Fish

Minggu, 18 Maret 2012


AC MOBIL

Dilihat dari aplikasinya, AC Mobil memiliki beberapa keunikan dibandingkan dengan Residental AC. AC Mobil mempunyai masalah yang tidak dijumpai pada system refrigerasi dan Tata Udara lainnya. Proses pengkondisian udara pada AC Mobil meliputi proses pendinginan dengan pengurangan kandungan uap air dan proses pemanasan dengan penambahan uap air. Tetapi untuk daerah tropis, AC mobil yang digunakan hanya untuk keperluan pendinginan dan pengurangan kandungan uap air. Dibandingkan dengan gedung, interior mobil relative kecil. Walau begitu, bila mobil bergerak dengan kecepatan tinggi di hari yang panas, ia harus dapat memberikan efek pendinginan yang cukup untuk mempertahankan suhu interior pada kondisi yang nyaman. Demikian juga bila mobil bergerak lambat di jalanan yang ramai, AC Mobil juga harus dapat memberikan kenyamanan bagi penumpangnya. Inilah bagian yang paling krusial yang harus dipertimbangkan pada aplikasi AC Mobil. AC Mobil menggunakan system refrijerasi yang digerakkan oleh mesin mobil atau engine, untuk mendapatkan kenyamanan interior, dengan mengatur suhu dan mengurangi kelembabannya. Pengontrolan otomatis yang digunakan pada AC mobil terdiri dari tiga jenis, yaitu pengontrolan suhu, tekanan dan vacuum.
Gambar 16.1 memperlihatkan dasar system refrijerasi yang diterapkan pada AC Mobil.

Gambar 16.1 Kondisi wujud refijeran di dalam system refrijerasi

16.2 Operasi AC Mobil
Refrijeran gas bertekanan rendah dihisap oleh kompresor melalui saluran suction line-cold. Refrijeran gas masuk ke silinder dan kemudian dipampatkan oleh piston kompresor. Refrijeran gas bertekanan tinggi disalurkanke kondensor melalui saluran discharge line-hot. Energi panas hasil kompresi dan panas laten penguapan yang diserap refrijeran dipindahkan ke udara sekitar kondesor. Akibatnya refrijeran berubah wujud menjadi liquid. Refrijeran cair mengalir dari kondensor menuju ke liquid receiver, di sini refrijeran cair mengalami penyaringan dan pengeringan. Selanjutnya, Refrijeran cair mengalir ke evaporator melalui katub ekspansi. Di evaporator refrijeran cair menguap dan menyerap panas. Refrijeran gas mengalir ke pipa hisap kompresor. Blower yang dipasang di evaporator akan mendistribusikan udara dingin keseluruh interior. Gambar 16.2 memperlihatkan siklus refrijeran pada AC Mobil.
 
Gambar 16.2 Tipikal Siklus refrijeran pada AC Mobil

16.3 Instalasi Pemipaan AC Mobil
Tipikal instalasi pemipaan AC Mobil untuk keperluan pendingian diperlihatkan dalam gambar 16.3. Pada instalasi tersebut, kompresor dipasang pada mesin mobil melalui transmisi magnetic clutch dan sabuk puli. Kondensor dipasang di depan radiator mobil. Antara kondensor dan katub ekspansi (expansion valve) dipasang receiver-dryer-Stariner, yang mempunyai tiga fungsi, yaitu sebagai penyaring, pengering dan sekaligus menampung liquid refrijeran dari kondensor. Katub ekspansi dipasang di evaporator. Evaporator dipasang di dalam interior mobil dilengkapi dengan blower. Karena kompresor AC mobil digerakkan oleh mesin mobil, maka pada saat mobil berjalan, maka AC mobil juga akan bekerja terusmenerus. Oleh karena itu suhu interior akan semakin turun hingga melewati batas kenyamanan, disamping itu permukaan koil evaporator juga akan terjadi penumpukan bunga es (frost). Bila suhu evaporator turun hingga nol derajad atau dibawahnya dalam
waktu yang lama, permukaan koil evaporator akan tertutup oleh palisan bunga es. Bila akumulasi bunga es pada permukaan koil evaporator cukup tebal, maka akan menghalangi sirkulasi udara. Di lain pihak kondisi operasi seperti itu akan menghasilkan kompresi basah, yaitu kompresor menghisap refijran cair. Kondisi operasi seperti ini akan dapat merusak katub kompresor, dan bila derjalan dalam waktu lama akan menyebabkan kompresor terbakar. Untuk menghindari hal itu, pada AC mobil digunakan magnetic clutch. Magnetic clutch dikontrol oleh thermostat, yang akan memutus rangkaian arus ke coil magnetic clutch. Sehingga roda puli penggerak kompresor tetap akan berputar tetapi piston kompresor tidak bergerak atau tetap diam.

