Принцип работы автомобильного компрессора


Повышение мощности двигателя автомобиля достигается различными способами. Один из самых оптимальных подходов – повышение эффективности работы силовой установки путем наращивания объема бензино-воздушной смеси, подаваемой в цилиндры. Для этого в конструкцию двигателя добавляются компрессоры – механические нагнетатели, обеспечивающие принудительную подачу в камеры сгорания воздуха под большим давлением.

Что такое компрессор в машине?

Компрессором называется любой механизм, создающий на выходе высокое давление воздуха или другого газа. Используемые в автомобильных двигателях механические компрессоры работают от коленвала, крутящий момент которого передается посредством ременной либо цепной передачи. Кулачковые механизмы либо крыльчатка компрессора создают направленный воздушный поток, который подается в двигатель. Благодаря принудительному нагнетанию воздуха в цилиндры может закачиваться большее количество топлива, энергия сгорания увеличивается, вследствие чего возрастает и мощность мотора.


Следует отметить, что просто использовать больше бензина для увеличения мощности невозможно – для эффективного сгорания топлива требуется определенное количество кислорода. Таким образом, компрессор, по сути, является практически единственным возможным способом нарастить мощность двигателя, практически не изменяя его габариты и массу. Благодаря этому установка ДВС с механическим нагнетателем возможна даже на достаточно компактные и легкие автомобили.

Как работают компрессоры

В атмосферных автомобилях забор воздуха осуществляется по следующей схеме:

  • Опускаясь по цилиндру вниз, поршень создает разреженную среду.
  • В результате уменьшения давления воздух засасывается в камеру сгорания, где он впоследствии смешивается с топливом, сжимается поднимающимся поршнем и воспламеняется.

Здесь объем поступающего воздуха ограничивается рабочим объемом цилиндра, соответственно для моторов атмосферного типа единственным способом повышения мощности является увеличение внутреннего объема.

Установленный же компрессор позволяет использовать возможность воздуха сжиматься под внешним воздействием. Создаваемое его рабочими элементами давление заставляет цилиндры наполняться большим объемом воздуха, а горючая смесь, соответственно, получает больше кислорода. Добавляя к нему увеличенный объем топлива, удается получить больше энергии, которая при сгорании смеси толкает поршень и создает момент движения.


Для эффективного нагнетания воздуха рабочие элементы компрессора (роторы или крыльчатка) должны вращаться быстрее коленчатого вала. Достичь этого позволяет установка шестерней разных размеров: ведущая звездочка больше, чем приводные шестерни нагнетателя. Благодаря этому удается достичь частоты вращения в 50 000 об/мин. и более.

Дополнительно увеличить объем подаваемого в цилиндры воздуха позволяет установка интеркулера. Этот агрегат охлаждает воздух, выходящий из компрессора, в результате чего газ дополнительно сжимается.

Средний прирост мощности на автомобилях, оборудованных компрессорами, в сравнении с атмосферными аналогами составляет 35-45%, кроме того, примерно на 30% возрастает крутящий момент. 

Виды компрессоров

Механические нагнетатели, устанавливаемые на двигатели современных машин, изготавливаются в разных видах:

  • роторные;
  • 2-винтовые;
  • центробежные.

Они различаются, прежде всего, способом подачи воздуха в мотор. В основе роторного и 2-винтового механизма лежат кулачковые валы, а центробежные модели имеют в своей конструкции крыльчатки с тем или иным числом лопастей. У каждого из указанных типов есть свои индивидуальные преимущества и недостатки.

Самой старой является роторная конструкция нагнетателя. Она была запатентована еще в 1860 г., а в 1900 впервые использована в автомобилестроении. Вращающиеся кулачковые валы направляют попадающий в полость агрегата воздух в двигатель, где тот создает повышенное давление. Данный вид компрессоров является наименее эффективным по ряду причин:

  • такие устройства имеют большие габариты и массу;
  • при их работе создается прерывистый поток воздуха, в результате чего эффективность наполнения двигателя постоянно изменяется.

2-винтовые модели имеют в своей конструкции 2 ротора, напоминающие червячную передачу. Они и обеспечивают движение воздуха в камеры сгорания. Общий принцип работы таких компрессоров в целом такой же, как и у роторных образцов. Однако здесь воздух сжимается уже внутри компрессора благодаря конической форме роторов и сужению воздушных карманов. Поэтому они более эффективны – провалов воздушного потока практически не возникает из-за повышенного давления в самом нагнетателе.

