BAB 14 - Cronyos
advertisement
Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan BAB 14 SISTEM PENGKONDISIAN UDARA (AIR CONDITIONER) 14.1. Pendahuluan Air conditioner merupakan peralatan untuk memelihara udara di dalam ruangan agar temperatur dan kelembabannya sesuai dengan yang dikehendaki. Bila di dalam ruangan temperaturnya rendah maka panas akan diberikan sehingga temperaturnya naik (pemanasan) dan bila temperatur di dalam ruangan tinggi maka panas di dalam ruangan akan diturunkan (pendinginan). Kelembaban dikurangi atau ditambah demi kenyamanan. Selain itu sistem pengkondisian udara juga mengontrol sirkulasi udara, memurnikan udara (air purifier), menghilangkan gangguan semacam pembekuan dan pengembunan di permukaan kaca. Gambar 14.1. Sistem pengkondisian udara 14.2. Komponen Sistem AC Komponen dasar dari sistem pendingin dalam kendaraan terdiri dari kompresor, kondensor, receiver/dryer, katup ekspansi dan evaporator. Ada juga komponen lain agar sistem AC dapat bekerja sempurna yaitu unit kopling magnet (magnetic clutch), blower untuk menghembuskan udara pada evaporator, saringan udara untuk membersihkan udara yang dihisap blower, kontrol panel, sistem anti pembekuan, pencegah mesin mati dan lain-lain. Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 523 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 14.2. Komponen sistem AC Letak 14.3. Komponen AC pada kendaraan Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 524 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan 14.3. Fungsi Komponen AC a. Kompresor Kompresor merupakan pompa yang berfungsi untuk menaikkan tekanan refrigran di dalam sistem AC. Dikarenakan tekanan dinaikkkan maka temperatur refrigeran juga akan naik. Kompresor digerakkan oleh mesin ketika mesin hidup dan saklar kontrol AC dinyalakan untuk mengaktifkan kopling magnet yang akan menghubungkan putaran mesin dengan kompresor. Kompresor dikelompokkan sebagai berikut: Tipe gerak bolak-balik: 1. Tipe Crank 2. Tipe Swash plate 3. Tipe Wobble plate Tipe gerak putar 1. Tipe through vane 2. Tipe scroll Tipe crank Putaran poros engkol diubah menjadi gerakan naik turun piston untuk menghisap masuk refrigeran dan menekannya keluar menuju kondensor. Mekanisme pemasukan dan pengeluaran refrigeran terdiri dari katup pemasukan dan pengeluaran. Katup pemasukan berada pada sisi dalam silinder sedangkan katup pengeluaran berada pada sisi luar silinder. Katup pengeluaran ditahan oleh valve stopper untuk menahan pembukaan katup pengeluaran akibat tekanan tinggi refrigeran. Gambar 14.4. Kompresor AC tipe crank Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 525 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 14.5. Konstruksi mekanisme katup pada kompresor tipe crank Pada saat piston bergerak ke bawah, ruangan di atas piston volumenya membesar sehingga tekanannya turun. Katup pemasukan bergerak membuka sehingga refrigeran terhisap masuk. Poros engkol yang berputar akan menggerakkan piston untuk bergerak ke atas, tekanan di atas piston naik dan menyebabkan katup pengeluaran membuka sehingga refrigeran terdorong keluar menuju ke kondensor. Gambar 14.6. Kerja mekanisme katup saat pemasukan dan pengeluaran refrigeran Tipe swash plate Kompresor tipe swash plate terdiri dari beberapa piston yang disusun dengan interval 72 derajat untuk kompresor dengan jumlah silinder 10 dan interval 120 derajat untuk kompresor dengan jumlah silinder 6. Pada saat salah satu piston melakukan langkah hisap maka pada sisi piston yang lain melakukan langkah kompresi. Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 526 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 14.7. Kompresor tipe swash plate Piston akan bergerak ke kanan dan kiri sesuai dengan putaran piringan pengatur (swash plate) untuk menghisap dan menekan refrigeran. Saat piston bergerak ke arah dalam dalam, katup pemasukan terbuka dan menghisap refrigeran ke dalam silinder. Sebaliknya ketika piston bergerak keluar katup pemasukan menutup dan katup pengeluaran membuka untuk menekan refrigeran keluar. Katup pemasukan dan pengeluaran yang bekerja satu arah mencegah terjadinya pemasukan balik. Gambar 14.8. Mekanisme pemasukan dan pengeluaran refrigeran pada tipe swash plate Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 527 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Tipe Wobble plate kompressor Gambar 14.9. Kompresor tipe wobble plate Tipe wobble plate memiliki konstruksi yang hampir sama dengan tipe swash plate. Bila poros berputar, pin pengarah memutar swash plate. Gerakan memutar dari swash plate ini dibelokkan ke piston menjadi gerak maju mundur untuk menghisap dan menekan refrigeran. Katup kontrol digunakan untuk mengubah tekanan di ruang swash plate agar sesuai dengan beban pendinginan dengan cara mengatur sudut posisi swash plate terhadap poros menggunakan pin pengarah. Gambar 14.10. Mekanisme pemasukan dan pengeluaran refrigeran tipe wobble plate Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 528 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Tipe Through vane Kompresor tipe ini memiliki dua buah bilah (vane) yang