Ñ Å Ù Ð Å Ó Õ Ê ÉÁ Ä ÕÔ É Ì ÉÔ Ô ÑÖ Ó ÉÍ Ù ÓÇÓ Õ Ô ÅÐ Ç É ÉÍ Å ÉÑ Ê Ç Ô Ó Í Á Õ ÉÍÓÔÉÔÕÔ ÄÉÁÑÊÕÓ ÅÐÉÌÑÖÙÓÇÓ ÅÐÉ ÅÉÑÇÓÅÙÍ ÁÕÔÊÉÍÇÔÕ ÃéÜííïò Ãåþñãéïò e-book O IS BN : 960-86333-4-6 Ê ìáôé ì ò O Ê ëé ìáôé ó ì ü ò Á õôï ê ß íçôï ÁÈÇÍÁ 2003
ÐÑËÃÓ Το βιβλίο αυτό ανήκει στη σειρά ηλεκτρονικών βιβλίων (e-book) του ΙΔΕΕΑ (Ινστιτούτο Διαρκούς Επιµόρφωσης Επιχειρήσεων Αυτοκινήτου). Προσεγγίζει αναλυτικά την κάθε θεµατική ενότητα και απευθύνεται σε επισκευαστές, καθηγητές, óðïõäáóôýò, µαθητές êáé óå êüèå åíäéáöåñüìåíï ãéá ôï αυτοκίνητο. Στόχος του βιβλίου είναι να προσφέρει στον αναγνώστη τις απαραίτητες εκείνες γνώσεις που χρειάζονται για να κατανοήσει τον τρόπο λειτουργίας του óõóôþìáôïò êëéìáôéóìïý ôïõ áõôïêéíþôïõ êáèþò ôïí έλεγχο και τη διάγνωση των βλαβών. Έγινε σηµαντική προσπάθεια η ύλη που συγκεντρώθηκε να ðáñïõóéáóôåß µέσα από το βιβλίο µε τον καλύτερο δυνατό τρόπο. ãéíå αξιολόγηση, ταξινόµηση και καταγραφή των τεχνικών πληροφοριών µε περιγραφικό τρόπο, χωρίς κουραστικές λεπτοµέρειες, έτσι ώστε η ανάγνωση του βιβλίου, µαζί µε το πλήθος των κατάλληλα επιλεγµένων φωτογραφιών και σχεδιαγραµµάτων που χρησιµοποιήθηκαν, να γίνει ευχάριστη και ενδιαφέρουσα για τον αναγνώστη. Ôï ðåñéå üìåíï ôïõ âéâëßïõ ðáñïõóéüæåôáé Ýã ñùìï êáé ìå îå ùñéóôü ôñüðï στο CDrom ðïõ ôï óõíïäåýåé. 2
ÃåíéêÜ Στα προηγούµενα χρόνια και µέχρι να αποκτήσουν τα αυτοκίνητα την οριστική τους ταυτότητα δεí διέθεταν êáí το βασικό σύστηµα θέρµανσης. Μετά το 2ο παγκόσµιο πόλεµο, ï έντονος ανταγωνισµός µεταξύ των κατασκευαστών για την αύξηση των πωλήσεων σε συνδõασµό µε τις κλιµατολογικές συνθήκες του βορείου ηµισφαιρίου, ôïõò áíüãêáóáí να περιλάβουν το σύστηµα θέρµανσης στο βασικό εξοπλισµό των αυτοκινήτων, αφού µάλιστα ήταν σχετικά απλό και δεν είχε µεγάλο κόστος. Αντίθετα, τα συστήµατα ψύξης, που σε συνδυασµό µε τη θέρµανση µπορούν να θεωρηθούν κλιµατιστικά, εµφανίστηκαν στα αυτοκίνητα πολύ αργότερα. Οι πρώτες συσκευές, øýîçò êëéìáôéóìïý, είχαν µεγάλο βάρος και πολλά λειτουργικά προβλήµατα που σε συνδυασµό µε το αυξηµένο κόστος κατασκευής τους έκαναν ασύµφορη και σχεδόν αδύνατη την τοποθέτησή τους σε αυτοκίνητα ευρείας παραγωγής. Όµως µέσα από την συνεχή βελτίωση τα συστήµατα ψύξης έγιναν αξιόπιστα, λειτουργικά και σχετικά φθηνά, ώστε σήµερα να τοποθετούνται σε όλα σχεδόν τα αυτοκίνητα. Το πρώτο αυτοκίνητο µε κλιµατισµό Packard 8 club coupe, 1939 ÃåíéêÜ 3
