Mensiasati Kekurangan AC Mobil Jadul

01 Jul 2016 Mensiasati Kekurangan AC Mobil Jadul

Tahukah kenapa ketika kita mandi, badan terasa segar?    Lebih segar lagi jika selepas mandi sejenak membiarkan air mengering sendiri.    Kenapa demikian?    Konon, secara teori, suhu permukaan kulit dan ruang di sekitarnya diserap oleh air yang membasahi kulit kita untuk menguap.     Kenapa menguap?    Air tidak mudah menguap.    Tetapi air punya kecenderungan memenuhi kelembaban ruangan.    Selama kelembaban ruangan belum mencapai titik jenuh, air disana akan menguap.

Pernahkah anda merasakan tetesan cairan bensin, alkohol ataupun cairan elpiji (LPG)?    Dingin kan?    Jelas lebih dingin dari air.    Penguapannya pun lebih cepat.    Justru cepatnya penguapan itulah yang menjadikannya lebih dingin.

Menyimak 2 paragraf terdahulu, kita dapat simpulkan bahwa air, bensin, alkohol maupun cairan elpiji termasuk zat yang cenderung menguap selama ruang yang ditempatinya belum mencapai titik jenuh.     Jangan tanya kenapa demikian, karena ini bukan pelajaran fisika atau kimia.    Anggap saja molekul zat-zat tersebut kurang akur satu sama lain, sehingga pengen jaga jarak.     Untuk itu, perlu biaya, terutama untuk bergeser merenggang satu sama lain memposisikan diri ketika komandan berteriak; “lencang kanan grrraaakkk!!!”.

Biayanya adalah energi, yang diambil dari sekitarnya.    Memang antara penguapan dan energi ada timbal balik.    Cairan yang tidak mudah menguap ditembak energi (misal direbus) juga menguap.   Tapi cairan yang mudah menguap juga menyedot energi dari sekitarnya.   Akibatnya, zat di sekitarnya turun suhunya karena kehilangan energi.     Makin cepat penguapan, makin banyak penyedotan energi dari sekitarnya.     Bayangkan jika begitu habis menguap, disiram lagi, katakanlah alkohol, maka pendinginan semakin meluas, termasuk udara di sekitarnya.    Terlebih jika persitiwa itu terjadi di dalam ruang tertutup dan dikipasi.   Tentu hawa dingin makin merata ke seluruh ruang.

Rupanya inilah yang mendatangkan gagasan terciptanya AC.    Namun tidak sesederhana itu, hanya menyiramkan alkohol dan mengipasinya.     Berapa ton alkohol untuk mendapatkan ruang sejuk yang cukup lama?    Lagi pula bahaya kebakaran, karena alkohol mudah terbakar.

Siklus penguapan dan pengembunan tertutup

Awalnya menggagas bagaimana caranya supaya bahan yang sudah menguap bisa dikembalikan dalam bentuk cair.    Lantas dipikirkannya untuk menciptakan siklus penguapan dan pencairan kembali dalam loop tertutup.    Sehingga tidak bolak-balik nambah bahan.   Untuk itu, dipilihnya bahan yang dalam kondisi normal berupa gas dan baru mencair manakala diberi tekanan tertentu, semisal elpiji.    Ini untuk mendapatkan proses penguapan yang sangat cepat ketika melepasnya ke ruang bertekanan lebih rendah.

Untuk mengedarkannya, digunakan pompa.    Karena bahan ini akan dikocok dan ditekan (oleh pompa), tentu elpiji dan bahan lain yang mudah terbakar sangat berbahaya, diharamkan.  Akhirnya ditemukan bahan yang kini lazim kita sebut freon.     Mirip elpiji tetapi non-flammable.    Meski, freon pun punya sisi negatif, merusak lapisan ozon di atmosfir.    Bahan ini lantas disebut refrigerant atau bahan pendingin.

