refrigerant yang menjadi gas terjadi pada bagian evaporator ini, yang kemudian menyebabkan terjadinya penyerapan panas pada daerah sekelilingnya. Udara yang melewati kisi-kisi evaporator panasnya akan terserap, sehingga dengan hembusan Blower udara yang ke luar keruang kabin mobil akan menjadi dingin.
Sistem AC otomatis akan mengatur temperatur interior secara otomatis pada temperatur yang sudah ditentukan. Ketika mode pengoperasian diatur ke posisi AUTO dan temperatur diset, maka sensor-sensor
akan mendeteksi temperatur udara sekitar, temperatur interior, dan temperatur yang sudah ditentukan.
Selanjutnya, komputer secara otomatis akan mengontrol temperatur outlet, kecepatan dari blower, dan posisi outlet untuk menghasilkan temperatur yang sudah ditentukan.
Berbagai cara bisa dilaksanakan untuk pengetesan sistem AC, antara lain yaitu: (1) Tes tekanan (2) Tes temperatur (3) Tes kebocoran
Putaran mesin yaitu ≥ 2000 rpm
Dengan sistem AC yang bekerja normal saluran isap kompresor, zat pendingin harus berupa gas dengan tekanan 1.5 – 2 bar (21 – 29 psi). Kemudian pada saluran tekan kompresor zat pendingin ini masih berbentuk gas dengan tekanan 14.5 – 2 bar (200 – 213 psi). Besar dari tekanan ini juga berlaku hingga zat pendingin masuk ke katup ekspansi. Pada zat pendingin akan berubah bentuk dari gas menjadi cair karena didinginkan oleh kondensor.
Keterangan :
TR = Tekanan rendah.
TT = Tekanan tinggi.
Tekanan dari zat pendingin kemudian diturunkan oleh katup ekspansi, lalu dalam evaporator zat pendingin akan mengambil panas dari sekelilingnya, Kemudian berubah bentuk menjadi gas dan kembali ke saluran isap Kompresor. Proses akan terus berulang seperti semula.
● Sistem AC tidak bekerja normal
Kedua manometer menunjukkan tekanan yang rendah dari semestinya.
• Tekanan yang kurang pada saluran tekan dan saluran hisap, pada kompresor akan menunjukkan zat pendingin yang beredar dalam sistem volumenya sudah berkurang. Kekurangan dari zat pendingin yang sebelumnya sudah diisi penuh disebabkan oleh adanya kebocoran pada sistem, akibatnya sistem AC tidak bekerja secara efisien (AC kurang dingin).
• Jika tekanan tinggi diukur setelah saringan, hal ini bisa saja menunjukkan saringan yang sudah kotor. Kedua manometer dibawah ini menunjukkan tekanan yang lebih besar
• Pengisian zat pendingin yang terlalu banyak. Tekanan pada bagian tekanan tinggi akan menjadi naik, kemudian volume zat pendingin yang disemprotkan pada katup ekspansi akan lebih besar, membaut saluran tekanan rendah naik juga tekanannya.
• Pendingin kondensor yang kurang baik, membuat temperatur evaporator menjadi naik, dan tekanan pada pipa kontrol katup ekspansi akan naik juga dan menyebabkan katup ekspansi akan selalu membuka. Tekanan pada kedua bagian saluran yang bertekanan tinggi dan rendah akan naik.
• Jika pada manometer menunjukkan tekanan yang lebih besar lagi pada kedua saluran, hal ini artinya ada uap air yang beredar dalam sistem.
• Untuk pengisian zat pendingin yang terlalu banyak ini harus dihindari, karena pada sistem AC akan bekerja lebih berat dan menjadi terasa kurang dingin. Manometer yang bertekanan rendah lebih tinggi dan manometer yang bertekanan tinggi lebih rendah.
● Kebocoran pada bagian-bagian yang bergesekan dari kompresor seperti pada katup-katup cincin torak, membuat kompresor tidak mau bekerja dengan baik.
● Langkah tekan kompresor ini tidak menghasilkan tekanan yang lebih tinggi dan temperatur evaporator akan naik, katup ekspansi juga akan selalu terbuka.
● Pada katup-katup kompresor yang sudah rusak akan membuat zat pendinginan yang ditekan akan mengalami kebocoran pada bagian saluran hisap. Akibatnya saluran hisap tekanannya akan menjadi lebih naik atau tinggi dan bagian saluran tekanan, tekanannya akan menjadi turun atau rendah.
Jika temperatur udara pada saluran evaporator nya yaitu: 4 - 6ºC hal ini berarti pada saat kopling magnet menghubung adalah: 6ºC dan saat melepas 4ºC.
