Funcionamento do compressor de ar-condicionado
Substituir o compressor de ar-condicionado — Instruções
Aqui, você poderá encontrar informações básicas úteis e dicas valiosas sobre compressores de sistemas de ar-condicionado automotivos.
O compressor de ar-condicionado é a peça central do sistema de ar-condicionado e, simultaneamente, também o componente com maior sobrecarga. Nessa página, mostramos a você como funciona o compressor de ar-condicionado e quais as causas que podem levar à sua falha. Você também aprenderá como as falhas podem ser diagnosticadas e o que deve ter em mente no momento de substituir o compressor de ar-condicionado para evitar danos consequentes.
Aviso importante de segurança
As seguintes informações técnicas e dicas práticas foram elaboradas pela HELLA, com o intuito de apoiar as oficinas profissionalmente nos trabalhos do dia a dia. As informações disponibilizadas neste web site apenas devem ser utilizadas por pessoal especializado e devidamente qualificado.
ÍNDICE
FUNCIONAMENTO DO COMPRESSOR DE AR-CONDICIONADO: MODO DE FUNCIONAMENTO
O compressor do sistema de ar-condicionado é acionado pelo motor do veículo através de uma correia poly-V ou em V. Ela comprime ou transporta o agente de refrigeração no sistema. Existem diferentes modelos de compressores.
Modo de funcionamento
A partir do evaporador, o agente de refrigeração é aspirado em forma gasosa, sob baixa pressão e baixa temperatura, condensado e, em seguida, transferido a uma temperatura e pressão elevadas para o condensador.
COMPRESSORES SEM ACOPLAMENTO MAGNÉTICO: PRINCÍPIOS BÁSICOS
Informações gerais
Os chamados compressores variáveis, "sem acoplamento" e controlados de forma externa são usados há alguns anos. Todos os fabricantes de compressores de renome usam os mais variados tipos básicos. Apresentamos aqui os tipos mais comuns no mercado: Denso, com os tipos 6SEU e 7SEU; Sanden, com os tipos PXE 13 e PXE 16. Porém, a Delphi/Harrison também está representada pela série CVC7, que é muito semelhante ao modelo do compressor V5. Essa geração de compressores é usada por praticamente todos os fabricantes de veículos (Audi, BMW, Citroën, Seat, VW, Opel...).
Controlado externamente significa que a cilindrada do compressor é determinada através de uma válvula de regulagem, controlada por um módulo de comando do ar-condicionado montado, em função dos mais diversos parâmetros do sistema como temperatura exterior/pretendida, alta/baixa pressão, rotação ou carga do motor. "Sem acoplamento" significa que o compressor já não dispõe de um acoplamento magnético. Ou seja, o compressor é acionado permanentemente através da polia e também trabalha assim que o sistema de ar-condicionado estiver desligado. Porém, existe uma ligeira redução da porcentagem de potência.
Funcionamento
A unidade de polias do compressor é composta, p. ex., por um disco de arrastamento e pela própria polia (desenho). O disco de arrastamento é composto por um elemento de borracha e estabelece a ligação entre polia e veio do compressor. Por um lado, atua como amortecedor de vibrações, protegendo ainda o compressor ou os demais agregados acionados contra sobrecarga ou danos. Por exemplo, se o compressor bloquear, as forças de transmissão entre polia e disco de arrastamento aumentam consideravelmente na zona do elemento de borracha.
Exemplo de funcionamento (desenho)
Dependendo do fabricante ou do tipo do compressor, a ligação é interrompida através da deformação do elemento de borracha ou do acionamento do "sistema de proteção contra sobrecarga". Nesse caso, a polia ainda continua funcionando, mas somente vazia. Assim, é possível prevenir danos na correia ou em outro agregado acionado pela correia.
A válvula de regulagem (Figura 1) se encontra no compressor e recebe seus sinais modelados por largura de pulso (PWM) do módulo de comando do ar-condicionado. A corrente, que é conduzida pelo módulo de comando para a válvula de regulagem e que, por fim, determina a potência do compressor, pode ser indicada como bloco do valor de medição com o auxílio de um equipamento de diagnóstico.