Gambar di atas mencoba menjelaskan, dalam sebuah loop tertutup, refrigerant ditekan dan diedarkan dengan pompa, lantas dikondensasi (diembunkan) sehingga menjadi cair seperti ketika masih dalam botol.   Mirip elpiji dalam korek gas kita.   Lantas dialirkan ke sebuah pengatur untuk mencatu ke saluran bertekanan lebih rendah, yang lazim disebut proses expansi.    Ruas saluran bertekanan rendah ini mulai dari alat expansi sampai ke pompa.    Sedangkan ruas dari pompa ke expansi bertekanan tinggi.   Karena memasuki ruas bertekanan rendah, refrigerant cair ini lantas segera menguap atau berevaporasi.    Mirip korek gas atau kompor gas kita buka lobangnya, zozzzz..z..z..

Evaporasi yang sangat cepat ini tentu menyerap energi yang cukup besar dari benda-benda di sekitarnya.     Penyerapan energi tentu melalui permukaan kontak.    Untuk mempercepat evaporasi, permukaan kontak harus diperluas, dengan cara salurannya dibikin dengan susunan pipa kapiler dalam jaring kisi-kisi.    Energi dari kapiler dan kisi-kisi diserap oleh refrigerant dan energi di udara di sekitar itu diserap oleh kapiler dan kisi-kisi.    Wal hasil, udara di sekitar itu menjadi dingin.

Udara dingin itu lantas diusir dengan tiupan kipas.    Selain untuk mendinginkan ruangan, juga menghadirkan udara yang belum dingin untuk mendukung evaporasi selanjutnya.    Dengan demikian, udara di seluruh ruangan menjadi dingin.

Refrigerant yang sudah terevaporasi terus mengalir meninggalkan kapiler karena disedot oleh pompa.    Lantas ditumpuk di ruas bertekanan tinggi.     Sejak memasuki ruas itu, sebagian sudah menjadi cair karena kekurangan ruang.    Namun untuk memastikan semuanya terkondensasi, dibantu dengan kondensor.    Mirip evaporator namun bekerja sebaliknya, yaitu justru refrigerant yang didinginkan dalam kapiler berkisi-kisi dengan cara meniupnya dengan kipas di ruang bebas.     Diharapkan cukup udara bersuhu normal untuk mengkondensasi refrigerant yang tertumpuk dalam kapiler bertekanan tinggi.

Hadirnya AC

Siklus evaporasi-kondensasi refrigerant (freon atau gas-cair lain) seperti yang dijelaskan di atas, akhirnya menjadi cikal-bakal teknik pendinginan ruang yang lazim disebut “AC”.       Bahan refrigerant tidak konsumtif, sehingga tidak lagi disebut sebagai bahan, bukan input.     Inputnya adalah energi, untuk menjalankan pompa dan kipas, baik pada evaporator maupun kondensor.

Gambar sebelah menayangkan ulang diagram di atas dengan contoh ujud piranti masing-masing fungsinya.    Perlu diketahui bahwa piranti drier disini tidak ada dalam diagram di atas.   Piranti ini juga disebut filter dan fungsinya memang untuk menyaring  refrigerant dari segala kotoran yang terbawa dari pompa maupun saluran.     Sedangkan piranti untuk melakukan fungsi expansi tidak tampak disini karena barangnya kecil dan berada di dalam bangunan evaporator.

Kompressor atau pompa digerakkan menggunakan motor.    Untuk AC rumah, umumnya menggunakan motor listrik.    Sedangkan AC mobil umumnya dicangkokkan pada putaran mesin mobil tersebut.     Penggerak pompa juga dikendalikan oleh sensor suhu yang dipasang di dekat evaporator dan umumnya bisa kita tune supaya pompa hanya bekerja bilamana suhu sudah melampaui batas tertentu.     Dengan demikian energi bisa dihemat dan kita bisa menikmati kesejukan yang kita harapkan.

Idle-Up pada AC mobil

AC mobil yang dimaksudkan disini adalah AC untuk mendinginkan suhu udara dalam kabin kendaraan bermotor.  Ada sedikit perbedaan antara AC mobil dengan AC gedung atau rumah.    AC mobil dipersiapkan untuk mendapat putaran yang tidak konstan.    Karena kecepatan putaran mesin mobil benar-benar sesuai selera dan emosi pengemudinya, bisa rendah bisa tinggi.     Sehingga pompa, pipa, slang dan kapilernya umumnya dipersiapkan lebih tahan banting.

