REGENERACJA SPRĘŻAREK

Sprawność układu klimatyzacji samochodowej w dużej mierze zależy od wewnętrznej sprawności sprężarki i układu przeniesienia napędu. Uszkodzenia sprężarek mogą mieć charakter mechaniczny lub elektryczno – elektroniczny.
Typowym uszkodzeniem mechanicznym jest zużywanie się powierzchni ciernych sprzęgła sprężarki. Szczelina pomiędzy tarczą zabieraka a kołem pasowym powinna zawierać się pomiędzy 0,2÷0,3 mm. Na skutek ścierania powierzchni ciernych sprzęgła, szczelina ta może ulec powiększeniu. Pole elektromagnetyczne wytworzone przez cewkę sprzęgła jest wtedy zbyt słabe aby spowodować odpowiedni nacisk tarczy zabieraka sprzęgła. Następuje zatem poślizg tarczy po kole pasowym.
Oba elementy wykonane ze są stali i trąc o siebie wydzielają dużą ilość ciepła. Wzrost temperatury na sprzęgle powoduje uszkodzenia łożyska koła pasowego, cewki elektrosprzęgła jak również może spowodować uszkodzenie samej dławicy sprężarki (co może prowadzić do rozszczelnień sprężarki). Podobne w skutkach uszkodzenia powstają w przypadku nie używania układu klimatyzacji przez dłuższy czas (np. zimą). Powstanie korozji na elementach ciernych sprzęgła powoduje, że po uruchomieniu takiej sprężarki będzie powstawał poślizg z wydzieleniem dużej ilości ciepła (rys. 1).

Rys. 1. Korozja na powierzchni ciernej sprzęgła

Inną przyczyną zużycia powierzchni ciernych sprzęgła może być zalanie tarczy sprzęgła np. płynem układu wspomagania kierownicy, czy olejem silnika. Eksploatacyjne zużycie zewnętrznych części sprężarki samochodowej może powodować łożysko koła pasowego. W pierwszym etapie pojawia się jego hałaśliwa praca, a później powstawanie luzów poprzecznych i ocieranie tarczy zabieraka o koło pasowe. Bywa również tak, iż na skutek wysokiej temperatury pracy silnika, uzwojenia cewki elektrosprzęgła ulegają całkowitemu lub częściowemu zwarciu. Skutkiem tego jest słabe pole elektromagnetyczne lub jego zanik (spalenie cewki) (rys. 2).

Rys. 2. Spalona cewka elektrosprzęgła

Zużywanie się elementów wewnętrznych sprężarki jest kolejną przyczyną uszkodzeń układu klimatyzacyjnego. Uszkodzenia te spowodowane są brakiem wymiany i filtracji oleju i czynnika chłodniczego w układach klimatyzacji. W przypadku sprężarek tłokowych (a są one najczęściej spotykane w układach klimatyzacji samochodowej) na skutek pracy (tarcie aluminiowego tłoka o aluminiowy cylinder) powstają metalowe opiłki. Opiłki te powstają również w momencie uruchomienia sprężarki po długim przestoju układu klimatyzacji, gdyż następuje separacja oleju i czynnika chłodniczego.
Olej jako cięższy spływa w najniższe partie układu, a czynnik unosi się ponad olejem. Początkowa faza uruchomienia układu odbywa się „na sucho”. Powstające w ten sposób na skutek tarcia drobne opiłki metalowe mieszają się z olejem tworząc swoistą substancję ścierną. Ponieważ olej zabierany jest z czynnikiem, produkty te zostają przeniesione na powierzchnię układu tłok – cylinder powodując powstawanie rys wzdłużnych. Skutkiem tego jest mało wydajna praca sprężarki, przecieki na powierzchni tłok – cylinder.
W sprężarkach łopatkowych zużycie elementów roboczych (łopatek) jest równie ż przyczyną przecieków i niszczenia kolejnych elementów konstrukcyjnych np. pokrywy cylindra (rys. 3).