Наиболее эффективны на сегодняшний день центробежные компрессоры. Именно они используются для решения большинства задач, связанных с повышением воздушного давления в той или иной системе. Размещенная в корпусе такого нагнетателя крыльчатка вращается с частотой до 60 000 об./мин, благодаря чему возникает большая центробежная сила. Воздух выходит из такого компрессора на высокой скорости, но под низким давлением и подается на диффузор. Здесь скорость потока снижается, а давление повышается. Еще одно немаловажное преимущество устройств данного вида – компактные размеры: именно центробежные компрессоры устанавливаются на «заряженные» версии малолитражных автомобилей. Впрочем, на более крупных моделях их преимущества также становятся очевидны. 

Чем отличается компрессор от турбины


Мнение, что компрессор и турбина – это одно и то же, в корне ошибочно. Да, оба устройства выполняют общую задачу: нагнетают воздух в двигатель, однако они используют разный принцип исполнения этой задачи.

Компрессор приводится в действие энергией коленвала, а крыльчатку турбины заставляет вращаться поток выхлопных газов. Это отличие обусловливает следующий момент: работа турбины не приводит к потерям мощности, потому что она не использует энергию двигателя, в то время  как для работы компрессора может потребоваться до 30% исходной мощности.

С другой стороны, эффективность турбины изменяется в зависимости от интенсивности работы двигателя, она дает ощутимый прирост мощности только на средних и высоких оборотах. Компрессор же работает в постоянном режиме, на который он выходит практически сразу после старта двигателя.

При этом, турбина – более сложный и поэтому дорогостоящий агрегат, чем компрессор. Она более чувствительна к качеству масла, а ее обслуживание и ремонт требует специфических навыков и зачастую стоит дороже ремонта компрессора.

Как можно увидеть, компрессор – это эффективный, надежный и относительно недорогой способ увеличить мощность автомобиля, сохраняя размеры и массу его двигателя. Такие устройства используются на автомобилях самого разного типа и назначения – от трековых и гоночных болидов до повседневных автомобилей с «горячим» характером.

Источник: AvtoNov.com

Принцип функционирования механического компрессора


Схематически работу суперчарджера представить довольно просто: благодаря использованию нагнетательного механизма он всасывает наружный воздух, подавая его под давлением во впускной коллектор. Втягивание воздушных потоков осуществляется с использованием создаваемого в коллекторе разрежения. Чтобы нагнетать воздух под давлением, вал компрессора должен вращаться быстрее коленвала, что достигается посредством применения ременной передачи (в старых моделях – цепной).

Обычно нагнетание воздушного потока осуществляется за счёт использования разницы парциальных давлений в связке двигатель – компрессор. Поскольку при сжатии температура воздуха растёт, его плотность уменьшается, что приводит к ухудшению характеристик процесса горения ТВС. Для решения температурной проблемы в конструкцию нагнетателя встраивают интеркулер, представляющий собой радиатор охлаждения воздушного иди жидкостного типа.

Разновидности приводных механизмов

Механический нагнетатель воздуха, устанавливаемый в автомобиль, отличается от турбины реализацией системы привода – здесь она механическая, а в качестве источника момента движения используется коленвал.

Существует несколько конструктивных решений для реализации такого способа приводного механизма:


  • прямой привод, когда вал нагнетателя устанавливается непосредственно на фланец коленвала (достаточно экзотическое решение, требующее немалой изобретательности в плане реализации такого способа);
  • ременной привод, в настоящее время самый распространённый, передающий движение от главного вала силовой установки на компрессор через ременную передачу с зубчатым, поликлиновым или плоским профилем ремня;
  • цепной привод;
  • редукторная разновидность зубчатой передачи (конусная/цилиндрическая шестерня);
  • электропривод, предполагающий применение отдельного электродвигателя.

Разновидности компрессоров

Механический привод наддува

Различаются механические нагнетатели двигателей и способом создания давления воздуха с целью нагнетания потока во впускной коллектор СА. На сегодня наиболее распространёнными считаются следующие системы компрессоров:

  • с кулачковым механизмом (нагнетатели типа Roots);
  • винтовые устройства типа Lysholm;
  • компрессоры, оснащаемые центробежным механизмом.

Рассмотрим все эти типы более детально.

Нагнетатель кулачкового типа

Данная разновидность относится к исторически самым первым компрессорным установкам, которые применялись на заре автомобилестроения с начала прошлого столетия.