16.3 Kapasitas Pendinginan
Kapasitas pendinginan pada AC mobil sangat variatif, tergantung kecepatan mobil. Karena kompresor digerakkan mesin mobil melalui transmisi sabuk puli, maka kecepatan kompersor akan mengikuti kecepatan mesin mobil (engine speed). Pada saat mobil berjalan dengan kecepatan tinggi maka kompresor juga akan bekerja dengan kecepatan tinggi. Bila mobil berjalan dengan kecepatan rendah, atau malahan berhenti pada saat jalanan macet, maka kompresor juga akan bekerja dengan kecepatan rendah. Kondisi cuaca juga akan berpengaruh terhadap kapasitas pendinginan. Apapun kondisinya, maka AC mobil harus dapat memberikan efek pendinginan yang mencukupi agar kenyamanan di dalam mobil tetap terjaga. Kapasitas AC mobil bervariasi antara satu hingga empat ton refrigerasi atau berkisar antara 12.000 Btu/hr hingga 48.000 Btu/hr. Kapasitas tersebut disesuaikan dengan ukuran mobil. Bila ukuran mobil tidak sesuai dengan kapasitas pendinginan AC mobil maka akan timbul masalah. Kapasitas yang terlalu kecil akan mengurangi efek pendinginan. Kapasitas yang terlalu besar menjadi tidak ekonomis dan akan terjadi short cycling. AC mobil pada umumnya didesain untuk dapat mempertahankan suhu interior sekitar 8
sampai 11 derajad celcius di bawah suhu sekitarnya ketika mobil melaju dengan kecepatan 30 mil per jam. Ketika laju kecepatan mobil meningkat maka kapasitas pendingianan juga akan meningkat, sebaliknya bila laju kecepatan mobil turun, kapasitas pendinginan juga turun.

16.4 Tipikal Sistem dan Instalasi AC Mobil
Pada kenyatannya ada tiga jenis siklus dasar yang digunakan pada AC mobil, yaitu:
1. Pengontrolan Siklus dengan regulator pada sisi Tekanan Rendah
2. Pengontrolan Siklus dengan Hot gas bypass
3. Pengontrolan Siklus dengan Solenoid valve Hot gas Bypass.
Pengontrolan Siklus dengan Evaporator Pressure Control Pada sistem ini, sebuah katub regulator pengontrol tekanan evaporasi dipasang di saluran suction. Fungsi katub ini adalah untuk mempertahankan tekanan konstan pada sisi evaporator. Katub akan menutup ketika tekanan evaporasi cenderung turun dibawah harga yang telah ditentukan. Dengan demikian suhu dan tekanan evaporasi akan selalu terjaga pada titik tertentu. Gambar 16.4 meperlihatkan sistem tersebut
Gambar 16.4 Sistem pengontrolan sisi Tekanan Rendah.
A-Kompresor, B-Kondensor, C-Katub ekspansi, D-Evaporator,
F-Evaporator pressure Control, H-Magnetic clutch
Sistem kontrol tekanan pada sisi tekanan rendah menggunakan evaporator pressure control seringkali menyebabkan kompresor bekerja pada kondisi vacuum pada saat kecepatan tinggi. Hal ini dapat menyebabkan kompresor kekurangan oli pelumas. Untuk mengatasi masalah kevakuman ini, maka beberapa pabrikan menggunakan piranti tambahan yang disebut automatic expansion valve bypass. Katub ini memiliki lubang bleeder kecil pada mulut orifice-nya yang memungkinkan refrijeran dapat mengalir masuk ke saluran suction untuk mencegah terjadinya kevakuman menjadi terlalu tinggi. Gambar 16.5 memperlihatkan sistem tersebut. Dengan sistem ini, maka kompresor tetap dapat terus bekerja tanpa menimbulkan masalah yang membahayakan.
Gambar 16.5 Sistem pengontrolan sisi Tekanan Rendah yang
dilengkapi dengan katub bypass. A-Kompresor, B-Kondensor,
C-Katub ekspansi, D-Evaporator, E-Low side Pressure opearted
bypass, F-Evaporator pressure Control, H-Magnetic clutch

