RECONOCIMIENTO DE COMPONENTES DEL SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN

GUÍA DE LABORATORIO

GL-CAS 5301-L01M RECONOCIMIENTO DE COMPONENTES DEL SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN. CARRERA: 441703 INGENIERIA EN MECÁNICA AUTOMOTRIZ Y AUTOTRÓNICA ASIGNATURA: CAS 5301 CALEFACCIÓN, A/C y CLIMA. SEMESTRE:

V

PROFESOR: CARLOS GONZALEZ M.

I.

INTRODUCCIÓN.. Todo vehículo posee un sistema que permite mantener una temperatura “agradable” en el interior de la cabina del automóvil. Dicha temperatura puede ser ajustada a voluntad por el conductor o pasajeros de acuerdo a las condiciones climáticas que se ve enfrentado el vehículo. El sistema de climatización permite realizar los ajustes mencionados anteriormente mediante el funcionamiento de todos sus componentes, los cuales se agrupan en subsistemas denominados: Aire Acondicionado, Calefacción y Ventilación. En la siguiente actividad el alumno podrá reconocer la ubicación de los elementos que participan en el proceso de climatización.

Utilizara los motores, vehículos o equipos asignados por el profesor. Tendrá que leer cuidadosamente las instrucciones para evitar situaciones o acciones riesgosas que atenten a la seguridad personal o grupal en el interior del taller.

Cada vez que vea este símbolo

llame al profesor para que le entregue instrucciones y

aclare sus dudas. Siga las instrucciones de esta guía para evitar accidentes y lograr los objetivos planteados. Esta actividad se realizara en motores vivos y automóviles. Las llaves de los motores deben solicitarse en el pañol y ser devueltas en el mismo lugar junto con los equipos, herramientas requeridas o manuales de servicio.

GUÍA DE LABORATORIO II. OBJETIVOS. Reconocer los componentes del sistema de climatización. Determinar la ubicación de los componentes del sistema de climatización, entregando una breve descripción al respecto.

III. DURACIÓN. 3 horas académicas.

IV. REQUISITOS. No existen pre-requisitos.

V. BIBLIOGRAFÍA. Técnicas del automóvil “Equipo eléctrico del automóvil”, José Alonso, (Paraninfo).

VI. MARCO TEORICO

SUBISTEMA DE AIRE ACONDICONADO.

Los acondicionadores de aire son en primer lugar, instalaciones de refrigeración que complementan la calefacción de equipo de serie y, conjuntamente con ésta, climatizan totalmente el vehículo. El acondicionador de aire instalado en el vehículo esta integrado en el sistema de ventilación y calefacción. Climatizar o acondicionar el aire significa regular la temperatura, la humedad, la pureza y la circulación del aire. Un acondicionador de aire en el vehículo enfría el aire y extrae de éste la humedad y el polvo. Por medio de las unidades manuales o automáticamente combinadas de refrigeración y calefacción el conductor puede regular a su elección la temperatura en el interior del vehículo. El acondicionador de aire trabaja según el principio del sistema de refrigeración por compresor (nevera) y se compone de los siguientes elementos principales: 1. Compresor —--------------- incorporado al motor 2. Condensador —------------ instalado delante del radiador 3. Evaporador —--------------- colocado delante del cuerpo de la calefacción 4. Acumulador —-------------- instalado en la tubería de aspiración 5. Válvula de orificio —------ instalada en el líquido, delante del evaporador 6. Diversos órganos de regulación, tuberías flexibles, agente frigorífico.


Componentes de un sistema de A/C Básico.

AGENTE FRIGORIFICO: El agente frigorífico empleado tiene la denominación química "Diclorodifluorometano" (CC1 2 F2). Es conocido bajo el nombre "Frigen 12" (R-12); tal como ya se ha indicado reiteradas veces, en algunos países se denomina también "Freon 12". El agente frigorífico está altamente refinado al objeto de que carezca de todo tipo de impurezas. Toda clase de agente frigorífico requiere una cuidadosa manipulación. En todos los trabajos con el agente frigorífico debe tenerse en cuenta y cumplirse determinadas reglas para evitar graves lesiones personales. Todos los agentes frigoríficos de seguridad con la denominación Freon no son inflamables y no forman ninguna mezcla explosiva en unión con el aire sea cual fuere la proporción. El Freon no es venenoso, no irrita las mucosas y es inodoro en concentraciones de hasta aprox. 20 Vol. % en el aire. Dado que una de las premisas indispensables para un funcionamiento perfecto y sin averías de un acondicionador de aire es un contenido suficientemente bajo de humedad en el circuito de agente frigorífico, Se vigila y controla permanentemente el contenido de humedad del Freon durante el proceso de fabricación y de envasado para su envío. Todos los envases para su envío son