terpasang saling tegak lurus pada bagian dalam silinder. Jika rotor berputar maka bilah akan bergeser pada arah radial dan menyentuh bagian dalam silinder (stator). Ruang yang dibentuk oleh bilah, dinding silinder dan rotor membentuk ruang pemasukan dan pengeluaran refrigeran. Gambar 14.11. Kompresor tipe through vane Gambar 14.12. Cara pemasukan dan pengeluaran refrigeran pada kompresor tipe through vane Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 529 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Pada saat bilah berputar bersama rotor, gaya sentrifugal bekerja pada bilah sehingga bergerak menyentuh dinding stator. Ketika saluran pemasukan terbuka, refrigeran terhisap masuk. Seiring berputarnya bilah, refrigeran yang sudah masuk kemudian dikompresikan dengan cara mempersempit ruang dan selanjutnya menekan refrigeran pada saluran pengeluaran. Terlihat pada gambar bahwa pada saat terjadi langkah pengeluaran refrigeran, pada sisi lain dari rotor dan bilah melakukan langkah pemasukan refrigeran. Gambar 14.13. Katup tekanan lebih (pressure relief valve) Kompresor dilengkapi dengan katup tekanan lebih (pressure relief valve) untuk membebaskan tekanan pada saluran keluar kompresor jika beban pendinginan terlalu besar atau tekanan dalam sisi tekanan tinggi di dalam kondensor dan receiver/dryer menjadi tidak normal yang dapat menyebabkan bahaya meledaknya pipa. Bila tekanan pada sisi tekanan tinggi meningkat antara 3,43–4,14 Mpa MPa (35–42,4 kgf/cm²), katup tekanan lebih membuka dan mengurangi tekanan. Biasanya sebelum katup tekanan lebih bekerja, terlebih dulu hubungan arus ke magnetic clutch diputus sehingga katup tekanan lebih jarang bekerja jika tidak dibutuhkan benar. Pada bagian Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 530 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan poros kompresor dilengkapi dengan sil (perapat) untuk mencegah kebocoran refrigeran pada kompresor. Kompresor tipe wobble plate sil porosnya tidak dapat diganti karena kompresornya merupakan tipe yang tidak dapat dibongkar. Tipe kompresor through vane mempunyai saklar temperatur yang mendeteksi temperatur refrigeran. Bila temperatur refrigeran terlalu tinggi, maka bimetal dalam saklar akan mendorong batang di atasnya dan membuka kontak saklar. Akibatnya arus yangmengalir ke magnetic clutch terputus dan kerja kompresor terhenti. Hal ini untuk mencegah kerusakan kompresor saat temperatur refrigeran tinggi. Gambar 14.14. Thermosaklar kompresor tipe through vane Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 531 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Kompresor tipe scroll Gambar 14.15. Kompresor tipe scroll Tipe kompresor ini terdiri dari scroll tetap dan scroll putar. Ruang pemasukan dan pengeluaran terbentuk di antara scroll putar dan scroll tetap saat scroll putar diputar oleh poros kompresor. Ketika lubang pemasukan terbuka, refrigeran terhisap masuk kemudian dibawa berputar sambil dimampatkan hingga mencapai lubang pengeluaran untuk disalurkan ke kondensor pada kondisi bertekanan tinggi. Gambar 14.16. Konstruksi scroll Oli kompresor Oli kompresor melarutkan diri bersama refrigeran untuk melumasi bagianbagian kompresor yang bergerak. Oleh karena itu kualitas dan kuantitas oli sangat penting untuk diperhatikan. Pada sistem pendingin dengan refrigeran jenis R134a, oli kompresor tidak dapat saling dipertukarkan dengan sistem pendingin dengan refrigeran R12. Jumlah oli kompresor yang tidak memadai dapat mengakibatkan Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 532 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan gesekan antar komponen yang berlebihan, menghalangi pertukaran panas, melapisi dinding evaporator sehingga mengurangi kemampuan pendinginan. Gambar 14.17. Penambahan oli karena penggantian komponen sistem AC Penambahan oli setelah mengganti komponen Oli kompresor memiliki sifat yang lebih sulit menguap dibandingkan refrigeran. Oleh karena itu saat terjadi penggantian komponen yang mengharuskan pelepasan komponen seperti kompresor, receiver/dryer, katup ekspansi dan lain-lain maka oli refrigeran mudah menguap sedangkan oli tidak. Namun karena sebagaian oli masih melekat pada komponen yang diganti maka jumlah oli yang ditambahkan saat penggantian komponen adalah sebanyak oli yang melekat pada komponen tersebut. Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 533 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan b. Magnetic clutch Kopling magnet berfungsi menghubungkan dan melepaskan putaran mesin terhadap kompresor. Magnetic clutch terdiri dari rotor, stator dan plat tekan. Rotor terhubung dengan puli penggerak. Stator diikat pada rumah kompresor dan plat tekan terpasang pada poros kompresor. Gambar 14.18. Komponen magnetic clutch Pada saat mesin berputar, puli penggerak yang berhubungan dengan poros mesin juga akan berputar. Pada saat ini kompresor tidak ikut berputar dikarenakan puli penggerak tidak dihubungkan dengan poros kompresor. Jika saklar kontrol AC dinyalakan, arus mengalir dari baterai menuju ke kumparan pada stator. Gaya elektromagnet yang terbentuk pada stator akan menarik plat tekan untuk berhubungan dengan rotor dan selanjutnya rotor dan poros kompresor akan berputar bersamasama. Bila saklar kontrol AC dimatikan, arus yang mengalir ke kumparan stator terputus sehingga kemagnetan menghilang. Plat tekan tidak lagi tertarik dan kembali ke posisi semula. Kompresor tidak berputar meskipun puli masih tetap berputar selama mesin mesin hidup. Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 534 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 14.19. Cara kerja magnetic clutch c. Kondensor Ketika kompresor bekerja dengan cara menaikkan tekanan refrigeran, temperatur refrigeran menjadi tinggi. Tugas kondensor adalah menurunkan temperatur refrigeran yang tinggi tersebut dengan cara mengambil panas refrigeran melalui aliran udara pada sirip-sirip kondensor. Gas refrigeran dari kompresor selanjutnya berubah fasa menjadi cair dikarenakan pengambilan panas tersebut. Kondensor dipasang pada bagian depan radiator sistem pendingin dan terdiri dari tabung dan sirip-sirip. Gambar 14.20. Kondensor AC Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 535 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan d. Receiver/dryer Refrigeran cair dari kondensor selanjutnya diterima oleh receiver/dryer dan dikirim ke evaporator. Sebelum dikirim, refrigeran disaring dan dikurangi kelembabannya agar tidak menimbulkan karat pada bagian dalam komponen yang dapat menyumbat sistem. Kaca periksa dipasang pada bagian atas receiver/dryer untuk melihat aliran refrigeran atau untuk mengetahui jumlah refrigeran. Gambar 14.21. Receiver/dryer dan sumbat pengaman Pada receiver/dryer tipe lain, kaca periksa terpasang pada pipa antara receiver/dryer dan katup ekspansi. Jumlah refeigeran dalam sistem AC dapat diketahui melalui kaca periksa dengan memperhatikan banyaknya gelembung. Gelembung yang banyak menandakan jumlah refrigeran tidak mencukupi, bila sedikit sekali gelembung atau hampir tidak ada maka jumlah refrigeran sudah memadai, jika tidak terlihat gelembung sama sekali berarti refrigeran kosong atau terlalu penuh. Receiver/dryer dilengkapi dengan sumbat pengaman untuk mengantisipasi kenaikan tekanan pada saluran AC yang disebabkan ventilasi kondensor rusak atau beban pendinginan terlalu tinggi sehingga dapat merusak komponen. Sumbat pengaman bekerja pada tekanan 30 kg/cm2 dan temperatur refrigeran antara 95o100oC dengan cara melelehkan diri sehingga refrigeran keluar dan kerusakan komponen dapat dihindari. Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 536 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 14.22. Tampilan gelembung pada kaca periksa refrigeran e. Katup ekspansi Katup ekspansi dipasang setelah receiver/dryer untuk mengabutkan refigeran cair dengan temperatur rendah. Pada kendaraan umumnya yang dipakai adalah katup ekspansi termal yang memungkinkan penampungan refrigeran ke dalam evaporator hanya sejumlah refrigeran yang akan diuapkan saja. Katup ekspansi dilengkapi dengan pipa sensitif kalor yang mendeteksi temperatur dan tekanan refrigeran yang keluar dari evaporator dan mengatur aliran refrigeran katup ekspansi setiap saat. Katup ekspansi juga memastikan refrigeran yang keluar dari evaporator dalam kondisi uap yang telah dipanaskan dan perbedaan temperatur antara uap refigeran dan uap jenuh senantiasa konstan. Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 537 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 14.23. Katup ekspansi f. Evaporator Ketika tekanan refrigeran cair turun setelah melalui katup ekspansi, panas dari udara yang dihembuskan oleh blower diserap oleh refrigeran sehingga temperaturnya naik. Evaporator menjaga udara yang dilewatkan blower mejadi dingin dan diserap efektif oleh refrigeran. Gambar 14.24. Evaporator Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 538 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan g. Kontrol panel Kontrol panel berisi selektor saklar yang mengatur kerja dari AC, kecepatan blower, arah hembusan dan kontrol temperatur. Selektor kontrol panel dalam bekerjanya mengontrol pelat pengatur udara (damper) dan motor blower serta magnetic clutch secara mekanis dan elektrik. Gambar 14.25. Selektor pada kontrol panel Gambar 14.26. Kontrol panel AC Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 539 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 14.27. Konstruksi pelat pengatur udara Selektor aliran udara masuk Selektor aliran udara masuk mengatur udara yang dihisap oleh blower. Udara masuk diperoleh dari sirkulasi udara dalam interior kendaraan atau udara segar. Udara segar yang terpolusi dapat dihalangi masuk sehingga hanya udara sirkulasi saja yang dihisap oleh blower. Gambar 14.28. Pelat pengatur udara masuk Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 540 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Pelat pengatur campuran udara untuk mengontrol temperatur udara. Gambar 14.29. Pelat pencampur udara Dengan mencampur udara yang lewat dari evaporator dan inti pemanas sesuai rasio tertentu akan diperoleh temperatur udara keluar yang diinginkan. Gambar 14.30. Kerja pelat pengatur udara