Kit riparazione e guarnizioni compressore: guida tecnica

Il compressore dei freni ad aria e il componente che lavora di piu durante l'intera giornata su un veicolo commerciale pesante, ma anche quello di cui si parla meno. Se dall'essiccatore esce continuamente aria oleosa, se la pressione dell'aria non sale piu rapidamente come un tempo o se attorno alla testata del compressore si e formato un deposito secco di olio e morchia, in molte officine il primo riflesso e sostituire l'intero compressore. In realta, la situazione piu frequente sul campo e quella di un compressore con corpo e gruppo albero a gomiti ancora integri, in cui sono le guarnizioni, la piastra valvole e gli elementi di tenuta ad aver esaurito la propria vita utile. Questa guida spiega, con l'occhio del capo officina, che cosa sia il kit di riparazione e guarnizioni del compressore, come leggere il guasto, quale disciplina seguire in smontaggio e montaggio e quali abitudini di manutenzione allungano la durata del kit.

Che cos'e il kit di riparazione e guarnizioni del compressore? Funzione e principio di funzionamento

Il kit di riparazione e guarnizioni del compressore e il set di assistenza impiegato nello smontaggio e nella revisione del compressore dei freni ad aria di un veicolo commerciale pesante; comprende guarnizioni della testata e del corpo, guarnizioni della piastra valvole, O-ring, anelli di tenuta e, a seconda del tipo, piastra valvole, molle ed elementi di tenuta del dispositivo di scarico (unloader). I compressori per veicoli pesanti lavorano tipicamente con pressione di stacco compresa tra 8 e 12,5 bar e nella maggior parte delle applicazioni il kit guarnizioni viene rinnovato nella fascia 250.000-400.000 km.

Il kit di riparazione e guarnizioni del compressore viene indicato a catalogo e in officina con piu denominazioni: kit guarnizioni compressore, kit riparazione compressore, set di revisione compressore, kit piastra valvole e, per le versioni piu limitate, set guarnizioni testata. Sono tutti membri della stessa famiglia di prodotto con estensioni diverse; anche se il contenuto cambia, il criterio di scelta resta lo stesso: tipo di compressore, numero OE riportato sul corpo e configurazione cilindro/testata.

Per comprendere il principio di funzionamento occorre guardare a cosa fa il compressore. Azionato dal motore, il compressore comprime con il pistone l'aria aspirata e la invia, attraverso le valvole di aspirazione e mandata poste sulla piastra valvole, all'essiccatore d'aria e da li ai serbatoi. Il regolatore di pressione mette il compressore a vuoto quando viene raggiunta la pressione di stacco; quando la pressione nei serbatoi scende, si torna in carico. Questo ciclo si ripete ogni secondo di funzionamento del veicolo e a ogni giro le guarnizioni tra piastra valvole e testata sono esposte sia al colpo di pressione sia al calore generato dalla compressione.

E proprio qui che nasce la criticita del componente. Nel momento della compressione la temperatura dell'aria sul lato mandata puo raggiungere diverse centinaia di gradi nella testata del compressore, mentre a pochi centimetri di distanza passa il liquido di raffreddamento del motore. La stessa superficie di tenuta deve quindi separare, a distanza di pochi centimetri, aria compressa molto calda e acqua di raffreddamento. Per questo il quadro che si presenta quando una guarnizione si affatica non e mai uniforme: a volte si manifesta come perdita d'aria verso l'esterno, a volte come passaggio di olio verso il carter, altre volte come trafilamento di liquido antigelo dalla camicia d'acqua verso il lato aria.

Che cosa contiene tipicamente il kit?

