Gdy do warsztatu przyjeżdża klient z niedziałającą klimatyzacją, trzeba wykonać czynności obsługowe związane z czynnikiem chłodniczym. Kłopoty zaczynają się, gdy po ich wykonaniu układ nie rozpoczyna pracy.
O pracy układów klimatyzacyjnych wiemy już wiele. Znane są procesy zachodzące wewnątrz nich. Potrafimy odczytywać parametry układu: ciśnienie i temperaturę. Dzięki takiej wiedzy możemy rozpoznawać usterki występujące w hydraulice. Często jednak problem pojawia się, bo napełniony układ w ogóle nie chce wystartować. Gdy klient przyjeżdża do warsztatu i zgłasza brak pracy klimatyzacji, pierwsze podejrzenie pada na zbyt niską ilość czynnika chłodniczego, ponieważ w naturalny sposób opuszcza on układ. Zbyt małą ilość czynnika można rozpoznać po niskim ciśnieniu na manometrach. Gdyby czynnika w ogóle nie było i manometry wskazywałyby ciśnienie atmosferyczne, wtedy należy sprawdzić jego szczelność, napełniając go azotem i kontrolując utrzymanie ciśnienia. Szczelny układ należy obsługiwać zgodnie z procedurą, czyli: jeżeli jest czynnik, należy odessać jego resztki z pojazdu, osuszyć układ, uzupełnić odessany olej i napełnić prawidłową ilością czynnika chłodniczego. Gdy jesteśmy pewni ilości i jakości czynnika, możemy przystąpić do uruchamiania układu. Uruchamiamy silnik, temperaturę nawiewu ustawiamy na minimum, włączamy klimatyzację, jeżeli nie włączy się automatycznie i kontrolując temperaturę w dyszach czekamy na podmuch chłodnego powietrza. Bardziej doświadczeni nasłuchują jeszcze czy nastąpiło “stuknięcie” sprzęgła sprężarki. Problemy pojawiają się, gdy czekamy na próżno. Sprzęgło nie wydaje dźwięku i temperatura się nie zmienia. Dla pewności kontrolujemy wskazania manometrów. Ciśnienie jest właściwe dla pełnego układu, lecz nie pojawiają się żadne zmiany wskazujące na ruch czynnika. Nabieramy wtedy pewności, że sprężarka nie wystartowała. Ponieważ sprzęgło jest wysterowane napięciem 12 V, można ją uruchomić “na krótko”. Jeżeli sprężarka wystartuje, możemy być pewni, że usterka musi być w systemie sterowania. Żeby odnaleźć usterkę, trzeba posiadać wiedzę na temat sterowania układem klimatyzacyjnym oraz sterowaniem wentylacją samochodu. Dla prawidłowej pracy klimatyzacja i wentylacja pojazdu zostały wyposażone w różne systemy zabezpieczeń i sterowań. Wykraczanie warunków poza zakres prawidłowej pracy lub usterki w którymś ze sterowań nie zezwolą na uruchomienie układu.
<01z.jpg>
Elementy sterowania układem klimatyzacyjnym: A – czujnik za niskiego/za wysokiego ciśnienia (zabezpieczenie układu), B – wysterowanie wentylatora skraplacza, C - sterowanie i zabezpieczenie sprężarki, D – sterowanie wydatkiem sprężarki w układzie z dyszą dławiącą, E – czujnik zamarzania parownika, F – sterowanie powietrzem wentylowanym, G – zabezpieczenie silnika.

Do zabezpieczeń i sterowań możemy zaliczyć:
- zabezpieczenie ciśnieniowe układu klimatyzacji,
- sterowanie pracą sprężarki,
- sterowanie wentylatorem skraplacza,
- sterowanie pracą parownika,
- sterowanie powietrzem wentylacyjnym,
- sterowanie obciążeniem silnika.

Jednocześnie problemem w diagnostyce jest niezależna praca sterowań. W takim pojeździe może wystąpić jedna lub kilka “blokad” pracy klimatyzacji. Aby móc poszukiwać usterki, należy rozumieć jak pracują systemy sterowań i jak je należy badać, a czasami dla celów diagnostycznych “oszukać”.

