Compressor digerakan melalui magnetic clutch dan dihubungkan ke putaran mesin menggunakan v-belt. Pertama sekali cairan refrigerant di evaporator menguap dan berubah menjadi gas bersuhu dan bertekanan rendah dengan mengambil panas dari ruang penumpang. Kemudian compressor mengkompresikan gas refrigerant tersebut menjadi gas yang bersuhu dan bertekanan tinggi, kemudian disirkulasikan ke condenser.
Klasifikasi dan Sejarah Compressor
Compressor yang digunakan pada a/c mobil diklasifikasikan dalam tipe Resipro dan Rotary. Tipe recipro terdiri dari tipe crank, tipe swash plate, dan tipe wobble plate, dan tipe rotary terdiri dari tipe scroll dan tipe vane. Tabel berikut memperlihatkan sejarah tipe compressor. Walaupun fungsi a/c untuk mendinginkan ruang penumpang tapi tuntutan pasar membutuhkan komponen a/c yang ringan, kecil, tidak bunyi, hemat energi dan praktis sehingga jumlah tipe compressor dikembangkan. Pertama digunakan tipe crank tetapi ada permintaan tipe compressor yang kecil, aman dan tidak bunyi.
Tipe scrool adalah salah satu dari tipe rotary yang sekarang digunakan. Kemudian ada permintaan yang membutuhkan compressor yang hemat energi dan praktis, sehingga compressor tipe variable capacity dikembangkan diantara jenis compressor yang ada.
Compressor Tipe Recipro
Compressor Tipe Crank
Bentuk dan Ciri-Ciri
Terdiri dari crankshaft, connecting rod, dan piston, ini adalah tipe compressor recipro pertama kali. Compressor ini sangat kuat tetapi getarannya besar dan bunyi, tidak nyaman digunakan saat putaran tinggi, sekarang ini sudah tidak digunakan lagi.
Konstruksi
Putaran dapat dirubah dengan menaikan atau menurunkan piston sesuai dengan crankshaft. Crankshaft dipasang menggunakan bearing. Jika crankshaft berputar satu putaran, piston bergerak ke atas dan ke bawah untuk mengkom presikan gas. Valve plate dilengkapi dengan suction valve dibagian bawah, discharge valve dibagian atas dan dipasang dibagian atas silinder.
Cara Kerja
Langkah Hisap
Waktu crankshaft berputar, ketika piston bergerak turun volume silinder jadi besar dan tekanan menjadi rendah. Tekanan ini berbeda dengan tekanan refrigerant saat suction valve dibuka, sehingga refrigerant masuk ke silinder. Kemudian discharge valve ditekan ke valve plate oleh tekanan sisi tekanan tinggi dan tertutup, untuk mencegah tekanan balik dari sisi tekanan tinggi di dalam silinder.
Langkah Kompresi
Saat piston naik, ruang silinder menjadi kecil dan tekanan di dalam silinder naik dan discharge valve terbuka, sehingga gas refrigerant bertekanan tinggi masuk ke condenser. Bersamaan dengan itu suction valve di tekan ke valve plate dan tertutup untuk menghindari gas keluar melalui suction valve.
Compressor Tipe Swash Plate
Bentuk dan Ciri-Ciri
Refrigerant dikompresikan saat swash plate berputar, dimana piston bergerak maju dan mundur. Ada 2 tipe compressor swash plate yaitu tipe double swash plate dimana kedua sisi piston berfungsi dan tipe single swash plate dimana hanya satu sisi piston yang berfungsi. Tipe single swash plate sudah banyak digunakan saat ini karena operasionalnya sangat bagus dan dapat berubah terus menerus dengan kapasitas yang berbeda.
