Klimatyzacja

Układ chłodzenia silnika i klimatyzacja to dwa oddzielone od siebie układy, które jednak wywierają na siebie wpływ. Używanie klimatyzacji obciąża dodatkowo układ chłodzenia silnika i powoduje wzrost temperatury płynu chłodzącego.

Dodatki zawarte w płynie chłodzącym chronią nie tylko przed mrozem, lecz także przed przegrzaniem silnika. Prawidłowy skład płynu chłodzącego podnosi punkt wrzenia medium do ponad 120°C. To wyjątkowa rezerwa mocy. Jest ona ważna szczególnie latem, kiedy klimatyzacja i układ chłodzenia są silnie obciążone przez temperaturę otoczenia i długie przejazdy. Płyn chłodzący najlepiej więc sprawdzić również w ramach serwisu klimatyzacji.

Sposób działania klimatyzacji z zaworem rozprężnym (rys. 1)
Do działania klimatyzacji we wnętrzu pojazdu potrzebne są: obieg chłodniczy (klimatyzacja) oraz obieg chłodzenia (chłodzenie silnika i ogrzewanie wnętrza) na równi. Mieszanka zimnego i ciepłego powietrza z obu tych układów umożliwia wytworzenie warunków we wnętrzu pojazdu całkowicie niezależnych od warunków panujących na zewnątrz. W ten sposób klimatyzacja staje się istotnym czynnikiem bezpieczeństwa i komfortu jazdy.
Poszczególne komponenty obiegu czynnika chłodniczego są ze sobą połączone przewodami elastycznymi i/lub aluminiowymi i tworzą układ zamknięty. W układzie tym krąży czynnik chłodniczy i olej z nim zmieszany, rozprowadzane przez sprężarkę. Obieg składa się z dwóch części:
- część między sprężarką a zaworem rozprężnym – strona wysokiego ciśnienia (żółty/czerwony),
- część między zaworem rozprężnym a sprężarką – strona niskiego ciśnienia (niebieski).

Sprężarka spręża gazowy czynnik chłodzący (powodując jego silne rozgrzewanie) i pod wysokim ciśnieniem przepycha go przez skraplacz. Tutaj czynnik zostaje silnie ochłodzony, w wyniku czego zaczyna się skraplać i zmienia się z gazu w ciecz.
Następnie skroplony czynnik chłodniczy przepływa do osuszacza, który oddziela od niego zanieczyszczenia, pęcherzyki gazu i usuwa z niego wilgoć. W ten sposób zostaje zapewniona efektywność układu, a komponenty są chronione przed uszkodzeniami spowodowanymi przez zanieczyszczenia.

KOMPONENTY UKŁADU KLIMATYZACJI

SPRĘŻARKI
Sprężarka klimatyzacji jest z reguły napędzana przez pasek klinowy lub wieloklinowy od wału korbowego silnika. Sprężarka spręża i tłoczy czynnik chłodzący w układzie. Dostępne są różne konstrukcje.
Czynnik chłodniczy jest zasysany z parownika w stanie gazowym przy niskiej temperaturze i sprężany. Następnie zostaje przetłoczony w postaci gazu i w wysokiej temperaturze pod wysokim ciśnieniem do skraplacza.
Parametry sprężarki należy dostosować odpowiednio do wielkości układu. Sprężarka jest napełniona specjalnym olejem zapewniającym jej smarowanie. Część tego oleju miesza się i krąży z czynnikiem chłodzącym w układzie klimatyzacji.

Sprężarki zostały opisane szczegółowo w artykule na stronie 37.

UWAGA! Niewystarczające smarowanie spowodowane nieszczelnościami i związana z tym utrata czynnika chłodniczego i oleju oraz brak konserwacji mogą doprowadzić do awarii sprężarki (uszkodzenie uszczelnienia pierścieniowo-labiryntowego, nieszczelna obudowa, uszkodzenia łożyska, unieruchomienie tłoka itd.).