Figura 1
Os compressores sem acoplamento também dispõem de uma válvula de segurança (Figura 2), que deve proteger o compressor e os restantes componentes do sistema de ar-condicionado contra pressões demasiado altas. Na maior partes dos casos, a válvula aciona entre 35 e 45 bar (dependendo do fabricante do compressor). A válvula somente fica aberta até a sobrepressão ser reduzida. Em seguida, volta a fechar para não liberar para a atmosfera toda a quantidade de agente de refrigeração. Se a película da válvula estiver danificada, é possível assumir que essa foi a causa do "acionamento" da válvula.
Figura 2
Diagnóstico
As polias e seus elementos de borracha concebidos como "sistema de proteção contra sobrecarga" são construídos de forma distinta, dependendo do tipo de compressor. Consoante o tipo, é possível determinar de diferentes formas se o "sistema de proteção contra sobrecarga" foi acionado:
Figura 3
No interior da polia são visíveis peças de abrasão de borracha (Figura 3). O veio do compressor já não é acionado. Assim que for possível girar facilmente o compressor, a polia ou o elemento de borracha podem ser substituídos.
Figura 4
O sistema de proteção contra sobrecarga acionou o disco de arrastamento (Figura 4). É possível substituir individualmente o disco de arrastamento ou o elemento de borracha. Condição: o compressor pode ser facilmente girado.
Figura 5
Não é de todo visualmente perceptível um limitador de toque acionado. Para controlar se o limitador foi acionado, o veio do compressor tem que ser imobilizado com uma ferramenta adequada (Figura 5) e, simultaneamente, a polia tem que ser girada para a esquerda. Se for possível girar a polia para a esquerda, tal significa que o limitador foi acionado e é necessário substituir o compressor. Nos tipos de compressor Sanden PXE 13 e PXE 16 não é possível efetuar uma substituição do limitador de binário.
A corrente máxima conduzida para a válvula de regulagem pelo módulo de comando é, p. ex. no Audi A3 com o ajuste mais baixo de temperatura, de aprox. 0,65 A. Nesse caso, o compressor também atinge sua potência máxima. No funcionamento de regulagem, circula uma corrente média de 0,3 A. O problema em veículos novos reside no fato de ainda não ser possível efetuar um diagnóstico com muitos equipamentos de teste fora da área de gestão do motor. Aqui, em circunstâncias ideais, é adequado usar um osciloscópio. Recorrendo a pontas de teste apropriadas, é possível registrar o sinal PWM na ligação da ficha do compressor.
Nesse sentido, o osciloscópio deve ser ajustado para 5 V/div e para 0,5 ms/div. Na tela do osciloscópio, passa a ser possível representar os tipos de funcionamento individuais com o motor em funcionamento. No ajuste mais baixo de temperatura ("Lo") é apresentado um sinal retangular com fator de duração de aprox. 75% (Figura 7). O fator de duração resulta da relação largura de pulso -B- e da distância entre sinais -C- (nesse caso, 75% de tempo de ativação, 25% de tempo de desativação).
Figura 7
Simultaneamente, através das divisões de volts (A=5 V), é possível ler o nível da tensão de bordo (aprox. 13,5 V). O valor de tensão apresentado como número (9,8 V) é somente um valor médio. A largura de pulso depende da capacidade de refrigeração e da tensão de bordo pretendidas. Através do percurso da área -B-, a corrente para a válvula de regulagem é "controlada" pelo módulo de comando. Dependendo do ajuste da unidade de comando e das influências ambiente (p. ex., temperatura exterior), a largura de pulso do sinal retangular é alterada ou a válvula de regulagem é controlada de forma a gerar a potência do compressor necessária para atingir a temperatura pretendida. A Figura 8 mostra de que forma o compressor é reduzido com o ajuste de temperatura"High".
Figura 8
A Figura 9 foi capturada no modo "Econ" (compressor desligado) e não apresenta qualquer sinal. Através desse método, é possível determinar em que medida uma alteração de sinal é realizada com o módulo de comando. Se for efetuada uma alteração plausível dos sinais, mas isso não resultar em qualquer alteração da temperatura de descarga ou em descida da temperatura interior, provavelmente, existem danos no compressor.
Além disso, existem no mercado equipamentos de diagnóstico que permitem gerar um sinal PWM com diferentes durações de pulsos. Dessa forma, é possível determinar se uma ativação do compressor altera a pressão do agente de refrigeração. Isso constitui o princípio básico para poder afirmar em que medida o compressor ainda funciona corretamente.
