Ar-condicionado em carro híbrido: como funciona, as diferenças e como fazer manutenção

Com a introdução de veículos híbridos vieram algumas mudanças no sistema do ar-condicionado. O sistema basicamente continua a ser o mesmo em relação aos componentes, em outras palavras, eles ainda usam um compressor, condensador, evaporador e válvula de expansão térmica.

Devido à necessidade de utilização de energia elétrica, foram feitas modificações em alguns componentes do ar-condicionado para funcionar em veículos híbridos, como o acionamento dos compressores elétricos, que usam uma fonte de alimentação de alta tensão.

O COMPRESSOR

Nos primeiros veículos híbridos Toyota (ano 2001), os sistemas de ar-condicionado utilizavam um compressor com acionamento por correia do motor a gasolina. Fig. 1

A unidade de compressor convencional não forneceu retorno de economia de combustível. À medida que a tecnologia dos veículos híbridos progrediu, foram desenvolvidos sistemas que desligariam o motor a gasolina quando o carro estivesse parado no semáforo e acionariam o motor elétrico para economizar combustível.

Isso foi chamado de “idle stop”. O único problema era que, uma vez que o motor a gasolina estava desligado, o compressor do ar-condicionado também desligava e não tinha nenhum resfriamento com o ar-condicionado inativo.

Para superar esta situação, um compressor eletricamente acionado foi desenvolvido para Toyota Prius 2004. Fig. 2
Um motor elétrico sem escova foi usado para acionar o compressor com alta tensão de corrente alternada de aproximadamente 200 volts gerada no inversor.

Usar o compressor elétrico significa que, quando um veículo está no modo de “idle stop”, o compressor do ar-condicionado elétrico seria acionado diretamente pela bateria, em vez do motor a gasolina.

Outros projetos incluíram um compressor com dois acionamentos internos. Um mecanismo foi conectado a uma polia de embreagem e acionado pela correia do motor a gasolina.

O outro mecanismo foi conectado a um motor elétrico para funcionar quando o veículo estivesse parado no semáforo.

NOTA: COR LARANJA INDICA ALTA TENSÃO NOS CABOS DO COMPRESSOR

Existem dois modelos diferentes de compressores elétricos para o Toyota Prius (Denso). Na figura A tem um compressor de corrente alternada fornecida pelo inversor de alta tensão,

Na figura B tem um compressor com inversor incorporado que converte a corrente contínua em corrente alternada de alta tensão. Fig. 3

O diagnóstico do sistema A / C permanece o mesmo que para veículos não-híbridos. O sistema A / C permanece dividido em um lado de alta e outro de baixa e as tomadas de carregamento usadas para o acoplador R134a. Medidores de pressão padrão R134a (o conjunto de manômetros ou manifold) são usados para medir e diagnosticar falhas no sistema A / C.
Procedimentos de segurança são os principais problemas quando se trabalha em um veículo híbrido.

EPI
Tabela - Classe de luvas isolantes (NBR 10622\89)

SUBSTITUINDO O COMPRESSOR ELÉTRICO

Certifique-se de que a bateria principal está desconectada do sistema elétrico do veículo.

Gire o interruptor ou o dispositivo de isolação da bateria para a posição OFF e deixe 15-20 minutos para descarga dos capacitores do inversor. Em caso de dúvida sobre a localização do interruptor de isolamento, consulte o manual técnico dos fabricantes de veículos para obter a informação, consulte o manual do proprietário ou entre em contato com a concessionária local da montadora.

Desconecte a bateria auxiliar de 12 volts. Coloque um sinal de aviso adequado perto o veículo para indicar “este veículo contém componentes de alta tensão e atualmente está sendo trabalhado, NÃO TOQUE em quaisquer componentes elétricos, fiação ou terminais elétricos “. Sempre use EPI (equipamento de proteção individual) luvas de borracha isoladas para linhas classe 0 avaliadas para 1000 volts, luvas de couro sobre as luvas de borracha isoladas para proteger as luvas isoladas de danos, botas de trabalho em borracha, proteja os olhos e remova todas as ferramentas soltas dos bolsos superiores dos macacões. Fig. 4

ANTES DE SUBSTITUIR OUTROS COMPONENTES DO SISTEMA A / C – Mesmo não conectado ao sistema elétrico e sem cabo colorido particularmente vermelho ou levemente na cor laranja, componentes como condensador ou válvula de expansão térmica, ainda é aconselhável isolar a bateria principal e remover a chave de ignição ou a chave de proximidade para uma área distante 5 m do veículo.