inspeccionados con regularidad, limpiados cuidadosamente, secados y evacuados, al objeto de garantizar su alto grado de pureza. Hoy en día este agente frigorífico no se utiliza debido a su efecto negativo (provoca en la atmósfera lo que se denomina "efecto invernadero") ha sido sustituido por el R-134a. El R134a o tetrafluoroetano forma parte de la familia de los hidrofluorocarbonos (HFC) Este fluido tiene prácticamente las mismas ventajas termodinámicas que el R12, pero no destruye la capa de Ozono. Es miscible con otros componentes químicos (aceites) Su calor de evaporación es elevado Cambia de estado a presiones bajas Su temperatura de evaporación es apropiada a la climatización

¡Bajo ningún concepto se intercambiaran o mezclaran entre si los agentes refrigerantes R-12 y R-134a!

ACEITE PARA EL SISTEMA DE A/C: Función: Lubricación

de

las

juntas,

las

piezas

intermedias de las juntas y las piezas móviles del compresor. El aceite para el agente frigorífico empleado en los acondicionadores de aire está altamente refinado y deshidratado, al objeto de que sea perfectamente

compatible

con

el

agente

frigorífico Frigen (Freon) R 12. El aceite para el agente frigorífico es suministrable por el Departamento de Piezas de Recambio y Accesorios. El aceite para el agente frigorífico ha de echarse directamente en el agente frigorífico por el lado de aspiración del compresor.


El agente frigorífico lo lleva consigo por la totalidad del sistema. Los procedimientos para controlar y completar el aceite para el agente frigorífico se detallan más adelante. Es muy importante el que el sistema esté siempre provisto de la cantidad prescrita de aceite para el agente frigorífico. nsigo por la totalidad del sistema. Los procedimientos para controlar y completar el aceite para el agente frigorífico se detallan más adelante. Es muy importante el que el sistema esté siempre provisto de la cantidad prescrita de aceite para el agente frigorífico.

DIAGRAMA DE UBICACIÓN DE COMPONENTES EN EL VEHÍCULO


COMPRESOR:

El compresor va adosado al motor mediante un soporte y es accionado por una correa trapezoidal la unión cinemática de fuerza con el motor tiene lugar a través de un acoplamiento magnético que separa dicha unión de fuerza al ser desconectada la corriente. El acoplamiento electromagnético es activado

al

conectar

la

instalación

de

aire

acondicionado; es decir, el compresor funciona todo el tiempo que esté conectada la instalación de aire acondicionado, evitando así alteraciones por cambio de cargas. resor va adosado al motor mediante un soporte y es accionado por una correa trapezoidal la unión cinemática de fuerza con el motor tiene lugar a través de un acoplamiento magnético que separa dicha unión de fuerza al ser desconectada la corriente. El acoplamiento electromagnético es activado al conectar la instalación de aire acondicionado; es decir, el compresor funciona todo el tiempo que esté conectada la instalación de aire acondicionado, evitando así alteraciones por cambio de cargas.

EVAPORADOR: El evaporador va dispuesto en la caja de distribución del aire. El evaporador refrigera, seca y limpia el aire que penetra en el habitáculo. Estando la instalación de aire acondicionado conectada se refrigera el aire que pasa entre las laminillas del núcleo del evaporador, condensándose en él la humedad existente en el aire. Al entrar en contacto con las superficies húmedas del evaporador, las partículas de polvo, polen, etc., son retenidas y, junto con el agua condensada, conducidas hasta el exterior a través de los tubos flexibles de evacuación dispuestos debajo de la caja de distribución del aire. La humedad absoluta en el habitáculo es reducida lo que reduce el empañado de los cristales al conducir con tiempo lluvioso, húmedo o frío. El evaporador es un intercambiador térmico cuya función es indisociable con la de la válvula termostática de expansión (válvula reductora o dosificación).