Konstruksi
Tipe Dual Swash Plate
Swash plate terpasang pada shaft dan terdiri dari 3 piston [6 silinder] atau 5 piston [10 silinder]. Saat shaft berputar swash plate menggerakan piston sesuai dengan arah shaft. Jika menggunakan 2 silinder pada 1 piston, salah satu dari silindernya proses kompresi dan satunya proses hisap. Satu putaran shaft semua silinder sudah melakukan proses kompresi dan proses hisap. Selanjutnya valve plate pada tiap silinder dimana terpasang suction valve dan discharge valve bekerja sebagai saluran masuk dan keluarnya gas refrigerant. Komponen di dalam compressor dilumasi dengan oli compressor yang bersirkulasi bersama gas refrigerant. Pada beberapa model compressor digunakan pompa oli untuk mengalirkan oli compressor sebagai pelumas.
Tipe Single Swash Plate
Pada tipe ini hanya satu sisi piston yang digunakan dan cocok digunakan untuk tipe compressor variable capacity. Selama shaft berputar, swash plate juga berputar mengikuti putaran shaft. Gerak putar shaft dirubah menjadi gerak bolak balik dari piston melalui perantaraan shoe, terjadilah langkah hisap, kompresi dan proses mengalirkan gas refrigerant.
Kontrol dari perubahan kapasitas compressor dilakukan oleh katup kontrol [control valve], yang mana merubah tekanan di dalam swash plate chamber yang berakibat berubahnya kemiringan dari swash plate dan jumlah gas refrigerant yang dialirkan. Untuk mengetahui kontrol perubahan yang lebih detail, lihat penjelasan tipe compressor “Variable Capacity”.
Cara Kerja
Langkah Hisap
Saat piston bergerak bersamaan dengan bergeraknya swash plate, volume silinder menjadi besar dan tekanan didalam ruang silinder turun, katup hisap [suction valve] membuka dan gas refrigerant masuk kedalam silinder. Bersamaan dengan itu katup discharge [discharge valve] tertekan sehingga tertutup untuk menghindari tekanan tinggi masuk kembali ke dalam ruang silinder.
Langkah Kompresi
Saat piston bergerak maju volume silinder menjadi kecil dan tekanan di dalam ruang silinder naik dan katup discharge terbuka, gas refrigerant dengan suhu dan tekanan tinggi terdorong keluar menuju ke condenser. Bersamaan dengan itu katup suction juga terdorong hingga tertutup untuk menghindari gas refrigerant keluar melalui saluran masuk.
Compressor Tipe Wobble Plate
Bentuk dan Ciri-Ciri
Tipe ini hampir sama dengan tipe single swash plate untuk menggerakkan piston. Wobble plate dihubungkan dengan piston melalui connecting rod. Tipe ini memungkinkan untuk merubah kapasitas compressor secara terus menerus, sistim kontrolnya juga berubah dan sangat hemat bahan bakar. Walaupun demikian tipe swash plate lebih bagus dari tipe wobble plate dilihat dari getaran, bunyi, kecepatan tinggi dan daya tahannya sebab jumlah silindernya lebih banyak dan
gerakannya lebih stabil.
Cara Kerja
Saat lug plate berputar karena gerakan shaft sehingga drive plate ikut berputar karena terhubung dengan arm pin. Gerakan dari drive plate diteruskan ke wobble plate melalui bearing. Wobble plate tidak berputar tapi bergerak ke kiri dan kanan, hingga piston melakukan satu langkah dengan mengontrol pergerakkan rod. Saat piston bergerak gas refrigerant masuk ke silinder dan dikompresikan.
Compressor Tipe Rotary
Compressor Tipe Scroll
Bentuk dan Ciri-Ciri
Tipe ini terdiri dari stationary scroll dan moving scroll yang berbentuk seperti spiral. Ketika moving scroll berputar gas refrigerant dari luar masuk dan dialirkan melalui saluran keluar sehingga volume gas refrigerant di dalam silinder berkurang. Gas refrigerant dikompresikan dan dikeluar melalui saluran keluar yang berada di tengah.