SKRAPLACZ
Skraplacz potrzebny jest do schłodzenia czynnika chłodniczego, ogrzanego wcześniej w procesie sprężania w sprężarce. Gorący, lotny czynnik chłodniczy wpływa do skraplacza, gdzie oddaje ciepło do otoczenia przez jego ścianki. W wyniku ochłodzenia stan skupienia czynnika chłodniczego zmienia się z gazowego na płynny.

Sposób funkcjonowania
Gorący, lotny czynnik chłodniczy wpływa od góry do skraplacza, gdzie oddaje ciepło do otoczenia przez przewód rurowy i blaszki. W wyniku schłodzenia czynnik chłodniczy opuszcza skraplacz przez dolne przyłącze w stanie ciekłym.

Skutki awarii
Uszkodzenie skraplacza może się objawiać w następujący sposób:
- niska wydajność chłodzenia,
- awaria klimatyzacji,
- stale pracujący wentylator skraplacza.

Możliwe przyczyny usterek:
- nieszczelności na przyłączach lub spowodowane uszkodzeniem,
- brak wymiany ciepła z powodu zabrudzenia powierzchni lub lamelek.

Wyszukiwanie błędów
Diagnostyka powinna obejmować następujące czynności:
- sprawdzenie skraplacza pod kątem zabrudzenia,
- kontrola pod kątem nieszczelności,
- kontrola ciśnienia po stronie niskiego i wysokiego ciśnienia.

UWAGA! Przez specyficzne miejsce montażu może dochodzić do awarii spowodowanych wpływami otoczenia, takimi jak uderzenie kamienia czy zabrudzenie. Szczególnie częste są uszkodzenia w wyniku kolizji i przypadkowych uderzeń przodem pojazdu w przeszkodę.

OSUSZACZ
Element filtrujący klimatyzacji, zależnie od typu, to osuszacz albo akumulator. Osuszasz usuwa z czynnika chłodniczego ciała obce i wodę.

Sposób funkcjonowania
Płynny czynnik chłodniczy trafia do osuszacza, przepływa przez higroskopijne medium suszące i wypływa z osuszacza w postaci ciekłej. Górna część filtra-osuszacza stanowi zarazem przestrzeń wyrównawczą, a jego dolna część – zbiornik czynnika chłodniczego, co umożliwia kompensację wahań ciśnienia w układzie.
Ze względu na swoją konstrukcję osuszacz może usunąć z czynnika chłodniczego tylko określoną ilość wody – po jej usunięciu substancja susząca nasyca się i nie jest w stanie związać większej ilości wody.

Skutki awarii
Uszkodzenie osuszacza może się objawiać w następujący sposób:
- niska wydajność chłodzenia,
- awaria klimatyzacji.

Przyczynami awarii osuszacza mogą być:
- starzenie,
- uszkodzona poduszka filtracyjna w środku,
- nieszczelności na przyłączach lub spowodowane uszkodzeniem mechanicznym.

Diagnostyka
Diagnostyka powinna obejmować następujące czynności:
- kontrola cykli konserwacji (co 2 lata),
- kontrola pod kątem szczelności/prawidłowego osadzenia przyłączy/uszkodzeń,
- kontrola ciśnienia po stronie niskiego i wysokiego ciśnienia.

UWAGA! Z reguły osuszacz należy wymieniać co 2 lata lub przy każdym otwarciu obiegu czynnika chłodniczego. Zestarzenie się osuszacza może spowodować poważne uszkodzenia w układzie klimatyzacji.

ZAWÓR ROZPRĘŻNY/DŁAWIĄCY
Zawór rozprężny jest punktem podziału między obszarem wysokiego i niskiego ciśnienia w obiegu chłodniczym. Jest zamontowany przed parownikiem. W celu uzyskania optymalnej temperatury w parowniku przepływ czynnika chłodniczego regulowany jest przez zawór rozprężny zależnie od temperatury czynnika wypływającego z parownika. Regulacja ta zapewnia całkowite odparowanie ciekłego czynnika chłodniczego w parowniku, dzięki czemu do sprężarki dociera tylko czynnik w stanie gazowym. Zawory rozprężne mogą się różnić od siebie konstrukcją.