Χρησιµότητα του κλιµατισµού 4 Χρησιµότητα του κλιµατισµού Ο κλιµατισµός στα αυτοκίνητα εφαρµόστηκε για να προσφέρει ένα υγιές και άνετο κατά το δυνατόν, περιβάλλον παραµονής για τον οδηγό και τους επιβάτες του. Λέγοντας κλιµατισµό, εννοούµε, τον έλεγχο της θερµοκρασίας, της σχετικής υγρασίας και του αερισµού στους κλειστούς χώρους. Αυτές οι παράµετροι πρέπει να διατηρούνται σε συγκεκριµένα και σταθερά επίπεδα στην καµπίνα των επιβατών. Ó áõôü ôá åðßðåäá ο άνθρωπος αισθάνεται άνετα, äåí του δηµιουργούνται ανεπιθύµητες καταστάσεις όπως κόπωση, υπνηλία, íåõñéêüôçôá êáé ç ïäþãçóç ãßíåôáé ðéï áóöáëþò. Επίσης ένα σηµαντικό πλεονέκτηµα που προσφέρει ο κλιµατισµός είναι η αφύγρανση και το φιλτράρισµα του αέρα. Αυτό επιτυγχάνεται όταν ο αέρας διέρχεται από τις ψυχρές επιφάνειες του εξατµιστή. Εκεί η υγρασία συµπυκνώνεται σε νερό που αποβάλλεται από την αποχέτευση ενώ ταυτόχρονα αποβάλλονται και αιωρούµενα σωµατίδια σκόνης, γύρης και ρύπων που περιέχονται στα συµπυκνωµένα σταγονίδια νερού. Όταν λειτουργεί ο κλιµατισµός τα παράθυρα του αυτοκινήτου παραµένουν κλειστά. Έτσι, εκτός από την αεροδυναµική βελτίωση, οι ενοχλητικοί θόρυβοι παραµένουν εκτός του χώρου των επιβατών κάνοντας την οδήγηση πιο άνετη. Συνήθως τα κλιµατιστικά διαθέτουν δυνατότητα ανακύκλωσης του αέρα. H λειτουργία αυτή αποκλείει τις δυσάρεστες οσµές και τα καυσαέρια του περιβάλλοντος íá åéóýñ ïíôáé, απαλλάσσåé τον εσωτερικό χώρο από καπνούς τσιγάρùí και µυρωδιές. Εκτός από τις άθλιες κυκλοφοριακές συνθήκες των µεγαλουπόλεων, τη ζέστη, τα καυσαέρια και την κυκλοφοριακή συµφόρηση, τα σύγχρονα αυτοκίνητα λειτουργούν σαν θερµοκήπιο επιδεινώνοντας την Üíåóç ôùí åðéâáôþí. Οι µεγάλες, επικλινείς, γυάλινες επιφάνειες που τοποθετούνται στα αυτοκίνητα για βελτίωση της αεροδυναµικής εγκλωβίζουν τη θερµότητα του ηλίου êáé áõîüíïõí ôç èåñìïêñáóßá στο εσωτερικό του αυτοκινήτου. Τέλος η υψηλή θερµοκρασία που παράγει η λειτουργία του καταλύτη - στα αυτοκίνητα νέας τεχνολογίας - αυξάνει τη θερµοκρασία του αυτοκινήτου, ενώ ταυτόχρονα µυρίζει êáé άσχηµα.
