Modern Diesel Technology Heating, Ventilation, Air Conditioning & Refrigeration, 2nd edition

336 Pages·2013·14.66 MB·English

by  John Dixon

This is an electronic version of the print textbook. Due to electronic rights restrictions, some third party content may be suppressed. Editorial
review has deemed that any suppressed content does not materially affect the overall learning experience. The publisher reserves the right to
remove content from this title at any time if subsequent rights restrictions require it. For valuable information on pricing, previous
editions, changes to current editions, and alternate formats, please visit www.cengage.com/highered to search by
ISBN#, author, title, or keyword for materials in your areas of interest.
Copyright 2012 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be copied, scanned, or duplicated, in whole or in part. Due to electronic rights, some third party content may be suppressed from the eBook and/or eChapter(s). Editorial review has
deemed that any suppressed content does not materially affect the overall learning experience. Cengage Learning reserves the right to remove additional content at any time if subsequent rights restrictions require it.
M D T :
ODERN IESEL ECHNOLOGY
H , V , A
EATING ENTILATION IR
C & R
ONDITIONING EFRIGERATION
2 E
ND DITION
John Dixon
Centennial College, Toronto, Ontario, Canada
Australia (cid:129) Brazil (cid:129) Japan (cid:129) Korea (cid:129) Mexico (cid:129) Singapore (cid:129) Spain (cid:129) United Kingdom (cid:129) United States
Copyright 2012 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be copied, scanned, or duplicated, in whole or in part. Due to electronic rights, some third party content may be suppressed from the eBook and/or eChapter(s). Editorial review has
deemed that any suppressed content does not materially affect the overall learning experience. Cengage Learning reserves the right to remove additional content at any time if subsequent rights restrictions require it.
ModernDieselTechnology:Heating, (cid:3)c 2014,2007Delmar,CengageLearning
Ventilation,AirConditioning&
ALLRIGHTSRESERVED.Nopartofthisworkcoveredbythecopyright
Refrigeration,2ndEdition
hereinmaybereproduced,transmitted,stored,orusedinanyformorby
JohnDixon
anymeansgraphic,electronic,ormechanical,includingbutnotlimitedto
photocopying,recording,scanning,digitizing,taping,Webdistribution,
VicePresident,Careers&Computing:
informationnetworks,orinformationstorageandretrievalsystems,except
DaveGarza
aspermittedunderSection107or108ofthe1976UnitedStatesCopyright
DirectorofLearningSolutions:SandyClark
Act,withoutthepriorwrittenpermissionofthepublisher.
ExecutiveEditor:DaveBoelio
Director,Development-Career
Forproductinformationandtechnologyassistance,contactusat
&Computing:MarahBellegarde CengageLearningCustomer&SalesSupport,1-800-354-9706
ManagingEditor:LarryMain
Forpermissiontousematerialfromthistextorproduct,
SeniorProductManager:SharonChambliss submitallrequestsonlineatcengage.com/permissions.
Furtherpermissionsquestionscanbee-mailedto
EditorialAssistant:CourtneyTroeger
[email protected]
BrandManager:KristinMcNary
MarketDevelopmentManager:ErinBrennan
LibraryofCongressControlNumber:2012948308
SeniorProductionDirector:WendyTroeger
ISBN-13:978-1-1337-1625-9
ProductionManager:MarkBernard
ISBN-10:1-1337-1625-3
ContentProjectManager:ChristopherChien
ArtDirector:JackieBates/GEX Delmar
5MaxwellDrive
CoverImage:CourtesyofNavistar,Inc.
CliftonPark,NY12065-2919
CoverInsetImage:(cid:3)c2014CengageLearning; USA
PhotocourtesyofJohnDixon
CengageLearningisaleadingproviderofcustomizedlearningsolutions
withofficelocationsaroundtheglobe,includingSingapore,theUnited
Kingdom,Australia,Mexico,Brazil,andJapan.Locateyourlocalofficeat:
international.cengage.com/region
CengageLearningproductsarerepresentedinCanadabyNelsonEducation,Ltd.
TolearnmoreaboutDelmar,visitwww.cengage.com/delmar
Purchaseanyofourproductsatyourlocalcollegestoreoratourpreferred
onlinestorewww.cengagebrain.com
NoticetotheReader
Publisherdoesnotwarrantorguaranteeanyoftheproductsdescribed
hereinorperformanyindependentanalysisinconnectionwithanyofthe
productinformationcontainedherein.Publisherdoesnotassume,and
expresslydisclaims,anyobligationtoobtainandincludeinformationother
thanthatprovidedtoitby themanufacturer.Thereaderisexpressly
warnedtoconsiderandadoptallsafetyprecautionsthatmightbe
indicatedbytheactivitiesdescribedhereinandtoavoidallpotential
hazards.Byfollowingtheinstructionscontainedherein,thereader
willinglyassumesallrisksinconnectionwithsuchinstructions.The
publishermakesnorepresentationsorwarrantiesofany kind,including
butnotlimitedto,thewarrantiesoffitnessforparticularpurposeor
merchantability,norareanysuchrepresentationsimpliedwithrespectto
thematerialsetforthherein,andthepublishertakesnoresponsibility
withrespecttosuchmaterial.The publishershallnotbeliableforany
special,consequential,orexemplarydamagesresulting,inwholeorpart,
fromthereaders’useof,orrelianceupon,thismaterial.