Sposób funkcjonowania
Ciekły czynnik chłodniczy płynący od osuszacza przechodzi przez zawór rozprężny i zostaje wtryśnięty do parownika. Odparowanie czynnika chłodniczego powoduje uwolnienie ciepła parowania dyfuzyjnego. W ten sposób obniża się temperatura parownika. W celu uzyskania optymalnej wydajności chłodzenia w parowniku przepływ czynnika chłodniczego regulowany jest przez zawór rozprężny zależnie od temperatury gazowego czynnika wypływającego z parownika. Wraz ze wzrostem temperatury czynnika chłodniczego na wylocie parownika zawór rozprężny zwiększa napływ (wtryskiwaną ilość) czynnika chłodniczego do parownika. Wraz ze spadkiem temperatury czynnika chłodniczego na końcu parownika zawór rozprężny zmniejsza napływ czynnika.

Skutki awarii
Uszkodzenie zaworu rozprężnego może objawiać się w następujący sposób:
- niska wydajność chłodzenia,
- awaria klimatyzacji.

Przyczyny awarii mogą wynikać z różnych powodów:
- zawodnienie układu – stary i niesprawny osuszacz,
- zanieczyszczenia w układzie,
- nieszczelności na elemencie konstrukcyjnym lub na przewodach przyłączeniowych.

Diagnostyka
W przypadku nieprawidłowego działania należy wykonać następujące czynności kontrolne:
- kontrola wzrokowa,
- kontrola hałasu,
- sprawdzenie, czy przewody przyłączeniowe są prawidłowo i dobrze zamocowane,
- sprawdzenie elementu i przyłączy pod względem szczelności,
- pomiar temperatury na przewodach wejścia i wyjścia z zaworu,
- pomiar ciśnienia przy pracującej klimatyzacji.

UWAGA! Woda i zanieczyszczenia w układzie klimatyzacji mogą znacznie ograniczać działanie zaworu rozprężnego/dławiącego. Bardzo ważna jest w związku z tym regularna konserwacja układu.

PAROWNIK
Parownik zapewnia wymianę ciepła między otaczającym go powietrzem i czynnikiem chłodniczym klimatyzacji.

Sposób funkcjonowania
Przez zawór rozprężny lub dławiący płynny czynnik chłodzący wtryskiwany jest pod ciśnieniem do parownika. Czynnik chłodniczy rozpręża się. Powstające przy tym zimno jest oddawane do otoczenia przez dużą powierzchnię parownika i wdmuchiwane do wnętrza pojazdu przez dmuchawę.

Skutki awarii
Uszkodzenie parownika może się objawiać w następujący sposób:
- niewystarczająca wydajność chłodzenia,
- awaria klimatyzacji,
- słaba wydajność dmuchawy.

Przyczynami awarii parownika mogą być:
- zatkanie przewodów rurowych w parowniku,
- nieszczelny parownik (na przyłączach lub z powodu uszkodzenia),
- zanieczyszczony parownik (zakłócony przepływ powietrza).

Diagnostyka
Przy poszukiwaniu błędów należy uwzględnić następujące czynności kontrolne:
- sprawdzenie parownika pod kątem zabrudzenia,
- sprawdzenie parownika pod kątem uszkodzeń,
- sprawdzenie, czy przewody przyłączeniowe są prawidłowo zamocowane,
- sprawdzenie szczelności,
- pomiar ciśnienia w układzie przy pracującej klimatyzacji,
- pomiar temperatury na przewodzie wejściowym i wyjściowym.

UWAGA! Problemy z temperaturą, zanieczyszczenie, wilgotność i brak konserwacji mogą spowodować uszkodzenie parownika. Aby tego uniknąć, należy regularnie konserwować i dezynfekować klimatyzację.

