UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS

ESPE EXTENSIN LATACUNGA

Departamento de Ciencias de la Energa y Mecnica

Carrera de Ingeniera Automotriz

Nivel: VII Nivel

Asignatura: Optativa Automotriz II

Tema: RESUMEN TCNICAS DEL AUTOMOVIL

Fecha de entrega: 08-06-2015

ALUMNO:

Toapanta Byron

TUTOR:

Ing. Leonidas Quiroz.

LATACUNGA ECUADOR

COMPONENTES DEL CIRCUITO DE AIRE ACONDICIONADO

El Fluido Refrigerante

El principal componente del sistema climatizador es el agente frigorfico que recorrer

la instalacin, sometindose a continuos cambios de presin y temperatura que van a

provocar una modificacin del estado de agregacin del mismo con las sucesivas

evaporaciones y condensaciones, para lograr la absorcin de calor del aire que penetra

al inyector del vehculo y desprendindose posteriormente del mismo. Los fluidos

refrigerantes utilizados en los sistemas acondicionadores de aire presentan una

temperatura de ebullicin muy baja, cerca de los -25C a la presin atmosfrica.

El volumen del vapor saturado del agente refrigerante debe ser bajo, para permitir una

adecuada velocidad de circulacin del gas a travs de la instalacin, acorde con las

dimensiones y volumen de la zona de baja presin del sistema.

Adems el refrigerante debe tener un coste de fabricacin asequible, ser compatible con

el aceite lubricante necesario para los componentes mviles de la instalacin, como el

compresor, una toxicidad nula, ser fcilmente detectable en caso de fuga, no

contaminante, no inflamable, disponible en grandes cantidades, de afinidad nula con los

componentes atmosfricos.

El Diclorodifluorometano

El R-12 es un hidrocarburo clorofluorado (HCFC) cuya frmula qumica es CC2F2,

caracterizado por ser incoloro, ligero olor no desagradable, no ataca ni a lubricantes ni

a materiales plsticos que utilizan como juntas en el circuito. No reacciona con la mayor

parte de los metales, como aluminio, cobre y acero.

El Fren-12 no es inflamable ni corrosivo ni toxico, pero al contacto con la humedad del

aire se convierte en corrosivo(es vido de agua), atacando a los metales, los ojos y la

piel. Al contacto con una llama, se descompone en fosfgeno, que es igual a un gas muy

toxico acumulativo en los pulmones.

El refrigerante R12 es ms pesado que el aire y pasa del estado lquido al gaseoso a una

temperatura de -29.8C, estando a la presin atmosfrica. Su temperatura crtica es de

112C y el punto de solidificacin -158C. La presin critica 41.15 Bar y calor latente de

vaporizacin 36.43Kcal/Kg.

Efectos Contaminantes

El ozono es una sustancia contenida en las capas altas de la atmosfera, de la formula

qumica O3, que protege la superficie del planeta contra las radiaciones ultravioletas.

UV emitidas por el sol, protegindonos de enfermedades de la piel cataratas, etc.

Los fluidos refrigerantes del tipo clorofluorocarbonados como el R-12, contienen en su

molcula al menos un tomo de cloro, que se desprende de la molcula de dicho agente

frigorfico por la radiacin ultravioleta sobre ella. Una sola molcula de R-12 puede

destruir cerca de 100000 molculas, adems, en el denominado efecto invernadero

en un alto porcentaje. Se ha demostrado que un kilogramo de R-12 causa el mismo

impacto ambiental que 4 toneladas de CO2 en lo que el efecto invernadero se refiere.

El efecto invernadero provoca el sobrecalentamiento del planeta, por cuanto genera la

doble exposicin de la corteza terrestre a la accin de los rayos infrarrojos.

Tetrafluoretano

El tetrafluoretano R-134 a, no contiene CFC (cloro-flor-carbono), siendo CH3F-CF3 su

frmula qumica, en la que veremos que no se encuentra el elemento cloro.

Esta sustancia posee unas caractersticas que la hacen muy interesante en lo que a

instalaciones frigorficas se refiere, como son un punto de ebullicin de -26,5C a la

presin atmosfrica, una temperatura critica de 101,1C y un punto de solidificacin

extremadamente bajo. Presin critica de 40,6 bares, posee un calor latente de

vaporizacin de 47,19Kcal/Kg, tiene una toxicidad nula, no es inflamable y posee una

elevada estabilidad qumica.

Estados de agregacin del refrigerante y otras consideraciones.

El gas R-134a no puede utilizarse en las instalaciones para las cuales est previsto el R-

12 porque su composicin molecular es distinta y, utilizndolo, algunos componentes se

volveran permeables. Por este motivo, la carga y descarga dela instalacin debe

realizarse son el equipo apropiado en cada caso.