• Guarnizione della testata: assicura la tenuta tra testata e piastra valvole, separando i condotti dell'aria e del liquido di raffreddamento.
• Guarnizione della piastra valvole (piastra intermedia): si trova tra piastra e blocco ed e la base della separazione tra aspirazione e mandata.
• Guarnizione corpo / carter: viene impiegata tra il corpo del compressore e la superficie di accoppiamento al motore oppure il coperchio inferiore.
• O-ring: nei condotti di passaggio di aria, olio e acqua; misure e classe di materiale sono specifiche dell'applicazione.
• Anello di tenuta albero: garantisce la tenuta dell'olio sul lato comando.
• Piastra valvole, lamelle valvola e molle: presenti nei kit di riparazione di estensione ampia.
• Elementi di tenuta del dispositivo di scarico (unloader): guarnizione del pistoncino, molla e set di O-ring.
• Serie segmenti ed elementi di supporto: presenti solo nei set di revisione completa.
• Rondelle di collegamento ed elementi di bloccaggio: quelli monouso vanno rinnovati a ogni smontaggio.

Kit guarnizioni, kit riparazione o compressore completo?

La decisione si prende sulla base di tre dati: lo stato del corpo, l'usura di cilindro e pistone e il tipo di guasto. Se la perdita di aria e olio dipende solo dalle guarnizioni, se la superficie del cilindro rientra nelle misure e se il gioco dell'albero e normale, il kit guarnizioni e sufficiente. Se le lamelle valvola sono affaticate e sulla superficie della piastra si notano erosioni, serve un kit di riparazione di estensione ampia. Se il cilindro presenta rigature evidenti, ovalizzazione o gioco su albero e biella, la scelta economicamente corretta e il compressore completo. Questa distinzione va fatta con la misurazione e non a occhio; l'errore piu frequente in officina e montare guarnizioni nuove su un corpo usurato e ritrovarsi lo stesso guasto pochi mesi dopo.

Quadro normativo e di riferimento

Anche se il kit di riparazione e guarnizioni del compressore non appare di per se come un componente di sicurezza, fa parte dell'alimentazione dell'aria che determina direttamente le prestazioni frenanti del veicolo. Sui veicoli commerciali pesanti l'impianto frenante nel suo complesso viene valutato nell'ambito della ECE R13; per il lato produzione e stoccaggio dell'aria sono riferimenti diffusi la EN 286-2 (serbatoi d'aria per veicoli stradali) e, per la classificazione della purezza dell'aria compressa, la ISO 8573-1. Per gli elementi di tenuta, le famiglie di misure e tolleranze degli O-ring si basano generalmente sulla logica della ISO 3601. Queste norme non forniscono direttamente il codice articolo di un prodotto; quale norma si applichi in quale ambito e a quale classe appartenga il componente vanno verificati sul relativo catalogo OE.

Come si riconosce un guasto al kit di riparazione e guarnizioni del compressore?

I guasti al kit di riparazione e guarnizioni del compressore non si manifestano direttamente come "guarnizione andata", bensi come lentezza nella salita della pressione dell'aria, presenza di olio in uscita dall'essiccatore, perdita di liquido di raffreddamento o zone bagnate attorno al compressore. La tabella seguente associa i sintomi rilevati sul campo alle possibili cause e ai metodi di verifica.

Diagnosi con la prova del tempo di riempimento

Il modo piu pratico per misurare il rendimento del compressore e la prova del tempo di riempimento. L'impianto viene scaricato completamente, si verifica l'assenza di perdite esterne e, mantenendo il motore a un regime definito, si misura con il cronometro il tempo necessario ai serbatoi per raggiungere la pressione di stacco. Se il tempo supera in modo evidente il valore indicato dal manuale di assistenza per lo stesso veicolo, il rendimento interno del compressore e calato. La condizione preliminare piu critica di questa prova e accertare, prima della misurazione, che nell'impianto non vi siano perdite d'aria esterne; un essiccatore che trafila o un raccordo allentato fanno apparire colpevole un compressore in buono stato.

Passaggio di olio o essiccatore affaticato?

La presenza di olio in uscita dall'essiccatore non basta da sola a condannare il compressore. Anche una cartuccia essiccatore giunta a fine vita produce un quadro simile. Per distinguere i due casi si pone un recipiente pulito sotto l'uscita di scarico e si raccolgono alcuni cicli: mentre una sottile pellicola d'olio e considerata normale, un flusso d'olio continuo e scuro indica il lato compressore. Prima di decidere, verificate sempre anche lo storico di sostituzione della cartuccia essiccatore.