WYŁĄCZNIKI CIŚNIENIOWE I PRZEŁĄCZNIKI
Zadaniem wyłączników ciśnieniowych jest ochrona klimatyzacji przed uszkodzeniami spowodowanymi przez za niskie lub za wysokie ciśnienie. Wyłączniki dzielą się na niskociśnieniowe, wysokociśnieniowe i potrójne. Przełącznik potrójny obejmuje wyłącznik niskociśnieniowy, wysokociśnieniowy oraz dodatkowy styk przełączający dla wentylatora skraplacza.

Sposób funkcjonowania
Wyłącznik ciśnieniowy (czujnik ciśnienia) jest z reguły zamontowany w układzie po stronie wysokiego ciśnienia. W przypadku za wysokiego ciśnienia (ok. 26-33 barów) odcina dopływ prądu do sprzęgła sprężarki, a przy spadku ciśnienia (ok. 5 barów) ponownie go włącza. W przypadku za niskiego ciśnienia (ok. 2 barów) dopływ prądu zostaje również przerwany w celu uniknięcia uszkodzeń sprężarki spowodowanych brakiem smarowania. Trzeci styk przełączający w przełączniku potrójnym steruje dmuchawą skraplacza w celu zapewnienia optymalnego skraplania czynnika chłodniczego w skraplaczu.

Skutki awarii
Uszkodzenie lub awaria wyłącznika ciśnieniowego może mieć następujące objawy:
- za niska wydajność chłodzenia,
- brak działania klimatyzacji,
- częste włączanie/wyłączanie sprzęgła sprężarki.

Przyczyny awarii mogą wynikać z różnych powodów:
- błędy styku na przyłączach elektrycznych,
- zanieczyszczenia w układzie,
- uszkodzenia obudowy spowodowane wibracją lub uszkodzeniami mechanicznymi.

Diagnostyka
Czynności kontrolne diagnostyki:
- kontrola wzrokowa,
- sprawdzenie wtyczek przyłączeniowych pod kątem prawidłowego osadzenia,
- sprawdzenie elementu pod kątem uszkodzeń,
- pomiar ciśnienia przy pracującej klimatyzacji,
- sprawdzenie wymontowanego elementu przy użyciu butli z azotem, zaworu redukcyjnego i multimetru.

UWAGA! Wyłączniki ciśnieniowe mogą ulegać usterkom w wyniku problemów ze stykiem i zanieczyszczeniem. Regularne serwisowanie układu zapobiega ich uszkodzeniu. Uzupełnienie oferty stanowią dalsze wyłączniki klimatyzacji, takie jak wyłączniki główne.

DMUCHAWA
Wentylator dmuchawy nawiewa powietrze do kabiny pojazdu. Zapewnia odparowywanie szyb i przyjemny klimat. Jest to ważny warunek bezpieczeństwa i komfortu jazdy.

UWAGA! Awaria wentylatora powoduje powstanie nieprzyjemnego klimatu w pojeździe, a więc zmniejsza zdolność koncentracji kierowcy. Jest to poważne zagrożenie bezpieczeństwa. Poza tym brak wentylacji może prowadzić do zaparowania przedniej szyby samochodu. Ograniczenie widoczności również stanowi czynnik poważnie zagrażający bezpieczeństwu jazdy.

KSZTAŁTKI I WĘŻE
Kształtki i węże łączą ze sobą komponenty prowadzące czynnik chłodniczy. Kształtki zaciska się za pomocą specjalnego narzędzia na końcówkach węży. Dostępne są ich różne wersje.

UWAGA! Węże Hella Nussbaum Solutions charakteryzują się dużą elastycznością, małym ciężarem i małymi utratami czynnika chłodniczego.
WENTYLATOR SKRAPLACZA
Wentylator skraplacza przyczynia się do tego, że osiągane jest optymalne skroplenie środka chłodniczego w każdym stanie eksploatacyjnym pojazdu. Jest on montowany jako wentylator dodatkowy lub wspólny przed, za skraplaczem lub chłodnicą silnika.