Figura 9
Também é possível realizar um teste funcional através de sinal PWM com um gerador de funções (Figura 10). Porém, para tal, é estritamente necessário ligar uma "carga" no lado do módulo de comando do sistema de ar-condicionado que corresponda à de uma válvula de regulagem eletrônica. Caso contrário, o módulo de comando detecta um erro no sistema e salva-o na memória de erros. Isso pode causar falhas no funcionamento ou a falha do sistema. Nesse caso, é necessário ler a memória de erros e excluí-la com um equipamento de diagnóstico.
Figura 10
Em virtude de ruídos e outros problemas do sistema de ar-condicionado, os compressores são repetidamente sujeitos a reclamações precipitadas. Em muitos casos, conclui-se que o compressor está funcional ou mesmo que a causa do defeito não deriva do compressor. Por esse motivo, todos os componentes do sistema devem ser sempre incluídos na causa dos erros. Os ruídos podem ser provocados pelo compressor, mas também pela sua fixação, pelo acionamento, pela válvula de expansão ou pelas tubagens. Uma quantidade incorreta de agente de refrigeração também pode ser responsável por diversos ruídos.
Além disso, o óleo fornece informações importantes sobre eventuais danos:
- Caso o óleo no compressor tenha adquirido uma cor vermelha, tal pode se dever à presença de excesso de umidade.
- Óleo com uma cor preta indica um compressor com defeito.
- Óleo cinza prateado deve ser analisado relativamente a limalhas metálicas. A descoloração acinzentada indica abrasão metálica.
Considerando que as quantidades totais de óleo vão diminuindo (por vezes somente 80 ml), é extremamente importante monitorar e manter o volume de óleo (p. ex., no serviço do ar-condicionado e na substituição de componentes).
Um reparo de compressores sem acoplamento somente é possível de forma limitada. Em todo o caso, tem que ser efetuado com o auxílio de ferramentas adequadas e das informações necessárias ao reparo.
Naturalmente, é extremamente importante avaliar as pressões do sistema durante o diagnóstico. Nesse sentido, recorrer aos valores padrão dos fabricantes de veículos. O mesmo se aplica à temperatura de descarga.
A tabela embaixo pode ser usada como base para avaliar as pressões do sistema:
| Avaliação das pressões do sistema | ||||
|---|---|---|---|---|
| Alta pressão | Baixa pressão | Sintomas | Eventual causa | Possibilidade de solução |
| Normal | Normal | → Ar que sai não resfria | → Demasiado óleo no sistema de ar-condicionado → Ar ou umidade no sistema de ar-condicionado | → Aspirar, lavar e reabastecer o sistema de ar-condicionado com óleo e agente de refrigeração → Aspirar o sistema de ar-condicionado, substituir o secador e reabastecer |
| Alta | Alta | → Tubagem de baixa pressão mais fria do que o evaporador → A alta pressão diminui se o condensador for refrigerado com água → A alta e a baixa pressão ficam niveladas assim que o compressor desliga e pulsam assim que ele liga | → Válvula de expansão demasiado aberta → Demasiado agente de refrigeração no sistema → Condensador sujo/bloqueado → Problemas no ventilador → Problema com o compressor (válvula de escape/vedação) | → Substituir a válvula de expansão → Aspirar e reabastecer o sistema de ar-condicionado → Verificar, limpar/substituir o condensador → Controlar o ventilador → Verificar o compressor, se necessário, substituí-lo |
| Baixa | Baixa | → Ar que sai não resfria → Tubagem de aspiração está mais fria do que o evaporador | → Agente de refrigeração insuficiente no sistema → Bloqueio no lado de aspiração | → Aspirar e reabastecer o sistema de ar-condicionado → Verificar as tubagens e as ligações, substituí-las, se necessário |
| Alta | Baixa | → Formação de gelo na tubagem do líquido → Formação de gelo no secador | → Tubagem/secador bloqueado | → Controlar o secador/tubagem, substituí-los, se necessário |
COMPRESSOR DE AR-CONDICIONADO COM DEFEITO: CAUSA DA FALHA
CONTROLAR O COMPRESSOR DE AR-CONDICIONADO: Detecção de erros
VÍDEO SOBRE O TEMA
Detecção de erros em compressores de regulagem externa
A apresentação, por etapas, do diagnóstico de um compressor de regulagem externa.
