Uszkodzenia sprzęgieł sprężarek klimatyzacji to najczęściej jedyne widoczne usterki, które można zdiagnozować bez demontażu samej sprężarki.

Sprzęgła sprężarek ze względów konstrukcyjnych podzielić należy na dwie grupy: sprzęgła elektromagnetyczne i sztywne. Niezależnie od zastosowanego rozwiązania ich uszkodzenia również można podzielić na eksploatacyjne i powstałe z przyczyn zewnętrznych.

USZKODZENIA/ZUŻYCIE EKSPLOATACYJNE
Są one związane z czasem pracy lub przebiegiem auta. Wiadomo, że sprzęgła cierne mają swoją określoną żywotność, tak samo jak łożyska. Dotyczy to również amortyzatorów tarczy w sztywnych sprzęgłach sprężarek. W związku z tym wyróżniamy:
- uszkodzenia związane z czasem pracy – klimatyzacja montowana jest nie tylko w autach osobowych, ale i w maszynach rolniczych, leśnych czy budowlanych. Dziś nie jest to już rzecz niezwykła, wręcz przeciwnie – staje się standardem. Najczęściej maszyny tego typu nie mają oszołamiających przebiegów, a liczy się czas pracy silnika. Nawet jeśli klimatyzacja nie pracuje, to koło pasowe sprężarki obciążane jest bez przerwy;
- uszkodzenia związane z przebiegiem auta – wraz z przebiegiem auta rośnie zużycie wszystkich jego elementów, tyle że w różnym stopniu. Można przyjąć, że skoro sprzęgła sprężarek klimatyzacji wytrzymują przebiegi do 200 tys. km przy typowym rocznym przebiegu, ten okres eksploatacji sięgnie 10 lat. Przy większych przebiegach rocznych skróci się czas bezproblemowej eksploatacji. Ważne, by o tym pamiętać przy obsłudze aut flotowych, których przebieg roczny może znacznie przekroczyć 40-50 tys. km.

Serwis okresowy klimatyzacji samochodowej nie powinien się zatem ograniczać wyłącznie do diagnostyki pracy układu, wymiany filtra kabinowego czy filtra-osuszacza – powinien również objąć dokładną kontrolę sprzęgła sprężarki, a to w naszych realiach nie jest jeszcze standardem w serwisach klimatyzacji.

USZKODZENIA WYNIKAJĄCE Z PRZYCZYN ZEWNĘTRZNYCH
To zazwyczaj efekt nieprawidłowo pracującego układu klimatyzacji, przeniesienia napędu na sprzęgło sprężarki, a także skutek kolizji drogowych. 

Przegrzanie sprzęgła, uszkodzenia piasty
Co ma wspólnego praca klimatyzacji z uszkodzeniem sprzęgła? Na szczęście to pytanie coraz rzadziej pada z ust serwisantów. Niezależnie od zastosowanego układu tłocznego (tłokowy, ślimakowy, łopatkowy) sprężarki, moment hamujący powodowany pracą kompresora przenoszony jest przez wał i tarczę sprzęgła na koło pasowe sprężarki. Wzrost oporów tłoczenia (spowodowany choćby uszkodzeniem skraplacza, wentylatorów czy niedrożnością układu klimatyzacji) skutkuje zmniejszeniem prędkości obrotowej tarczy sprzęgła w stosunku do prędkości obrotowej koła pasowego sprężarki. Powstają uślizgi skutkujące tarciem, a co za tym idzie – przegrzewaniem się sprzęgła. Temperatury osiągane w takich przypadkach potrafią przekroczyć 300°C. Wytapia się izolacja uzwojenia cewki elektromagnetycznej, a łożysko potrafi się wręcz rozpaść. Maksymalna temperatura pracy łożyska koła pasowego to 115°C. Czy ma ono prawo ulec uszkodzeniu, jeśli temperatura przekroczona zostanie trzykrotnie? 
Biorąc pod uwagę różnego typu uszkodzenia niezwiązane ze sprężarką i układem klimatyzacji, nasuwa się sztandarowy przykład występujący w przypadku samochodów marki Renault Megane. Widać uszkodzenie łożyska koła pasowego, wyraźny luz na kole pasowym wskazywałby na konieczność jego wymiany. Nic bardziej mylnego. Po zdemontowaniu sprzęgła nie ma zastrzeżeń do stanu łożyska czy tarczy sprzęgłowej. Uszkodzona jest piasta (odlew aluminiowy – część przedniej pokrywy sprężarki), na której osadzone jest łożysko koła. Jest to skutek uszkodzonego koła jednokierunkowego alternatora. Drgania przenoszone paskiem wieloklinowym na sprężarkę powodują uszkodzenia piasty. W tym przypadku pozostaje wymiana sprężarki ze względu na powtarzalność uszkodzeń, przednia pokrywa tego modelu praktycznie jest niedostępna. 