Эта разновидность нагнетателя механического типа считается самым «древним» представителем класса. Кулачковый нагнетатель присутствовал на автомобилях с начала прошлого столетия. Компрессоры этого типа названы именем изобретателей данной системы, братьев Рутс.

Кулачковый нагнетатель

С тех пор механизм нагнетателей неоднократно совершенствовался, и в современной интерпретации его характерной особенностью считается применение двух роторов, состоящих из вала с расположенным на нём кулачками в количестве 3-4 штук. Валы вращаются в противоположном направлении, а сами кулачки имеют спиралевидную (червячную) форму. Угол наклона кулачков подобран таким образом, чтобы обеспечить максимальную степень сжатия воздуха с учётом неизбежных потерь из-за завихрений и других аэродинамических процессов.


Можно сказать, что кулачковый МК по принципу функционирования схож с шестерёнчатой передачей маслонасоса силового агрегата.

Поступающий снаружи воздух захватывается вращающимися кулачками, расположенными равномерно по всей длине вала, и благодаря такой конструкции сжимается, проходя между стенками компрессора и кулачками, поступая во впускной коллектор в сжатом состоянии. Этот принцип создания давления именуется внешним нагнетанием.

Отличительной особенностью такого вида компрессоров является достаточно быстрый выход на рабочие показатели. Строго говоря, уровень компрессии увеличивается прямо пропорционально скорости вращения головного вала. Недостатком внешнего нагнетания считается возможность формирования давления воздуха, превышающего требуемое, что может привести к образованию в канале подачи воздушных пробок. Следствием этого будет кратковременное снижение уровня давления, которое будет проявляться падением мощности мотора на определённых режимах его работы.

Безусловно, производители стараются избавиться от подобных нежелательных явлений, характерных именно для механических компрессоров. Реализуется данная функция без изменения конструкции агрегата, посредством ужесточения контроля над процессом наддува. Достигается это автоматической регулировкой уровня давления, причём существует два альтернативных способа:

  • контроль за процессом с временным отключением нагнетателя посредством установки датчика давления и электромагнитной муфты;
  • второй метод не предполагает остановки компрессора – здесь излишнее давление просто сбрасывается, для чего в паре с датчиком работает перепускной клапан.

Отметим, что современные нагнетатели оснащаются высокоточными электронными компонентами, осуществляющими тонкую регулировку наддува и обеспечивающие практически идеальную, стабильную работу блока независимо от режима работы силового агрегата. В состав таких систем контроля обычно включают два датчика давления, один из которых устанавливается в самом нагнетателе, другой – в системе впуска двигателя. За приведение в действие системы отвечают исполнительные механизмы: для нагнетателей первого типа это магнит, входящий в конструкцию муфты, во втором – электромеханический привод, осуществляющий открытие/закрытие перепускного клапана.

Усовершенствованные механические компрессоры кулачкового типа достаточно дорогие, что обусловлено сложностью технологи их изготовления (минимальные допуски, рекордные для отрасли). Из этого следует и их повышенная чувствительность к качеству основного активного вещества – воздуха, поскольку любой загрязнитель, попавший в нагнетатель, способен вывести из строя это прецизионное устройство. Решается проблема установкой соответствующих фильтрующих элементов, которые необходимо регулярно заменять.


Среди других недостатков механических нагнетателей можно отметить солидную массу конструкции в сборе, а также повышенную шумность в работе. Если в первой особенностью пришлось смириться, то с шумом борются самыми разными способами, начиная с установки различных шумопоглощающих элементов (демпферов, резонаторов) и заканчивая внесением изменений в геометрию корпуса нагнетателя.

На сегодня время несомненным лидером по проектированию и изготовлению компрессоров типа Рутс является фирма Eaton, специализирующаяся на производстве четырёхкулачковых нагнетателей серии TwinVortices («двойной вихрь») повышенной эффективности. Их продукцию можно встретить на многих серийных автомобилях, достаточно упомянуть модели Audi, Cadillac, Toyota. Впрочем, существуют и комплексные решения, характерной чертой которых является использование нагнетателя в паре с турбокомпрессором. Такие моторы семейства TSI выпускает автоконцерн VAG.

Винтовые компрессоры

Устройства для повышения мощности СА данного типа конструктивно сильно напоминает компрессоры типа Roots. По аналогии их тоже назвали именем изобретателя (Lysholm).