Zabezpieczenie układu klimatyzacji przed uszkodzeniem
Sprężarka jest smarowana olejem niesionym wraz z czynnikiem chłodniczym. Gdy zmniejsza się ilość czynnika, a co za tym idzie oleju dostarczanego do sprężarki, zmniejsza się jej smarowanie. W efekcie może ona ulec nadmiernemu zużyciu, a nawet zatarciu. Dlatego producenci wprowadzili zabezpieczenie przed zbyt niską ilością czynnika. Gdy czynnik wydostaje się do atmosfery, spada ciśnienie we wnętrzu układu. Niebezpiecznie niska wartość ciśnienia wyłączy układ. Do tego zabezpieczenia wykorzystano czujnik ciśnienia zamontowany najczęściej pomiędzy skraplaczem a parownikiem.
<02z.jpg>
Z manometru LP można odczytać ciśnienie i temperaturę włączania klimatyzacji. Poniżej tego ciśnienia klimatyzacja nie zostanie włączona.

Standardowo wykorzystywany jest stycznik otwierający obwód elektryczny poniżej określonej wartości ciśnienia. Tym ciśnieniem jest najczęściej wartość 2,1 bara. Czujnik ten jednocześnie stanowi zabezpieczenie przed uruchamianiem układu w zbyt niskich temperaturach. 2,1 bara odpowiada temperaturze około 3oC. Gdy temperatura otoczenia spada poniżej tej wartości, włączenie klimatyzacji nie ma sensu, a wręcz jest szkodliwe. W takiej temperaturze w powietrzu znajduje się dużo wilgoci, a mała różnica temperatur między 3oC, a 0oC powoduje błyskawiczne zamarzanie skroplonej na ściankach parownika wody. Wtedy przepływ powietrza przez parownik nie jest możliwy. Dlatego układ nie jest uruchamiany. Ten sam czujnik ma najczęściej drugi zakres kontrolny. Zabezpiecza on układ przed występowaniem zbyt wysokiego ciśnienia. W zbyt wysokiej temperaturze (wysokim ciśnieniu) czynnik chłodniczy trudno się skrapla, ponieważ nasycenie gazu jest bliskie punktu krytycznego. Dodatkowo powoduje przeciążenie sprężarki i niebezpieczeństwo jej nadmiernego zużycia a nawet zatarcia. Z tych powodów, gdy ciśnienie zbliża się do 28-32 barów czujnik wyłącza układ. Ponowne włączenie jest możliwe po ustabilizowaniu ciśnień i temperatur.

Kontrola czujników ciśnienia
Czujniki ciśnienia zabezpieczające układ mają najczęściej budowę styczników. W zależności od producenta układu może ich być kilka, wtedy każdy odpowiada za swój zakres ciśnień. Kilka styczników może być zintegrowanych we wspólnej obudowie. Pojedyncze styczniki mają dwa piny, zintegrowane posiadają cztery piny.
<03z.jpg>
Wygląd i schemat elektryczny zintegrowanego czujnika ciśnienia. Zastosowano w nim cztery zakresy pracy. Zakres I i IV zabezpiecza układ. Zakres II i III uruchamia wentylatory.

Styczniki zamykają obwód elektryczny powyżej określonego ciśnienia. Gdy podejrzewamy usterkę stycznika, a jesteśmy pewni, że istnieją warunki do uruchomienia układu (prawidłowe ciśnienie i temperatura), możemy dla próby wypiąć wtyczkę elektryczną z czujnika i zamiast niego wprowadzić “mostek” elektryczny. Gdy po tak wykonanej próbie układ zacznie pracować, należy sprawdzić ciśnienia reakcji stycznika.
<04z.jpg>
Przed wymianą czujnika należy sprawdzić ciśnienia jego pracy.