VALVULA DE EXPANSION TERMOSTATICA (TXV): La válvula

de expansión es

el punto

de

separación entre las zonas de alta y baja presión en el circuito del agente refrigerante y reemplaza hasta la ahora conocida válvula de paso en el acondicionador de aire. La caída de presión tras la válvula de expansión origina la evaporación del agente refrigerante. La válvula de expansión va dispuesta en la carcasa de distribución del aire entre las tuberías de entrada y salida del evaporador Contrariamente a la válvula de paso, que posee un paso calibrado, la válvula termostática de expansión es variable en su paso.

TUBO DE ORIFICIO: Al igual que la válvula termostática, divide el lado de “alta” con el de “baja” presión. Su estructura produce una restricción al flujo de refrigerante justo antes de entrar al evaporador. No puede variar la cantidad de refrigerante que circula por su estructura.


CONDENSADOR: El condensador transforma el fluido frigorífico del estado gaseoso al estado líquido Definición: El condensador es un intercambiador de calor en el que el fluido frigorífico se licúa (se condensa), cediendo su calor al flujo de aire que lo atraviesa. Funcionamiento: El condensador permite: La transformación del fluido frigorífico del estado gaseoso al estado líquido. La extracción del calor contenido en el fluido frigorífico en estado gaseoso a la salida del compresor.

RECEPTOR SECADOR: Este elemento también se conoce como filtro deshidratante. Función principal: retener el porcentaje de agua que pudiese tener el refrigerante del sistema, también posee un sistema de filtrado para retener impurezas. Ubicación: Este elemento se ubica entre el condensador y el evaporador, posee, en algunas aplicaciones un visor testigo y trae incorporado un interruptor eléctrico.


RECEPTOR ACUMULADOR: Función principal: permitir que al compresor sólo ingrese el refrigerante en forma de gas, separando las posibles partículas de líquido que pudiese tener el refrigerante. Permite acumular cierto porcentaje de lubricante que ingresará al compresor. Este componente se ubica entre el evaporador y el compresor, en el lado de baja presión, en algunos modelos se instala el interruptor LPCO en su parte superior en el caso de que el compresor sea de funcionamiento cíclico.

INTERRUPTOR LPCO: Los compresores de desplazamiento fijo, están funcionando y deteniéndose por medio de un interruptor eléctrico-sensitivo a la presión, llamado interruptor cíclico de presión. Este interruptor siempre está localizado en el lado de baja presión, pudiendo variar su ubicación, siendo la mayoría de las veces en el acumulador. Posee dos funciones: Dinámica: Utiliza un diafragma para regular la presión en el evaporador y con esto evita el congelamiento del evaporador. Estática: Evita el accionamiento del compresor, cuando la presión del sistema cae demasiado respecto al valor normal.

INTERRUPTOR TERMOSTATICO: En algunos sistemas de embrague cíclico se utiliza un interruptor termostático. Actúa en el caso de que el evaporador está en el punto de congelación e inhabilita al el compresor. El bulbo sensitivo metálico se inserta en las aletas del evaporador, el bulbo posee un gas (bióxido de carbono) que se expande o contrae según los cambios de temperatura.


CONEXIONES DE SERVICIO: Las válvulas tienen por función: Autorizar la conexión de los racores de la instalación de carga en el circuito frigorífico. Asegurar la abertura del circuito para efectuar el arrastre en vacío para eliminar el aire y la humedad y efectuar el llenado o el vaciado, Garantizar la estanqueidad de estos puntos