Винтовой нагнетатель

Основой конструкции винтового нагнетателя являются два шнека роторного типа, один из которых оснащён выступами оригинальной формы, а другой – такими же по геометрии выемками несколько большего размера. Сами шнеки имеют конусообразную форму с уменьшением объёма каверн ближе к выходу компрессора. Именно сужение ротора и способствует созданию на выходе определенного давления.

В данном случае мы имеем дело с внутренним нагнетанием, обладающим большей эффективностью, нежели при использовании кулачковых роторов. Однако стоимость таких компрессоров ещё выше, и именно этот фактор считается основной силой, сдерживающей распространение данной технологии. Точность работы у них выше, чем у кулачкового аналога, поэтому их устанавливают в основном на элитные спортивные модификации, а также на модели, выпускаемые лимитированными партиями.

Центробежные нагнетатели

По схематике функционирования механические нагнетатели центробежного типа ближе всего к классическим турбинам. Их основной элемент – крыльчатка, вращающаяся с огромной скоростью (порядка 50-60 тысяч оборотов/минуту).

Принцип работы механического нагнетателя центробежного типа заключается в следующем: поступающий снаружи воздух захватывается крыльчаткой и засасывается внутрь её, Возникающая центробежная сила заставляет потоки воздуха ускоряться, проходя дальше через направляющие лопасти. Из крыльчатки воздушная струя выходит на большой скорости, однако такой разгон не сопровождается существенным повышением давления. За это ответственен другой элемент конструкции – диффузор, снабжённый лопатками специальной формы, которые и создают необходимое давление с одновременным снижением скорости движения потока.

На данный момент именно центробежные компрессоры являются наиболее востребованными в автомобилестроении, чему способствует их относительная простота конструкции, малый вес, небольшие размеры, самую демократичную стоимость и высокую эффективность в работе. К тому же центробежные нагнетатели – наименее проблемные в части установки в моторном отсеке.

Центробежный нагнетатель

Однако схожесть с турбокомпрессором обусловила и основной недостаток центробежного аналога: зависимость производительности устройства от режима работы силового агрегата. Как правила, в качестве привода используются передачи с изменяемым передаточным числом, что позволяет частично решить вышеуказанную проблему, заставляя компрессор работать с максимальной нагрузкой при минимальных оборотах коленвала и наоборот.

Особенности конструкции нагнетателей разного типа обусловили их преимущественную сферу использования: компрессоры первых двух типов, как правило, устанавливают на автомобили, для которых важна высокая разгонная динамика, центробежные нагнетатели нашли применение на автотранспортных средствах, двигатель которых должен работать с максимальной эффективностью на самых высоких оборотах.

Плюсы и минусы нагнетателей

Несмотря на конструктивные различия, все механические нагнетатели обладают примерно одинаковым набором положительных и отрицательных качеств, если сравнивать их с конкурентом – турбированными компрессорами.

Обычно главный довод в пользу использования устройств обеих типов – существенно увеличение мощности мотора. И это действительно так: установив компрессор на автомобиль любой марки и модели, вы сразу почувствуете, насколько возросла его мощь. Другими словами, такой агрегат позволяет превратить маломощный силовой агрегат в его аналог с более высокими показателями литража, и это в любом случае обойдётся дешевле, чем установка более мощного двигателя.

Другое дело – что здесь нужно решить дилемму, какому типу нагнетателя отдать предпочтение, механическому или турбированному. Сразу отметим, что обе конструкции обладают набором преимуществ и недостатков, так что выбор в любом случае будет трудным. В оправдание можно сказать, что и в среде специалистов единодушного мнения на этот счёт нет.

Если судить по количественным характеристикам, то недостатков у турбокомпрессора больше. В частности, они характеризуются наличием лага – так называется временной сдвиг между началом работы мотора и компрессора. Это связано с особенностью циклов работы двигателя: выхлопным газам требуется некоторое время, чтобы достигнуть скорости, достаточной для раскрутки ротора компрессора.

Механические нагнетатели такого недостатка лишены. Их производительность напрямую зависит от скорости вращения коленвала, и даже на холостом ходу они позволяют увеличить КПД силового агрегата. Правда, здесь тоже имеются свои нюансы, связанные с особенностями реализации конструкции нагнетателя. Мы уже рассматривали эти особенности: если кулачковые и винтовые компрессоры более производительны на повышенных оборотах, то центробежные демонстрируют высокую стабильность независимо от режима работы силового агрегата.