campuran kondisi dingin Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 541 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 14.31. Kerja pelat pengatur udara campuran kondisi hangat Gambar 14.32. Kerja pelat pengatur udara campuran kondisi panas Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 542 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Pelat pengatur arah hembusan a. FACE : Berhembus ke setengah badan atas. b. BI-LEVEL : Berhembus ke setengah badan atas sampai kaki c. FOOT : Berhembus ke kaki d. DEF : Menghilangkan embun di jendela depan e. FOOT-DEF : Berhembus ke kaki dan menghilangkan embun jendela depan. Gambar 14.33. Hembusan arah setengah badan ke atas Gambar 14.34. Hembusan arah setengah badan atas sampai kaki Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 543 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 14.35. Hembusan arah kaki Gambar 14.36. Hembusan untuk menghilangkan embun kaca depan Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 544 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 14.37. Hembusan arah kaki dan menghilangkan embun kaca depan Cara kerja pelat pengatur udara Tipe kabel kawat Tipe ini secara mekanis menggerakkan kabel kawat untuk merubah posisi pembukaan dan penutupan pelat pengatur udara. Kerugiannya jika kawat kabel rusak atau macet maka pelat pengatur udara tidak bekerja sama sekali. Gambar 14.38. Tipe penggerak pelat pengatur udara Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 545 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Tipe Motor Dengan konstruksi yang lebih rumit, motor secara elektrik menggerakkan pembukaan dan penutupan pelat pengatur udara berdasarkan selektor pada kontrol panel. Selektor kecepatan blower Selektor kecepatan blower mengontrol arus yang masuk ke motor blower sehingga kecepatan blower dapat diatur. Cara yang dipakai menggunakan rangkaian dengan resistor atau transistor. Tipe Resistor Pada tipe resistor digunakan tiga buah resistor yang dirangkai seri untuk membentuk rangkaian massa bagi blower. Jika selektor kecepatan blower pada posisi LO (rendah) maka arus yang masuk ke blower dilewatkan seluruh tahanan yang dirangkai seri tersebut sebelum mencapai massa sehingga blower berputar pada kecepatan lambat. Jika selektor kecepatan blower pada posisi 2 maka arus dilewatkan pada 2 rangkaian seri resistor dan jika selektor kecepatan blower pada posisi 3 maka arus dilewatkan pada 1 resistor. Arus akan masuk ke blower tanpa melalui resistor jika selektor kecepatan blower pada posisi HI. Tipe transistor Transistor digunakan pada tipe ini untuk mengontrol arus yang masuk ke blower dengan rangkaian yang hampir sama dengan tipe resistor. Gambar 14.39. Kontrol kecepatan Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 546 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 14.40. Rangkaian kelistrikan AC Cara kerja sirkuit kelistrikan AC Pada saat kunci kontak dan saklar blower pada posisi ON, arus mengalir ke kumparan relai pemanas dan mengaktifkan relai pemanas. Jika saklar AC diposisikan pada posisi ON, arus dari baterai mengalir ke pemutus sirkuit, relai pemanas, motor blower dan menuju massa. Saat ini motor blower menghisap udara masuk dan menghembuskannnya ke evaporator. Pada saat yang sama arus juga mengalir ke AC amplifier dan membentuk rangkaian massa untuk kumparan relai magnetic clutch sehingga relai kopling magnet bekerja. Arus dari baterai selanjutnya mengalir ke relai kopling magnet, sensor temperatur refrigeran, kopling magnet dan menuju massa. Kopling magnet bekerja dan kompresor berputar. Sensor temperatur refrigeran bekerja pada posisi ON jika temperatur refrigeran kurang 180o. Lamanya AC amplifier membentuk rangkaian massa untuk relai kopling magnet tergantung dari masukan sinyal putaran mesin, suhu evaporator dan tekanan refrigeran (dual pressure switch). Pada saat mesin hidup pada putaran idle, mesin akan mati jika magnetic clutch diaktifkan karena adanya kenaikan beban utnuk memutarkan kompresor. Oleh karena itu, pada kendaraan dengan sistem pengkondisian udara biasanya dilengkapi dengan peralatan idle up untuk menaikkan putaran mesin saat magnetic clutch bekerja. Peralatan idle up yang dipakai tergantung tipe mesin dan sistem bahan bakar. Mesin dengan sistem bahan bakar menggunakan karburator atau EFI memakai VSV (vacuum switching valve) yaitu katup yang akan mengaktifkan saklar dengan prinsip adanya kevakuman. Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 547 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 14.41. Rangkaian menaikkan putaran idle pada sistem karburator Pada kendaraan dengan sistem bahan bahan bakar injeksi (EFI) digunakan VSV dan diafragma untuk melewatkan udara melalui surge tank. Jumlah udara yang masuk akan diiinformasikan oleh meter pengukur aliran udara kepada EFI ECU agar menambah bahan bakar yang diinjeksikan oleh injektor sehingga putaran mesin bertambah. Gambar 14.42. Rangkaian menaikkan putaran idle pada sistem EFI 14.4. Prinsip Kerja Sistem AC 14.4.1. Teori dasar pendinginan Pada saat kita sehabis berenang pada kondisi panas, air yang menempel pada badan akan menyerap panas tubuh dan menguap. Itu sebabnya tubuh kita merasa dingin dan segar. Dengan cara yang sama jika kita mengoleskan alkohol pada tubuh, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 548 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan kita juga merasa dingin pada bagian yang disentuh alkohol karena alkohol dengan cepat menyerap panas tubuh. Gambar 14.43. Penyerapan panas tubuh oleh air Gambar 14.44. Penyerapan panas tubuh oleh alkohol Suatu eksperimen dilakukan dengan menempatkan suatu bejana dalam kotak terisolasi dan ujung bejana diberi katup. Ke dalam bejana diisikan cairan yang mudah menguap. Ketika katup bejana dibuka, cairan dalam bejana akan berusaha meyerap panas pada udara di dalam kotak isolasi sehingga cairan menguap dan keluar dalam bentuk gas melalui katup. Karena kalor pada udara di ambil maka suhu ruangan di dalam kotak akan menjadi lebih dingin. Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 549 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 14.45. Eksperimen cairan yang mudah menguap dalam kotak terisolasi Pada sistem AC, untuk menghasilkan kondisi yang sama diperlukan suatu zat yang memiliki kemampuan mudah menguap dan mencair. Zat ini disebut refrigeran. Jadi refrigeran menyerap panas untuk menghasilkan penguapan dan melepas panas untuk menghasilkan pencairan. Refrigeran yang dipakai saat ini adalah HFC-134a (Hydofluorocarbon-134a/ R134a). 14.4.2. Karakteristik refrigeran Agar refrigeran dapat bekerja sesuai yang diharapkan maka ada persyaratan yang harus dipenuhi yaitu: mudah menguap dan mudah mencair, aman, stabil secara scientific dan kualitas tidak berubah. Refrigran R134a memiliki karakteristik seperti terlihat grafik di bawah. Refrigeran tersebut berubah titik didih dan fasanya tergantung dari tekanan dan temperatur refrigeran tersebut. Pada tekanan rendah, R134a menguap pada temperatur rendah tetapi pada tekanan tinggi, refrigeran tetap kondisi cair meskipun temperatur tinggi (kurang dari 100oC) tanpa terjadi penguapan. Gambar 14.46. Karakteristik refrigeran Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 550 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan 14.4.3. Aliran refrigeran a. Kompresor menekan refrigeran pada tekanan tinggi sehingga temperatur refrigeran menjadi lebih tinggi. b. Gas refrigeran mengalir ke kondensor. Di dalam kondensor gas refrigeran ini mengembun dan menjadi cairan refrigeran. Refrigeran cair ini mengalir ke receiver yang menyaring dan menyimpannya. c. Refrigeran cair yang sudah melewati filter ini mengalir ke katup ekspansi sekaligus mengubah refrigeran cair ini ke suhu dan tekanan yang rendah, menjadi semacam percampuran gas. d. Percampuran gas dan cairan refrigeran yang dingin ini mengalir ke evaporator, yang menguapkan cairan tersebut. Panas dari udara yang melewati eveporator diserap refrigeran. Maka refrigeran yang masih cair berubah menjadi semacam gas refrigeran di dalam evaporator dan hanya gas yang panas dari refrigeran yang menuju ke kompresor. e. Proses ini terus menerus berulang kembali 14.5. Pemeliharaan Sistem AC Sebelum mengisi refrigeran, perlu dipastikan apakah jumlah refrigeran cukup atau tidak. Bila kurang, periksa apakah terjadi kebocoran pada bagian-bagian atau sambungan sistem AC. Gambar 14.47. Pemeliharaan sistem AC Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 551 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Cara untuk melakukan pengisian refrigeran pada sistem AC: a. Periksa jumlah pengisian refrigeran Periksa jumlah pengisian refrigeran dan adanya kebocoran gas. b. Refrigeran yang telah dipulihkan Pulihkan refrigeran AC dengan mesin pemulih refrigeran. c. Lepas dan pasang kompresor AC Dengan cara melepas drive belt, lepas dan pasang kompresor AC. d. Isi refrigeran 14.5.1. Periksa jumlah pengisian refrigeran Pemeriksaan jumlah refrigeran dilakukan pada kondisi berikut: a. Mesin berputar pada 1500 rpm b. Saklar kontrol kecepatan blower pada posisi "HI" c. Saklar AC pada posisi "ON" d. Selektor temperatur pada posisi "MAX COOL" e. Semua pintu terbuka penuh Gambar 14.48. Mengkondisikan kendaraan saat pemeriksaan jumlah refrigeran Pemeriksaan dengan kaca periksa Biasanya, sejumlah besar gelembung yang terlihat melalui kaca periksa menunjukkan bahwa jumlah refrigeran tidak memadai. Bila terlihat sedikit gelembung atau hampir tidak ada maka jumlahnya tepat. Gelembung yang tidak terlihat berarti jumlah refrigeran kosong atau kelebihan refrigeran. Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 552 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 14.49. Pemeriksaan jumlah refrigeran melalui kaca periksa Pemeriksaan dengan set pengukur manometer a. Hubungkan pengukur manometer. b. Hubungkan selang hanya pada sisi kanan dan kiri saja. Hindari pemasangan pada bagian tengah manometer. Gambar 14.50. Memeriksa jumlah refrigeran dengan menggunakan manometer Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 553 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 14.51. Pengaturan pembukaan katup tekanan rendah dan tinggi c. Tutup katup sisi tekanan rendah dan katup sisi tekanan tinggi pengukur manometer sepenuhnya. Gambar 14.52. Menutup kedua katup d. Hubungkan satu ujung slang pengisian ke pengukur manometer dan ujung yang satu lagi ke katup servis pada sisi kendaraan. • Slang biru → Sisi tekanan rendah • Slang merah → Sisi tekanan tinggi • Untuk mengencangkan persambungan harus menggunakan tangan Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 554 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan • Bila persambungan selang pengisian jika rusak • Selang tidak dapat dipertukarkan satu sama lain pada sisi yang berlawanan karena ukuran persambungan berbeda-beda • Penyambungan selang ke katup servis pastikan sampai berbunyi klik Gambar 14.53. Memasang selang pengukur manometer e. Hidupkan mesin dan periksa tekanan yang ditunjukkan oleh pengukur manometer saat AC bekerja. Tekanan spesifikasi: Sisi tekanan rendah : 0.15-0.25 MPa (1.5-2.5 kgf/cm2, 21-36 psi) Sisi tekanan tinggi : 1.37-1.57 MPa (14-16 kgf/cm2, 199-228 psi) Penunjukan tekanan pada pengukur manometer dapat dipengaruhi temperatur udara luar sehingga memberikan hasil yang sedikit berbeda. Gambar 14.54. Penunjukan tekanan pengukur manometer Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 555 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Pemeriksaan kebocoran gas Pemeriksaan kebocoran gas dilakukan menggunakan tester kebocoran. Lokasi-lokasi utama yang harus diperiksa dengan tester kebocoran gas adalah sebagai berikut: a. Blower b. Kompresor AC c. Kondenser d. Evaporator e. Receiver/dryer f. Selang penguras g. Bagian persambungan pipa h. EPR (dengan Evaporator Pressure Regulator) Gambar 14.55. Lokasi pemeriksaan kebocoran gas refrigeran Periksa kebocoran refrigeran dengan memperhatikan kedipan lampu dan suara dari tester kebocoran. Pada saat mendekati lokasi kebocoran maka frekuensi kedipan lampu dan suara menjadi semakin cepat. Sensifitas dapat disetel untuk mengenali kebocoran kecil. Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 556 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 14.56. Tester kebocoran gas Prosedur pemeriksaan kebocoran a. Lakukan pemeriksaan dengan mesin dalam keadaan mati. b. Letakkan tester pada sisi bawah pipa dan gerakkan perlahan-lahan secara melingkar. Hal ini dikarenakan refrigeran sedikit lebih berat daripada udara. c. Berikan sedikit getaran pada pipa saat melakukan pemeriksaan. Mesin tidak boleh dihidupkan Gambar 14.57. Prosedur pemeriksaan dengan tester kebocoran 14.5.2. Memulihkan refrigeran 1. Hubungkan pengukur manometer dengan kondisi • Saklar AC pada posisi "OFF" • Mesin dimatikan 2. Pulihkan refrigeran dengan menggunakan mesin pemulih Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 557 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 14.58. Penggunan mesin pemulih refrigeran 14.5.3. Melepas dan memasang kompresor AC 1. Lepas drive belt Kendorkan baut-baut dudukan alternator dan dengan tangan, tekan alternator ke arah mesin dan kemudian lepas drive belt. Gambar 14.59. Mengendorkan baut pengikat alternator Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 558 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 14.60. Mendorong alternator ke arah dalam 2. Lepas pipa dari kompresor AC Segera setelah melepas pipa komresor AC, sumbat ujung pipa agar refrigeran tidak bocor atau udara masuk. Gambar 14.61. Melepas pipa kompresor AC 3. Lepas kompresor AC Dengan hati-hati lepas baut pengikat kompresor AC. Hindari terjadinya benturan antara kompresor AC dengan komponen lain saat mengngkat kompresor. Cegah kebocoran oli kompresor dengan menutup kompresor dengan kantong plastik. Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 559 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 14.62. Baut pengikat kompresor AC Setelah kompresor dilepas lakukan hal berikut: a. Periksa oli kompresor AC b. Pengosongan c. Pasang kompresor AC d. Isi refrigeran dan lakukan pemeriksaan akhir Gambar 14.63. Urutan penggantian oli kompresor Oli kompresor AC yang lama tetap harus dikuras dan dipertimbangkan jumlahnya untuk penggantian kompresor AC dengan yang baru karena selama beroperasi oli kompresor AC beredar di dalam sistem AC. Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 560 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 14.64. Distribusi oli kompresor pada sistem AC Berikut ini merupakan cara mengukur jumlah oli kompresor saat pembongkaran atau penggantian kompresor a. Saat membongkar rakitan kompresor AC Ukur jumlah oli kompresor AC yang dibongkar dan tambahkan 20 mm3 untuk dituangkan kembali ke dalam kompresor AC setelah pembongkaran. Jumlah 20 mm3 dipakai untuk mengganti oli kompresor yang hilang saat pembongkaran kompresor. b. Saat mengganti rakitan kompresor AC Ukur jumlah oli kompresor AC yang dilepas (jumlah A). Periksa jumlah oli kompresor AC yang baru di buku Pedoman Reparasi dan kurangi dengan jumlah A. Buat agar jumlah oli di dalam kompresor AC baru sama dengan jumlah oli (jumlah A) di dalam kompresor AC yang dilepas. Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 561 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 14.65. Menghitung jumlah penggantian oli kompresor Memasang kompresor AC 1. Pasang baut kompresor AC Lakukan pengencangan dengan tangan kemudian dengan alat secara merata. Gambar 14.66. Memasang kembali kompresor AC Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 562 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan 2. Pasang pipa-pipa kompresor AC Lumasi 2 ring-O baru dengan oli kompresor AC dan pasangkan pada pipa-pipa. Gambar 14.67. Memasang pipa saluran ke kompresor 3. Pasang drive belt Pasang drive belt dan tekan dengan batang palu pada sisi dalam alternator ke arah luar dan kencangkan baut pengikat alternator setelah kekencangan drive belt sesuai. Gambar 14.68. Mengencangkan sabuk penggerak kompresor Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 563 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Membuang udara dari sistem AC a. Hubungkan slang hijau ke bagian tengah pengukur manometer dan hubungkan vacuum pump ke ujung lain slang. Gambar 16.69. Mengosongkan refrigeran b. Tutup katup sisi tekanan rendah dan katup sisi tekanan tinggi pengukur manometer sepenuhnya. Gambar 14.70. Menutup kedua katup pada pengukur manometer Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 564 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 14.71. Mengontrol katup tekanan rendah dan tinggi c. Buka katup-katup pada sisi tekanan tinggi dan sisi tekanan rendah pengukur manometer dan nyalakan vacuum pump untuk mengosongkan. Lakukan pengosongan sampai sisi tekanan rendah pengukur manometer menunjukkan 750 mmHg atau lebih. Jaga tekanan penunjukan sebesar 750 mmHg atau lebih dan kosongkan selama 10 menit. Gambar 16.72. Menguras udara dari sistem AC Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 565 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan d. Tutup katup-katup pada sisi tekanan tinggi dan sisi tekanan rendah pengukur manometer dan matikan vacuum pump untuk mencegah udara masuk kembali. Gambar 16.73. Mencegah udara masuk kembali e. Untuk memeriksa kepadatan udara, setelah pompa berhenti, biarkan sistem selama 5 menit dengan kedua sisi tekanan rendah dan sisi tekanan tinggi tertutup. Kemudian, pastikan bahwa pembacaan indikator pengukur manometer tidak berubah. Bila tekanan naik maka udara kembali masuk ke dalam sistem AC oleh karena itu periksa ring-ring O dan kondisi persambungan sistem AC. Udara dan kelembaban yang tertinggal akan membeku di dalam pipa dan mencegah refrigeran mengalir dengan baik atau mengakibatkan karat di dalam sistem AC. Gambar 16.74. Memeriksa kepadatan udara Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 566 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan 14.5.4. Mengisi refrigeran Pada saat melakukan pengisian refrigeran ada hal-hal yang harus diperhatikan: a. Gunakan pelindung mata untuk mencegah refrigeran masuk ke dalam mata b. Hindari mengarahkan kaleng servis pada orang lain. Kaleng servis memiliki kemampuan melepaskan refrigeran saat kondisi darurat. c. Kaleng servis sangat peka terhadap panas tinggi oleh karena itu jangan dekatkan dengan sumber panas. Gambar 16.75. Perlakuan yang harus dihindari terhadap kaleng servis Gambar 16.76. Pemasangan kaleng servis Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 567 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Memasang kaleng servis 1. Hubungkan katup untuk kaleng servis a. Putar pegangan berlawanan arah jarum jam untuk menaikkan jarum dan juga putar piringan berlawanan arah jarum jam untuk menaikkan piringan. b. Putar katup ke dalam kaleng servis sampai packing terpasang dengan kencang, dan kemudian kencangkan piringan untuk menahan katup. c. Hindari memasang kaleng servis sebelum jarum naik dan jangan memutar pegangan searah jarum jam karena akan menyebabkan jarum menempel pada kaleng servis, dan refrigeran terbebaskan. Gambar 16.77. Menghubungkan katup pada kaleng servis 2. Pasang kaleng servis pada pengukur manometer a. Tutup sepenuhnya katup sisi tekanan rendah dan tinggi pengukur manometer. b. Hubungkan selang hijau dari kaleng servis ke bagian tengah pengukur manometer. c. Putar pegangan searah jarum jam sampai berhenti dan buat lubang pada kaleng. d. Putar pegangan berlawanan arah jarum jam dan kembalikan jarum. e. Tekan katup pembersih udara pengukur tekanan dengan obeng dan bebaskan udara sampai refrigeran keluar dari katup. Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 568 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 16.78. Memasang kaleng servis pada manometer Mengisi refigeran pada sisi tekanan tinggi a. Pada kondisi mesin mati, buka katup sisi tekanan tinggi dan isi refrigeran sampai pengukur sisi tekanan rendah mencapai sekitar 98 Mpa (1 kg/cm2, 14psi). Tutup katup sisi tekanan tinggi setelah terisi. b. Jangan mengoperasikan kompresor AC saat refrigeran diisi pada sisi tekanan tinggi karena dapat merusak kompresor. Jangan pernah membuka katup sisi tekanan rendah. Bila katup sisi tekanan rendah dibuka refrigeran segera berubah menjadi cair dan kompresor AC dapat menjadi rusak Gambar 16.79. Mengisi refrigeran Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 569 