UWAGA! Wentylatory skraplacza mogą przestać działać z powodu uszkodzenia elektrycznego lub mechanicznego. W wyniku tych uszkodzeń czynnik chłodniczy nie jest wystarczająco upłynniony. Wydajność klimatyzacji zaczyna spadać.

NAPRAWA I SERWIS

Zasady bezpieczeństwa/obchodzenia się z czynnikiem chłodniczym
- Zawsze nosić okulary i rękawice ochronne! Przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym i w temperaturach otoczenia płynny czynnik chłodniczy paruje tak gwałtownie, że w kontakcie ze skórą lub oczami może dojść do zamarzania tkanek (ryzyko oślepnięcia).
- W razie kontaktu z czynnikiem miejsca styku opłukać dużą ilością zimnej wody. Nie trzeć. Natychmiast udać się do lekarza!
- Nie palić! Czynnik chłodniczy może rozkładać się na trujące substancje pod wpływem kontaktu z żarem papierosa lub otwartym ogniem.
- Czynnik chłodniczy nie może wejść w kontakt z otwartym ogniem lub gorącym metalem. Może to spowodować powstawanie trujących gazów.
- Dopilnować, aby czynnik chłodniczy nie ulatniał się do atmosfery. Po otwarciu zbiornika czynnika chłodniczego lub układu klimatyzacji zawartość uwalnia się pod wysokim ciśnieniem. Poziom ciśnienia zależy od temperatury. Im wyższa temperatura, tym wyższe ciśnienie.
- Unikać wpływu wysokich temperatur na elementy konstrukcyjne lub klimatyzację. Przy pracach lakierniczych nie wolno rozgrzewać pojazdów do temperatury wyższej niż 75°C (piec suszący). W przeciwnym przypadku najpierw opróżnić klimatyzację.
- Podczas odłączania węży serwisowych od pojazdu dopilnować, aby przyłącza nie były skierowane na ciało. Z przyłączy mogą wydobywać się pozostałości czynnika chłodniczego.
- Podczas czyszczenia pojazdu nie kierować strumienic parowych bezpośrednio na części klimatyzacji.
- W żadnym razie nie zmieniać fabrycznego ustawienia śruby regulującej na zaworze rozprężnym.

WSKAZÓWKI MONTAŻU I DEMONTAŻU

Układ klimatyzacji
- Przed montażem lub demontażem części zamiennej sprawdzić, czy przyłącza, mocowania i inne parametry istotne dla montażu są identyczne.
- Podczas wymiany elementów konstrukcyjnych używać zawsze nowych o-ringów przystosowanych do czynnika chłodniczego.
- Olej do sprężarek ma silne działanie higroskopijne, dlatego w miarę możliwości układ powinien być zamknięty lub dolewać go dopiero na krótko przed zamknięciem obiegu czynnika chłodniczego.
- Przed montażem przesmarować o-ringi i uszczelki olejem czynnika chłodniczego lub specjalnym smarem w celu ułatwienia montażu. Nie używać innych smarów ani sprayów silikonowych, ponieważ powoduje to natychmiastowe zanieczyszczenie świeżego czynnika chłodniczego.
- Przy każdym otwarciu obiegu chłodniczego należy wymienić osuszacz ze względu na jego silne działanie higroskopijne. Brak regularnej wymiany osuszacza lub akumulatora może doprowadzić do zniszczenia elementu filtracyjnego i rozprzestrzenienia się cząstek stałych w całym układzie, co może spowodować poważne uszkodzenia.
- Przyłączy układu nie pozastawiać nigdy otwartych na dłużej, zamykać je od razu zatyczkami lub korkami. W przeciwnym razie do układu razem z powietrzem przedostanie się wilgoć.
- Aby nie uszkodzić przewodów lub komponentów przyłączających, podczas odłączania i mocowania przyłączy zawsze używać dwóch kluczy.
- Podczas układania węży i kabli dopilnować, aby nie był możliwy ich kontakt z krawędziami blach lub elementami ruchomymi silnika.
- Podczas wymiany jednego z komponentów układu klimatyzacji zwrócić uwagę na prawidłową ilość oleju w układzie. W razie potrzeby olej uzupełnić lub spuścić.
- Przed ponownym napełnieniem sprawdzić szczelność układu.
- Na koniec wytworzyć w układzie podciśnienie (przez ok. 20 minut); w ten sposób można się upewnić, że z układu została usunięta cała wilgoć.
- Po napełnieniu czynnikiem chłodniczym w ilości zalecanej przez producenta pojazdu należy sprawdzić układ pod kątem nienagannego funkcjonowania i szczelności (przy użyciu np. elektronicznego detektora przecieków). Jednocześnie obserwować parametry wysokiego i niskiego ciśnienia przy użyciu manometrów i porównać wyniki z zalecanymi parametrami. Porównać temperaturę powietrza na wylocie środkowej dyszy w konsoli pojazdu z parametrami zalecanymi przez producenta. Po zamknięciu przyłączy serwisowych zatyczkami zaznaczyć termin konserwacji na naklejce umieszczonej po maską w widocznym miejscu.