Так что если вас интересует исключительно прирост мощности, причём на высоких оборотах, придётся выбирать между кулачковым и двухвинтовым нагнетателем. Если же вас интересует более стабильная работа мотора на всех режимах – лучшим выбором будет механический компрессор центробежного типа.

Ещё одним несомненным достоинством нагнетателей является простота их установки. Относительная, конечно, применительно к турбонагнетателям. Это легко объяснить – механический компрессор не требует существенной переделки двигателя и многих обслуживающих систем. С другой стороны, ему всё равно требуется место в моторном отсеке, причём такое, чтобы обеспечить отбор мощности силового агрегата. Обычно компрессоры крепят либо на передней части двигателя, либо где-нибудь перед ним или сбоку. Простота конструкции положительным образом сказывается и на стоимости обслуживания таких устройств.

Установка компрессора

Конструкция компрессоров не требует использования машинного масла, поэтому здесь не нужно волноваться о необходимости использования спецрежима при остановке мотора. У турбированных версий необходимо перед тем, как заглушить двигатель, подождать секунд 30, дав остыть маслу на холостом ходу.

Отметим, что всё же оптимальная прибавка мощности для механических нагнетателей достигается на хорошо прогретом двигателе.

Мало кто знает, но компрессоры являются неотъемлемой компонентой современных авиационных силовых установок – без них обеспечить двигатель необходимым количеством кислорода на больших высотах, где воздух сильно разрежен, не получится.

Что характерно, принцип функционирования механических нагнетателей, обеспечивающих нормальную работу авиационных моторов, идентичен автомобильным аналогам, поскольку отбор мощности тоже носит механический характер и осуществляется с головного вала авиадвигателя.

А теперь поговорим о недостатках механических компрессоров на двигатель.

Главным из них специалисты считают высокую энергозатратность: в зависимости от разновидности, они отбирают у автомобильного силового агрегата от 20 до 30% мощности. Это, в принципе, много, что объясняется не столько потерями при передаче крутящего момента от коленвала, сколько необходимостью обеспечить сжатие воздуха с необходимой силой. Но результирующее увеличение мощности двигателя на 50% (это среднее значение для всех типов компрессоров) в значительной мере компенсирует указанный недостаток. Добиться такого увеличения – мечта многих автовладельцев.

Вторым минусом при установке нагнетателя можно назвать существенный рост нагрузки на мотор и все его компоненты, поскольку изначально он не рассчитан на работу в условиях более жёстких условиях. Как правило, автопроизводители, оснащающие свои модели нагнетателями, учитывают эту особенность, усиливая конструкцию силового агрегата и обеспечивая продление его ресурса до номинального с учётом существенного роста нагрузок. Но при самостоятельном монтаже вряд ли удастся обеспечить необходимые мероприятия, так что приготовьтесь к тому, что расплатой за существенную прибавку мощности будет более быстрый износ компонентов силового агрегата.

В любом случае механические нагнетатели по соотношению стоимость/эффективность являются наилучшим решением для обеспечения значительного прироста мощности мотора. Самые совершенные модели способны удваивать количество лошадиных сил, и это действительно фантастический показатель. Неудивительно, что абсолютное большинство гоночных автомобилей оснащаются подобными устройствами – без них рассчитывать на хорошие результаты невозможно. Но и рядовые автолюбители в целом не прочь выжать из своего четырёхколёсного друга максимум возможного, и у них есть такая возможность, были бы финансы.

Источник: drivertip.ru

Она совершает возвратно-поступательные движения и качает воздух. Из трущихся деталей в конструкции только пара подшипников, поэтому в целом она довольно долговечна и ремонтопригодна. Если мембрана порвется, ее несложно заменить. Аналогично устроены, например, топливные насосы отечественных автомобилей с карбюраторными двигателями. Их можно починить «на коленке». Принципиальные недостатки схемы в том, что она не способна выдавать высокое давление и не очень производительна. Для накачивания больших колес такие приборы не годятся, из-за чего джиперы ими практически не пользуются, и упоминать о них мы больше не будем.

Компрессоры второго типа работают следующим образом. Воздух всасывается в цилиндр, затем сжимается поршнем и выпускается в магистраль, по которой давление можно подать в шину или в блокировку. В движение поршень приводится кривошипно-шатунным механизмом, а тот в свою очередь электродвигателем постоянного тока с редуктором. Возможности системы определяются довольно просто. От объема цилиндра напрямую зависит производительность – количество воздуха, которое за единицу времени может подать компрессор (измеряется в литрах в минуту). А обороты двигателя определяют развиваемое устройством давление. В то же время чем обороты выше, тем сильнее нагревается пара поршень-цилиндр, поэтому в жаркую погоду они нуждаются в обязательном охлаждении. Кроме того, на их долговечность влияет пыль, попадающая в цилиндр с воздухом.

