Coolmarket: Typowe uszkodzenia sprężarek klimatyzatorów samochodowych

Układ klimatyzacji samochodowej kojarzy się nierozłącznie z komfortem cieplnym i bezpieczeństwem jazdy kierowcy i pasażerów

Zadaniem takiego układu jest nie tylko podgrzanie dostarczanego do wnętrza pojazdu powietrza, ale również w razie konieczności schłodzenie i osuszenie tego powietrza dla uzyskania odpowiedniej temperatury i wilgotności w stosunku do warunków otoczenia. Obniżenie temperatury zapewnia układ chłodzący składający się z następujących elementów: sprężarka, skraplacz, element dławiący i parownik. W skład układu wchodzą oczywiście elementy sterujące oraz zapewniające prawidłowy obieg czynnika chłodniczego i oleju w układzie.

W układzie chłodzącym elementem napędowym jest sprężarka, której zadaniem jest przemieszczanie czynnika z części niskociśnieniowej (z parownika) do części wysokociśnieniowej (skraplacza).

Sprężarki samochodowe układów klimatyzacyjnych

Z wielu istniejących konstrukcji sprężarek, w samochodowych układach klimatyzacyjnych wykorzystywane są trzy typy:

• tłokowe
• łopatkowe
• spiralne (scroll)

Sprężarki tłokowe

W każdym cylindrze sprężarki tłokowej odbywa się pełen cykl sprężania polegający na tym, że para czynnika chłodniczego o niskim ciśnieniu jest zasysana do cylindra przez zawór ssawny, a następnie poprzez zmniejszenie objętości roboczej cylindra zwiększane jest ciśnienie czynnika chłodniczego. Po osiągnięciu pewnego ciśnienia otwiera się zawór tłoczny, którym sprężony czynnik chłodniczy przepływa do skraplacza. W zależności od żądanej wydajności, sprężarki mogą być jedno lub wielocylindrowe, budowane w różnych układach konstrukcyjnych. W układach klimatyzacyjnych stosowane są coraz częściej sprężarki tłokowe, w których elementem napędowym tłoków jest wychylna tarcza napędowa będąca częścią wału napędowego (rys. 1).  

Sprężarki tłokowe o zmiennej pojemności skokowej

Sprężarki tłokowe o zmiennej pojemności skokowej stosowane są w układach klimatyzacyjnych, w których sprężarka pracuje w sposób ciągły. W zależności od zapotrzebowania na czynnik chłodniczy następuje zmiana pojemności skokowej sprężarki dostosowując się do warunków pracy układu. Elementem napędzającym tłoki jest skośna krzywka tarczowa. Zmiana kąta nachylenia krzywki powoduje zmianę pojemności skokowej, a co za tym idzie, zmienia ilość czynnika chłodniczego wprowadzanego do skrzyni korbowej sprężarki. Kąt nachylenia krzywki jest zależny zarówno od ciśnienia ssania, które zmienia się w zależności od temperatury parownika, a także od prędkości obrotowej sprężarki.

Uszkodzenia 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 dławnicy 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. 3).

Podsumowanie

Uszkodzenia sprężarek samochodowych są oczywistą i podstawową przyczyną awarii całego układu klimatyzacji. Przedstawione wyżej przypadki uszkodzeń wiążą się zarówno ze złą lub brakiem obsługi, ze zużyciem się poszczególnych elementów, jak również warunków pracy całego układu. Bywają uszkodzenia np. w postaci zatarcia sprężarki spowodowanych wadą fabryczną lub nawet konstrukcyjną. Na naszym rynku pojawiła się seria sprężarek samochodowych, które nie wytrzymywały dłuższej pracy niż trzy miesiące. Okazało się, że powodem uszkodzeń był źle dobrany materiał układu korbowo-tłokowego sprężarki.

Autor: Tadeusz KAPUSTA, Łukasz KRZESŁOWSKI