de

carga

durante

el

funcionamiento del sistema frigorífico. Están formadas por un cuerpo que contiene un mecanismo de válvula y un tapón. La válvula asegura el cierre del punto de carga por la acción de un muelle. Al conectar la instalación de carga, el racor actúa sobre un empujador que comprime el muelle y libera la abertura del circuito. Al conectar y desconectar, la acción se cumple de forma que el circuito frigorífico nunca entra en contacto con el aire exterior. Se trata de dos válvulas de llenado: una situada en la parte de alta presión del circuito, entre el condensador y la válvula de expansión, y otra en la parte baja presión, entre el evaporador y el compresor. Esta posición de las válvulas permite una repartición homogénea del fluido dentro del circuito frigorífico, ya que la válvula de expansión y ciertas válvulas del compresor pueden estar cerradas en el momento del llenado. Su localización es precisa para facilitar el acceso a la hora de conectar los racores de la instalación de carga. De ese modo, pueden atornillarse dentro del cuerpo o dentro de la culata del compresor (correspondiente a las cámaras de baja presión y alta presión) o soldarse a los tubos metálicos de unión. Los diámetros de atornillamiento con los tubos de llenado de circuito frigorífico difieren según los fluidos frigoríficos empleados, HFC 134a (R-134a) o CFC 12 (R-12), para evitar cualquier error de carga. Estas válvulas también se utilizan para la colocación de los presostatos en el circuito: permiten el desmontaje sin provocar pérdidas de fluido

GUÍA DE LABORATORIO PRESOSTATO: Se sitúa en la línea de alta presión entre el condensador y la válvula de expansión. En el vehículo, se sitúa en el 90% de los casos sobre el filtro deshidratante o en las canalizaciones de alta presión

El presostato es el órgano de seguridad del sistema Definición: El presostato es un interruptor que actúa sobre la parada o puesta en marcha del compresor (Función de seguridad), así como sobre la parada o la puesta en marcha de la segunda velocidad del ventilador.

Funcionamiento: el presostato tiene 2 funciones principales: • Corte por sobre-presión: a unos 27 bares, en funcionamiento • Corte por presión excesivamente baja: Al arrancar si la presión del circuito es inferior a 2 bar. Si la temperatura exterior es inferior a 10ºC, la temperatura del fluido puede descender por debajo de este valor, por lo que la presión será inferior a 2 bares: el presostato corta por baja y la climatización no funciona El presostato tiene una función secundaria: conectar la 2ª velocidad del ventilador a unos 18 bares en funcionamiento.

CONDUCTOS: Las canalizaciones unen los diferentes componentes del circuito para que circule fluido frigorífico. Las canalizaciones son los elementos de conducción del fluido frigorífico y de interconexión entre los componentes del circuito. Constitución: Una parte rígida (tubo de aluminio o de acero) Una parte flexible (manguito de caucho) Racores y juntas Amortiguadores de ruidos (muflers): válvulas, mousses,...

GUÍA DE LABORATORIO SUBSISTEMA DE CALEFACCIÓN

Este subsistema permite elevar la temperatura del aire al interior de la cabina de acuerdo a los requerimientos de los ocupantes del vehículo. El funcionamiento. Se utiliza el refrigerante del motor a combustión: Cuando el refrigerante del motor eleva su temperatura genera calor, el cual es “traspasado” hacia el aire que reciben los ocupantes del vehículo. Existe un componente en la cabina del vehículo (radiador de calefacción), el cual permite realizar esta trasferencia de calor hacia el aire que circula a través de su estructura, el flujo de refrigerante que ingresa a este radiador es controlado mediante una válvula que se activa en el momento de requerir una elevación de temperatura al interior de la cabina. Este sistema es conformado por los mismos componentes que el sistema de refrigeración del motor, adicionándose de manera general, los siguientes elementos:


VALVULA TERMOSTATICA O DE CALEFACCIÓN:

Este componente permite regular el flujo de refrigerante

hacia

el

radiador

de

la

calefacción. La mayoría de los casos se compone de una válvula que es accionada por el vacío del motor, dependiendo de los requerimientos de calefacción en el interior del vehículo.

RADIADOR DE CALEFACIÓN: Función: Permite elevar la temperatura del aire que ingresa (o recircula) a la cabina del vehículo. Trasfiriendo calor al flujo de aire que atraviesa su estructura. Se ubica al interior de la cabina del vehículo en la zona comprendida bajo el tablero, siendo imposible visualizarlo desde la posición de los ocupantes del vehículo. Este componente recibe refrigerante del motor a combustión con el fin de elevar la temperatura en su estructura


SUBSISTEMA DE VENTILACIÓN

Estructura interna del sistema

La función principal del sistema de ventilación: Permitir un flujo de aire, según la dirección escogida, de manera constante en el interior de la cabina.