Usterki sprzęgła elektromagnetycznego 
Sprzęgło elektromagnetyczne składa się z koła pasowego, tarczy sprzęgła i cewki elektromagnetycznej. Cewka, zwana potocznie elektromagnesem, montowana jest z reguły na przedniej pokrywie sprężarki, a na nią nakładane jest koło z łożyskiem. Na stałe zamontowana cewka osadzona jest „wewnątrz” obracającego się koła, a samo łożysko koła pasowego nasuwane jest na piastę, będącą odlewem na przedniej pokrywie sprężarki. Tarcza sprzęgła dokręcana jest do wału korbowego umiejscowionego w piaście koła pasowego. Konstrukcja jest więc mało skomplikowana. Osadzona wewnątrz stalowego koła pasowego cewka elektromagnetyczna, zasilona napięciem, stanowi z kołem elektromagnes przyciągający wahliwie zamontowaną tarczę sprzęgła. Konstrukcja tarczy umożliwia ruch wzdłużny elementu ciernego i dociśnięcie go do powierzchni ciernej koła. Połączenie to powoduje przeniesienie ruchu obrotowego na wał korbowy sprężarki. Oprócz uszkodzeń związanych z przegrzaniem sprzęgła (uszkodzenia tarczy sprzęgła, łożyska), często spotyka się usterki elementów zabezpieczających montowanych bezpośrednio w elektromagnesie. Ich zadaniem jest zabezpieczenie sprężarki przed zniszczeniem w przypadku, gdy układ sterowania czy klimatyzacja nie pracuje poprawnie. Cewki elektromagnetyczne (L) mogą mieć wbudowane bezpieczniki termiczne lub diody, często zdarza się, że występują oba te zabezpieczenia. Bezpiecznik termiczny (BT) instalowany jest szeregowo w uzwojeniu cewki, od jej czoła, tak by był najbliżej powierzchni ciernej koła pasowego i tarczy sprzęgłowej. W przypadku nadmiernego przyrostu temperatury sprzęgła „przepala” się, tworząc przerwę w obwodzie – wówczas sprzęgło nie załącza się. Bezpieczniki termiczne fabrycznie zalewane są tworzywem i uszkodzenie tego elementu powoduje najczęściej konieczność wymiany cewki na nową. Temperatura graniczna tego bezpiecznika to 185°C. Oporność cewki w układach z 12 V zasilaniem to przedział 3,5-4,5 omów. Po zadziałaniu bezpiecznika termicznego oporność uzwojenia cewki wskazywana będzie na nieskończoną – przerwa w obwodzie. Bezkrytyczna wymiana tak uszkodzonego elektromagnesu w dość krótkim czasie skutkować będzie ponownym uszkodzeniem cewki lub sprzęgła. Powinno to zasugerować serwisantowi konieczność diagnostyki układu klimatyzacji pod kątem przepływu czynnika chłodzącego w układzie i chłodzenia skraplacza. Znalezienie przyczyny wpływającej na wzrost momentu hamującego wał sprężarki – co finalnie powoduje uślizgi sprzęgła i jego przegrzewanie – skutecznie i kompleksowo rozwiązuje problem.
Jeśli już zdiagnozujemy przyczynę i naprawiamy sprzęgło elektromagnetyczne, należy pamiętać o właściwym ustaleniu szczeliny między tarczą sprzęgła a kołem pasowym. Zbyt mała lub zbyt duża szczelina również skutkować będzie przegrzewaniem sprzęgła.
Drugie zabezpieczenie to dioda (D) wstawiona równolegle w obwód zasilania elektromagnesu. Cewka to element układu o bardzo dużej impedancji i w sprzyjających okolicznościach (wypalone styki przekaźnika zasilającego) zaczyna funkcjonować jak aparat zapłonowy, generując impulsy wysokiego napięcia. Tego elektronika współczesnego auta nie lubi i trzeba ją zabezpieczyć. W przypadku uszkodzeń diody (sprawdzenie oporności cewki – wynik zwarcie) należy wymienić nie tylko cewkę, ale i przekaźnik zasilający sprzęgło sprężarki. Bez tego uszkodzenie kolejnego elektromagnesu to tylko kwestia czasu. Opel Astra to wręcz książkowy przykład tego typu usterek, niezależnie od modelu i rocznika. Co z tzw. sztywnym sprzęgłem? Sprzęgło sztywne („zrywalne”) składa się wyłącznie z koła pasowego i tarczy sprzęgłowej – nie ma cewki elektromagnetycznej. Stanowi „sztywne”, stałe połączenie tarczy sprzęgłowej i koła pasowego, wał sprężarki jest więc napędzany bez przerwy. Związane jest to z konstrukcją sprężarki o zmiennej pojemności skokowej, której praca i wydajność sterowane są elektrozaworem (sterowanie sygnałem PWM). Uszkodzenia mechaniczne samego koła pasowego związane są raczej z kolizjami drogowymi i czynnościami naprawczymi w serwisach – koła te z reguły wykonane są z tworzywa, lekkie, sztywne, ale ich wadą jest kruchość.
