Přehřívání kompresoru vzduchových brzd: příčiny, poškození a řešení

Kompresor vzduchových brzd se přehřívá z jednoho ze dvou důvodů: běží zatížený mnohem déle, než by měl, nebo teplo, které normálně vytváří, nemůže uniknout. Komprese sama o sobě vytváří teplo — stlačování atmosférického vzduchu na plně nabitý systémový tlak kolem 120 psi ho vytváří dost — takže kompresor je závislý na chladicí kapalině motoru procházející hlavou a na dlouhém výtlačném vedení fungujícím jako výměník tepla. Když stoupá pracovní cyklus, klesá proudění chladicí kapaliny nebo se omezuje výtlačná cesta, teplota hlavy stoupá, mazací olej karbonizuje a jednotka začíná pomalou sebedestrukci, která obvykle končí olejem ve vzduchovém systému.

Tři kontroly odhalí příčinu: měření výtlačné teploty, posouzení pracovního cyklu a pohled dovnitř výtlačného vedení. Postupujte v tomto pořadí — než ucítíte horký olej nebo najdete karbon na vstupu do vzduchového sušiče, poškození už začalo.

Jak horko je příliš horko?

Výtlačná teplota je pracovní údaj. Vzduch opouštějící hlavu by měl zůstat pod limitem, který výrobce pro danou jednotku uvádí, a do doby, než projde výtlačným vedením k sušiči, by měl odevzdat velkou část tohoto tepla. Nad konstrukční limit se motorový olej rozkládá a ukládá karbon na výtlačných ventilech a ve vedení.

Terénní test: po práci vozidla proveďte infračervená měření na výtlačném portu, v polovině vedení a na vstupu sušiče. Chcete vidět zřetelný pokles podél vedení. Pokud je vedení u sušiče téměř stejně horké jako u kompresoru a tělo sušiče je spalující místo teplé, máte problém s teplem.

Příčina 1: nadměrný pracovní cyklus

Pracovní cyklus je procento doby chodu motoru, kdy je kompresor zatížený místo odlehčeného. Dobře udržované vozidlo se drží dobře pod 25 procenty. Nad tímto pásmem kompresor nikdy nemá dost odlehčeného času, aby odevzdal teplo, a teploty stoupají během směny. To, co pracovní cyklus zvyšuje, jen zřídka bývá samotný kompresor:

• Úniky vzduchu u fitinků, hadic, gladhand těsnění, brzdových komor a výfukových portů ventilů.
• Zátěž příslušenství — vzduchové odpružení, sedadla, klaksony, sklápěcí korby, vzduchem ovládaný PTO.
• Časté brzdění v provozu svozu odpadu, MHD a rozvozu ve městě.
• Poruchy regulátoru. Regulátor, který vypíná příliš vysoko nebo nikdy nevypne, drží čerpadlo v provozu. Vypnutí normálně nastává kolem 120–135 psi se zapnutím kolem 100–110 psi.
• Poruchy odlehčovače. Pokud se kompresor nemůže odlehčit, tlačí nepřetržitě — vzorec za kompresorem vzduchu, který běží neustále.

Než cokoli odsoudíte, proveďte zkoušku poklesu tlaku: natlakujte na vypnutí, zastavte, poté sledujte pokles tlaku s uvolněnými brzdami a znovu se sešlápnutými. Výstraha nízkého tlaku se spouští až kolem 60 psi, takže vozidlo může silně unikat a přesto se při krátkém testu žádná kontrolka nerozsvítí.

Příčina 2: ztráta chlazení

Většina těžkých kompresorů je chlazena kapalinou a sdílí chladicí kapalinu motoru přes vstupní a výstupní vedení nebo montážní přírubu. Poruchy chlazení se projevují zhroucenými nebo zalomenými hadicemi, vodním kamenem a kalem v kanálech hlavy, vzduchovými kapsami zbylými po servisu chladicí kapaliny (kompresor namontovaný vysoko na motoru je často poslední místo, odkud vzduch uniká), degradovanou chladicí kapalinou, nebo — u vzduchem chlazených jednotek — žebry ucpanými olejovým filmem a nečistotami.

Rychlá kontrola: při zahřátém motoru sáhněte na obě chladicí vedení. Pokud je jedno horké a druhé blízko okolní teploty, proudění neprobíhá. Propláchněte nebo vyměňte vedení a před montáží čehokoli nového ověřte, že jsou kanály hlavy volné.