Presentase untuk kelembaban udara relatif yang lebih besar bisa diturunkan oleh sistem AC, karena udara yang basah atau lembab akan dikeringkan oleh evaporator. Hal demikian terlihat dengan adanya tetesan air (kondensasi) yang ada di sekitar pipa-pipa evaporator. Dengan Higrometer kita bisa mengukur kelembaban udara dalam ruangan AC, kelembaban udara yang ideal adalah 45-50% dengan temperatur ruangan yaitu 20-22ºC.
Jika kelembaban udara dari luar tidak jauh berbeda dengan kelembaban udara dari dalam ruangan AC, hal semacam ini berarti evaporator masih terlalu basah dan kotor. Dan gejala semacam ini juga membuat AC menjadi terasa kurang dingin.
Mengetes kebocoran zat pendingin pada sistem bisa dilakukan dengan beberapa macam cara, dan secara sederhana bisa dilakukan dengan memeriksa sambungan-sambungan instalasi pipa menggunakan busa sabun, atau dengan kompor nyala api spirtus. Perhatikan gambar di samping yang memperlihatkan alat detektor elektronik yang bisa mencari kebocoran freon dari sistem
Melepas dan Memasang Kompresor, Mengganti Kopling Magnet
Alat
• Kotak alat
• Special service tool / SST)
• Manometer dan perlengkapannya
• Stetoskop
Bahan
• Mobil dengan AC
• Kompresor dan kopling magnet
• Oli khusus kompresor AC
• Freon / refrigerant
• Kain lap
● Hidupkan sistem pada AC dengan putaran mesin ≥ 2000 rpm, kemudian lakukan pemeriksaan kemampuan kerja dari kompresor dengan menggunakan manometer
● Periksa dudukan kompresor pada blok mesin. Kompresor harus pada posisi duduk dan dibautkan dengan baik.
Hubungan roda puli kompresor dengan poros mesin harus lurus jika dilihat dari samping mesin. Dan hubungan yang tidak lurus akan menyebabkan sabuk (belt) menjadi cepat rusak dan bantalan (bearing) magnet jadi cepat aus.
• Periksa kerja kopling magnet
Kopling magnet bisa menghubung dan memutus dengan poros kompresor secara baik, tanpa mengeluarkan suara yang kasar setelah kopling magnet bekerja.
(Namun ketika kopling magnet menghubung memang mengeluarkan bunyi karena sabuk penggerak mengalami slip untuk menyesuaikan putaran, tapi hal itu adalah wajar!)
• Bunyi suara yang kasar juga bisa didengar pada kompresor ketika bekerja, bunyi tersebut disebabkan oleh kerusakan mekanis yang terjadi pada kompresor (kerusakan bantalan poros torak, dll) Pastikan bunyi yang terjadi dengan memakai alat stetoskop!
• Pada saat mesin dan sistem AC tidak bekerja, periksa tahanan gulungan kopling magnet
Besaran tahanan yaitu 3-4 Ohm
• Periksa juga dari kemungkinan adanya konsleting dengan massa (bodi)
Keterangan:
- Heater
- Cooler
- Dehumidifier
Rangkaian peralatan (komponen) pada AC yaitu:
1. Kompresor (Compressor)
2. Kondensator (Condenser)
3. Dryer (Receifer)
4. Expansion Valve
5. Evaporator
Cara Kerja Komponen AC
1. Kompresor (Compressor)
Kompresor disini di gerakkan oleh tali kipas dari puli engine. Perputaran pada kompresor ini akan menggerakkan Piston (Vane). Kemudian gerakan dari piston ini akan membuat tekanan bagi Refrigerant yang berbentuk gas sehingga tekanannya akan meningkat. Dan dengan sendirinya juga akan meningkatkan suhu temperatur nya.Jenis kompresor dapat dipisahkan seperti dibawah ini:
● Jenis Reciprocating
→Crank
→Swash Plate
● Rotary→ Through Vane
Jenis Reciprocating
Pada jenis ini akan mengubah putaran Crank shaft menjadi gerakan bolak-balik pada piston.jenis Crank
Pada jenis Crank ini sisi piston yang berfungsi hanya satu sisi saja, yaitu pada bagian atas. Oleh karena itu pada kepala silinder (Plat katup) ada dua katup yaitu katup isap (Suction) dan katup penyalur (Discharge).Perhatikan gambar mekanis kompresi.