БОЛЬШЕ И БЫСТРЕЕ
Нужно ли стремиться приобрести обязательно «самый мощный» компрессор? Вовсе нет, если вы собираетесь использовать его на мотоцикле, например, или компактном кроссовере. Следует руководствоваться здравым смыслом. Ведь высокая производительность влечет большие габариты, вес и стоимость устройства. В общих чертах ситуация с выбором примерно такая. Компрессоры производительностью до 50 л/мин хоть и недороги, и компактны, но качают шины слишком долго. Да и жизнь у них короткая из-за постоянного перегрева. Для стандартных колес нелифтованных полноприводных автомобилей необходима производительность порядка 50–70 л/мин. Ну а владельцам больших внедорожников, рассчитанных на серьезное бездорожье, стоит обратить внимание на одну из более мощных моделей.

Важное замечание: максимальная производительность компрессора указывается при определенном давлении на выходе. При этом различные производители имеют в виду разные значения, отчего любое прямое сравнение устройств окажется некорректным. В характеристиках некоторых маленьких компрессоров иной раз можно встретить фантастические цифры чуть ли не в 20 атм. Это не более чем маркетинговый трюк! Реально же большинство компрессоров выдает давление, едва достигающее 8 атм. Этого вполне хватает, так как рабочее давление в шинах обычно не превышает 3 атм., а на внедорожниках колеблется от 0.3 до 2.5 атм. Хотя справедливости ради надо отметить, что существуют и модели, способные развивать честные 10 атм., например американские Viair.


БЕЗ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА НИКАК!

Электромотор компрессора может получать питание несколькими способами. Удобно, конечно, когда он оснащен автономной батареей, но она сильно увеличивает вес и требует «зарядки». Сеть 220 В используется для очень мощных станций в стационарных условиях. Гнездо прикуривателя наиболее функционально, но в нем есть ограничения по подаваемому току, его хватает только для электронасосов низших ступеней. А оптимальным решением для питания компрессора на внедорожнике или кроссовере станет его непосредственное подключение к клеммам штатного аккумулятора. Да, требуется открыть капот, зато ничего не сгорит, а вы сэкономите время на самом процессе подкачки, используя более мощный агрегат. Но не забывайте запускать двигатель автомобиля, дабы не посадить аккумулятор.

ТРУБОЧКА НЕ ДЛЯ КОКТЕЙЛЯ
Выбирая компрессор, обратите внимание на воздушный шланг – это не менее важная часть всей системы. Его материал должен быть качественным и морозоустойчивым, а длина – позволять дотянуться до любого колеса. Надежнее, если штуцер на ниппель будет резьбовым. Быстросъемный зажим многим кажется удобнее, но он быстро теряет герметичность при частом использовании.

ЗАГЛЯНЕМ В КОШЕЛЕК
Итак, учитывая вышесказанное, подведем итоги, проецируя их на «финансовую линейку». Сразу можно сказать, что компрессоры стоимостью до 1000 руб. – это выброшенные деньги. Долго они не прослужат, с трудом качая даже штатные колеса. В диапазоне от 1000 до 2500 руб. уже можно найти что-то подходящее для нечастого использования на кроссовере, не рассчитывая на высокую скорость работы. Более достойные изделия, конечно, обойдутся дороже. Скорее всего, потребуется не менее 3000–5000 руб. Отправляясь в магазин, имейте в виду, что хорошие модели оснащаются воздушным фильтром от пыли и защитой от перегрева – при повышении температуры автоматически отключаются на время. И, конечно, всегда лучше иметь некоторый запас по мощности, прочности и долговечности, чтобы где-нибудь в дальних «пампасах» случайно не оказаться на «пустых» колесах.

Источник: 4×4.media

Классификация и принцип действия автомобильных насосов

На отечественном рынке автомобилисты могут встретить насосы двух типов: вибрационного (или мембранного) и поршневого. Аппараты первой группы качают воздух, используя эластичные свойства специальной мембраны (диафрагмы), совершающей поступательно-возвратный ход. В поршневой технике сжатие воздуха осуществляется за счет работы кривошипно-поршневой группы.

