25 de jul de 2017

Projeto Ar Condicionado Lada Niva by Família Milke (post 1162)

Projeto inicial Alexandre, projetos adicionais por André e Daniel Milke, NCRGS.


Inicialmente é importante entender quais são os componentes principais do ar condicionado:



Os passos necessários para a instalação do A/C no Niva são os seguintes:


- Selecionar um Condensador que caiba na frente do Radiador.

- Definir um compressor de A/C adequado.

- Determinar o local para colocação, construir um suporte para adaptar o Compressor do A/C.

- Adicionar polias para acionamento do compressor do A/C.

- Determinar um lugar para instalar o filtro secador.

- Selecionar um Evaporador compatível com a caixa de ar original do Niva.

- Selecionar uma válvula de expansão.

- Instalação do Ventilador auxiliar, recomendada.

- Vedar a caixa de ar interna ou substituir a caixa de ar interna.

- Instalar a parte elétrica: botão de acionamento do compressor, termostato, pressostato de baixa, relés.

- Instalar a válvula de expansão, as mangueiras e colocar o gás.

- Verificar o comportamento do sistema de arrefecimento do motor do Niva, que perde eficiência em função da instalação do condensador.


A caixa de ar interna do Niva, originalmente só para ar quente, será usada neste projeto. Abaixo desenhos e fotos.


O projeto customizado proposto tem o objetivo de um impacto mínimo no visual original do Niva. Foi instalado em um Niva em 2008 e usa os seguintes componentes:

1)     Condensador 12” x 18” x 22mm:  
Mesmo tamanho do Chevrolet Corsa Classic. Normalmente não vale a pena comprar o condensador e nem o evaporador no ferro-velho. Usualmente a peça usada é mais cara do que uma nova em lojas especializadas em peças de AC automotivo. Neste caso a peça nova é um condensador genérico, existem vários tamanhos à venda. Outra opção são os sites como o Mercado Livre.


  O condensador foi instalado na frente do radiador, com a colocação de uma ventoinha elétrica auxiliar empurrando ar na direção do radiador, vide foto abaixo. Na mesma foto é possível enxergar a instalação do filtro secador, que será descrito mais adiante.



1           

       2)     Evaporador do Fiat Palio

Esse foi o evaporador mais fácil de adaptar na caixa de ar original, sendo o mais semelhante em tamanho ao radiador de ar quente original do Niva:




Como é necessário cortar um pouco a caixa, o evaporador fica exposto. Para evitar água caindo no chão do Niva quando o AC estiver funcionando, é necessário um acabamento de Polietileno Expandido Aluminizado, mostrado na foto à direita. A água que escorrer do evaporador vai voltar para a caixa de ar. Nas fotos a seguir a parte inferior da caixa ainda não está revestida. O revestimento é necessário e é mostrado mais abaixo. O evaporador pode ser montado na posição abaixo ou invertido, com o encaixe da válvula na parte frontal da caixa de ar.



Um dos menores e mais acessíveis compressores é o Sanden 5H09, vide foto. Possui 4 "orelhas" para fixação. Esse compressor é o “mínimo aceitável”. Além da vantagem do custo, também é mais leve que a grande maioria dos compressores.



O ideal provavelmente é o 5H14. Esse é o escolhido pelo Mauricio de Oliveira (Lada Fans) e Daniel Milke. É mais potente e mais pesado. É totalmente recomendável colocar um suporte traseiro neste compressor.
Teoricamente o compressor 5H09 consome uma potência de aproximadamente 3CV a 2.500 RPM, para produzir cerca de 13.000 BTUs. Já o compressor 5H14 consome teoricamente uma potência de aproximadamente 5CV a 2.500 RPM, para produzir cerca de 20.000 BTUs.



4) Chapa suporte para o compressor do A/C:

Segue desenho de uma chapa adequada para suportar compressores da marca Sanden ou com montagem idêntica aos Sanden, desenhada no CAD pelo André Milke. A sugestão é tentar usar apenas uma polia móvel. Essa chapa também poderia ser alterada para receber uma bomba hidráulica, se quiser acrescentar uma direção hidráulica. A espessura da chapa deve ser no mínimo 6mm.

Esta chapa foi cortada a laser.