Verifica incrociata con pressione e temperatura

Il secondo passo che consolida la diagnosi consiste nel leggere insieme pressione e temperatura. Se la linea di uscita del compressore si scalda oltre il normale ma la pressione nei serbatoi sale lentamente, sono altamente probabili una perdita interna sul lato mandata o una strozzatura nella linea. Se invece la pressione sale regolarmente ma dopo lo stacco il compressore non va a vuoto, il sospetto si sposta sulla tenuta dell'unloader e sulla linea di comando. Eseguire le misurazioni con un manometro di prova tarato anziche con quello di bordo riduce sensibilmente il rischio di diagnosi errata.

Come si sostituisce il kit di riparazione e guarnizioni del compressore? Passo dopo passo

La sostituzione del kit di riparazione e guarnizioni del compressore e un intervento con sequenza e disciplina di sicurezza definite, perche si esegue su un impianto che contiene aria compressa e superfici calde. Il flusso seguente riassume la pratica di assistenza generale; per sequenze e valori specifici dell'applicazione fa fede il manuale di assistenza del costruttore del veicolo.

1. Mettete in sicurezza il veicolo e scaricate l'impianto: arrestate il motore, inserite il freno di stazionamento, applicate i cunei alle ruote e staccate lo stacca-batteria o il polo negativo. Scaricate tutti i serbatoi d'aria dalle valvole di spurgo e verificate l'azzeramento del manometro. Sui compressori raffreddati ad acqua attendete il raffreddamento del motore e del circuito.
2. Pulite e contrassegnate la zona: liberate da polvere e olio, con aria compressa, l'area attorno al compressore e i punti di collegamento delle linee aria e acqua. Prima dello smontaggio etichettate le linee e, se possibile, fotografatele; in particolare lo scambio tra linea di comando e linea di ritorno olio e un errore di montaggio frequente.
3. Smontate le linee e tappate le aperture: staccate la linea di mandata aria, la linea di comando, le linee di alimentazione/ritorno olio e, se presenti, i manicotti del liquido di raffreddamento. Chiudete con tappi puliti l'estremita di ogni linea smontata e ogni bocca di collegamento aperta. Un solo granello di polvere che entra nell'impianto frenante avanza dall'essiccatore fino alle valvole e genera nuovi guasti.
4. Staccate il compressore oppure smontate la testata: se l'intervento riguarda solo il set guarnizioni testata, il compressore puo restare sul veicolo; in una revisione di ampia estensione il compressore va staccato dal motore. Allentate sempre le viti della testata in sequenza incrociata e per gradi; allentare da un solo punto deforma la testata.
5. Esaminate i pezzi smontati e formulate la diagnosi: osservate in quale zona delle guarnizioni smontate siano presenti bruciature, schiacciamenti o percorsi di trafilamento riconoscibili. Cercate erosioni sulla superficie della piastra valvole, cricche o impronte di assestamento sulle lamelle, rigature sulla parete del cilindro. Questo esame e il dato piu prezioso per capire se l'estensione del kit scelto sia corretta.
6. Preparate le superfici: rimuovete i residui di guarnizione vecchia dalle superfici di testata, piastra valvole e blocco con un raschietto in plastica che non righi il metallo. Non usate raschietti metallici o dischi abrasivi; il segno che ne deriva, dell'ordine dei micron, compromette in modo permanente l'assestamento della nuova guarnizione. Controllate la planarita con squadra o riga e spessimetro e non cercate di compensare con la guarnizione una superficie fuori tolleranza.
7. Verificate il kit nuovo: sovrapponete ogni guarnizione del kit nuovo a quella vecchia smontata e confrontate la disposizione dei fori, i passaggi dei condotti acqua e il profilo esterno. Controllate le misure degli O-ring e il verso dell'anello di tenuta. Anche un solo foro che non coincide significa ricambio errato; non si monta forzando.
8. Posizionate le guarnizioni asciutte e nel verso corretto: salvo diversa indicazione, non applicate sigillante alle guarnizioni di testata e piastra valvole; i materiali moderni sono progettati per garantire la tenuta autonomamente e il sigillante in eccesso puo ostruire i condotti. Prima del montaggio inumidite gli O-ring con un velo sottile di olio idoneo e alloggiate l'anello di tenuta nella sua sede in piano, facendo attenzione al verso del labbro.
9. Serrate per gradi e in sequenza incrociata: avvitate prima a mano le viti della testata, poi serratele con la chiave dinamometrica dal centro verso l'esterno in sequenza incrociata e in almeno due passaggi. Arrivare alla coppia finale in una sola volta schiaccia la guarnizione da un lato e la lascia scarica dall'altro. Per la sequenza di serraggio e il valore finale utilizzate il manuale del costruttore del veicolo o del compressore.
10. Rimontate il compressore e collegate le linee: serrate il collegamento di comando al valore indicato dal manuale e collegate le linee seguendo le etichette. Verificate che le linee di alimentazione e ritorno olio siano libere e senza strozzature; un ritorno olio limitato mette sotto sforzo in breve tempo anche una guarnizione nuova. Riempite il circuito di raffreddamento e disaeratelo.
11. Avviate ed eseguite le prove di tenuta e prestazione: avviate il motore, lasciatelo al minimo per qualche minuto e controllate tutti i collegamenti con acqua saponata. Ripetete quindi la prova del tempo di riempimento, monitorate le pressioni di stacco e di reinserimento e osservate la temperatura della testata. Dopo il giro di prova eseguite un controllo a freddo: alcune perdite si manifestano solo dopo il ciclo termico.