Printed in the United States of America
1 2 3 4 5 6 7 16 15 14 13 12
Copyright 2012 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be copied, scanned, or duplicated, in whole or in part. Due to electronic rights, some third party content may be suppressed from the eBook and/or eChapter(s). Editorial review has
deemed that any suppressed content does not materially affect the overall learning experience. Cengage Learning reserves the right to remove additional content at any time if subsequent rights restrictions require it.
Table of Contents
Preface for Series . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvi
Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvii
CHAPTER 1 Heating, Ventilation, and Air Conditioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
System Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
History of Air Conditioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Today’s Air-Conditioning Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Vehicle Heat and Cold Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Purpose of the HVAC System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Air-Conditioning Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Compressor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Condenser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Pressure Regulating Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Evaporator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Receiver-Drier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Accumulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Special Air-Conditioning Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Manifold Gauge Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Safety Eyewear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Leak Detectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Thermometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Shop Specialty Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Vacuum Pump . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Refrigerant Recovery and Recycling Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Antifreeze Recovery and Recycling Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Electronic Weigh Scales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Scan Tools/Onboard Diagnostics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Refrigerant Identifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Compressor Servicing Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
CHAPTER 2 Environmental and Safety Practices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
System Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Stratospheric Ozone Depletion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
The Montreal Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
iii
Copyright 2012 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be copied, scanned, or duplicated, in whole or in part. Due to electronic rights, some third party content may be suppressed from the eBook and/or eChapter(s). Editorial review has
deemed that any suppressed content does not materially affect the overall learning experience. Cengage Learning reserves the right to remove additional content at any time if subsequent rights restrictions require it.
The Clean Air Act . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
EPA Penalties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Greenhouse Effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Greenhouse Gases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Refrigerants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
CFCs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
HCFCs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
HFCs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Alternative Refrigerants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Disposable Refrigerant Cylinders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Refillable Cylinders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Cylinder Color Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Refrigerant Safety . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Health Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
First Aid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Poisonous Gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
General Workplace Precautions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Handling Refrigerant Cylinders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Online Research Tasks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
CHAPTER 3 Thermodynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
System Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Heat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Heat Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Thermal Equilibrium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Rate of Heat Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Temperature Scales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
British Thermal Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Example 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Example 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Types of Heat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Superheat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Subcooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Change of State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Latent Heat of Fusion, Vaporization, and Condensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Pressure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Atmospheric Pressure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Pressure Gauges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Compound Gauge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Vacuum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Pressure/Temperature Relationship . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Raising the Boiling Point . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Lowering the Boiling Point . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Compressing a Vapor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Humidity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Effects of Humidity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Wet Bulb Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
iv
Copyright 2012 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be copied, scanned, or duplicated, in whole or in part. Due to electronic rights, some third party content may be suppressed from the eBook and/or eChapter(s). Editorial review has
deemed that any suppressed content does not materially affect the overall learning experience. Cengage Learning reserves the right to remove additional content at any time if subsequent rights restrictions require it.
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
CHAPTER 4 Air-Conditioning Components: Compressor, Condenser, and Receiver-Drier . . . 41
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
System Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Compressor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Two-Piston-Type Compressors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Two-Piston Compressor Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Two-Piston Compressor Maintenance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Swash Plate Compressors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Swash Plate Compressor Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Swash Plate Compressor Maintenance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Rotary Vane Compressors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Rotary Vane Compressor Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Variable Displacement Compressors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Variable Displacement Compressor Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Scotch Yoke Compressors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Scotch Yoke Compressor Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Scroll Compressor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Scroll Compressor Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Lubrication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Condenser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Condenser Service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Receiver-Drier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Moisture Removal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Refrigerant Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Receiver-Drier Location . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Receiver-Drier Service and Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Sight Glass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Maintenance Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
CHAPTER 5 Air-Conditioning Components: Metering Devices, Evaporator, Accumulator . . . 61
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Metering Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Thermostatic Expansion Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Internally Equalized Thermostatic Expansion Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Remote Bulb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Capillary Tube . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Thermostatic Expansion Valve Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Throttling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Controlling Action . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Externally Equalized Thermostatic Expansion Valves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
The H Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Fixed Orifice Tube . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Variable Orifice Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
v
Copyright 2012 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be copied, scanned, or duplicated, in whole or in part. Due to electronic rights, some third party content may be suppressed from the eBook and/or eChapter(s). Editorial review has
deemed that any suppressed content does not materially affect the overall learning experience. Cengage Learning reserves the right to remove additional content at any time if subsequent rights restrictions require it.