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Mengisi refrigeran pada sisi tekanan rendah a. Tutup katup sisi katup tekanan tinggi dan nyalakan mesin dan AC. Gambar 16.80. Menutup katup tekanan tinggi b. Buka katup sisi tekanan rendah manometer dan isi dengan jumlah refrigeran yang telah ditentukan sesuai spesifikasi kendaraan dengan kondisi: • Mesin berputar pada 1500 rpm • Saklar kontrol kecepatan blower pada posisi "HI" • Saklar AC pada posisi ON • Selektor temperatur pada posisi "MAX COOL" • Buka penuh semua pintu Gambar 16.81. Mengisi refrigeran pada sisi tekanan rendah Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 570 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan c. Agar gas AC tidak masuk ke dalam kompresor dalam bentuk cair, hindari membalik kaleng servis saat mengisi refrigeran pada sisi tekanan rendah. Pengisian berlebihan membuat proses pendinginan tidak maksimal. Gambar 16.82. Jangan membalik kaleng servis saat mengisi pada tekanan rendah Hindari membuka katup sisi tekanan tinggi saat mesin hidup karena dapat menyebabkan gas bertekanan tinggi mengalir kembali ke kaleng servis, dan membuat kaleng pecah. Gambar 16.83. Hindari membuka katup tekanan tinggi saat mesin hidup d. Periksa jumlah pengisian refrigeran berdasarkan penunjukkan pada manometer. Tekanan spesifikasi : Sisi tekanan rendah : 0.15-0.25 MPa (1.5-2.5kgf/cm2, 21-36 psi) Sisi tekanan tinggi : 1.37-1.57 MPa (14-16 kgf/cm2, 199-228 psi) Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 571 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Gambar 16.84. Penunjukan tekanan manometer Kondisi refrigeran dipengaruhi temperatur udara luar oleh karena itu dinginkan kondensor dengan udara atau air bila temperatur udara luar tinggi dan hangatkan kaleng servis di dalam air hangat (di bawah 40oC) saat temperatur luar rendah agar dapat mengisi refrigeran dengan lebih mudah. Gambar 16.85. Menghangatkan kaleng servis Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 572 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan e. Tutup katup sisi tekanan rendah dan matikan mesin. Gambar 16.86. Menutup katup sisi tekanan rendah f. Lepas selang pengisian dari kaleng servis pada sisi kendaraan dan sisi katup kaleng servis. Gambar 16.87. Melepas selang pengisian dari kaleng servis Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 573 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Pemeriksaan akhir Periksa bahwa refrigeran diisi dengan tepat dan bahwa sistem AC bekerja dengan baik. Lakukan pemeriksaan berikut ini : a. Periksa jumlah refrigeran yang telah diisikan dengan kaca periksa b. Periksa terhadap adanya kebocoran gas c. Periksa kondisi pendinginan AC Gambar 16.88. Pemeriksan akhir sistem AC 14.6. Analisa Gangguan pada Sistem AC Tabel 14.1 Gangguan, penyebab dan cara mengatasi pada sistem AC Gangguan AC tidak bekerja Kemungkinan penyebab Saklar kontrol rusak Sekering putus Magnetic clutch tidak bekerja AC kurang dingin Refrigeran kurang Sirip kondensor kotor Sirip evaporator kotor Kontrol temperatur pada panel tidak bekerja Blower tidak bekerja baik pengatur tidak Udara hanya Pelat menghembus pada bekerja baik area tertentu dalam Ventilasi tersumbat atau kotor kabin Blower bermasalah Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Cara mengatasi Periksa saklar kontrol Ganti sekering Periksa magnetic clutch Periksa dan isi refrigeran Periksa kondensor Periksa evaporator Periksa kontrol panel Periksa blower Perika pelat pengatur udara Bersihkan ventilasi udara Periksa kerja blower 574 Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan Aliran udara tidak Saklar blower rusak cukup Tegangan baterai rendah Evaporator membeku Saringan udara tersumbat Periksa saklar Periksa tegangan baterai Periksa evaporator Berihkan saringan udara 14.7. Ringkasan Air conditioner merupakan peralatan untuk memelihara udara di dalam ruangan agar temperatur dan kelembabannya sesuai dengan yang dikehendaki Saat ini, air conditioner telah menjadi sistem standar pada kendaraan-kendaraan baru. Sistem pengkondisian udara mengontrol sirkulasi udara, memurnikan udara (air purifier), menghilangkan gangguan semacam pembekuan dan pengembunan di permukaan kaca. Selain sistem pendingin, air conditioner juga dilengkapi dengan sistem pemanas terutama untuk kendaraan-kendaraan yang beredar di nergara dengan empat musim. Sistem pengkondisian udara terdiri dari kompresor, kondensor, receiver/dryer, katup ekspansi, blower dan evaporator. Kontrol panel digunakan utnuk mengontrol seluruh operasi sistem AC. Refrigeran yang umum dipakai saat ini adalah R134a. Jumlah refrigerant dapat dipantau secara mudah melalui kaca periksa yang terdapat pada receiver/dryer atau pipa saluran. Pemeriksaan secara rutin dan tepat menjaga sistem pengkondisian udara bekerja optimal. 14.8. Soal-soal Latihan 1. Sebutkan fungsi dan komponen-komponen sistem AC! 2. Bagaimana cara kerja magnetic clutch? 3. Gambar dan jelaskan rangkaian kecepatan motor blower? 4. Bagaimana melakukan pemeriksaan pada sistem AC? 5. Bagaimana melakukan pengisian refrigeran? Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 575