Pompa AC umumnya memerlukan tenaga yang cukup besar, antara 0.5 PS hingga 1 PS.    Dibandingkan tenaga mesin mobil, tampaknya sangat kecil, terlebih mobil yang 100 PS atau lebih.    Namun kita harus tahu bahwa mesin dikatakan berkekuatan 100 PS, sebenarnya adalah kekuatan terbesar yang bisa dicapai pada RPM tertentu.   Misal, dinyatakan 100 PS @ 4500 RPM, artinya kekuatan maximumnya 100 PS dan dicapai ketika bekerja dengan 4500 putaran tiap menit.    Demikian pula torsi, maximumnya selalu pada RPM tertentu pula, meskipun umumnya di bawah maximum RPM untuk tenaga.     Dan… yang pasti, ketika mesin pada kondisi idle, yaitu ketika gigi transmisi netral dan pedal gas di lepas, baik tenaga maupun torsi selalu minimum.    Padahal AC diharapkan bekerja di RPM berapapun, tak terkecuali ketika idle.    Jangan heran AC 0.5 PS pun bisa saja menjadi beban yang mampu mematikan mesin ketika idle.    Sehingga, pengemudi harus selalu waspada ketika mobil berhenti di lampu merah atau karena macet.     Begitu indikator AC menyala, tanda pompa sedang bekerja, harus buru-buru injak pedal gas.   Sayang sekali pekerjaan semacam itu sangat konyol.    Lagi pula tidak semua AC dilengkapi indikator pompa.      So, gimana solusinya?

Yang paling sederhana adalah pemutus arus di rangkaian akselerator (gas), dimana sambungan listrik yang menuju pompa putus ketika pedal gas dilepas.     Dengan demikian, pompa tidak akan bekerja ketika mesin dalam keadaan idle.    Paling mudah adalah dengan memilih kabel arde (massa) dari relay yang mencatu pompa.   Gambar sebelah menampilkan salah satu kemungkinan rangkaian pemutus yang bisa kita susun sendiri.    Switch pemutus tidak harus dipasang di pedal gas beneran.    Boleh juga di ujung lain kabel gas atau di mana saja yang memungkinkan sambung-putus seirama dengan pedal gas.

Model sederhana ini punya kekurangan yang cukup mendasar, terutama ketika melintasi jalur macet di saat hujan atau panas.     Makin panjang kemacetannya, makin lama dan makin sering pompa AC tidak bekerja.    Akibatnya ruang kabin menjadi panas seperti tidak ada AC.    Terlebih jika sedang hujan, di dalam kabin muncul kabut yang akan menyelimuti kaca.

Solusi yang lazim adalah dengan memasang idle-up.   Kendaraan yang sudah dilengkapi dengan AC dari pabriknya, selalu dilengkapi dengan piranti ini.  Idle-up adalah piranti untuk mensimulasi sopir menginjak pedal gas ketika pompa AC bekerja dan mesin pada kondisi idle.   Idle-up terdiri dari 2 komponen, yaitu actuator dan solenoid.   Gambar sebelah menampilkan diagram rangkaian idle-up. Aktuator disambungkan dengan slang ke pipa penyedot booster, yang biasanya sudah disediakan di komponen penyedot.    Jika disedot, stud aktuator bergerak menarik sesuai dengan kekuatan sedot yang diterima.   Gerakan inilah yang dimanfaatkan untuk memicu akselerator, baik langsung menarik, maupun disimulasi menjadi mendorong, tergantung rancangan kendaraannya.    Sedangkan solenoid bekerja sebagai klep terkendali.    Jika dialiri listrik, klep mangap, sehingga aktuator tersedot.    Sehingga cara kerja idle-up secara keluruhan adalah, ketika sensor suhu memerintahkan relay untuk menyambung arus ke pompa AC, solenoid idle-up juga tersambung.   Dengan demikian, aktuator akan memicu akselerasi mesin.