Segue a foto do compressor 5H14 com o suporte em cima da balança. Quase dez quilos. Na foto seguinte o compressor preso na chapa.


Resolvido o suporte, é necessário prendê-lo no bloco do motor. Neste projeto o suporte é preso na tampa frontal do motor, a tampa de alumínio. O ideal é reforçar os parafusos. Parafusos Allen são normalmente fabricados com nível de qualidade superior aos parafusos comuns sextavados. 


Esboço da chapa montada na tampa do motor. 


    5) Polias para acionamento do Compressor:

É necessário obter uma segunda polia para acoplar sobre a polia original do virabrequim. O mais fácil é comprar uma segunda polia original e prender sobre a primeira, ou ainda mandar numa tornearia para copiar a polia original. A segunda polia vai movimentar o compressor. Veja na foto abaixo a segunda polia presa na polia original, a chapa suporte do compressor presa ao bloco com parafusos Allen e a polia ajustável, também chamada de polia “louca”. O filtro de óleo aparece na cor laranja. Na foto da direita a vista de baixo, da dianteira.



A especificação da correia usada nesta instalação é 13AV1160, podendo também ser a 13AV1165, 13AV1170 ou 13AV1175.  Seguem mais fotos da instalação:



Polia “louca”, a polia para ajustar a correia. É uma correia rolamentada. Pode ser comprada ou então fabricada em uma tornearia.




6)    Isolamento do Ventilador Original e Ventilador Auxiliar:

É necessário isolar o motor do ventilador interno contra a entrada de água, uma vez que vai cair sobre ele água gelada do evaporador. Use silicone.



Além do ventilador original, é muito recomendável a instalação de um ventilador auxiliar para aumentar o fluxo de ar. No projeto proposto foi usado um ventilador tipo trubina Imobrás 3 velocidades, corpo simples. Usado também em onibus e outros veículos, é fácil de encontrar em lojas de peças de ônibus. Existem outras opções, o Jossano Marcuzzo do Lada Fans sugere o uso do ventilador russo do Lada Samara, normalmente disponível na Lada Power. O Daniel Milke sugere o ótimo ventilador da Spal italiana, disponível em distribuidores no Brasil.


Nesta solução, o ventilador auxiliar foi colocado no cofre do motor, na caixa de ar externa, como segue:




O ventilador da Imobrás é mais alto do que a caixa. É necessária uma adaptação no capô.



Veja o resultado no capô. Precisou ser adicionado um scoop para a proteção do ventilador.




    7)  Isolamento da Caixa de Ar Interna

A caixa de ar interna do Niva precisa ser vedada, do contrário pingará agua gelada direto no chão. O problema é que a caixa de ar interna do Niva é feita em Polipropileno, um tipo de plástico que não aceita cola. É o mesmo plástico usado nas tampas de bisnagas de cola. Qualquer tentativa de vedar, com massa automotiva, silicone, etc. não funcionará de forma definitiva, somente paliativa. A caixa precisa ser revestida. Para este projeto ela foi revestida com chapas de PVC expandido de 3mm, conforme desenvolvido pelo André Milke. Poderia ter sido revestida também com fibra de vidro. O PVC expandido é muito fácil de trabalhar, junto com a cola de PVC usada para soldar canos de PVC.
O ventilador original do Niva tem duas velocidades, controladas por uma resistência que está no lado interno da caixa de ar. Esta resistência precisa ser movida para o lado de fora da caixa, pois estragaria com a água gelada que cai do evaporador durante o funcionamento do A/C. Em uma das fotos abaixo aparece esta resistência posicionada já do lado de fora. Use uma folha de papel para fazer os moldes para cortar as laterais, isso facilita o trabalho. Use também uma furadeira e uma rebitadeira. Uma fita também ajudará no processo de colagem. Coloque um dreno, feito com terminal de mangueira de jardim.



Use quantos reforços forem necessários para fechar as frestas, conforme fotos acima. A cola PVC funde o material de forma eficaz. O material PVC aceita pintura com facilidade. A caixa foi pintada com spray preto. Foram adicionadas duas saídas laterais, feitas com tubo de PVC de 40mm, para possibilitar saídas de ar nas laterais dos painéis.


