Cara Kerja AC Mobil

SISTEM A/C (AIR CONDITIONER) PADA MOBIL - 1

1. Nama-nama komponen utama AC (Air Conditioners)

AC atau Air Conditioners, adalah suatu rangkaian peralatan (komponen) yang berfungsi untuk mendinginkan udara didalam kabin agar penumpang dapat merasa segar dan nyaman.

Rangkaian peralatan (komponen) tersebut adalah :


a. Compressor

Gambar 1. Compressor

Berfungsi untuk memompakan refrigrant yang berbentuk gas agar tekanannya meningkat sehingga juga akan mengakibatkan temperaturnya meningkat.


b. Condenser

Gambar 2. condenser

Berfungsi untuk menyerap panas pada refrigerant yang telah dikompresikan oleh kompresor dan mengubah refrigrant yang berbentuk gas menjadi cair (dingin).

Gambar 3. Receiver


c. Dryer/receiver

Berfungsi untuk menampung refrigerant cair untuk sementara, yang untuk selanjutnya mengalirkan ke evaporator melalui expansion valve, sesuai dengan beban pendinginan yang dibutuhkan. Selain itu Dryer/receiver juga berfungsi sebagai filter untuk menyaring uap air dan kotoran yang dapat merugikan bagi siklus refrigerant.


d. Expansion valve

Gambar 4. Expansion valve

Berfungsi Mengabutkan refrigrant kedalam evaporator, agar refrigerant cair dapat segera berubah menjadi gas.


e. Evaporator

Gambar 5. Evaporator

Merupakan kebalikan dari condenser Berfungsi untuk menyerap panas dari udara yang melalui sirip-sirip pendingin evaporator, sehingga udara tersebut menjadi dingin.


f. Blower

Gambar 6. Blower

2. Cara kerja komponen AC


a. Compressor

Compressor terbagi menjadi dua bagian, yaitu :

• Compressor
• Kopling magnet (Magnetic Clutch)

1. Compressor

Kompresor digerakkan oleh tali kipas dari puli engine. Perputaran kompresor ini akan menggerakkan piston/vane dan gerakan piston/ vane ini akan menimbulkan tekanan bagi refrigerant yang berbentuk gas sehingga tekanannya meningkat yang dengan sendirinya juga akan meningkatkan temperaturnya.

Jenis kompresor ini dapat dipilahkan seperti dibawah ini :

• Tipe Crank
• Tipe Reciprocating
• Tipe Swash plate
• Tipe Rotary Tipe Through vane
• Tipe Reciprocating mengubah putaran crankshaft menjadi gerakan bolakbalik pada piston.

Tipe Crank :

Pada tipe ini sisi piston yang berfungsi hanya satu sisi saja, yaitu bagian atas. Oleh sebab itu pada kepala silinder (valve plate) terdapat dua katup yaitu katup isap (suction) dan katup penyalur (discharge). Lihat gambar mekanis kompresi.

Pada langkah turun, refrigerant masuk kedalam ruang silinder dari evaporator, dan pada langkah naik refrigerant keluar dari ruang silinder menuju ke condenser dengan tekanan meningkat dari 2,1 kg/cm2 menjadi 15 kg/cm2 yang mengubah temperatur dari 0C menjadi 70C.

Tipe Swash Plate :

Terdiri dari sejumlah piston dengan interval 72 untuk kompresor 10 silinder dan interval 120 untuk kompresor 6 silinder. Kedua sisi ujung piston pada tipe ini berfungsi, yaitu apabila salah satu sisi melakukan langkah kompresi maka sisi lainnya melakukan langkah isap. (lihat bagan gambar mekanis kompresi)

Tipe Through Vane :

Tipe through vane ini terdiri atas dua vane yang integral dan saling tegak lurus. Dan bila rotor berputar vane akan bergeser pada arah radial sehingga ujung-ujung vane akan selalu bersinggungan dengan permukaan dalam silinder. (lihat bagan gambar mekanis kompresi)

Ilustrasi gambar:

1. Adalah langkah awal isap dimana refrigerant masuk melalui lubang isap.
2. Akhir langkah isap dimana lubang pengisapan telah tertutup.
3. Awal langkah kompresi dimana refrigerant mulai dikompresi kan untuk menaikkan tekanan.
4. Langkah kompresi penuh.
5. Langkah penyaluran / pengosongan refrigerant dari silinder ke saluran keluar menuju ke condenser melalui katup tekan (discharge valve)
6. Penyaluran refrigerant selesai, ruang vane akan memulai dengan awal langkah isap lagi.