Bagaimana dengan kendaraan yang penyedotnya lemah?

Kendaraan kelas menengah ke atas tentu sudah dilengkapi dengan penyedot idle-up yang cukup layak dan integral dengan penyedot booster.    Umumnya berupa vacuum compressor bawaan yang nempel pada blok mesin.     Jika penyedot ini sudah melemah, cara terbaik tentu dengan mereparasinya atau menggantinya dengan yang baru.

Sedangkan kendaraan kelas bawah, bahkan beberapa kelas menengah di era 1980-an, umumnya tidak dilengkapi dengan penyedot.   Bahkan ada beberapa yang tidak dilengkapi dengan AC.    Jika pemiliknya ingin memasang AC, tentu harus menyiapkan penyedot sendiri.

Umumnya memanfaatkan lobang inlet pada intake manifold.    Disana ada penyedot booster yang hanya bekerja manakala pedal gas dilepas (tidak diinjak).   Cara kerjanya mengandalkan klep lidah karburetor pada lobang intake manifold motor bensin.  Giliran yang motor diesel, meski klep lidah itu tidak diperlukan, tapi juga disediakan, demi untuk mendapatkan penyedot.    Untuk motor diesel, klep lidah ini tentu sangat merugikan.   Mempertajam penyusutan dayakuda dan torsi di putaran rendah.   Karena ketika akselerasi diturunkan, mestinya hanya catu BBM saja menurun.    Dengan menutupnya lidah, maka kompresi dan catu oksigen pun ikut menurun pula.

Konflik idle-up dengan rem dan solusinya

Terlepas dari kerugiannya (khusus untuk diesel), klep lidah ini memang klop dengan booster rem.   Karena ketika pedal rem diinjak, tentu pedal gas dilepas.    Maklum dua-duanya jatahnya kaki yang sama, kaki kanan.   Namun giliran dimanfaatkan untuk menyedot aktuator idle-up, muncullah konflik.     Ketika aktuator tersedot, akselerator ditarik dan klep lidah pun mangap lagi.   Meski hanya mangap sedikit, boleh jadi mengurangi kekuatan sedotan.    Akibatnya, rem menjadi kurang pakem dan pedal rem terasa “mejen” atau “bangkak” bilamana ketika pengereman dilakukan pas kebetulan idle-up sedang bekerja.   Perlu kejituan menyetel akselerator untuk meminimalkan efek konflik tersebut.

Solusi untuk masalah konflik ini antara lain dengan memasang pemutus arus ke pompa AC di pedal rem.    Paling mudah bikin cangkok memanfaatkan lampu rem.    Arus listrik yang menyalakan lampu rem kita manfaatkan untuk memutus massa pompa AC, seperti pada diagram sebelah.    Sehingga ketika pedal rem diinjak, bisa dipastikan pompa AC tidak aktif, karena tidak ada massa.     Caranya cukup dengan menyambungkan kabel lampu rem ke relay 5 kaki, pada kaki 86.    Kaki 87a dan 85 disambung ke massa.   Kabel massa pompa AC diputus dan disambungkan ke kaki 30.    Kaki 87 untuk sementara tidak penting, atau belum diperlukan.    Tapi bisa dipakai sebagai trigger untuk rangkaian indikator tertentu yang berkaitan dengan rem dan pompa AC.

Topik-topik terkait otomotif

• Mensiasati Intake untuk Mendongkrak Efisiensi Motor Bakar Injeksi
• Renovasi Jeep Tungganganku Rampung
• Memperkuat Kaki Belakang Jeep® CJ-7
• Merekayasa Kelayakan Jeep® CJ-7
• Hati-hati dengan Rem Mobil Anda
• Menyimak Mobil Esemka
• Mensiasati Diesel Tua
• Kiat-kiat Sederhana Merawat Mobil Konvensional
• Mensiasati Instabilitas Sistem Suspensi Per-Daun Konvensional
• Rekayasa Otomotif