Coloque um sinal de aviso apropriado sobre ou próximo do veículo para indicar que o veículo contém alta tensão e atualmente está sendo trabalhado NÃO TOQUE nos componentes elétricos deste veículo. Fig. 5

DIAGNÓSTICO COM MANÔMETRO DE PRESSÃO – É uma boa prática usar sempre o EPI correto.  Conectar os manômetros de pressão R134a como faria normalmente em um veículo não-híbrido, mas tenha extremo cuidado para não tocar em nenhum terminal ou cabos elétricos.

Identifique que tipo de compressor está no veículo, se é movido pela correia do motor a gasolina, se é um compressor combinado elétrico e acionado pela correia ou se é somente elétrico. Fluido refrigerante – 620 a 720 gramas.

MANUTENÇÃO NO SISTEMA DE AR-CONDICIONADO - É o mesmo procedimento para um veículo não-híbrido, mas com uma mudança no equipamento usado.

Como a contaminação por óleo é crítica, recomenda-se que não abasteça o óleo no sistema através de uma máquina automática (estação de carga e reciclagem).

Se você usar uma máquina automática (estação de carga e reciclagem) para retirar a carga de gás, certifique-se de que as mangueiras foram lavadas para remover qualquer resíduo de óleo PAG que pode ter ficado durante o serviço anterior em um veículo não-híbrido.

Antes de usar a máquina em um sistema híbrido, consulte as informações sobre o tipo de “óleo lubrificante do compressor” e a sua viscosidade. A melhor maneira de remover o risco de contaminação cruzada de óleo lubrificante é usar equipamento de serviço dedicado, sendo um para o Sistemas de A / C híbridos e outro para veículos não-híbridos.

ÓLEO LUBRIFICANTE DE COMPRESSOR –  Para compressores híbridos Denso utilize somente óleo dedicado, que é o ND-11. 

Consulte as informações de carga (quantidade em gramas) ou na etiqueta no compressor para confirmar o tipo de fluido refrigerante e o tipo de óleo lubrificante. 

A maioria dos compressores de A / C utilizados em veículos híbridos são equipados com um motor elétrico de alta tensão.
Apenas o óleo lubrificante não condutor especificado deve ser usado. Testes confirmam que apenas 1% de contaminação por óleo pode resultar em problemas graves, incluindo danos elétricos devido aos enrolamentos ficarem expostos.

O isolamento dos enrolamentos pode ficar danificado e isso pode causar um contato de alta tensão na caixa do compressor. Qualquer um que tocar no compressor poderia receber um choque elétrico de alta tensão.
Sensores no compressor podem detectar a falha (fuga de tensão) e desligar o compressor.

TESTE PARA FALHA ELÉTRICA A / C –  No carro híbrido que usa a corrente contínua e corrente alternada de alta tensão, não se usa o chassi como aterramento ou circuito neutro, que é comum nos veículo não-híbridos.

Todos os circuitos são isolados do chassi do veículo.

O seu multímetro deve ser adequado para o circuito híbrido de alta tensão e também ter provisão para testes de fugas por falhas de isolamento. Fig. 6

Deve-se tomar um cuidado extremo. Observe todos os procedimentos de manuseio de alta tensão e use o EPI correto.

Use as ferramentas de verificação adequadas para a marca e o tipo de veículo. Fig. 7

Kit de ferramentas de serviço em veículo híbrido:

Multímetro CAT III 1000V, cabos, pontas de prova, clipes e correia de suspensão magnética;
Luvas de proteção CAT III 1000V;

Sinal de aviso Alta Voltagem;

Chaves isolantes CAT III de 8mm e 10mm;

Chave fixa para porca 10 mm CAT III;

Solução de ácido bórico (para proteção contra derramamento).

COMENTÁRIOS FINAIS:

Se você ainda não trabalhou com os veículos híbridos, agora você já sabe que eles podem aparecer na sua oficina, e que será necessário, muito estudo e cuidado com choque elétrico, antes de começar a fazer manutenções no mesmo.
Fiquem atentos, isto pode ser uma realidade, e logo mais irão chegar os veículos autônomos.
Boa sorte a todos e até a próxima.