Pada aktualnya through vane yang membentuk empat ruang, bekerja secara bergantian, sehingga proses diatas akan berjalan terus menerus secara berkesinambungan.


b. Kopling magnet (Magnetic Clutch)

Kopling magnet adalah perlengkapan kompressor yaitu suatu alat yang dipergunakan untuk melepas dan menghubungkan kompressor dengan putaran mesin. Peralatan intinya adalah : Stator, rotor dan pressure plate. Sistem kerja dari alat ini adalah elektro magnetic.

Cara kerjanya :

Puli kompressor selalu berputar oleh perputaran mesin melalui tali kipas pada saat mesin hidup. Dalam posisi switch AC off, kompressor tidak akan berputar, dan kompressor hanya akan berputar apabila switch AC dalam posisi hidup (on) hal ini disebabkan oleh arus listrik yang mengalir ke stator coil akan mengubah stator coil menjadi magnet listrik yang akan menarik pressure plate dan bidang singgungnya akan bergesekan dan saling melekat dalam satu unit (Clutch assembly) memutar kompresor.

Konstruksi :

Puli terpasang pada poros kompressor dengan bantalan diantaranya menyebabkan puli dapat bergerak dengan bebas. Sedang stator terikat dengan kompressor housing, pressure plate terpasang mati pada poros kompressor. (lihat gambar)

Tipe Kopling Magnet

Condenser

Refrigerant yang masuk kedalam condenser oleh karena tekanan kompresor masih dalam bentuk gas dengan temperatur yang cukup tinggi (80C).

Temperatur yang tinggi dari refrigerant yang berada dalam condenser yang bentuknya berliku-liku akan mengakibat kan terjadinya pelepasan panas oleh refrigerant. Proses pelepasan panas ini di permudah dengan adanya aliran udara baik dari gerakan mobil maupun isapan fan yang terpasang di belakang condenser. Semakin baik pelepasan panas yang di hasilkan oleh condenser se makin baik pula pendinginan yang akan dilakukan oleh evaporator.

Pada ujung pipa keluar condenser refrigerant sudah tidak berbentuk gas lagi akan tetapi sudah berubah menjadi refrigerant cair dengan temperatur 57C (cooled liquid).


Receiver / Dryer

Refrigerant dari condenser masuk ke tabung receifer melalui lubang masuk (inlet port), kemudian melalui dryer, desiccant dan filter refrigerant cair naik dan keluar melalui lubang keluar (outlet port) menuju ke expansion valve. Dryer, desiccant maupun filter berfungsi untuk mencegah kotoran yang dapat menimbulkan karat maupun pembekuan refrigerant terutama pada expansion valve yang mana akan mengganggu siklus dari refrigerant.

Bagian atas dari receifer/dryer disediakan gelas kaca (sight glass) yang berfungsi untuk melihat sirkulasi refrigerant.



Expansion valve

Oleh karena fungsi dari expansion valve ini untuk mengabutkan refrigerant kedalam evaporator, maka lubang keluar pada alat ini berbentuk lubang kecil (orifice) konstan atau dapat diatur melalui katup (valve) yang pengaturannya menggunakan perubahan temperatur yang dideteksi oleh sebuah sensor panas. Berdasarkan pengaturan pengabutan ini expansion valve dibedakan menjadi :

• Expansion valve tekanan konstan
• Expansion valve tipe thermal

Pada gambar diatas adalah cara kerja expansion valve tipe thermal.

Pembukaan valve sangat bergantung dari besar kecilnya tekanan Pf dari Heat sensitizing tube. Bila temperatur lubang keluar (out let) evaporator dimana alat ini ditempelkan meningkat, maka tekanan Pf > dari tekanan Ps + Pe, maka refrigerant yang disemprotkan akan lebih banyak. Sebaliknya bila temperatur lubang keluar (out let) evaporator menurun maka tekanan Pf < Ps + Pe, maka refrigerant yang disemprotkan akan lebih sedikit.

• Ps : tekanan pegas
• Pe : tekanan uap didalam evaporator

Evaporator

Perubahan zat cair dari refrigerant menjadi gas yang terjadi pada evaporator akan berakibat terjadi penyerapan panas pada daerah sekelilingnya, udara yang melewati kisikisi evaporator panasnya akan terserap sehingga dengan hembusan blower udara yang keluar keruang kabin mobil akan menjadi dingin.

Ada tiga tipe Evaporator yang terbuat dari aluminium yaitu :

Siklus Pendinginan AC Mobil

Siklus Pendinginan Air Conditioners merupakan suatu rangkaian yang tertutup.