Należy podłączyć do niego miernik lub próbnik elektryczny i podłączając do azotu sprawdzić reakcję czujnika na wzrost ciśnienia. Stycznik powinien zamknąć obwód przy określonym ciśnieniu. Wartości ciśnienia dla danego czujnika należy odnaleźć w informacji technicznej. Uszkodzony czujnik należy wymienić. Drugim rodzajem czujników kontrolujących ciśnienie są czujniki zmieniające opór przy zmianie wartości ciśnienia. Takie czujniki wskazują aktualne ciśnienie w układzie. Mają one trzy piny podłączeniowe. Informacja o ciśnieniu jest odczytywana przez elektroniczny zespół sterujący klimatyzacji lub sterownik silnika. To sterownik decyduje czy włączyć klimatyzację. Informacje o wartości ciśnienia należy odczytać ze sterownika za pośrednictwem testera elektronicznego. Może on zgłosić błąd czujnika, jeżeli wartość wskazywanego ciśnienia jest poza zakresem. Jednak gdy czujnik będzie wskazywał ciśnienie nieprawidłowe, ale mieszczące się w tolerancji ciśnień, błąd nie zostanie zgłoszony. Trzeba wtedy w bloku parametrów pracy odczytać wartość ciśnienia i porównać ją ze wskazaniami manometrów. Różnice w odczytach, np. 1 bar w parametrach, a 5 barów na manometrach, wskazują na usterkę czujnika lub jego okablowania. Gdy połączenie elektryczne jest w porządku, należy wymienić czujnik.

Sterowanie pracą sprężarki
Sprężarka jest wyposażona w sprzęgło elektromagnetyczne pozwalające na przeniesienie napędu. Sygnał uruchamiający sprężarkę jest napięciowy. Podanie na elektromagnes napięcia 12V uruchamia sprężarkę. Część sprężarek jest na stałe napędzana. Wtedy nie posiadają one sprzęgła. Praca lub jej brak odbywa się za pomocą siłownika elektromagnetycznego i jest kontrolowana przez sterownik.
Sprężarka jest wysterowana w zależności od:
- zapotrzebowania na czynnik,
- bezpieczeństwa pracy sprężarki i układu.

Uruchomienie sprężarki nastąpi, gdy występuje zapotrzebowanie na czynnik chłodniczy. Sprężarka o stałym wydatku będzie pracowała w sposób przerywany (sposób sterowania zostanie omówiony w sterowaniu pracą parownika). Zbyt duży przepływ czynnika wyłączy sprężarkę. Zostanie uruchomiona ponownie po pojawieniu się zapotrzebowania na czynnik chłodniczy.
<05z.jpg>
Regulatory wydatku sprężarki: A (górny) – mechaniczny, B (dolny) - elektromechaniczny

Sprężarki o zmiennym wydatku mogą pracować bez przerwy. Zmiana wydatku jest realizowana przez samą sprężarkę w sposób mechaniczny lub elektryczny i może być zarządzana przez sterownik.
Najczęściej regulacja odbywa się mechanicznie. Sprężarka tak reguluje wydatkiem, aby wartość ciśnienia po stronie ssącej była stała. Uszkodzony zawór wyłączy sprężarkę z pracy. Mimo obrotów wałka nie będzie ona pompować czynnika.
<07z.jpg>
Uszkodzony czujnik temperatury sprężarki będzie blokował jej uruchomienie.

Nowoczesne konstrukcje posiadają wysterowanie sprężarki za pomocą elektrozaworu sterowanego elektronicznie przez sterownik klimatyzacji. W tym przypadku dla kontroli sprawności trzeba posiadać tester elektroniki. W sterowniku należy szukać ewentualnych błędów zaworu. Niesprawny zawór niezależnie od konstrukcji trzeba wymienić na nowy. Sprężarki mogą posiadać czujniki bezpieczeństwa. Są one mocowane w skrzyni korbowej lub do korpusu.
<06z.jpg>
Kontrola ciągłości zaworu elektromechanicznego sprężarki. Opór wskazuje ciągłość. Wartość oporu należy porównać z danymi z informacji technicznej.

Najczęściej są to czujniki temperatury. Wyłączają one pracę sprężarki, gdy temperatura przekroczy maksymalną wartość. W następnej części artykułu zostaną omówione systemy sterowania wentylatorem skraplacza, pracą parownika, powietrzem wentylacyjnym oraz obciążeniem silnika.

Jarosław Pieniek
Jaroslaw.Pieniek@wega.net.pl