Cara Kerja
Langkah Hisap (Langkah 1)
Ketika scroll bergerak dan berputar, volume antara moving scroll dan stationary scroll bertambah besar sehingga refrigerant masuk ke dalam silinder melalui saluran masuk.
Langkah Kompresi (Langkah 2~5)
Dengan bergerak dan berputarnya scroll terus menerus sehingga saluran masuk tertutup dan gas refrigerant mulai dikompresikan.
Langkah Buang / Mengalirkan refrigerant (Langkah 6 ~ 8)
Setelah scroll bergerak penuh 2,5 putaran, refrigerant sudah dikompresikan menjadi gas refrigerant bertekanan tinggi dan bersamaan dengan itu saluran keluar terbuka sehingga refrigerant keluar dan mengalir ke condenser.
PERHATIAN
Cara kerja Moving Scroll : moving scroll tidak berputar pada poros, tetapi berputar dengan gaya/jarak yang sama seperti awal berputarnya. Antara moving scroll yang stationary scroll ada ruang yang berbentuk bulan sabit saat berputar sehingga menimbulkan proses hisap, kompresi dan mengalirkan gas refrigerant, proses ini berlangsung
Compressor Tipe Through-Vane
Bentuk dan Ciri-Ciri
Tipe ini mempunyai 2 vane yang terpasang menembus rotor dan silinder. Saat rotor berputar vane bergerak mengikuti alur pada rotor sehingga bersentuhan dengan dinding silinder. Rotor dan vane berputar karena perputaran shaft yang menimbulkan ruang di dalam silinder. Dengan membesar dan mengecilnya ruang tersebut volume gas refrigerant ikut
bertambah dan berkurang, sehingga terjadi proses hisap, kompresi dan buang/mengalirkan gas refrigerant. Karakteristik tipe ini adalah tenaga yang terbuang sedikit dan mempunyai kemampuan pendinginan yang besar.
Cara Kerja
Langkah Hisap (Langkah 1, 2)
Vane bergerak bersama dengan rotor, volume tertutup oleh vane dan ruang silinder menjadi besar sehingga gas refrigerant masuk ke dalam silinder melalui saluran masuk.
Langkah Kompresi (Langkah 3)
Rotor terus berputar dan ruang yang tertutup vane menjadi kecil dan gas refrigerant dikompresikan.
Langkah Buang / mengalirkan Refrigerant (Langkah 4, 5)
Refrigerant terus dikompresikan sehingga katup discharge terbuka, gas refrigerant mengalir ke ruang pemisah oli dan kemudian terus ke condenser.
Langkah Buang Selesai (Langkah 6)
Ketika saluran keluar tertutup oleh ke 2 vane, ruang silinder menjadi besar kembali sehingga proses hisap, kompresi dan buang akan dimulai kembali.
Sensor Suhu
Pada tipe compressor through-vane gas refrigerant ditekan/ dikompresikan cendrung menjadi lebih tinggi tekanannya karena bentuk dari silindernya, ketika sirkulasi kekurangan refrigerant, jika sisi tekanan tinggi suhunya tinggi / lebih mengakibatkan suhu compressor juga tinggi. Fungsi sensor ini untuk mencegah compressor bekerja pada suhu yang tinggi saat sirkulasi kekurangan refrigerant. Ketika refrigerant kelebihan panas, bimetal pada sensor akan melengkung sehingga kontak point tidak berhubungan dan memutuskan tagangan ke magnetic clutch sehingga compressor tidak bekerja.
Compressor Tipe Sliding Vane
Bentuk dan Ciri-Ciri
Tipe ini terdiri dari silinder berbentuk elips yang memanjang dan rotor dilengkapi dengan vane. Saat rotor berputar vane akan terdorong ke arah luar sehingga bersentuhan dengan dinding silinder. Selama rotor berputar terjadilah proses hisap, kompresi dan buang. Dibandingkan dengan compressor tipe swash plate, jumlah komponennya lebih sedikit dan ukurannya lebih kecil.