En los sistemas de climatizacin de los vehculos actuales se desaconseja

encarecidamente el empleo de fluidos refrigerantes geotrpicos, caracterizados por no

poseer una temperatura constante, es decir, durante el cambio de estado, la

temperatura del compuesto no permanecen constantes, sino que aumentan en la

vaporizacin y disminuye a medida que se produce la condensacin, denominndose

deslizamiento a la deferencia de temperatura del fluido.

El Compresor

El compresor es un elemento muy fundamental en el sistema de aire acondicionado, por

lo que se lo denomina como el corazn de este, el compresor transforma la energa

mecnica que es suministrada por el motor del vehculo, en aspiracin del fluido

refrigerante, que es procedente del evaporador en forma de vapor a baja presin y

temperatura, para despus comprimirlo e impulsarlo hacia el condensador, en forma de

vapor a alta presin y temperatura.

Compresores alternativos

Compresor alternativo de pistones con sistema biela manivela: est constituido por un

cilindro con un pistn interior con su respectiva biela, manivela y las toberas de

aspiracin y descarga, equipadas con sus vlvulas automticas, como se puede ver.

Figura 1: Compresor alternativo

Sobre el cigeal de montan las bielas, unidas a los pistones para convertir el

movimiento circular de dicho cigeal en longitud de los pistones. El mecanismo se

encuentra sumergido parcialmente en un depsito lleno de un aceite especfico de estos

sistemas, compatible con el fluido refrigerante, contenido en la carcasa inferior o crter

del compresor, unido al cuerpo del mismo con interposicin de correspondiente junta

de estanquiedad para evitar fugas del fluido del sistema y cerrado por extremos del

cigeal con retenes.

Compresores rotativos

Principio de funcionamiento de un compresor de paletas se basa en la rotacin de un

rotor y la disminucin progresiva del espacio ocupado por el fluido atrapado entre las

paletas. La estanqueidad se asegura por el contacto entre las paletas y el estator,

producida por la fuerza centrfuga aplicada a las paletas al girar el rotor a gran velocidad.

Figura 2: Compresor rotativo

Despiece del motor rotativo donde vemos el eje de mando recibe movimiento del motor

por medio de una correa trapezoidal que acopla en la polea de arrastre del mismo modo

que sucede con los compresores alternativos.

Figura 3: Despiece del compresor rotativo

Grupo de vlvulas

Se monta de forma general el mismo modelo de vlvulas, colocadas sobre un disco de

acero, sobre el que hacen asiento las lminas elsticas que constituyen las vlvulas,

normalmente el nmero de 2 por cilindro, detrs de las cuales se sitan el limitado de

carrera.

Figura 4: Disposicin de las vlvulas en el compresor rotativo

Embrague Electromagntico

En los compresores que se emplean en los equipos de climatizacin se utiliza un

dispositivo especial, llamado embrague electromagntico, que permite mantener

solidario el compresor con el motor. Es el elemento que posibilita la interrupcin de la

conexin entre el motor del vehculo y el compresor. Esta interrupcin puede realizarse

a voluntad del conductor o bien de forma automtica cuando se ha alcanzado la

temperatura adecuada.

Figura 5: Embrague electromagntico.

El Condensador

El condensador es un disipador de calor, y tiene un gran parecido con el radiador y

normalmente se encuentra ubicado delante de ste, y tiene por funcin evacuar el calor

absorbido por el refrigerante durante las fases de evaporacin y compresin, el

condensador debe tener un buen flujo de aire siempre que el sistema est en

funcionamiento por lo que generalmente se encuentra ubicado en la parte frontal del

vehculo, dentro del condensador el refrigerante que es proveniente del compresor, que

normalmente se encuentra caliente, es enfriado; y durante el enfriamiento el gas se

condensa para convertirse en lquido a alta presin.

Figura 6: Condensador.

Condensador de serpentn

Este tipo de condensador est compuesto de un tubo plano extruido cuya seccin

ovoide est dividida en 3 o 4 partes, con el fin de crear el mismo nmero de canales

paralelos. Este tubo forma un serpentn, entre cuyas curvas se intercalan las aletas en

acorden. Los componentes son soldados por calor.

Figura 7: Condensador de serpentn.

Condensador tubo / aletas

Estn constituidos de tubos cilndricos en forma de horquilla, insertados paralelamente

en un conjunto de aletas, que son expandidos mecnicamente para asegurar un buen

contacto trmico con stas. Se unen los tubos entre ellos en cada extremidad

mediante codos. El conjunto forma uno o varios tubos serpentn por donde circula el

fluido frigorfico.

Figura 8: Condensador de tubo/aletas.

9. EL EXPANSOR

El compresor sirve para asegurar el paso de la baja a la alta presin. Para el proceso

inverso se utiliza una vlvula de expansin. La expansin es el paso de un fluido del

estado de alta presin y temperatura al estado de baja presin y temperatura.