Σχεδιασµός συστήµατος κλιµατισµού Ένα πλήρες σύστηµα κλιµατισìïý πρέπει να φροντίζει µε τη λειτουργία του íá äéáôçñåß τα σπουδαιότερα χαρακτηριστικά του αέρα, ãéá ôçí Üíåóç στο χώρο των επιβατών. Ôá áñáêôçñéóôéêü áõôü åßíáé: Η θερµοκρασία: ο αέρας, στο χώρο των επιβατών, πρέπει να έχει τέτοια θερµοκρασία ώστε οι επιβάτες να αισθάνονται, άνετα και πάντα να είναι αντίστοιχη του εξωτερικού περιβάλλοντος.(μια θερµοκρασία κοντά στους 22 ο C). Η υγρασία: Ο εισερχόµενος αέρας στο χώρο των επιβατών, πρέπει να υφίσταται αφύγρανση, έτσι ώστε η σχετική υγρασία να διατηρείται στα ανεκτά από τον ανθρώπινο οργανισµό επίπεδα (περίπου 50-60 %). Η καθαρότητα του αέρα: Ο εισερχόµενος αέρας πρέπει να φιλτράρεται µε ειδικά µικροφίλτρα, ώστε να κατακρατούνται διάφορα ξένα σωµατίδια, σκόνη, γύρη κ.λ.π. Η κίνηση του αέρα στον χώρο των επιβατών: Εκτός του ότι ο εισερχόµενος αέρας πρέπει να ανανεώνεται, πρέπει παράλληλα και να κατανέµεται οµοιόµορφα σε όλη την καµπίνα των επιβατών χωρίς να δηµιουργούνται διάφορα τοπικά ρεύµατα. Ο θόρυβος: Πρέπει τα επίπεδα θορύβου να είναι τέτοιας έντασης, ώστε να µην ενοχλούνται και κουράζονται οι επιβάτες Σχεδιασµός συστήµατος κλιµατισµού 5
Øýîç êáé øõêôéêýò óõóêåõýò Ο απλούστερος τρόπος για να ψυχθεί ένας χώρος επιτυγχάνεται µε την εξάτµιση κάποιου ψυκτικού υγρού. Όταν το ψυκτικό υγρό εξατµίζεται απορροφά θερµότητα από το χώρο που περιβάλλει το δοχείο, µε συνέπεια την ψύξη του χώρου αυτού. Τέτοιες συσκευές είναι απλές αλλά πολύ δαπανηρές, γιατί απαιτούν µεγάλες ποσότητες ψυκτικού υγρού που καταναλώνονται συνεχώς. Για το λόγο αυτό επινοήθηκαν συνθετότερες συσκευές κλειστού κυκλώµατος στις οποίες το ψυκτικό υγρό δεν επικοινωνεί µε την ατµόσφαιρα êáé εποµένως δε χάνεται. Øýîç êáé øõêôéêýò óõóêåõýò 6 ÊáôáíïìÞ ôïõ åéóåñ üìåíïõ áýñá. Μια ψυκτική διάταξη λειτουργεί σαν αντλία που αφαιρεί θερµότητα από το χώρο, όπου είναι επιθυµητή η ψύξη (περιβάλλον εξατµιστή), και την αποβάλλει σ έναν άλλο χώρο όπου η θέρµανση µας είναι αδιάφορη (περιβάλλον συµπυκνωτή). Οι πρώτες συσκευές χρησιµοποιούσαν αµµωνία ως ψυκτικό µέσο. Όµως, η µεγάλη τοξικότητά της την έκανε επικίνδυνη για τον άνθρωπο σε περίπτωση διαρροής. Σήµερα χρησιµοποιούνται χλωρο-φθοριωµένα παράγωγα του µεθανίου και του αιθανίου που δεν έχουν τοξικές ιδιότητες. Έτσι, έχει προκύψει µια σειρά ψυκτικών µέσων γνωστά µε το όνοµα FREON.