COMANDOS DEL SISTEMA: a) Dirección: Estos controles permiten “dirigir” el flujo del aire al interior de la

cabina

dependiendo

requerimientos,

de

los

principalmente

tendremos las siguientes direcciones (dependiendo del modelo): Cara Cara-pies Pies Pies-Parabrisas Parabrisas.


b) Intensidad del flujo del aire: Este control permite variar la velocidad del flujo del aire que circula al interior de la cabina. Generalmente

se

presentan

4

graduaciones (velocidades) en un sistema de climatización estándar.

c) Temperatura del flujo del aire: Con este comando es posible regular la temperatura del flujo del aire que circule por la cabina del vehículo de acuerdo a las condiciones ambientales o los requerimientos de los ocupantes del vehículo.

d) Recirculación del aire: Este comando permite que el aire exterior no ingrese al vehículo, por lo cual el sistema solamente actúa sobre el aire que esta al interior de la cabina. Con este mecanismo es posible evitar la entrada de aire muy contaminado, mantener una temperatura más estable al interior de la cabina o permitir una mayor eficacia del sistema en el momento de realizar algún cambio de temperatura.

GUÍA DE LABORATORIO CONDUCTOS INTERNOS: Estas

estructuras

están

dispuestas

al

interior

del

vehículo

y

permiten

que

el

aire que ingresa o recircula

en

habitáculo

el

pueda

tomar la dirección precisa

que

se

configuró desde el tablero de comandos. Poseen una unión en común, denominada núcleo o cavidad central en donde se alojan el motor de la calefacción, los mecanismos de distribución del aire, el radiador de la calefacción y el evaporador. Físicamente no son visibles ya que todo el conjunto se encuentra alojado bajo el tablero del vehículo.

TRAMPILLAS: Estos componentes van ubicados al interior de la estructura formada por los conductos internos del sistema, son activados cuando el conductor selecciona alguna configuración en el tablero relacionada a la dirección del flujo de aire o su temperatura (trampilla de mezcla) La trampilla de mezcla se relaciona a la regulación final de la temperatura que deseamos al interior del vehículo, actuando en la zona cercana al radiador de calefacción. Su movimiento se efectúa por medio de: Piola metálica, Actuadores de vacío, Motor de corriente continua. (12 Volts) o Motor paso a paso. (12 Volts.)


MOTOR SOPLADOR:

Su característica principal es la de proporcionar el flujo de aire adecuado, según las necesidades del conductor. Variando la velocidad del motor podemos modificar la cantidad de aire que circulará al interior de la cabina. Este dispositivo es un motor eléctrico, donde, variando su velocidad obtenemos las diferentes intensad. El motor puede ir ubicado dentro del habitáculo, en la mayoría de los casos, pero también lo podemos encontrar en la zona del cofre del motor.

FILTRADO DEL AIRE QUE INGRESA A LA CABINA: Los modelos actuales poseen incorporado un denominado filtro de “polen” el cual detiene la entrada de agentes contaminantes hacia el interior del vehículo.


MECANISMOS DE AJUSTE FINAL DE LA DIRECCIÓN DEL AIRE: Estos dispositivos permiten que el aire finalmente “modificado” pueda circular directamente hacia los ocupantes del vehículo, de acuerdo a los requerimientos configurados en el tablero de comandos del sistema de climatización. Los ocupantes del vehículo pueden actuar

manualmente sobre estos mecanismos para

obtener un ajuste final preciso de la dirección del flujo del aire e incluso esta la posibilidad de cancelar completamente la salida del aire correspondiente por dicho mecanismo.

VII. ACTIVIDADES A REALIZAR: RECONOCIMIENTO DE COMPONENTES DEL SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN.

a. Equipos requeridos: 2 maquetas de motores vivos con sistema de climatización o 2 vehículos con sistema de climatización

b.Numero de alumnos requeridos para la actividad: Dos alumnos se necesitan para realizar esta actividad

c. Instrumentos requeridos: No se necesitan para la actividad.


d. Herramientas requeridas: Manual de servicio del vehículo.

e. Descripción y procedimientos:

1.-

ATENCIÓN: Antes de comenzar a trabajar debe pedir al profesor la autorización previa para iniciar las actividades. Principalmente para chequear el estado del vehículo o maqueta con motor vivo con el fin de que Usted pueda efectuar la actividad con seguridad.