Pada langkah turun, Refrigerant akan masuk kedalam ruang silinder dari Evaporator, dan pada langkah naik Refrigerant akan keluar dari ruang silinder menuju ke Kondensator. Dengan dibarengi tekanan yang meningkat dari 2.1 kg/cm2 menjadi 15 kg/cm2 yang juga mengubah temperatur dari 0°C menjadi 70°C.
jenis Swash Plate
Pada jenis ini yaitu terdiri dari sejumlah piston dengan interval 72° untuk kompresor 10 silinder dan interval 120° untuk kompresor 6 silinder. Pada kedua sisi ujung piston dalam jenis ini berfungsi, yaitu jika salah satu sisi melakukan langkah kompresi maka sisi lainnya akan melakukan langkah isap (perhatikan bagan gambar mekanis kompresi)Jenis Through Vane
Pada jenis Through Vane ini terdiri atas dua vane atau baling-baling yang integral dan saling tegak lurus. Kemudian jika rotor berputar vane akan bergeser pada arah yang radial. Sehingga pada ujung-ujung vane akan selalu bersinggungan dengan permukaan dalam silinder. (perhatikan bagan gambar mekanis kompresi dibawah ini).Kopling Magnet (Magnetic Clutch)
Kopling magnet adalah perlengkapan kompresor yaitu suatu alat yang dipakai untuk melepas dan menghubungkan kompresor dengan putaran mesin. Peralatan intinya yaitu: Stator, Rotor dan Pressure Plate. Sistem kerja dari alat ini yaitu Elektro Magnetik.Konstruksi
Puli yang terpasang pada poros kompressor dengan bearing atau bantalan di antaranya, bisa membuat puli bergerak dengan bebas. Sedangkan pada stator terikat dengan kompressor housing, plat cetak terpasang mati pada poros kompresor.
Kondensator (Condenser)
Proses pelepasan panas ini di permudah dengan adanya aliran udara yang baik dari gerakan kendaraan mobil maupun isapan Fan yang terpasang dibelakang Kondensator. Semakin baik pelepasan panas yang di hasilkan oleh Kondensator, maka akan semakin baik pula pendinginan yang akan dilakukan oleh Evaporator.
Pada ujung pipa keluar Kondensator Refrigerant yang sudah tidak berbentuk gas lagi namun sudah berubah menjadi Refrigerant cair dengan suhu temperatur 57°C (cooled liquid ).
Receifer/Dryer
Dryer, Desiccant ataupun Filter saringan berfungsi untuk mencegah kotoran yang bisa menimbulkan karat maupun pembekuan Refrigerant terutama pada bagian Katup Ekspansi yang mana bisa mengganggu siklus dari Refrigerant. Pada bagian atas dari Receifer/Dryer sudah disediakan gelas kaca (Sight Glass) yang berguna untuk melihat sirkulasi Refrigerant .
Katup Ekspansi
Karena fungsi dari Katup Ekspansi ini yaitu untuk mengabutkan Refrigerant kedalam Evaporator, Maka pada lubang keluar Katup Ekspansi ini berbentuk lubang kecil (Orifice) yang konstan atau bisa diatur lewat katup (Valve) yang pengaturannya yaitu memakai perubahan temperatur yang akan dideteksi oleh sebuah sensor panas.Kemudian berdasarkan pengaturan pengabutan ini Katup Ekspansi dibedakan menjadi:
● Katup Ekspansi tekanan konstan
● Katup Ekspansi jenis thermal
Pada gambar disamping yaitu cara kerja Katup Ekspansi tipe thermal. Pembukaan katup disini sangat bergantung dari besar kecilnya tekanan Pf dari Heat Sensitizing Tube. Jika temperatur lubang keluar (Out Let) Evaporator dimana alat ini ditempelkan meningkat, maka tekanan Pf > dari tekanan Ps + Pe, maka Refrigerant yang akan disemprotkan lebih banyak.
Sebaliknya jika temperatur lubang keluar (Out Let) pada Evaporator menurun maka tekanan Pf < Ps + Pe, Dan Refrigerant yang akan disemprotkan menjadi lebih sedikit.
● Ps: tekanan pegas
● Ps: tekanan uap yang didalam evaporator
Evaporator
AC Otomatis
Selanjutnya, komputer secara otomatis akan mengontrol temperatur outlet, kecepatan dari blower, dan posisi outlet untuk menghasilkan temperatur yang sudah ditentukan.
Pengetesan Sistem AC
Tes tekanan
Dengan sistem AC yang bekerja normal saluran isap kompresor, zat pendingin harus berupa gas dengan tekanan 1.5 – 2 bar (21 – 29 psi). Kemudian pada saluran tekan kompresor zat pendingin ini masih berbentuk gas dengan tekanan 14.5 – 2 bar (200 – 213 psi). Besar dari tekanan ini juga berlaku hingga zat pendingin masuk ke katup ekspansi. Pada zat pendingin akan berubah bentuk dari gas menjadi cair karena didinginkan oleh kondensor.
Keterangan :
TR = Tekanan rendah.
TT = Tekanan tinggi.
Tekanan dari zat pendingin kemudian diturunkan oleh katup ekspansi, lalu dalam evaporator zat pendingin akan mengambil panas dari sekelilingnya, Kemudian berubah bentuk menjadi gas dan kembali ke saluran isap Kompresor. Proses akan terus berulang seperti semula.