Pengontrolan sistem Hot gas Bypass Valve
Gambar 16.6 Sistem pengontrolan sisi Tekanan tinggi dengan
dengan katub Hot gas bypass. A-Kompresor, B-Kondensor, C-Katub
ekspansi, D-Evaporator, J-Hot gass bypass Valve.
Gambar 16.6 memperlihatkan sistem pengontrolan dengan menggunakan piranti kontrol yang disebut Hot gas Bypass Valve. Pada sistem ini katub bypass dipasang diantara sisi tekanan tinggi kompresor (discharge line) dan sisi tekanan rendah (suction line). Katub ini diset akan membuka katubnya pada saat perbedaan antara tekanan tinggi dan tekanan rendah sudah mencapai harga tertentu sesuai titik pengaturan katubnya (setting). Katub akan membuka pada saat tekanan evaporasi mencapai titik rendah yang membahayakan, dan akan menutup bila tekanan suction sudah naik kembali pada harga yang aman. Dalam hal ini gas panas (hot gas)disalurkan ke evaporator untuk menjaga tekanan evaporator tetap konstan pada titik tertentu. Hot gas Bypass dengan menggunakan Solenoid Pada prinsipnya sistem ini sama seperti sistem dengan katub bypass, tetapi piranti yang digunakan untuk menyalurkan gas panas menggunakan solenoid valve. Di sini, katub solenoid dioperasikan oleh thermostat. Thermostat yang dipasang di evaporator akan membuka solenoid valve untuk mem-bypass gas panas dari sisi tekanan tinggi ke sisi tekanan rendah bila suhu evaporasi turun hingga mencapai 33oF atau 0,5oC. Thermostat dilengkapi dengan sensing bulb yang dipasang pada sisi outlet evaporator. Kelemahan
sistem ini tidak menghasilkan efek throttling seperti bila menggunakan katub bypass hot gas (Gambar 16.6)

16.5 Magnetic Clutch
Pada AC mobil dilengkapi dengan sistem mekanik yang memungkinkan kompresor tidak bekerja walaupun mesin mobil masih terus bekerja. Dalam hal ini magnetic clutch yang akan melepas ikatan transmisi penggerak roda puli kompresor dengan crankshaft atau poros engkol kompesor. Magnetic clucth dilengkapi dengan piringan cekam yang digerakan oleh kumparan magnet (solenoid). Piringan clutch ini yang akan mengkopel dan melepas kopling antara roda puli dan poros engkol kompresor. Gambar 16.7 memperlihatkan gambar potongan suatu magnetic clucth dengan koil magnetik tetap yang dioperasikan oleh thermostat.
Gambar 16.7 Gambar potongan
puli kompresor dengan koil
magnet tetap.
A. Koil electromagnet
B. Clutch disk
C. Bearing
Bila suhu evaporasi turun hingga titik tertentu sesuai pengaturannya, maka thermostat akan membuka rangkaian arus ke magnetic clutch, sehingga roda puli akan terlepas ikatannya dengan poros engkol kompresor, dan kompresor akan berhenti bekerja. Di pasaran, tersedia magnetic clucth dengan berbagai tipe seperti berikut, 2,7 – 3,3 A pada tegangan 12 volt DC, 2,7 – 3,1 A pada tegangan 12 volt DC, dan 2,9 – 3,3 A pada tegangan 12 volt DC. Biasanya magnetic clutch didesain dengan menggunakan dua buah sabuk atau belt.