Rys. 3. Uszkodzenie pokrywy cylindra sprężarki łopatkowej

Istotną grupą uszkodzeń sprężarek samochodowych jest brak lub zła obsługa. Jednym z częstszych uszkodzeń jest rozszczelnienie układu, głównie na dławicy sprężarki. Klimatyzację samochodową należy używać przez cały rok (nawet zimą). Wymagane jest aby klimatyzator był uruchamiany przynajmniej raz w tygodniu na 5 do 10 minut w celu rozprowadzenia oleju po całej instalacji. Dławica sprężarki wykonana jest najczęściej w postaci nylonowego pierścienia. Szczególnie zimą, kiedy układ nie pracuje i olej spłynie w najniżej położone części instalacji dławica jest sucha i sztywna, a czynnik z instalacji wydostaje się bezśladowo (gdy brak barwnika UV w układzie). Brak czynnika chłodniczego oznacza także brak nośnika oleju. Układ klimatyzacji zaczyna pracować w innych, cięższych warunkach i najczęściej ulega zatarciu sprężarka. Układ klimatyzacji jest teoretycznie zabezpieczony przed taką ewentualnością, tzn. posiada czujnik niskiego ciśnienia, który zapobiega za- łączeniu klimatyzacji poniżej pewnego ciśnienia progowego. Zdarza się jednak, że ciśnienie czynnika w układzie pomimo jego niewystarczającej ilości jest wyższe od ciśnienia progowego, co w konsekwencji prowadzi do tych samych negatywnych skutków.
Oprócz uszkodzeń spowodowanych brakiem obsługi często pojawiają się uszkodzenia spowodowane złą obsługą. Układy klimatyzacji powinny być serwisowane przez odpowiednio przeszkolonych ludzi, a warsztaty powinny być wyposażone w odpowiednie urządzenia do obsługi. Częstą przyczyną uszkodzeń jest nieodpowiednie napełnianie układu czynnikiem. Króciec serwisowy ssący, przez który dokonuje się operacji napełniania znajduje się blisko zaworu ssącego sprężarki (rys. 4).

Rys. 4. Położenie króćca ssącego sprężarki i króćca do napełniania

Sprężarka przeznaczona jest do przetłaczania gazu. Jeżeli serwisant dokonuje napełnienia instalacji bezpośrednio z butli poprzez układ manometrów, wtedy dostarcza czynnik chłodniczy w postaci ciekłej na stronę ssącą instalacji. Część czynnika ulegnie wówczas rozprężeniu zmieniając stan skupienia, a część w postaci cieczy może trafić do sprężarki. Następuje wtedy uderzenie cieczowe. Ciecz jest nieściśliwa i dostając się do sprężarki powoduje uszkodzenia płytek zaworowych (w takim przypadku ulegają trwałemu odkształceniu), (rys. 5, 6, 7).

Rys. 5. Płyta zaworowa sprężarki tłokowej o zmiennej pojemności skokowej – strona ssawna i strona tłoczna

Takie odkształcenie płytek zaworowych eliminuje z pracy sprężarkę, gdyż nie jest możliwe osiągnięcie wymaganego poziomu sprężu.
Innym częstym przypadkiem złej obsługi jest wprowadzenie do instalacji nadmiernej ilości czynnika chłodniczego. Do każdego układu należy wprowadzić ściśle określoną ilość czynnika. Nadmiar czynnika w instalacji powoduje gwałtowny wzrost ciśnienia tłoczenia, a co za tym idzie dużo cięższą pracę sprężarki. Wtedy najsłabszy element sprężarki ulega uszkodzeniu.

Rys. 6. Zawory sprężarki łopatkowej

Rys. 7. Układ zaworowy sprężarki typu SCROLL

Poważną grupą uszkodzeń jest rozszczelnienie sprężarek. Oprócz wyżej wymienionych rozszczelnień na dławicy sprężarki, spotykane są również rozszczelnienia na łączeniu korpusów. Powstają one w sposób naturalny np. jako wżery w aluminiowym korpusie spowodowane solą i środkami chemicznymi używanymi przez służby miejskie do usuwania śniegu z jezdni. Inne ubytki czynnika powstają, w miarę naturalnego upływu czasu, w wyniku utraty własności uszczelniających przez wszystkie stosowane materiały na uszczelki (rys. 8).

Rys. 8. Łączenia części korpusu

Wyżej wymieniony przypadek nadmiaru czynnika w instalacji powoduje wzrost ciśnienia w sprężarce i może, w najlepszym wypadku, doprowadzić do „wypchnięcia” uszczelek na zewnątrz. Nadmierny wzrost ciśnienia będący przyczyną rozszczelnienia może być również spowodowany przez zanieczyszczony skraplacz klimatyzacji lub nie działający wentylator na skraplaczu klimatyzacji.

Podsumowanie

Uszkodzenia sprężarek samochodowych są oczywistą i podstawową przyczyną awarii całego układu klimatyzacji. Przedstawione wyżej przypadki uszkodzeń wiążą się zarówno ze złą lub brakiem okresowej obsługi, ze zużyciem się poszczególnych elementów, jak również warunków pracy całego układu.
Dbajmy o układ klimatyzacji przez cały rok!

LITERATURA

[1] Rendle S.: Autoporadnik Klimatyzacja. Warszawa, Wydawnictwo AUTO, 2000
[2] Deh U.: Klimatyzacja w samochodzie. Warszawa, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności 2000

dr inż. Tadeusz Kapusta, Łukasz Wesołowski
Katedra Techniki Cieplnej i Chłodnictwa
Politechnika Łódzka