Όµως τα R-ψυκτικά (Refrige-rant) γίνονται προβληµατικά µε την παρουσία υγρασίας, γιατί διασπώνται σε υδροχλώριο και υδροφθόριο (HCL, HF) τα οποία καταστρέφουν τις κολλήσεις των χαλκοσωλήνων του συµπυκνωτή και του εξατµιστή, καθώς και τα λιπαντικά του συµπιεστή. Για το λόγο αυτό στο κύκλωµα ψύξης παρεµβάλλεται ένα φίλτρο αφύγρανσης του FREON, συνήθως µεταξύ του συµπυκνωτή και της εκτονωτικής βαλβίδας. Ένας άλλος λόγος ύπαρξης του αφυγραντήρα (φίλτρου) είναι ότι η υγρασία που τυχüν υπάρχει στο κύκλωµα ψύξης παγώνει και στερεοποιείται σε χαµηλές θερµοκρασίες µε κίνδυνο να φράξει τις στενές διόδους του ψυκτικού υγρού και της εκτονωτικής βαλβίδας. Το κύκλωµα του κλιµατισµού αποτελείται από το συµπιεστή (1), ο οποίος συµπιέζει το ψυκτικό µέσο (Freon R- 134a), που βρίσκεται σε αέρια κατάσταση (ατµοί) και στους 65 βαθµούς Κελσίου, ωθώντας το προς το ψυγείο του συστήµατος συµπυκνωτή (2), όπου υγροποιείται και κατεβαίνει η θερµοκρασία του, φτάνοντας στους -15 βαθµούς. Στη συνέχεια, περνάει από το φίλτρο (3) και πηγαίνει προς τον εξατµιστή (4). Κατά την είσοδό του í åîáôìéóôþ, µία ειδική βαλβίδα εκτόνωσης (5) µειώνει την πίεσή του και ôï øõêôéêü ìýóï αεριοποιείται στους -5 βαθµούς Κελσίου, απορροφώντας τη θερµοκρασία και την υγρασία του εσωτερικού χώρου. Ένας θερµοστάτης ελέγχει τη σταθερότητα της θερµοκρασίας του Freon, που πρέπει να διατηρείται πάντα στους -5 βαθµούς Κελσίου κατά την είσοδό του στον εξατµιστή. Στη συνέχεια το ψυκτικό µέσο µεταφέρεται στοí συµπιεστή, όπου συµπιέζεται και πάλι, για να αποβάλει στο ψυγείο τη θερµοκρασία που έχει παραλάβει. Η ψυκτική απόδοση ενός κλιµατιστικού συστήµατος ανέρχεται στα 15-23.000 b.t.u. ανάλογα πάντα µε τον τύπο και τις απαιτήσεις των κατασκευαστών αυτοκινήτου. 3 1 1. ÓõìðéåóôÞò, 2. ÓõìðõêíùôÞò, 3. Ößëôñï áöýãñáíóçò, 4. ÅîáôìéóôÞò, 5. Âáëâßäá åêôüíùóçò 2 5 4 Øýîç êáé øõêôéêýò óõóêåõýò 7
Ο âáóéêüò êýêëïò øýîçò Με την προσθήκη µιας ψυκτικής µονάδας στο αυτοκίνητο επιδιώκουµε και φροντίζουµε, ώστε στον κλειστό χώρο της καµπίνας ôïõ αυτοκéíþôïõ οι συνθήκες παραµονής να είναι ευχάριστες και υγιεινές, ιδιαίτερα στη διάρκεια του καλοκαιριού. Για να δουλεύει οικονοµικά το σύστηµα κλιµατισµού πρέπει το ψυκτικό που χρησιµοποιείται να είναι διαρκώς το ίδιο. Για το λόγο αυτό, όλα τα κλιµατιστικά χρησιµοποιούν τον ίδιο κύκλο συµπίεσης, συµπύκνωσης, εκτόνωσης και αεριοποίησης σε ένα κλειστό κύκλωµα. Το ίδιο ψυκτικό χρησιµοποιείται για να µεταφέρει τη θερµότητα από µία περιοχή σε µια άλλη περιοχή προκαλώντας έτσι την ψύξη της πρώτης. Στο ðáñáêüôù σχήµα φαίνεται ότι ο κύκλος ëåéôïõñãßáò ôïõ øõêôéêïý ïëïêëçñþíåôáé óå τέσσερις êáôáóôüóåéò. ùñßæåôáé µε βάση το κέντρο σε µια περιοχή υψηλής πίεσης και σε µια περιοχή χαµηλής πίεσης, έχοντας ως σηµείο αναφοράς τις πιέσεις του ψυκτικού. Ο âáóéêüò êýêëïò øýîçò 8 Η περιγραφή του ψυκτικού κύκλου αρχίζει από τοí συµπιεστή: 1. Το ψυκτικό εισέρχεται στο συµπιεστή (1) υπό µορφή αερίου µε χαµηλή πίεση συµπιέζεται και εξέρχεται σαν αέριο µε υψηλή πίεση. Αυτό το αέριο µετά ρέει προς το συµπυκνωτή (2). Õãñü áìçëþò ðßåóçò ÁÝñéï áìçëþò ðßåóçò ÁÌÇËÇ ÐËÅÕÑÁ áìçëþ ðßåóç Ç èåñìüôçôá áðïññïöüôáé ÕØÇËÇ ÐËÅÕÑÁ ÕøçëÞ ðßåóç Õãñü õøçëþò ðßåóçò ÁÝñéï õøçëþò ðßåóçò ÁÝñéï (áôìüò) Õãñü