03:48 min
RUÍDOS DO COMPRESSOR DE AR-CONDICIONADO: DETECÇÃO DE ERROS
Avisos para a detecção de erros e para a substituição do compressor
Durante a detecção de erros relacionados com fontes de ruído e antes de cada substituição do compressor se deve prestar atenção aos seguintes avisos:
Detecção de erros no estribo de apoio ou nos pontos de fixação
Figura 1: Detecção de erros no estribo de apoio ou nos pontos de fixação
Controlar todos os estribos de apoio e pontos de fixação relativamente a rupturas ou fissuras e à eventual falta de pinos e porcas.
Todas e quaisquer vibrações, causadas por esse motivo, podem ser a causa de ruídos excessivos do compressor. Prestar atenção se os ruídos se alteram se, por exemplo, exercer força sobre um estribo de apoio ou pontos de fixação com uma alavanca de montagem (Figura 1). Caso se detecte uma alteração, os ruídos provavelmente não são provocados pelo compressor.
Detecção de erros nas mangueiras ou nas tubagens
Figura 2: Detecção de erros nas mangueiras ou nas tubagens
Controlar as mangueiras e as tubagens, de modo a verificar se as vibrações do motor ou do agente de refrigeração se estendem até ao compartimento interno do veículo.
Para esse efeito se deve segurar as mangueiras e tubagens com as mãos e prestar atenção a eventuais formações de ruídos (Figura 2).
Detecção de erros em correias em V, dispositivo tensor, polias tensoras, bom funcionamento livre do gerador e polias
Controlar as correias em V, o dispositivo tensor, as polias tensoras, o bom funcionamento livre do gerador e as polias relativamente ao bom funcionamento, folgas e alinhamento correto.
Tolerâncias excessivas, devido a componentes desgastados, podem originar ruídos.
Detecção de erros, alta pressão excessiva
Figura 3: Detecção de erros, alta pressão excessiva
Uma alta pressão excessiva (Figura 3) pode dar origem a ruídos de funcionamento estranhos.
Se a conexão de serviço de alta pressão ainda se situar atrás de uma obstrução na instalação, pode ser que a alta pressão seja realmente superior à indicada no manômetro. Para diagnosticar um problema desse tipo, é aconselhável medir as temperaturas no condensador.
Agente de refrigeração com impurezas
Demasiado agente de refrigeração ou agente de refrigeração com impurezas resultam em uma alta pressão excessiva, que pode causar ruídos no compressor.
O mesmo se aplica ao agente de refrigeração com um elevado teor de gases não condensáveis (ar).
Detecção de erros, alta pressão excessiva
Figura 4: Detecção de erros no condensador
Também o condensador pode ser a origem de ruídos estranhos.
Se for conduzida uma quantidade insuficiente de ar pelo condensador, o agente de refrigeração não condensa adequadamente e a alta pressão sobe excessivamente. Consequentemente pode ser provocada uma formação de ruídos anormais. Controlar, por isso, se o ou os ventiladores transportam suficiente ar pelo condensador. Controlar também as lamelas do condensador e do radiador relativamente a eventual sujeira (Figura 4).
Detecção de erros, alta pressão excessiva
Figura 5: Detecção de erros em válvulas de expansão com sujeira
Frequentemente, os ruídos também são causados por válvulas de expansão (Figura 5) ou válvulas de estrangulamento sujas.
Isso pode se dever a limalhas metálicas causadas pela abrasão. Essas limalhas interferem no fluxo de agente de refrigeração e dão origem ao aumento da pressão. Válvulas de expansão com "defeito" podem, por exemplo, gerar diversos ruídos "sibilantes ou roncantes", que são perceptíveis de forma bastante clara no compartimento interno do veículo.
VÍDEO SOBRE O TEMA
Produção de ruídos na zona do compressor de ar-condicionado
A origem dos ruídos e como eliminar os erros, esses são os temas desse vídeo técnico.