O difusor precisa ser adaptado, cortando os encaixes originais, como mostrado acima. Um passo obrigatório são os testes de estanqueidade. Coloque água na caixa para ter certeza que está perfeitamente vedado e que a água somente sai pelo tubo do freno.


         8) Ventoinha auxiliar

É necessário instalar um ventilador auxiliar para refrigerar o motor do Niva, que neste caso é acionado junto com o A/C. Foto do condensador montado, ventoinha elétrica empurrando o ar. O filtro secador está montado ao lado do condensador.



      9) Ligações Elétricas

 O esquema elétrico simplificado deste projeto é o seguinte:




 O sistema elétrico precisa de um interruptor para o AC, termostato, pressostato de baixa (que fica montado no filtro secador) e o interruptor para o ventilador (que pode ser o mesmo original com 2 velocidades).
Segue o interruptor sugerido, de baixo custo e facilmente encontrado em lojas especializadas em componentes para AC ou no Mercado Livre.



O termostato é relativamente fácil de achar e de baixo custo. A ponta (sensor) deve ficar posicionada junto ao evaporador.



         10) Válvula de Expansão
Acoplado ao evaporador está a válvula de expansão. Usamos neste projeto de A/C uma válvula de bloco do Honda Civic, foto abaixo. Além da válvula da foto, são necessários o-rings para evitar vazamentos. Normalmente as lojas de peças de AC tem os anéis “O” também. A válvula fica projetada para fora da caixa de ar do Niva, é necessário fazer um tipo de “calha” para direcionar os pingos de água que ela vai gerar de volta para a caixa de ar ou recapar a parte que está fora da caixa com a manta plástica.  As fotos da caixa de ar com a válvula montada são do Niva do Daniel Milke, a calha ficou perfeita.




         11) Filtro Secador e Pressostato de Baixa Pressão

Da válvula bloco parte uma mangueira para o compressor e outra para o filtro secador. Do filtro secador, parte outra mangueira para o condensador. O condensador é, por sua vez conectado com o compressor.


Segue foto de um filtro secante (ou secador). Existem várias opções no mercado.


Você vai precisar também um pressostato de baixa pressão (foto à direita). Ele fica montado no filtro secador. O modelo mais simples é o de 2 vias, usado neste projeto. O pressostato desliga a embreagem do compressor se o gás do sistema escapa, se o próprio filtro fica cheio ou se o sistema congela. Isso evita a quebra do compressor. Abaixo, o filtro secador com o pressostato montado. 



12) Chave para Ligar Ventilador Auxiliar

O Ventilador auxiliar precisa de uma chave para ligar/desligar. Neste projeto foi usada a chave de 3 velocidades rotativa da GM, usada no Kadett e Monza, uma vez que o ventilador auxiliar é o Imobrás de 3 velocidades.



 Segue foto do painel, onde pode se ver a chave rotativa do ventilador auxiliar, a chave liga/desliga do Ar Condicionado e o termostato. Também está montado no painel um termômetro digital.


Por fim, é necessário fazer o dreno, por onde a água do A/C sairá da caixa de ar. Conexões e mangueiras são os usados em mangueira de jardim.




EFEITOS COLATERAIS POSSÍVEIS:


Aquecimento excessivo do motor

O radiador original do Lada Niva não foi projetado para suportar o Ar Condicionado. Além da ventoinha auxiliar, você pode usar o sistema selado de arrefecimento by Fuynha Mustelidae, do Lada Fans. Em situações mais extremas, pode ser necessário trocar o radiador. No caso do Niva mostrado nesta proposta para o Ar Condicionado, o radiador original (que estava com problemas) foi substituído por um radiador de VW Santana com ar – montado invertido. Serviu muito bem. Foi colocada também mais uma ventoinha auxiliar Spal. Os radiadores de alumínio modernos, usados em sistemas selados, são baratos se comparados aos antigos e muitas vezes a troca é bem mais em conta do que o conserto do radiador antigo.


 Congelamento do Sistema

O termostato é instalado com o intuito principal de evitar o congelamento do sistema de A/C. Inicialmente você poderá ter que ajustar o termostato no sentido anti-horário, caso o sistema mostre perda de eficiência decorrente de congelamento.



Colaborador:
Niveiro Alexandre Milke




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