Superheat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Determining Superheat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Evaporator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Evaporator Service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Accumulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Maintenance Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
CHAPTER 6 The Refrigeration System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
System Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
The Thermostatic Expansion Valve System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
The Fixed Orifice Tube System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Refrigerant Pressure and States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Refrigeration Capacity—Performance Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Electromagnetic Clutch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Evaporator Temperature Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Compressor Operating Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Thermostatic Control Switch (Cold Switch) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Pressure Cycling Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Low-Pressure Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
Compressor Protection Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
Low Pressure Cut-Off Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
High Pressure Cut-Off Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
Binary Pressure Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
Trinary Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
Fan Cycling Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
Fan Timers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
High-Pressure Relief Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Maintenance Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
Performance Tasks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
CHAPTER 7 Service Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
System Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Manifold Gauges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Manifold Gauge Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Manifold Service Hoses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Refrigerant Lines, Hoses, and Couplers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Refrigerant Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Suction Line . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Discharge Line . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Liquid Line . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Hose and Line Repair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Simple Hose Repair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Finger-Style Crimp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
vi
Copyright 2012 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be copied, scanned, or duplicated, in whole or in part. Due to electronic rights, some third party content may be suppressed from the eBook and/or eChapter(s). Editorial review has
deemed that any suppressed content does not materially affect the overall learning experience. Cengage Learning reserves the right to remove additional content at any time if subsequent rights restrictions require it.
Beadlock Fittings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Crimping Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Alternate Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Evaporator Inlet Repair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Aluminum Line Repair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Service Valves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Stem-Type Service Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Schrader-Type Service Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
R-134 Service Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Leak Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Leak Detection Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Servicing Air-Conditioning Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
Refrigerant Identification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
Vacuum Pump . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
Correct Size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
Correct Oil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
Vacuum Pump Maintenance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Evacuating Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Thermistor Vacuum Gauge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Refrigerant Charging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Charging Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Partial Charge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Charging Cylinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Refrigerant Recovery/Recycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Refrigerant Management Center . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Online Research Tasks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
CHAPTER 8 Truck Engine Cooling Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
System Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Coolant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Testing Coolant Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
Scaling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
Testing Supplemental Coolant Additives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
Mixing Heavy-Duty Coolant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
High Silicate Antifreeze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Extended Life Coolants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
Coolant Filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
Coolant Recycler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Cooling System Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Radiators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Radiator Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Radiator Servicing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Radiator Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
Radiator Cap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
Radiator Cap Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Water Pump . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Water Pump Replacement, Inspection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
vii
Copyright 2012 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be copied, scanned, or duplicated, in whole or in part. Due to electronic rights, some third party content may be suppressed from the eBook and/or eChapter(s). Editorial review has
deemed that any suppressed content does not materially affect the overall learning experience. Cengage Learning reserves the right to remove additional content at any time if subsequent rights restrictions require it.
Thermostats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Thermostat Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
By-Pass Circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
Operating Without a Thermostat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
Thermostat Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
Heater Core . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
Heater Control Valve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Bunk Heater and Air Conditioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Shutters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
Winter Fronts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
Cooling Fans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
On/Off Fan Hubs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Thermatic Viscous Drive Fan Hubs/Thermo-Modulated Fans . . . . . . . . . . . . . . . 134
Fan Shrouds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Fan Belts and Pulleys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Cooling System Leaks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Testing for Leaks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Cooling System Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
Review Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
CHAPTER 9 Cab Climate Control/Supplemental Truck Heating and Cooling . . . . . . . . . . . 141
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
System Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
The Blend Air HVAC System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Water-Valve Controlled System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Supplemental Heating and Cooling Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Water-Valve Controlled Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
The Fan Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
Air Selection Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
Temperature Control Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Air-Conditioning Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Recirculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Optional Bunk Override Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Air Outlet Vents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Sleeper Climate Control Panel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Fan Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Temperature Control Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Manual Water-Valve Controlled HVAC System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Sleeper Climate Control Panel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Temperature Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
Blend Air System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
Stepper Motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
Ventilation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
HVAC General Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
Temperature Sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
Operator Maintenance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
General Maintenance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
Supplemental Cab Climate Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
Fuel-Fired Interior Heaters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
viii
Copyright 2012 Cengage Learning. All Rights Reserved. May not be copied, scanned, or duplicated, in whole or in part. Due to electronic rights, some third party content may be suppressed from the eBook and/or eChapter(s). Editorial review has
deemed that any suppressed content does not materially affect the overall learning experience. Cengage Learning reserves the right to remove additional content at any time if subsequent rights restrictions require it.