03:35 min
SUBSTITUIR O COMPRESSOR DE AR-CONDICIONADO: INSTRUÇÕES
Procedimento para a análise de erros e substituição
Lavagem rigorosa
As partículas de sujeira no circuito do ar-condicionado somente podem ser eliminadas através de uma lavagem minuciosa do sistema completo. Para a lavagem pode ser usado, consoante o grau de sujeira, agente de refrigeração R134a ou uma solução de lavagem especial da HELLA Gutmann Solutions. Os compressores, secadores (acumuladores) e as válvulas de expansão e de estrangulamento não podem ser lavados. Pelo fato de ser sempre necessário considerar a existência de sujeira no sistema (abrasão, limalhas), em caso de defeitos no compressor, é absolutamente essencial efetuar uma lavagem do sistema durante a substituição desses componentes.
Óleos de agente de refrigeração
Prestar atenção às especificações do fabricante e às instruções constantes no panfleto. Prestar atenção à viscosidade.
1. Distribuição do volume de óleo
Existe óleo de agente de refrigeração em todos os componentes do sistema de ar-condicionado. Em caso de reparo, o óleo é removido com o componente substituído. Por isso, é imprescindível encher novamente com o volume de óleo correspondente. O gráfico ao lado explica a distribuição média dos volumes de óleo dentro do sistema.
2. Prestar atenção ao volume de óleo e à especificação
Antes da montagem de um compressor novo ou durante o reabastecimento de óleo do agente de refrigeração é fundamental prestar atenção ao volume de óleo e à viscosidade, consoante as especificações do fabricante do veículo.
3. Quantidade total de óleo do respectivo compressor
Visto que o mesmo compressor pode ser eventualmente usado para diferentes veículos ou sistemas, é fundamental que o volume de enchimento do óleo seja controlado e corrigido, antes da montagem do compressor. Para isso, é necessário escoar e coletar todo o óleo. No final, o compressor deve ser reabastecido com o volume de óleo predefinido pelo fabricante de veículos (quantidade do óleo de sistema). Para permitir a distribuição uniforme do óleo, é necessário girar o compressor manualmente 10 vezes, antes da respectiva montagem. Isso corresponde
também às indicações do fabricante de compressores Sanden, sendo
ainda necessário prestar atenção às especificações do fabricante do veículo
fornecidas separadamente.
Peneira do compressor
Geralmente é necessário lavar todo o sistema de ar-condicionado durante uma substituição do compressor, de modo a eliminar impurezas e substâncias estranhas do sistema. Se, apesar da lavagem, permanecerem impurezas no circuito, é possível prevenir danos através da colocação de peneiras na tubagem de aspiração — Ver catálogo das ferramentas Hella Gutmann Solutions.
Encher o sistema de ar-condicionado com agente de refrigeração
Prescrições de comissionamento para o compressor:
- O agente de refrigerante somente deve ser abastecido na estação de serviço de ar-condicionado, através da conexão de serviço de alta pressão, de modo a evitar impactos do agente de refrigeração no compressor.
- Somente pode ser usado o agente de refrigeração especificado pelo fabricante do veículo, na respectiva quantidade/especificação.
- Ajustar a distribuição do ar na posição "Bicos centrais" e abrir todos os bicos centrais.
- Ajustar o botão do ventilador do ar fresco no nível médio.
- Ajustar a seleção da temperatura na capacidade de arrefecimento máxima.
- Ligar o motor (sem o funcionamento do sistema de ar-condicionado) e deixar trabalhar sem parar durante, pelo menos, 2 minutos em marcha lenta.
- Ligar o sistema de ar-condicionado com o motor em marcha lenta durante aprox. 10 segundos; desligar o sistema de ar-condicionado durante aprox. 10 segundos. Repetir esse procedimento, pelo menos, 5 vezes.
- Realizar o controle do sistema.
Agente de detecção de vazamentos
Os danos no compressor também podem ser provocados pela falta de agente de refrigeração. Por esse motivo, recomenda-se que seja realizada regularmente uma manutenção do ar-condicionado e que seja eventualmente adicionado um agente de contraste ao sistema. Existem diferentes métodos — Ver o catálogo das ferramentas Hella Gutmann Solutions. Documentar o uso de agente de contraste no veículo. Dessa forma é evitado um enchimento excessivo, o qual pode causar danos no compressor em situações extremas.
SUBSTITUIR O COMPRESSOR DE AR-CONDICIONADO: Vídeo
Substituição correta do compressor
Substituição/Troca de um compressor de ar-condicionado no segmento da climatização de veículos.
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