16.6 Kompresor
Ada dua jenis kompresor yang digunakan pada AC mobil, yaitu (1) sistem kompresor torak seperti halnya yang digunakan pada sistem refrigerasi dan Tata Udara biasa, dan (2) Swash Plate Compressor. Gambar 16.8 memperlihatkan tipikal kompresor AC Mobil yang jenisnya sama seperti kompresor yang digunakan pada sistem refrijerasi biasa.
Gambar 16.8 Tipikal
Kompresor AC Mobil,
system resiprokasi dua
Silinder
Gambar 16.8 memperlihatkan sebuah Kompresor Torak (Resiprokasi) dua silinder, dengan dudukan variatif, yang memungkinkan untuk dipasang secara vertikal dan horisontal. Konstruksi kompresor tersebut sama seperti kompresor yang digunakan pada sistem refrijerasi biasa. Menggunakan oli refrijeran dengan viskositas 500, dengan volume oli berkisar tiga sampai tujuh ons sesuai kapasitas kompresor. Bila oli pelumas kurang dapat menyebabkan bantalan, seal dan katub menjadi rusak. Gambar 16.9 memperlihatkan kompresor AC Mobil tipe Swash Plate Compressor. Kompresor ini biasanya terdiri dari lima atau enam silinder. Seluruh pistonnya terhubung pada batang torak (connecting rod), diikat kuat ke suatu plat khusus yang disebut swash plate melalui ball joint. Kompresor ini dilengkapi dengan sambungan standar SAE flare connection atau Roto-lock connection. Menggunakan oli viskositas 500, sebanyak tujuh ons, 4 ons tetap berada di kompresor dan tiga ons ikut bersirkulasi pada saat kompresor bekerja.
Gambar 16.9 Swash Plate Compresor, lima silinder. A-Magnetic
clucth, B- Suction line connection, C-Discharge line connection,
D-Discharge service port, E-mounting Flange, F-Oil Filter plug.
Gambar 16.10 Gambar potongan Swash Plate Compressor, enam
Silinder


16.7 Instalasi Sabuk puli
Pada umumnya penggerak sabuk (belt drive) pada kompresor AC mobil terdiri dari satu atau dua sabuk. Sabuk dipasang pada roda puli magnetic clutch. Magnetic clutch digerakkan oleh puli yang terpasang pada engine cranksahft. Untuk mempertahankan kekencangan sabuk, biasanya digunakan roda puli khusus yang disebut idler pulley. Agar umur sabuk dapat bertahan lama, maka kekencangan sabuk harus tepat. Gambar 16.11 memperlihatkan instalasi roda puli dan sabuk pada mobil.
Gambar 16.11 Tipikal Instalasi Penggerak Belt pada Mobil
Untuk sabuk baru, kekencangan sabuk diatur hingga mencapai 140 poung sampai 145 pound. Untuk mendapatkan kekencangan sabuk yang tepat, dapat digunakan alat ukur khusus yang disebut belt tension gauge. Sebaiknya, kekencangan sabuk baru, diperiksa
ulang setelah digunakan satu atau dua hari kemudian setelah dipasang. Kekencangan sabuk dapat pula diperiksa dengan menggunakan tangan. Pada saat mesin berhenti, Tekan sabuk tepat di tengahtengahnya, periksa andongan sabuk. Bila kekencangan sabuk tepat, maka andongan sabuk berkisar ½ inchi.