Quali sono gli errori piu frequenti nella sostituzione del kit di riparazione e guarnizioni del compressore?

Negli interventi sul kit di riparazione e guarnizioni del compressore il ripetersi del guasto dipende quasi sempre non dalla qualita del ricambio, ma da alcuni classici errori di disciplina nel montaggio. I punti che seguono sono i problemi che si incontrano ripetutamente in officina.

• Pulire la superficie con raschietto metallico: le rigature lasciate compromettono in modo permanente l'assestamento della nuova guarnizione; utilizzate raschietto in plastica e detergente idoneo.
• Non controllare la planarita della superficie: una testata deformata da sollecitazione termica trafila anche con una guarnizione nuova. Il controllo di planarita con spessimetro e riga richiede pochi minuti.
• Andare "a sensazione" invece di usare la chiave dinamometrica: le viti della testata hanno tolleranze strette; un serraggio insufficiente trafila, uno eccessivo schiaccia la guarnizione e danneggia il filetto.
• Saltare la sequenza incrociata e i passaggi graduali: una testata serrata da un angolo all'altro in una sola volta schiaccia la guarnizione in modo asimmetrico e comincia a trafilare al primo ciclo termico.
• Riutilizzare rondelle e O-ring monouso: un elemento di tenuta gia schiacciato una volta non offre la stessa prestazione al secondo montaggio.
• Non controllare la linea di ritorno olio: un ritorno limitato o ostruito aumenta la pressione del carter e mette sotto sforzo anche l'anello di tenuta nuovo.
• Trascurare l'essiccatore d'aria: se dopo un compressore che ha fatto passare olio la cartuccia non viene rinnovata, l'essiccatore contaminato continua a sporcare l'impianto.
• Confondere le linee di comando e olio: una linea di comando collegata in modo errato fa si che il compressore non vada mai a vuoto.
• Far entrare sporco nell'impianto: le linee lasciate aperte durante lo smontaggio trasportano particelle che arrivano fino alle valvole freno.
• Sostituire solo le guarnizioni senza esaminare il gruppo valvole: una lamella valvola affaticata significa basso rendimento anche in un compressore con guarnizioni nuove.