Cara Kerja
Langkah Hisap (Langkah 1)
Saat rotor berputar, vane ikut berputar hingga mengenai dinding silinder dan terbentuk ruang tertutup diantara vane, ruangan ini berubah semakin besar sehingga gas refrigerant masuk ke silinder melalui saluran masuk.
Langkah Kompresi (Langkah 2, 3)
Setelah proses hisap selesai, rotor dan vane berputar terus dan ruang diantara vane menjadi kecil sehingga gas refrigerant di dalam silinder dikompresikan.
Langkah Buang (Langkah 4, 5)
Rotor dan vane berputar terus dan mengkompresikan refrigerant hingga mendorong katup discharge dan terbuka, gas refrigerant terdorong keluar menuju ke condenser. Dengan 5 buah ruang yang tertutup oleh vane di dalam silinder, langkah hisap, kompresi dan langkah buang hanya dilakukan 2 kali pada setiap putaran rotor.
Sensor Suhu
Tipe sensor suhu yang digunakan sama dengan yang digunakan pada compressor tipe through-vane.
Compressor Tipe Variable Capacity
Pada a/c mobil compressor tipe variable capacity sudah digunakan untuk memenuhi kebutuhan dimana diperlukan compressor yang hemat energi dan praktis, tipe ini menghilangkan kontrol ON/OFF magnetic clutch. Kontrol ON/OFF ini yang biasanya menimbulkan bunyi ketika suhu udara luar berubah atau tombol a/c dioperasikan.
Sistim Variable Capacity
Sistim ini menggunakan sistim variable stroke untuk merubah langkah piston, gas refrigerant masuk ke sistim variable capacity dari gas refrigerant yang kembali ke sisi tekanan rendah pada saat langkah kompresi, dan sistim operasional variable silinder merubah langkah piston saat bekerja.
Sistim Variable Stroke
Compressor tipe single swash plate digunakan sebagai contoh. Sistim ini selalu merubah sudut kerja dari swash plate secara terus menerus menjadi gerak bolak balik seperti compressor tipe swash plate atau wobble plate, dengan demikian merubah langkah piston dan volume silinder. Seperti gambar dibawah, jika tekanan crank ( Pc ) berubah, keseimbangan antara gaya/tekanan pada piston berubah dan sudut dari swash plate juga berubah. Pada volume maksimum piston bagian bawah berada pada posisi paling kiri, swash plate mencapai kemiringan maksimum dan langkah piston lebih panjang. Ketika beban panas kecil, piston bagian bawah berada diposisi sebelah kanan dan kemiringan swash plate berkurang mengakibatkan langkah piston ikut berkurang, dan compressor bekerja pada kapasitas yang kecil. Kemiringan swash plate berubah, tetapi mekanisme khusus yang terpasang pada kontak point shaft dan swash plate membuat posisi piston bagian atas tetap.
Sistim Gas Bypass Variable Capacity
Sistim ini digunakan pada tipe vane dan tipe scroll. Dengan membuka dan menutupnya saluran bypass di dalam ruang kompresi, sebagian gas refrigerant saat dikompresikan kembali ke saluran masuk dan kapasitas compressor berubah secara tetap dan terus menerus.
Sistim Operasional Variable Cylinder
Operasional variable cylinder pada tipe swash plate akan dijelaskan sebagai contoh. Sebuah katup solenoid dipasang di bagian belakang compresor swash plate 10 silinder yang dapat membuka dan menutup saluran penghubung suction dan discharge saat katup on dan off. Saat katup solenoid on, saluran suction dan discharge kelima silinder di sisi belakang compresor terhubung sehingga tidak terjadi kompresi. Oleh karena itu kapasitas kompresi bekerja antara 100% (katup solenoid off, 10 silinder bekerja) sampai 50% (katup solenoid on, 5 silinder bekerja) .