W tego typu sprzęgłach uszkodzenia eksploatacyjne to zużycie łożyska i amortyzatorów (często gumowych) związane z przebiegiem pojazdu. Pozostałe powinny być traktowane jako wskazanie problemów z klimatyzacją. Sama tarcza sprzęgła to rodzaj bezpiecznika mechanicznego, który ma zadziałać w przypadku przeciążenia sprężarki wynikającego z niesprawności układu klimatyzacji. Najczęściej spotykane sprężarki Denso (stosowane w wielu modelach pojazdów marek Audi, Toyota, Mercedes, BMW) posiadają tarcze sprzęgłowe, których wytrzymałość określana jest na 140-150 Nm. Przekroczenie tego momentu siły wywołuje pęknięcie przetłoczeń w samej tarczy, powodując rozłączenie wału i koła pasowego. Tarcza taka jest oczywiście elementem wymiennym, ale czy można wymienić tarczę i zakończyć naprawę? Oczywiście nie, należy zdiagnozować kompleksowo układ klimatyzacji, nie tylko pod kątem sprawności termicznej, ale i kontroli sygnału sterującego sprężarką. Sygnał ten zmienia się i dostosowuje pojemność skokową (wydajność) sprężarki do prędkości obrotowej silnika. Zaburzenia sygnału sterującego skutkują niewłaściwą pojemnością skokową, wynikiem czego jest uszkodzenie tarczy sprzęgła. Wielokrotnie okazuje się, że po wymianie tarczy sprężarka nie tłoczy – to już większy problem, wiąże się nie tylko z koniecznością wymianą sprężarki, ale i dokładnej, kompleksowej diagnostyki klimatyzacji. 
Kolejne „typowe” uszkodzenie tarczy sprzęgieł sztywnych to zniszczenie, a w zasadzie brak wielowypustu łączącego tarczę z wałem sprężarki. Tego typu usterka spotykana jest najczęściej w modelach aut grupy VW wyposażonych w sprężarki Sanden (PXE14, PXE16) i Delphi (CVC). Po zdemontowaniu tarczy sprzęgła okazuje się, że wielowypust praktycznie nie istnieje, a zamiast niego jest równa, wyszlifowana tuleja. Kompresor nie ma w związku z tym połączenia koła pasowego z wałem, więc nie pracuje. Wymiana tarczy najczęściej pozwala uruchomić sprężarkę, a układ działa bez zastrzeżeń. Jednak powtórne uszkodzenie wielowypustu pozostaje kwestią czasu. Niejednokrotnie zdarzają się przypadki dwukrotnej wymiany tarczy w ciągu roku. Tego typu usterka wiąże się najczęściej z nieprawidłową sezonową obsługą klimatyzacji oraz kolejnymi porcjami każdorazowo dozowanego oleju. Pamiętać należy, że olej w układzie musi być i spełniać swoje zadanie, smarując sprężarkę, jednak jego nadmiar nie tylko zmniejsza sprawność klimatyzacji, ale i wpływa destrukcyjnie na sprężarkę. Z założenia jest ona prze znaczona do tłoczenia czynnika w stanie gazowym, a nie nieściśliwej cieczy, którą jest olej. Skutki niedoboru i nadmiaru oleju w klimatyzacji to nie tylko powód uszkodzeń sprzęgieł sprężarek, ale i temat do odrębnego artykułu. 
Reasumując, usuwanie uszkodzeń sprzęgieł sprężarek należy każdorazowo łączyć z diagnostyką układu w szerszym czy węższym zakresie. Tylko takie postępowanie gwarantuje sprawną pracę klimatyzacji, nie mówiąc już o zadowoleniu klienta, który nie jest narażany na kolejne naprawy tej samej usterki.

Opracowanie:
J.J. Sobierański, A. Mańkowski
Laser Sp. z o.o. Sp. k. 92-631 Łódź,
ul. Włodarska 5/7
www.e-sklep-laser-sinex.pl
Regeneracja kompresorów klimatyzacji samochodowej