Wskazówki dotyczące montażu sprężarek klimatyzacji
- Dopilnować, aby wszystkie zanieczyszczenia i cząsteczki obce zostały usunięte z obiegu czynnika chłodniczego. W tym celu wypłukać system przed montażem nowej sprężarki. W zależności od stopnia zabrudzenia do płukania nadaje się czynnik chłodniczy R134a lub specjalny roztwór płuczący.
- Nie można płukać sprężarek, osuszaczy (akumulatorów) oraz zaworów rozprężnych i dławiących. Przy montażu elementy te zastępuje się nowymi.
- Przy uszkodzeniu sprężarki należy zawsze zakładać, że układ został zanieczyszczony (opiłki, cząsteczki gumy) lub nie można tego wykluczyć. Płukanie układu należy do absolutnie niezbędnych czynności, które należy wykonać przy wymianie tego komponentu.
- Dopilnować, aby w układzie nie pozostały żadne pozostałości roztworu płuczącego. W razie potrzeby osuszyć obieg czynnika chłodniczego przy użyciu azotu.
- Wymienić osuszacz lub akumulator oraz zawór rozprężny lub zawór dławiący (orifice tube).
- Ponieważ tego samego modelu sprężarki można używać w różnych pojazdach lub układach, konieczne jest sprawdzenie lub skorygowanie ilości wlewanego oleju i jego lepkości przed montażem kompresora, odpowiednio do wymagań producenta pojazdu. W tym celu cały olej trzeba spuścić i zebrać. Następnie sprężarkę napełnić na nowo całą, zadaną przez producenta pojazdu ilością oleju (systemowa ilość oleju).
- Aby olej rozłożył się równomiernie, przed montażem trzeba sprężarkę ręcznie przekręcić 10 razy. Podczas montażu paska napędowego dopilnować, aby pasek był wyrównany. Niektóre sprężarki są przystosowane do tzw. zastosowania wielokrotnego. To oznacza, że mogą być montowane w różnych pojazdach. Poza liczbą rowków na kole pasowym i sprzęgle magnetycznym istnieje 100% zgodność ze starą częścią.
- Po montażu sprężarki i ponownym napełnieniu obiegu czynnika chłodniczego należy najpierw uruchomić silnik, a następnie przez kilka minut eksploatować klimatyzację na jałowych obrotach silnika.
- Uwzględnić dodatkowo dalsze czynności zadane przez producenta sprężarki lub producenta pojazdu (ulotka dołączona do opakowania, dane producenta, zasady docierania).

Materiał firmy HELLA