16.8 Kondensor dan Evaporator
Kondensor biasanya dipasang di depan radiator mobil. Saluran pipa gas panas dari kompresor (discharge) hingga ke kondensor biasanya mengalami vibrasi atau getaran tinggi, oleh karena itu biasanya dilengkapi dengan peredam khusus yang disebut vibration
absorber. Ada pula yang menggunakan pipa fleksibel atau lazim disebut house. Pipa ini dapat menahan getaran dengan baik. Sistem penyambungan pemipaanya menggunakan sistem flaring, yaitu dengan menggunakan flare fitting, O-ring fitting, dan hose clamp
fitting. Lihat Gambar 16.12. Pipa fleksibel yang digunakan pada AC mobil adalah:
1. Liquid line, untuk menyalurkan refrijeran cair dari liquid receiver ke katub ekspansi.
2. Suction line, untuk menyalurkan refrijeran gas dari evaporator ke kompresor.
3. Discharge line, menyalurkan gas panas dari kompresor ke kondensor.
4. Liquid line, untuk menyalurkan refrijeran cair dari kondensor ke liquid receiver.
Gambar 16.12 tipikal instalasi pemipaan V-type compressor
Ukuran pipa fleksibel atau hose berkisar 3/8 inchi hingg 5/8 inchi tergantung pada kapasitas mesin. Ukuran pipa untuk saluran refrijern gas lebih besar dari pada pipa saluran liquid refrijeran. Pipa refrijeran harus mempunyai bengkokan yang lebar, dan harus ditopang atau diikat atau diklem dengan kuat untuk mencegah sentuhan dengan badan mesin yang bersuhu tinggi. Kondensor AC mobil dapat terdiri dari satu, dua atau tiga lapis pipa
yang dilengkapi dengan sirip-sirip fin, terbuat dari tembaga atau alumunium. Evaporator biasanya diletakkan di dalam suatu kontainer yang disebut plenum chamber. Plenum chamber tersebut dipasang di dalam kompartemenn atau di dashboard. Evaporator AC mobil
merupakan finned evaporator, dengan tipe forced convection, ditempatkan pada suatu container dari metal atau palstik, dilengkapi dengan saluran pembuangan air kondesat.

16.9 Receiver-dryer
Pada umumnya, AC mobil menggunakan receiver-dryer yang dipasang antara kondensor dan evaporator. Fungsi receiver-dryer adalah untuk menapung refrijeran selama dilakukan pekerjaan pemeliharaan atau service. Pada umumnya, Receiver dilengkapi dengan bahan pengering kimiawi. Bahan pengering kimia ini (desiccant) akan menyerap uap air dan menyimpannya, sehingga refrijeran yang masuk ke katub ekspansi sudah terbebas dari uap air. Receiver dilengkapi juga dengan kasa baja untuk menyaring debu dan kotoran masuk ke
katub ekspansi. Biasanya, untuk alasan keamanan, Liquid receiver dilengkapi dengan safety fusible plug, yang akan terbuka pada saat suhunya mencapai 177oC.

16.10 Katub Ekspansi
Seperti halnya pada sistem refrijerasi kompresi uap pada umumnya, AC mobil juga dilengkapi dengan katub ekspansi thermostatik,untuk menurunkan secara gradual liquid refrijeran tekanan tinggi dari kondensor menjadi liquid tekanan rendah yang akan
dimasukkan ke evaporator. Beberapa katub ekspansi yang digunakan pada AC mobil dapat diatur setting superheat-nya, beberapa lagi tidak dapat diatur. Pada umumnya setting superheat katub ekspansi thermostatik ini adalah 8 derajad Celcius. Kapasitas katub ekspansi thermostatik harus sesuai dengan kapasitas unit AC mobil. Bila kapasitas katub terlalu kecil, maka akan menurunkan kapasitas unit AC mobil, dan bila terlalu besar dapat menyebabkan evaporator mengalami kelebihan rerijeran cair. Pada umumnya katub ekspansi thermostatik pada AC mobil dilengkapi dengan saluran equalizer, untuk menjaga kestabilan tekanan evaporasi.







