La valvola di scarico del compressore d'aria spiegata

Un compressore per freni ad aria è azionato a cinghia o a ingranaggi dal motore, quindi gira per tutto il tempo in cui il motore è acceso e non può semplicemente spegnersi da solo. La valvola di scarico del compressore d'aria è il meccanismo che gli permette di smettere di pompare aria una volta che l'impianto è completamente carico: alla pressione di taglio il regolatore invia un segnale pneumatico che mantiene aperte le valvole di aspirazione del compressore, così i pistoni spostano semplicemente l'aria avanti e indietro invece di spingerla nei serbatoi. Questo stato "scaricato" è ciò che impedisce alla pompa di logorarsi contro un impianto pieno e di surriscaldarsi. Quando la pressione scende al valore di innesto, lo scarico si disattiva e il compressore torna a lavorare.

Cosa fa realmente la valvola di scarico

All'interno della testata del compressore (o in un alloggiamento separato dello scarico) si trovano uno o più pistoni di scarico e spinotti che agiscono sulle valvole di aspirazione/ingresso. In condizioni normali di pompaggio, queste valvole di aspirazione si aprono e si chiudono a ogni corsa per richiamare aria e sigillarla per la compressione. Quando il regolatore invia il segnale di scarico, la pressione dell'aria spinge in basso i pistoni di scarico, gli spinotti tengono sollevate le valvole di aspirazione dalle loro sedi e l'aria intrappolata si sposta semplicemente tra i cilindri e l'aspirazione con quasi nessuna resistenza. Il compressore continua a girare, ma smette di generare pressione. Togliendo il segnale, le molle riportano tutto nella posizione di tenuta e pompaggio.

Il ciclo carico/scarico

L'intero sistema funziona su un ciclo a due stati gestito da il regolatore del compressore, che rileva la pressione del serbatoio e controlla lo scarico. I valori tipici variano a seconda del veicolo, ma lo schema è costante:

Questo è il "ciclo carico-scarico" citato nei manuali di officina. Un impianto sano compie questo ciclo molte volte al giorno senza che il conducente se ne accorga mai.

Come il regolatore comanda il compressore

Il regolatore è collegato a un serbatoio da un lato e alla presa di scarico del compressore dall'altro. Quando la pressione del serbatoio sale fino al valore di taglio, un pistone interno del regolatore si sposta e apre un passaggio che invia aria allo scarico. Quando la pressione scende al valore di innesto, il regolatore scarica quella linea in atmosfera, le molle dello scarico chiudono le valvole di aspirazione e il pompaggio riprende. In breve, il regolatore decide quando, e lo scarico esegue il come. Se uno dei due è difettoso, il compressore non ciclerà correttamente, quindi vale la pena confermare quale componente sia effettivamente guasto prima di condannare la pompa.

Perché lo scarico è importante per la durata del compressore

Lo scarico non è una funzione di comodo: è la cosa principale che protegge il compressore. Quando una pompa è scaricata, le temperature dei cilindri scendono, il carico su cuscinetti e trasmissione diminuisce e c'è molta meno pressione che spinge l'olio oltre le fasce elastiche. Quando lo scarico non riesce a disattivarsi e il compressore continua a pompare contro un impianto completamente carico e sigillato, succedono rapidamente diverse cose negative:

• Le temperature di mandata salgono, formando depositi carboniosi nella linea di mandata e nella valvola di ritegno.
• L'alta pressione nei cilindri spinge l'olio oltre le fasce, così il compressore inizia a pompare olio nell'impianto pneumatico contaminando i componenti a valle.
• La valvola di sicurezza dell'impianto, di solito tarata intorno a ~150 psi, sfiata ripetutamente — un chiaro segno che il compressore non si è mai scaricato.
• Il calore e il carico prolungati accorciano drasticamente la vita utile della pompa.

Molti compressori sostituiti per "trafilamento d'olio" o usura precoce sono in realtà stati uccisi da uno scarico o un regolatore che ha smesso di ciclare. Diagnosticare prima lo scarico può salvare una pompa.

Relazione con lo spurgo dell'essiccatore d'aria

Sui camion dotati di essiccatore d'aria, il segnale di scarico del regolatore svolge di solito una doppia funzione. La stessa linea che scarica il compressore al taglio apre anche la valvola di spurgo dell'essiccatore d'aria. L'essiccatore usa quel momento — quando il compressore smette di spingere aria nuova — per espellere acqua e olio accumulati dalla porta di spurgo e rigenerare l'essiccante con un flusso inverso di aria secca. È il netto "pssht" che si sente da sotto il camion praticamente ogni volta che completa la carica. Poiché condividono lo stesso segnale, un guasto in uno può mascherarsi da guasto nell'altro: un essiccatore che non spurga mai, o uno che spurga continuamente, può indicare un problema del regolatore o dello scarico piuttosto che dell'essiccatore stesso.

Sintomi di uno scarico in avaria

Notare che alcuni di questi sintomi — carica lenta, trafilamento d'olio — si sovrappongono a fasce usurate o a un essiccatore saturo, quindi confermare prima il taglio e l'innesto del regolatore con un manometro di prova prima di smontare.

Come verificare se lo scarico funziona

Si può controllare il ciclo di scarico solo con il manometro del cruscotto e l'udito. Avviare il motore e lasciare che l'impianto si carichi. Quando la pressione raggiunge il valore di taglio del regolatore (circa 120-135 psi sulla maggior parte dei camion), il compressore dovrebbe smettere di caricare e si dovrebbe sentire l'essiccatore d'aria spurgare con uno scarico netto. Se la pressione continua a salire oltre il taglio fino a far sfiatare la valvola di sicurezza (~150 psi), il compressore non si sta scaricando — sospettare un regolatore bloccato chiuso o uno scarico bloccato in carico. Poi, effettuare ripetute frenate per far scendere la pressione; l'innesto dovrebbe avvenire intorno a ~100-110 psi e il compressore dovrebbe tornare udibilmente a caricare. Un sibilo costante alla porta di scarico del regolatore mentre l'impianto è completamente carico di solito indica guarnizioni dello scarico usurate che disperdono il segnale. Confermare sia il taglio che l'innesto rispetto alle specifiche del costruttore prima di condannare qualsiasi componente.

Riparare o sostituire

Pistoni di scarico, spinotti, sella, valvole di aspirazione e le rispettive guarnizioni sono componenti soggetti a usura. Su molti compressori possono essere rinnovati senza sostituire l'intera pompa, usando kit di riparazione per compressori freni ad aria di qualità OE che includono i corretti componenti di scarico e le guarnizioni per una tenuta a regola d'arte. Se le sedi sono rigate, la testata è incrinata o la pompa si è surriscaldata e pompa olio in modo grave, è il momento di montare un compressore per freni ad aria sostitutivo invece di inseguire una revisione che non terrà. Qualunque strada si scelga, verificare in seguito le impostazioni di taglio e innesto del regolatore affinché il nuovo scarico cicli effettivamente come previsto.