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 68 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ................................................2 Ο Kλιµατισµός στο Aυτοκίνητο................................3 Γενικά...................................................3 Χρησιµότητα του κλιµατισµού................................4 Σχεδιασµός συστήµατος κλιµατισµού..........................5 Ψύξη και ψυκτικές συσκευές.................................6 Ο βασικός κύκλος ψύξης....................................8 Ψυκτική ισχύς.............................................9 Περιγραφή συστήµατος κλιµατισµού.........................10 Συµπιεστής..............................................13 Παλινδροµικός συµπιεστής.................................13 Περιστροφικός συµπιεστής µεταβλητού όγκου.................14 Περιστροφικός συµπιεστής µεταβλητού όγκου χωρίς µαγνητικό συµπλέκτη......................................15 Περιστροφικός συµπιεστής σταθερού όγκου µε διπλά έµβολα.....17 Ελικοειδής συµπιεστής (µε σπείρες τύπου scroll)................18 Περιστροφικός συµπιεστής µε πτερύγια (rotary)................19 Ηλεκτροκίνητος συµπιεστής................................19 Μαγνητικός συµπλέκτης...................................20 Συµπυκνωτής (øõãåßï A/C).................................21 Βαλβίδα εκτόνωσης.......................................22 Σωλήνας σταθερής διαµέτρου...............................23 Εξατµιστής (εβαπορέτα ή ατµοποιητής).......................24 Αφυγραντήρας...........................................25 Φίλτρα..................................................26 Air Condition Þ êëéìáôéóìüò;................................27 Ηλεκτρονικά ελεγχόµενος κλιµατισµός (Climatronic).............28 Εξαρτήµατα ελέγχου & λειτουργίας κλιµατισµού................29 Ηλεκτρικό êύκλωµα êλιµατισµού (Climatronic)..................30 Περιγραφή ηλεκτρικού κυκλώµατος κλιµατισµού (Climatronic).....31 Ηλεκτρικό äιάγραµµα κλιµατισµού (Climatronic)................33 Σχεδίαση και τοποθέτηση της συσκευής κλιµατισµού............34 Κλιµατισµός και περιβάλλον................................34 Συντήρηση έλεγχος βλάβες του συστήµατος................35 Περιοδική, προληπτική συντήρηση...........................36 ΜÝôñá áóöáëåßáò & ðñïóôáóßáò.............................37 ΔéÜãíùóç âëáâþí.........................................39 Λιπαντικό συµπιεστή.......................................42
Έλεγχος & προσθήκη λαδιού συµπιεστή......................42 Προδιαγραφές του λιπαντικού...............................43 Ëßðáíóç óõóôþìáôïò......................................44 Διαδικασία χειρισµού των ειδικών εργαλείων...................45 1 4ñãáíá ελέγχου και πολλαπλή συνδέσεων....................46 Μανόµετρα ενδείξεων πιέσεων..............................47 Πολλαπλή συνδέσεων των αγωγών...........................48 Σωλήνες ελέγχου.........................................49 Αντλία κενού.............................................49 Άλλα εργαλεία συντήρησης.................................49 Ψυκτικό υγρό............................................50 Χειρισµός του ψυκτικού....................................51 Γρήγορος έλεγχος πλήρωσης ψυκτικού.......................52 Έλεγχος πλήρωσης ψυκτικού...............................52 Διαδικασία αφαίρεσης του αέρα.............................53 Έλεγχος συστήµατος για διαρροές..........................54 Προφυλάξεις πλήρωσης...................................54 Διαδικασία πλήρωσης.....................................55 Πλήρωση του συστήµατος µε ψυκτικό (áôìïß)..................55 Αφαίρεση οργάνων µέτρησης πίεσης.........................57 Πλήρωση του συστήµατος µε ψυκτικό (õãñü)..................58 Έλεγχος διαρροών........................................59 Ανιχνευτές διαρροών Τύποι...............................60 Έλεγχος απόδοσης.......................................61 Ψυχροµετρικό διάγραµµα..................................62 Πίνακες διάγνωσης βλαβών.................................63 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 69