Kontrol Variable Capacity
Kontrol variable capacity di kelompokan menjadi 2 tipe. Pertama adalah sistem kontrol variable capacity internal , yang mengatur katup pada compresor dengan memanfaatkan perubahan tekanan pada compresor itu sendiri. Kedua adalah sistem kontrol variable capacity eksternal dimana ECU memanfaatkan sinyal - sinyal sensor untuk mengatur secara kelistrikan dari luar compresor.
Kontrol Variable Capacity Internal
Tipe compresor single swash plate variable stroke dijelaskan sebagai contoh. Jika beban pendinginan turun maka tekanan suction compressor Ps turun, Tetapi tekanan tersebut dijaga agar lebih besar dari nilai yang ditentukan sehingga evaporator tidak frost. Contohnya, jika beban pendinginan turun, saat tekanan masuk Ps turun dibawah level yang ditentukan, maka bellow akan mengembang, katup akan bergerak maju, dan control tekanan Pc mendekati sama dengan tekanan Pd. Pada kondisi tersebut sudut swash plate yang diatur oleh Pc akan mengecil dan jarak langkah piston lebih pendek kemudian tekanan suction Ps dikontrol agar kembali ke nilai yang ditentukan. Kontrol ini memungkinkan suhu yang keluar dipertahankan sesuai dengan nilai yang diharapkan.
Kontrol Variable Capacity External
Kontrol variable capacity internal mengatur tekanan suction untuk menjaga agar evaporator tidak frost dengan cara suhu oulet mendekati 0° C. Karena kontrol variable capacity eksternal dapat mengubah tekanan yang ditentukan dari luar compressor, maka dapat dengan mudah mengatur suhu outlet evaporator tergantung pada kondisinya. Berdasarkan sinyal dari seluruh sensor, A/C komputer (ECU) menghitung kapasitas compressor yang diperlukan dan mengatur katup on atau off untuk menyesuaikan kapasitas compressornya. Jadi kapasitas compressor dapat diatur dengan cara mengatur tekanan kontrol Pc seperti halnya pada kontrol tipe internal. Jika diperlukan untuk menurunkan kapasitas maka katup on lebih lama agar Pc naik, sebaliknya untuk menurunkan kapasitas maka katup on dalam waktu singkat sehingga Pc menurun.
Pelumasan
Oli yang mengalir bersamaan dengan aliran refrigerant bekerja sebagai pelumasan compressor. Oli yang kembali ke compressor melalui suction juga melumasi semua bagian yang bergerak sekaligus sebagai pelapis (seal) pada dinding silinder. Secara umum compressor a/c tidak mempunyai penampung oli agar ukurannya kecil dan ringan, tetapi ada
yang mempunyai penampung dan pompa oli berukuran kecil. Begitu juga pada compressor tipe van untuk menambah efektifitas pelumasan dan pelapis (sealing), terdapat bentuk seperti oil separator yang terdapat pada komponen compressor sisi discharge yang akan memisahkan oli dengan refrigerant dan kembali ke ruang silinder dengan memanfaatkan tekanan discharge.
Mekanisme Pengaman
Pressure Relief Valve
Katup akan membuka dan membuang refigerant jika tekanan sirkulasi naik melampaui tekanan tertentu. Tekanan tinggi yang tidak normal akan menekan pegas sampai katup terbuka dan refrigerant keluar, saat tekanan turun dibawah tekanan pegas maka katup akan tertutup kembali.
Sensor Compressor
Sensor Compressor dipasang pada mobil dengan power steering. Sensor compressor terbuat dari inti besi dan lilitan. Sebuah magnet dipasang pada bagian luar lingkaran swash plate sehingga berputarnya swash plate akan menyebabkan perpotongan fluks magnet pada coil sehingga menghasilkan gelombang tegangan AC. Frekuensi gelombang ini dapat digunakan untuk menghitung rpm compressor.
Posting Komentar