2.- Realizar la actividad en dos vehículos o maquetas de motores vivos con sistema de Climatización.

3.- Completar los siguientes cuadros realizando un diagrama esquemático de la posición de los elementos del sistema de climatización encontrados en los vehículos o maquetas analizadas.

GUÍA DE LABORATORIO DIAGRAMA DE VEHÍCULO 1.


DIAGRAMA DE VEHÍCULO 2.

4.- Complete la siguiente tabla resumen relacionada a los componentes identificados durante la actividad. Utilizar como base uno de los dos vehículos analizados.


ATENCIÓN. Completa la siguiente tabla con los componentes de los subsistemas de A/C, Calefacción y Ventilación. (Utiliza uno de los vehículos analizados como referencia):

Modelo de vehículo: ______________________________________________ COMPONENTES

UBICACIÓN

FUNCIÓN


COMPONENTES

UBICACIÓN

FUNCIÓN


Guía de auto evaluación para el alumno Conteste las siguientes preguntas, discuta con sus compañeros al respecto. Al finalizar la actividad puede consultar sus dudas con el profesor. Es prioritario que cada alumno conteste dichas preguntas.

1- ¿En qué zona del vehículo se ubica el condensador? _____________________________________________________________________ 2- ¿Dónde va ubicada la válvula de expansión termostática? _____________________________________________________________________ 3- ¿Cuál línea de trabajo del sistema de A/C es de menor diámetro? _____________________________________________________________________ 4- ¿Cómo se llama el refrigerante que ocupa el sistema de A/C? _____________________________________________________________________ 5- ¿Qué se consigue al “filtrar” el refrigerante del sistema? _____________________________________________________________________ 6- ¿El compresor es accionado por una cadena? _____________________________________________________________________ 7- ¿Es posible diferenciar la zona de alta y baja presión del sistema de A/C, con sólo verificar su temperatura? ___________________________________________________________________ 8- ¿Cómo se lubrica el compresor? ____________________________________________________________________ 9- ¿Dónde se ubican los “puertos de servicio”.? _____________________________________________________________________ 10- ¿Dónde se ubica el evaporador y cuál es su función? _____________________________________________________________________


Pauta de evaluación de la Guía. Rut

Nota

Alumno Asignatura N° Actividad

CALEFACCIÓN, A/C Y CLIMA. Sigla CAS 5301 Sección RECONOCIMIENTO DE COMPONENTES DEL SISTEMA DE 01 Nombre CLIAMTIZACIÓN

Fecha Habilidades 40% 7 - Logrado 1 - No Logrado

%

Descripción

R/Datos

20%

Recopila los datos necesarios acorde a la actividad

R/Espacio

10%

Trabaja en el área física correcta del vehículo

U/ Manuales

10%

Utiliza la información técnica relevante para el desarrollo de la actividad.

Desarrollo de la actividad 60% Insuficiente:1

Regular:4

%

R/ Componentes

30%

D/Ubicación

30%

Correcto:7

Descripción Reconoce los componentes del sistema de climatización. Determina la ubicación de los componentes del sistema de climatización en el vehículo.

N1:

Actitudes : Descuento (si se aplica) en cada ítem  - Máximo 3,5 puntos menos de la nota  - Logrado

 - No Logrado

Descripción

Orden

0.5

Limpieza

0.5

Cuidado

1.0

Seguridad

1.0

Autocontrol

0.5

Mantiene su espacio de trabajo ordenado mientras realiza la experiencia y se comporta en forma ordena mientras realiza las actividades Mantiene su espacio de trabajo limpio mientras realiza la experiencia y se preocupa de que quede limpio al finalizar la actividad Realiza la experiencia cuidando no producir daños físicos a los componentes, compañeros y a sí mismo. Observa las normas y ocupa los implementos de seguridad al trabajar Se mantiene controlado durante el tiempo existente para realizar las actividades

Descuento

El alumno debe Firma Alumno

Repetir la experiencia

Pasar a la experiencia siguiente

RECONOCIMIENTO DE COMPONENTES DEL SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN

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