Wymagania stawiane olejom stosowanym do kompresorów, pomp montowanych w układach klimatyzacji samochodowej.

Niezbędnym warunkiem prawidłowej pracy sprężarki jest zapewnienie właściwego smarowania wszystkich ruchomych części kompresora oraz użycie odpowiedniego oleju do sprężarki, rodzaju czynnika chłodzącego oraz zakresu ciśnienia i temperatury.

Olej do sprężarki montowanej w układzie auto-klimatyzacji ma do spełnienia dwa podstawowe zadania, których prawidłowa realizacja jest gwarancją zapewnienia długiego okresu jej eksploatacji w systemie klimatyzacji:

- zapewnienie odpowiedniego smarowania wszystkich współpracujących mechanicznie części (zmniejszenie strat tarcia),

- odprowadzenie ciepła od wysoko obciążonych termicznie części (chłodzenie).

W przypadku, gdy chłodzenie olejem jest zbyt małe, w celu obniżenia temperatury tłoczonego czynnika chłodzącego stosuje się wtrysk czynnika pod płytę zaworu lub bezpośrednio do cylindrów – przy bardzo dużej różnicy ciśnień.

Olejom do sprężarek chłodniczych w układach klimatyzacji stawia się cały szereg wymagań, które są trudne do spełnienia ze względu na fakt, że olej do klimy znajduje się nie tylko w kompresorze, lecz w niewielkich ilościach również w innych elementach układu auto-klimatyzacji. Wskutek tego olej styka się bezpośrednio z czynnikiem chłodzącym w szerokim zakresie ciśnień i temperatur pracy sprężarki. W takich warunkach oleje sprężarkowe muszą charakteryzować się wieloma własnościami, wśród których wyróżnić można m.in.:

- czystość,

- dobra smarowność, lepkość i płynność w wysokich i niskich temperaturach,

- wysoka stabilność termiczna i chemiczna w całym zakresie parametrów pracy kompresora (niskie temperatury krzepnięcia i mętnienia, wysokie temperatury zapłonu i rozkładu),

- brak negatywnego oddziaływania na materiały konstrukcyjne użyte do budowy układu klimatyzacji i czynniki chłodnicze,

- dobra mieszalność z czynnikami chłodniczymi,

- niska higroskopijność.

O czystości oleju klimatyzacji tuż po wyprodukowaniu świadczą przede wszystkim jego barwa i przezroczystość. Mętnienie i ciemnienie oleju świadczy o obecności zanieczyszczeń mechanicznych (kurz, produkty reakcji chemicznych itd.). Olej do kompresorów powinien zawierać jak najmniej żywic, asfaltów, popiołu, parafin i koksu. O stopniu rafinacji oleju świadczy jego liczba kwasowa (wskaźnik kwasowości, liczba neutralizacji). Liczba ta ma szczególne znaczenie dla sprężarek, kompresorów hermetycznych i pół hermetycznych. Przeprowadzone w ostatnich latach badania wykazały, jakie wartości koncentracji kwasów mogą doprowadzić do uszkodzenia sprężarki klimatyzacji.

Smarowność, lepkość i płynność to parametry gwarantujące zapewnienie trwałego filmu olejowego na powierzchniach trących oraz zachowanie warunków powrotu oleju do sprężarki. W instalacjach chłodniczych stosuje się oleje o wartości współczynnika lepkości kinematycznej od 22 do 100 mm2/s. Zbyt duża lepkość powoduje znaczne zwiększenie tarcia, zbyt mała zaś może spowodować zacieranie się ruchomych części sprężarki. Dlatego należy pamiętać o tym, że wraz z obniżaniem się temperatury odparowania powinien być stosowany olej o coraz niższej wartości współczynnika lepkości kinematycznej.

Niska temperatura krzepnięcia i mętnienia to kolejne cechy charakterystyczne, które powinien spełniać olej do kompresorów. W niskich temperaturach wytrącają się cząsteczki parafiny, utrudniając powrót oleju do sprężarki, zatykają się przewody olejowe i zawory rozprężne (szczególnie narażone są rurki kapilarne). Spełnienie warunku zapewnienia odpowiednio niskiej temperatury krzepnięcia oleju jest niezbędne ze względu na to, że w niskotemperaturowej części klimatyzacji samochodowej, szczególnie w parowniku oraz skraplaczu, następowałoby osadzanie się oleju na ich ściankach. Utrudniałoby to w znacznym stopniu wymianę ciepła między czynnikiem chłodzącym a otoczeniem i praktycznie uniemożliwiało odprowadzanie oleju w urządzeniach użytych do montażu układu klimatyzacji samochodowej.

W systemach klimatyzacji nie występuje bezpośrednie niebezpieczeństwo zapłonu oleju, jednak po przekroczeniu temperatury rozkładu termicznego następuje rozkład oleju i uwolnienie z niego substancji lotnych, co negatywnie odbija się na smarowności. Przy długotrwałym przekroczeniu temperatury rozkładu oleju oraz jednoczesnej obecności powietrza, w instalacji następuje zgubna dla klimatyzacji samochodowej karbonizacja oleju.

Niska higroskopijność oleju to kolejna z cech, jaką powinien charakteryzować się olej do sprężarki klimatyzacji. Obecność wody w instalacji pogarsza właściwości smarowne oleju, przyczynia się do tworzenia kwasów powodujących korozję układu klimatyzacji samochodowej i platerowanie miedzią gorących części sprężarki.

Biorąc pod uwagę tylko własności smarujące oleju, jego nierozpuszczalność w czynniku chłodniczym byłaby niezwykle pożądana, gdyż nie występowałoby wówczas zjawisko spieniania środka smarującego w skrzyni korbowej kompresora przy obniżaniu ciśnienia oraz problemy ze zmianą jego lepkości. Z kolei w celu umożliwienia powrotu oleju do sprężarki, zdolność oleju do wytworzenia mieszanki z czynnikiem chłodniczym w pełnym zakresie temperatur roboczych instalacji klimatyzacji samochodowej jest niewątpliwą zaletą. Należy jednak pamiętać o fakcie występowania obszarów ograniczonej mieszalności. Są to przedziały temperatur, w których mieszanina rozwarstwia się na czynnik chłodzący i olej – ma to miejsce w akumulatorze, filtrze, osuszaczu w zależności od elementów przyjętych do budowy układu klimatyzacji w samochodzie. Znajomość obszarów ograniczonej mieszalności (tzw. luk mieszalności) jest niezwykle istotna również z punktu widzenia odprowadzania oleju z parownika. Dlatego odpowiedni dobór oleju do czynnika chłodzącego ma znaczenie kluczowe.

Ilość rozpuszczonego w oleju do klimy czynnika chłodzącego wpływa m.in. na:

- przepływ mikstury czynnik-olej w przewodzie ssawnym (skuteczność odprowadzania oleju do kompresora),

- własności smarujące mieszaniny oleju i czynnika chłodzącego w skrzyni korbowej kompresora (lepkość),

- spienianie się oleju w skrzyni korbowej kompresora przy obniżaniu panującego w niej ciśnienia (faza rozruchu sprężarki).