Siklus pendinginan yang terjadi dapat digambarkan sebagai berikut :

1. Kompresor berputar menekan gas refrigerant dari evaporator yang bertemparatur tinggi, dengan bertambahnya tekanan maka temperaturnya juga semakin meningkat, hal ini diperlukan untuk mempermudah pelepasan panas refrigerant.
2. Gas refrigerant yang bertekanan dan bertemperatur tinggi masuk kedalam kondenser. Di dalam kondenser ini panas refrigerant dilepaskan dan terjadilah pengembunan sehingga refrigerant berubah menjadi zat cair.
3. Cairan refrigerant diatampung oleh receifer untuk disaring sampai evaporator membutuhkan refrigerant.
4. Expansion valve memancarkan refrigerant cair ini sehingga berbentuk gas dan cairan yang bertemperatur dan bertekanan rendah.
5. Gas refrigerant yang dingin dan berembun ini mengalir kedalam evaporator untuk mendinginkan udara yang mengalir melalui sela-sela fin evaporator, sehingga udara tersebut menjadi dingin seperti yang dibutuhkan oleh para penumpang mobil.
6. Gas refrigerant kembali kekompresor untuk dicairkan kembali di condenser.

SISTEM A/C (AIR CONDITIONER) PADA MOBIL - 2


Rangkaian / siklus sistem AC pada mobil

1. Peralatan tambahan yang terdapat pada rangkaian sistem AC mobil.
Peralatan tambahan yang menunjang terlaksananya proses sistem pendinginan, dan juga merupakan peralatan pokok yang harus ada meskipun tidak termasuk komponen utama, adalah :


a. Pressure Switch

Presure switch ini berfungsi untuk mengontrol tekanan yang terjadi pada sisi tekanan tinggi, bila tekanan siklus refrigerant terlalu berlebihan, baik terlalu tinggi (27 kg/cm2) maupun terlalu rendah (2,1 kg/cm2) maka secara otomatis akan menyetop switch sehingga magnetic clutch menjadi off.

Kondisi tekanan yang tidak normal ini akan menyebabkan terjadinya kerusakan pada berbagai komponen yang lain.

Letak pressure switch ada diantara receifer dan expansion valve (lihat gambar dibawah)

Tipe Pressure switch ini ada dua macam yaitu :

Tipe dual, yang meng gunakan satu switch untuk dua keadaan yaitu terlalu tinggi atau terlalu rendah Tipe single, dengan switch terpisah.

Gambar tipe dual

b. Alat Pencegah Pembekuan (Anti Frosting Devices)


Untuk menghidari berkurangnya efek pendinginan yang disebabkan
pembekuan air yang ada di fin pada evaporator yang terlalu dingin < 0 C, dapat dipasangkan peralatan ini yang terdiri atas dua jenis, yaitu :

Tipe Thermistor yang dipasangkan pada fin evaporator, dan bekerja berdasarkan sinyal thermistor yang mengontrol temperatur fin. Bila temperatur fin menurun < 0C, maka magnetic clutch akan mati dan kompresor akan berhenti berputar.

Tipe EPR (Evaporator Pressure Regulator) dipasangkan diantara eva porator dan kompresor, (lihat gambar) Tipe ini mengatur jumlah refrigerant yang mengalir dari evapo rator ke kompresor, dan menjaga agar tekanannya tidak kurang dari 1,9 kg/cm2, sehingga akan menjaga temperatur fin eva porator tidak turun < 0C.

c. Stabilizer putaran mesin

Peralatan ini berfungsi untuk menstabilkan putaran mesin melalui sensor pendeteksi RPM mesin yang dipasangkan pada arus primer ignition coil sehingga putaran idle mesin menjadi lebih baik dan tidak mudah mati.

Prinsip kerja dari mekanis peralatan ini adalah ketika RPM mesin drop hingga mencapai batas minimum, akan menghentikan magnetic clutch, sehingga kompresor berhenti bekerja dan RPM mesin akan normal kembali.



d. Peralatan idle up

Digunakan untuk meningkatkan RPM mesin pada kondisi idle dan AC dalam keadaan hidup. Tanpa alat ini mesin akan menjadi sangat berat karena harus mengangkat beban kompresor sehingga mesin akan sering mati dan kenyamanan berkendaraan akan menjadi terganggu.

Alat ini penggunaannya tergantung dari tipe dan jenis bahan bakarnya.

- Untuk jenis mobil konvensional (menggunakan karburator) digunakan vacuum switching valve (VSV) serta sebuah actuator untuk membuka throttle, sehingga putaran mesin akan meningkat pada putaran idle dan AC dalam keadaan hidup. (lihat gambar)

- Untuk mobil EFI, digunakan VSV yang dilengkapi diapraghma yang menyebabkan udara akan melalui surge tank, dan ECU akan menginjeksikan sejumlah tambahan bahan bakar sesuai dengan udara bypass, sehingga idling mesin akan meningkat.