16.11 Pekerjaan Service AC
Gambar 16.13 Charging Station, peralatan standar untuk pengisian refrijeran ke dalam system.

AC mobil memerlukan perawatan rutin. Biasanya kegiatan perawatan atau service dilakukan bila ada keluhan dari pemilik mobil. Keluhan tersebut antara lain:
1. Tidak dingin atau no cooling
2. Timbul suara bising atau noise
3. Pendinginan terputus-putus atau intermitent cooling
4. timbul getaran atau vibrasi
Ada berbagai penyebab yang dapat menimbulkan keluhan pemakai seperti tersebut di atas. Untuk melacak penyebab gangguan diperlukan pemeriksaan yang teliti dan ditunjang dengan peralatan service yang memadai. Peralatan service yang diperlukan untuk men-service AC mobil antara lain:
1. Charging station, yang terdiri dari manifol gauge, pompa vacuum dan dial charge. (Gambar 16.13).
2. Peralatan tangan atau hand tool.
3. Leak detector
4. Safety goggles.
Untuk dapat melacak lokasi gangguan maka diperlukan pengetahuan tentang operasi normal dari unit AC mobil. Tabel 16.1 memperlihatkan berbagai kondisi operasi AC mobil pada berbagai suhu.

Tabel 16.1 dapat digunakan sebagai petunjuk dasar dalam

memeriksa unjuk kerja unit AC mobil. Pemeriksaan pertama yang harus dilakukan aadalah mengetahui tekanan kerja dan suhu kerja dari unit AC mobil tersebut. Tabel 16.2 menunjukkan langkahlangkah pemeriksaan dan observasi yang wajib dilakukan ketika
sedang melakukan service AC mobil, dengan berpedoman Gambar 16.14.


Gambar 16.14 Prosedur memeriksa Tekanan Kerja Unit AC Mobil

Pengaturan Kekencangan Sabuk Puli
Pada umumnya sabuk puli yang terdapat pada suatu mobil terdiri dari beberapa jenis sabuk puli. Yang pertama, sabuk untuk mengerakkan generator, kemudian, sabuk untuk menggerakkan pompa power steering dan idler pulley dan yang terakhir untuk mengerakkan kompresor AC. Kekencangan sabuk harus selalu diperiksa, kira-kira 75 pound atau 34 kg. Sabuk harus dalam kondisi kering tidak berminyak. Sabuk yang kurang kencang dapat
menyebabkan slip, sehingga menurunkan unjuk kerja unit AC. Pengujian Kebocoran Pemeriksaan unit dari gangguan saluran bocor, atau sambungan kendor dapat dilakukan dengan menggunakan peralatan pencari kebocoran standar, misalnya halide torch, electronic leak detector atau menggunakan busa sabun. Penmeriksaan kebocoran dapat dilakukan pada saat melakukan evakuasi. Pada saat evakuasi sedang berlangsung dan telah mencapai vacuum tinggi, tutup vacuum valve pada manifold. Bila jarum meter tekanan naik
kembali dengan cepat ke angka nol, berarti ada kebocoran di dalam sistem pemipaannya.
Pencarian letak kebocorandapat dilakukan dengan mengisi sistem denga refrijeran, kemudian letak kebocorannya dicari menggunakan piranti leak detector. Bila sudah ketemu lokasinya, cari penyebabnya, mungkin kendor atau pipa rusak, dan perbaiki.

Pengujian Kompresi Kompresor
Kompresor harus mempunyai kompresi yang efisien. Bila kapasitas kompresi kompresor menurun karena kerusakan katub, maka pendinginan tidak akan maksimal. Kompresor yang baik harus dapat memompa hingga tekanan 200 psi dengan cepat pada saat discharge service valve ditutup, front seated. Atau kompresor harus dapat memompa hingga mencapai tekanan vacum 15 in hg dalam waktu singkat, pada tekanan kondensing normal. Untuk pengujian kompresi, Jalankan mesin mobil beberapa waktu hingga tekanan tinggi naik, kemudian stop mesin, atur service valve pada posisi front seated. Bila tekanan turun maka katub discharge bocor.
Gambar 16.15 Instalasi vacuum pump pada pekerjaan evakuasi
Gambar 16.16 Instalasi Tabung refrijeran pada pekerjaan
pengisian refrijeran ke dalam unit AC.