La funcin de una vlvula de expansin termosttica es la de expandir el fluido y regular

el recalentamiento de este fluido a la salida del evaporador. Esta regulacin es funcin

del caudal de fluido que atraviesa el evaporador.

Figura 9: Funcin del expansor.

La Vlvula de expansin con regulacin interna, este tipo de vlvula de expansin consta

de un diafragma accionado por la presin de un fluido voltil contenido en una cpsula

situada dentro del conducto de salida del evaporador.

Figura 10: Estabilizador interno.

Cuanto mayor sea la presin de envo que consigue el compresor, mayor ser la cantidad

de refrigerante que atraviese el paso calibrado del expansor, con lo que el ajuste del

caudal de este tipo de instalaciones se realiza de un modo automtico, razn por la cual

estos sistemas suelen emplear compresores de cilindrada variable. Cuando la presin a

la salida del evaporador sea alta, indicio de una temperatura del vapor excesiva, se

aumenta la cilindrada del compresor, aumentando la presin de envo del mismo y, por

lo tanto, el caudal del refrigerante que circula por el sistema.

Figura 11: Expansor de orificio.

10. EL EVAPORADOR

El evaporador se encuentra localizado en el conjunto de distribucin de trampillas,

despus del soplador y antes del radiador de calefaccin, y sirve para absorber tanto el

calor como el exceso de humedad dentro del vehculo.

El evaporador es un intercambiador trmico cuya funcin es indisociable con la de la

vlvula termosttica de expansin (vlvula reductora o dosificacin). El evaporador

desempea la funcin de enfriar el aire puesto en movimiento por el impulsor

(ventilador centrfugo) al pasar entre las laminillas del ncleo del evaporador,

condensndose en l la humedad existente en el aire, para luego, enviarlo hacia el

habitculo del vehculo.

Figura 12: El evaporador.

En la siguiente figura se muestra el desplazamiento de la vlvula expansora y el

evaporador en la carcasa del climatizador, por delante del motoventilador encargado

de forzar la corriente de aire a su travs.

Figura 12: El desplazamiento de la vlvula expansora.

11. EL FILTRO DESHIDRATADOR

El filtro deshidratador conforma uno de los elementos bsicos de un sistema

climatizador, siendo su funcin principal limpiar el fluido refrigerante reteniendo todas

las impurezas que contenga, para devolverlo a la instalacin en perfectas condiciones

de uso. Al mismo tiempo, retiene la humedad que circule con el gas por la instalacin,

depositndose stas en un material filtrante de xido de silicio o almina

principalmente, capaz de almacenar hasta un 10% de su peso en agua.

La botella deshidratadora se ubica entre el condensador y la vlvula de expansin, en la

zona de alta presin, en serie con el circuito de circulacin del refrigerante.

Figura 13: Botella deshidratadora.

En esta materia filtrante se depositan las molculas de agua y residuos que arrastra el

fluido en su camino a lo largo del sistema, evitando la circulacin por los elementos de

la instalacin de cuerpos extraos. El filtro, compuesto por una rejilla metlica unida a

la espiga sonda, retiene cualquier impureza procedente de la propia materia filtrante

deshumidificante, que permite almacenar entre 6 y 12 gramos de agua (unas 60 gotas).

Figura 14: Partes de la botella deshidratadora.

Un filtro deshidratador del tipo filtro acumulador, en el que apreciamos la ausencia del

visor, que ya no es til por el tipo de aceite empleado en estos sistemas, pero que tiene

otras ventajas como su ubicacin en la instalacin, que en este caso se sita entre el

evaporador y el compresor.

Figura 15: Partes del filtro acumulador.

12. EL ACEITE LUBRICANTE23

Toda instalacin de aire acondicionado tiene un sistema de engrase, para sus partes

mviles tales como el compresor o la vlvula de expansin a fin de evitar el

agarrotamiento, movimiento dificultoso, etc.

El aceite utilizado en este tipo de instalaciones es un tanto especial, ya que debe cumplir

varias funciones en condiciones de funcionamiento extremas, dentro de las cuales

destacamos:

Lubricar las piezas en movimiento para evitar el desgaste del compresor.

Lubricar la vlvula de expansin.

Refrigerar el compresor.

Evitar las fugas en los puntos de unin de los tubos y racores.

Evacuar las impurezas.

Prevenir la corrosin, absorbiendo la humedad para luego depositarla en el filtro

deshidratador.

TUBOS Y RACORES

Las tuberas interconectan los diversos elementos que conforman el sistema para la

circulacin del agente frigorfico formado un circuito cerrado y estanco aislado del

ambiente exterior, para esto se emplean distintos tipos de materiales en la fabricacin

de las tuberas rgidas como el cobre, el acero o el aluminio.

Figura 16: Tipos de racores.