Valori tecnici e punti di controllo del kit di riparazione e guarnizioni del compressore

I valori utilizzati lavorando con il kit di riparazione e guarnizioni del compressore variano in base al tipo di compressore, al numero di cilindri e alle definizioni del costruttore del veicolo. Gli intervalli riportati di seguito sono riferimenti generali di frequente riscontro negli impianti frenanti ad aria dei veicoli commerciali pesanti e non hanno carattere vincolante.

• Le superfici di testata e piastra valvole sono pulite, prive di rigature e entro la tolleranza di planarita?
• Le lamelle valvola presentano cricche, impronte di assestamento o deformazioni permanenti?
• La disposizione dei fori delle guarnizioni del kit nuovo coincide esattamente con quella delle vecchie?
• Le misure degli O-ring e il verso del labbro dell'anello di tenuta sono corretti?
• Le linee di alimentazione e ritorno olio sono libere, senza strozzature e pulite?
• E noto lo storico di sostituzione della cartuccia dell'essiccatore d'aria?
• Le pressioni di stacco e di reinserimento rientrano nella fascia indicata dal manuale?
• Il tempo di riempimento e migliorato in modo evidente rispetto a prima del montaggio?
• Dopo la pressione di stacco il compressore va effettivamente a vuoto?

Come si esegue la manutenzione del kit di riparazione e guarnizioni del compressore e come se ne allunga la durata?

Il kit di riparazione e guarnizioni del compressore non deve la propria durata al kit stesso, bensi alle condizioni in cui lavora il compressore. In un compressore che riceve sufficiente alimentazione d'olio, con raffreddamento efficiente, sistema di messa a vuoto funzionante e aspirazione d'aria pulita, le guarnizioni svolgono il loro compito per molti anni senza problemi. Al contrario, in un compressore costantemente sotto carico, che aspira aria sporca o con il ritorno olio limitato, anche il kit migliore si affatica prima del previsto.

• Disciplina del filtro aria: l'aria di aspirazione del compressore proviene dal filtro aria motore o dal filtro dedicato. Un'aspirazione sporca usura la parete del cilindro e accelera il passaggio di olio.
• Sostituire la cartuccia dell'essiccatore alla scadenza: una cartuccia esaurita porta umidita nell'impianto; l'umidita logora dall'interno valvole e linee.
• Scaricare regolarmente i serbatoi: lo scarico della miscela di acqua e olio accumulata attraverso le valvole di spurgo riduce il carico sia dell'essiccatore sia del compressore.
• Eliminare subito le perdite d'aria esterne: se l'impianto perde, il compressore resta sempre in carico; la temperatura sale e la vita delle guarnizioni si accorcia. Secondo l'osservazione sul campo, questa condizione di carico permanente e il singolo fattore che piu accorcia la vita del compressore.
• Rispettare gli intervalli di olio e filtro olio: il compressore preleva l'olio dal motore; un olio degradato incide direttamente sui supporti del compressore e sull'anello di tenuta.
• Controllare il circuito di raffreddamento: nei compressori raffreddati ad acqua un condotto ostruito fa salire rapidamente la temperatura della testata.
• Verificare il funzionamento del sistema di messa a vuoto: se regolatore di pressione e linea di comando non sono in ordine, il compressore non riposa mai.
• Controllo visivo periodico: a ogni manutenzione ispezionate la zona attorno al compressore, le linee e le superfici di accoppiamento alla ricerca di tracce di olio e morchia.
• Monitoraggio dopo la revisione: dopo ogni intervento sul compressore ripetete il controllo di tenuta e del tempo di riempimento entro le prime centinaia di chilometri.

Nelle flotte l'approccio piu efficace consiste nel pianificare la revisione del compressore non come sostituzione di una singola guarnizione, ma come pacchetto di assistenza. Quando il compressore viene aperto, rinnovare insieme le guarnizioni di testata e piastra, gli O-ring, l'anello di tenuta albero e, se necessario, il gruppo valvole risulta molto piu economico del costo di riportare lo stesso veicolo in officina qualche mese dopo. Anche la verifica della cartuccia dell'essiccatore nello stesso intervento aumenta in modo evidente la durata del risultato.

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