Автокомпрессор

Вибрационный компрессор

В насос диафрагменного типа сжатие рабочего вещества осуществляется благодаря:

  • электромотору;
  • 2-х клапанам (впуск и выпуск);
  • камере сжатия;
  • диафрагме;
  • поршню;
  • штоку;
  • кривошипно-шатунному механизму (КШМ);
  • картеру КШМ с маслом, чтобы смазать поршень.

Мембранный компрессор

Принцип действия диафрагменного компрессора — с помощью КШМ вращение вала электродвигателя преобразуется в череду поступательных и возвратных (вверх-вниз) движений поршня, который воздействует диафрагму. При ходе поршня вниз мембрана увеличивает в размере рабочую камеру и создает в ней разрежение, что вызывает срабатывание впускного клапана и обеспечивает приток воздуха. Заполнение камеры воздухом прекращается в тот момент, когда мембрана под действием поршня начинает движение вверх. Тогда впускной клапан закрывается, а рабочий объем камеры начинает уменьшаться, за счет чего и осуществляется сжимание воздуха. Когда диафрагма достигает верхней точки, срабатывает выпускной клапан и сжатый воздух выходит наружу, попадая в накачиваемую шину через соединительный шланг. Многократное повторение этого цикла и дает возможность накачать шину.

Принцип действия диафрагменного компрессора

Поршневой компрессор

Устройство автонасоса поршневой группы несколько сложнее мембранной, хотя практически состоит из аналогичных по назначению составных частей:

  • электродвигателя;
  • одного или нескольких цилиндров (аналог камеры сжатия), каждый из которых снабжен двумя клапанами;
  • воздушного фильтра;
  • одного или нескольких поршней, каждый из которых соединен с КШМ (шатун+кривошип);
  • картера КШМ с маслом для смазки поршней.

Поршневой компрессор

Принцип действия воздушной поршневой группы компрессоров схож с работой вибрационных насосов, только всасывание и сжатие поступающего в цилиндр воздуха осуществляется не мембраной, а двигающимся вверх-вниз поршнем, снабженным специальным уплотняющим кольцом.

Поршневой насос

Поломки автонасосов и возможность самостоятельного ремонта

Каждый владелец автокомпрессора сталкивался с ситуацией, когда необходима накачка колеса, а насос не включается вообще или внезапно перестает работать. Зачастую это случается из-за перегорания плавкой вставки в предохранительном блоке автомобиля либо по причине обрывов питающего кабеля, посредством которого насос подключается к гнезду «Прикуриватель» в салоне машины или непосредственно к аккумуляторной батарее.

Обе эти неисправности легко могут быть устранены владельцем автомобиля своими руками. Для этого в первом случае нужно просто заменить перегоревший предохранитель, а во втором — визуально или с помощью тестера найти место повреждения кабеля и любым доступным способом соединить концы оборванных проводов. Если вновь установленный предохранитель опять перегорает, то, скорее всего, где-то замыкает, и требуется более сложный ремонт. Включать компрессор можно только после того, как будет найдена и устранена неисправность.

Предохранитель автонасоса

Еще одна поломка, характерная для любого компрессора, — стравливание воздуха из-за того, что протерся шланг, соединяющий насос с автомобильной шиной. В этом случае шланг нужно заменить.

Важно! В тех случаях, когда причиной неисправности является возгорание обмотки электромотора, ремонт автомобильного компрессора нецелесообразен. Связано это с тем, что цена нового электромотора составляет порядка 80% стоимости готового изделия.

Но существует еще ряд неисправностей, характерных для того или иного вида автомобильных компрессоров.

Насосы мембранной группы

Насосы вибрационного типа из строя выходят редко. При этом наиболее уязвимым элементом такого агрегата является мембрана (диафрагма), изготавливаемая в основном из резины или эластичных полимеров. Длительная эксплуатация мембранного насоса обеспечивается за счет исключения возможности попадания влаги, а также частиц пыли и грязи внутрь камеры сжатия. Существенное значение имеет также своевременная замена износившихся деталей и узлов. В процессе эксплуатации вибронасосов чаще всего износу подвергаются:

  • диафрагмы, которые могут «задубеть» при низких температурных условиях;
  • газовые клапана;
  • ограничители давления.

Мембрана

Насосы поршневой группы

Владелец поршневого насоса также может столкнуться с рядом типичных неисправностей, характерных именно для этой категории компрессоров. Среди них чаще других встречаются случаи, когда:

  • двигатель насоса работает, но компрессор воздух не качает;
  • на выходе компрессора отсутствует необходимое давление;
  • насос самопроизвольно отключается.