Příčina 3: omezené výtlačné vedení

Výtlačné vedení mezi kompresorem a vzduchovým sušičem je stejnou měrou výměník tepla jako potrubí. Je záměrně dlouhé a vedené v proudícím vzduchu, takže se stlačený vzduch ochladí a vlhkost zkondenzuje ještě před sušičem. Časté poruchy:

• Nánosy karbonu zužující průřez, nejhorší u konce u kompresoru a v ohybech.
• Vedení zkrácené nebo poddimenzované při předchozí opravě, takže horký vzduch dorazí k sušiči nezchlazený.
• Gumová hadice tam, kde je předepsáno ocelové nebo vysokoteplotní vyztužené vedení — izoluje místo vyzařování tepla.
• Prohyby a nízká místa, která zadržují vodu, jež v zimě zamrzá a blokuje vedení.
• Zalomení nebo poškození rozdrcením od rámu nebo nástavby.

Jakékoli omezení zvyšuje tlak, proti kterému kompresor pracuje, a zachytává teplo na hlavě. To teplo karbonizuje více oleje, což ukládá více karbonu, což dále omezuje průřez — smyčka, která končí kompresorem vzduchových brzd čerpajícím olej.

Příčina 4: vnitřní opotřebení a přívod oleje

• Nízký nebo znečištěný přívod oleje. Většina kompresorů je mazána motorem; omezené přívodní vedení, ucpaný kanál nebo degradovaný olej vyhladoví ložiska a tření se mění v teplo.
• Opotřebené kroužky a vrtání válce. Prosakování snižuje výkon, což prodlužuje doby plnění a zvyšuje pracovní cyklus.
• Karbon na výtlačných ventilech. Zakarbonizované ventily propouštějí zpět, takže stejný vzduch je komprimován opakovaně místo aby opustil hlavu.
• Selhání těsnění hlavy mezi kanály chladicí kapaliny a vzduchu, což dostane chladicí kapalinu do vzduchového systému a zároveň zabije chlazení.
• Prokluz řemenu u jednotek s řemenovým pohonem, což vytváří teplo na řemenici a snižuje výkon.

Co přehřívání způsobí po proudu

Vzduch přicházející k sušiči příliš horký se neochladil a nezkondenzoval, takže desikant nemůže plnit svou funkci a vlhkost prochází do nádrží. Horký vzduch také propéká vložku a výrazně zkracuje její životnost. Olejové páry, které cestu přežijí, potáhnou desikant a ventily po proudu, což způsobí lepivé reléové a rychlouvolňovací ventily, nabotnalá těsnění a pomalé uvolňování brzd — viz vzduchové sušiče pro nákladní vozy.

Diagnostický postup

1. Měřte. Infračervená měření na výtlačném portu, v polovině vedení a na vstupu sušiče po běžném pracovním cyklu; porovnejte s uvedeným limitem kompresoru.
2. Zkontrolujte pracovní cyklus. Mnoho řídicích jednotek podvozku ho hlásí přímo; jinak sledujte cyklování regulátoru po několik minut a odhadněte zatíženou frakci.
3. Test netěsnosti. Natlakujte na vypnutí, zastavte, sledujte tlakoměry s uvolněnými a sešlápnutými brzdami. Nadměrný pokles znamená nejdřív hledat netěsnosti.
4. Ověřte chlazení. Obě chladicí vedení proudí, žádná zalomení, žádná vzduchová kapsa, chladicí kapalina v pořádku; vyčistěte žebra u vzduchem chlazených jednotek.
5. Zkontrolujte výtlačné vedení. Zkontrolujte průřez na karbon a ověřte, že délka, průměr a materiál odpovídají specifikaci.
6. Ověřte regulátor a odlehčovač. Vypnutí v okně 120–135 psi, zapnutí kolem 100–110 psi a čisté odlehčení při vypnutí.
7. Posuďte kompresor teprve po výše uvedeném a poté se rozhodněte mezi servisem a výměnou.

Vyměníte-li přehřátý kompresor, aniž byste zjistili, proč se přehříval, koupili jste si druhou poruchu podle stejného plánu.

Jak tomu předcházet

Přehřívání je z velké části porucha kontrolovatelná údržbou. Odstraňujte netěsnosti, jakmile se objeví, vyměňujte vložku sušiče podle plánu, vypouštějte nádrže, udržujte chladicí kapalinu ve specifikaci a kontrolujte výtlačné vedení při každém servisu kompresoru nebo sušiče. U vozidel se skutečně vysokou spotřebou vzduchu — svoz odpadu, MHD, náročná práce se vzduchovým odpružením — specifikujte kompresor s výtlakem odpovídajícím zátěži, místo aby poddimenzovaná jednotka běžela celý den na hranici svého limitu.