● Sistem AC tidak bekerja normal
Kedua manometer menunjukkan tekanan yang rendah dari semestinya.
• Jika tekanan tinggi diukur setelah saringan, hal ini bisa saja menunjukkan saringan yang sudah kotor. Kedua manometer dibawah ini menunjukkan tekanan yang lebih besar
• Pendingin kondensor yang kurang baik, membuat temperatur evaporator menjadi naik, dan tekanan pada pipa kontrol katup ekspansi akan naik juga dan menyebabkan katup ekspansi akan selalu membuka. Tekanan pada kedua bagian saluran yang bertekanan tinggi dan rendah akan naik.
• Jika pada manometer menunjukkan tekanan yang lebih besar lagi pada kedua saluran, hal ini artinya ada uap air yang beredar dalam sistem.
• Untuk pengisian zat pendingin yang terlalu banyak ini harus dihindari, karena pada sistem AC akan bekerja lebih berat dan menjadi terasa kurang dingin. Manometer yang bertekanan rendah lebih tinggi dan manometer yang bertekanan tinggi lebih rendah.
● Kebocoran pada bagian-bagian yang bergesekan dari kompresor seperti pada katup-katup cincin torak, membuat kompresor tidak mau bekerja dengan baik.
● Langkah tekan kompresor ini tidak menghasilkan tekanan yang lebih tinggi dan temperatur evaporator akan naik, katup ekspansi juga akan selalu terbuka.
● Pada katup-katup kompresor yang sudah rusak akan membuat zat pendinginan yang ditekan akan mengalami kebocoran pada bagian saluran hisap. Akibatnya saluran hisap tekanannya akan menjadi lebih naik atau tinggi dan bagian saluran tekanan, tekanannya akan menjadi turun atau rendah.
Tes temperatur
Mengukur temperatur udara pada saluran evaporator
Pengetesan kemampuan sistem AC dengan cara ini masih dalam putaran mesin ≥ 2000 rpm, Mesin AC akan bekerja dengan beban penuh dan pengetesan dengan manometer akan menunjukkan sistem tidak ada kesalahan. Tabel perbandingan untuk temperatur udara luar dan temperatur udara dalam saluran evaporator di bawah ini, bisa dijadikan pedoman untuk tes temperatur AC.Jika temperatur udara pada saluran evaporator nya yaitu: 4 - 6ºC hal ini berarti pada saat kopling magnet menghubung adalah: 6ºC dan saat melepas 4ºC.
Mengukur temperatur ruangan AC dan kelembaban udara
Jika kelembaban udara dari luar tidak jauh berbeda dengan kelembaban udara dari dalam ruangan AC, hal semacam ini berarti evaporator masih terlalu basah dan kotor. Dan gejala semacam ini juga membuat AC menjadi terasa kurang dingin.
Mengetes Kebocoran
Melepas dan Memasang Kompresor, Mengganti Kopling Magnet
Alat
• Kotak alat
• Special service tool / SST)
• Manometer dan perlengkapannya
• Stetoskop
Bahan
• Mobil dengan AC
• Kompresor dan kopling magnet
• Oli khusus kompresor AC
• Freon / refrigerant
• Kain lap
Pemeriksaan pada ruang mesin
Langkah Kerja● Hidupkan sistem pada AC dengan putaran mesin ≥ 2000 rpm, kemudian lakukan pemeriksaan kemampuan kerja dari kompresor dengan menggunakan manometer
● Periksa dudukan kompresor pada blok mesin. Kompresor harus pada posisi duduk dan dibautkan dengan baik.
Hubungan roda puli kompresor dengan poros mesin harus lurus jika dilihat dari samping mesin. Dan hubungan yang tidak lurus akan menyebabkan sabuk (belt) menjadi cepat rusak dan bantalan (bearing) magnet jadi cepat aus.
• Periksa kerja kopling magnet
Kopling magnet bisa menghubung dan memutus dengan poros kompresor secara baik, tanpa mengeluarkan suara yang kasar setelah kopling magnet bekerja.
(Namun ketika kopling magnet menghubung memang mengeluarkan bunyi karena sabuk penggerak mengalami slip untuk menyesuaikan putaran, tapi hal itu adalah wajar!)
• Bunyi suara yang kasar juga bisa didengar pada kompresor ketika bekerja, bunyi tersebut disebabkan oleh kerusakan mekanis yang terjadi pada kompresor (kerusakan bantalan poros torak, dll) Pastikan bunyi yang terjadi dengan memakai alat stetoskop!
• Pada saat mesin dan sistem AC tidak bekerja, periksa tahanan gulungan kopling magnet
Besaran tahanan yaitu 3-4 Ohm
• Periksa juga dari kemungkinan adanya konsleting dengan massa (bodi)