Устранить эти неисправности нетрудно, однако при этом придется разобрать компрессор. Осуществляется это в следующем порядке – сначала откручивают винты (4 шт.), удерживающие крышку картера, и убирают ее, затем снимают головку цилиндра, удалив крепления, расположенные на поршневой головке. Далее нужно диагностировать и при обнаружении устранить неисправности в порядке, приведенном в таблице.

Неисправность Причина Устранение
Неисправность клапана в головке цилиндра не позволяет компрессору нормально качать воздух. Факторы, провоцирующие неисправность:

Ø  износ или смещение уплотнительного кольца, находящегося под клапаном;

Ø  поломка клапанной пластины;

Ø  наличие грязи, скопившейся под клапаном.

Чтобы определить причину, вызвавшую неисправность, необходимо демонтировать из головки цилиндра уплотнительный диск с клапаном. Вышедшие из строя детали следует заменить, а сдвинувшееся уплотнительное кольцо возвратить на место. Кроме того, нужно избавиться от имеющихся загрязнений.
Еще одна неисправность, из-за которой компрессор перестает функционировать в штатном режиме, — деформация уплотнительного поршневого кольца. Поломка происходит, как правило, из-за перегрева компрессора. Чтобы придать деформированной детали изначальную форму, ее необходимо обработать жидкостью WD-40 или растворителем 646. Однако, прежде чем приступить к этой операции, необходимо демонтировать не только рубашку гильзы, но и саму гильзу. После того, как уплотнительное кольцо приобретет прежнюю эластичность, ему придают былую форму, а затем возвращают все снятые детали на свои места. Прокрутив вал электродвигателя, убеждаются, что поршень в гильзе двигается правильно.
Самопроизвольное отключение компрессора может произойти из-за срабатывания системы термозащиты. Происходит это из-за неплотного прилегания гильзы к стенкам своей рубашки. Устраняют имеющийся зазор путем несложной доработки, использовав для этого тонкий лист алюминия, например, от банки из-под пива. Плотно обмотав этим листом гильзу, ее с небольшим усилием возвращают на место. Отвод тепла при этом улучшится и самопроизвольное отключение насоса должно прекратиться.

Не считается поломкой самопроизвольное отключение компрессора из-за срабатывания системы термозащиты вследствие перегрева аппарата. Однако, если при запуске насоса помимо срабатывания термозащиты одновременно перегорает предохранитель, это свидетельствует о поломке реле, управляющего давлением. Устраняют эту неисправность только в условиях специализированной мастерской.

Компрессоры с манометрами

Эксплуатировать насос, оборудованный манометром, значительно комфортнее, чем его аналог без измерительного прибора.

На заметку! Если манометр в комплект поставки насоса не входит, его можно купить самостоятельно и установить непосредственно на шланге. Штатный манометр, как правило, подключается к головке цилиндра.

Как любой измерительный прибор, манометр может внезапно, без всякой на то причины, выйти из строя. При этом он может отображать недостоверные данные или вообще не работать. Тогда необходима замена манометра. Если приобретен измерительный прибор с иными присоединительными размерами, при замене можно использовать переходник с соответствующими резьбовыми отводами.

Автомобильный насос

Совет! Опытные автолюбители рекомендуют приобрести манометр, оснащенный механизмом для стравливания излишка рабочей среды. Это позволит сбрасывать лишнее давление в накачиваемой воздухом шине простым нажатием на имеющийся рычаг.

Компрессор автокондиционера

В замкнутом контуре системы кондиционирования воздуха в автомобильном салоне компрессор обеспечивает перекачку хладагента из конденсаторного радиатора (контур низкого давления) к испарительному радиатору (контур высокого давления). На сегодня в автокондиционерах устанавливают компрессоры трех видов.

  1. Поршневые агрегаты, внутри которых оригинальным образом (по кругу, оппозитно и др.) может быть расположено до 10-ти поршней. Чаще всего встречается круговое расположение поршней, движением которых управляет наклонный вращающийся диск.
  2. Роторно-пластинчатые агрегаты, в состав которых входит ротор с выдвигающимися лопастями. Сжатие хладагента осуществляется при вращении ротора.
  3. Спиральные агрегаты. Они состоят из двух вмонтированных друг в друга спиралей, оси которых сдвинуты на 180°, при этом одна из них закреплена неподвижно, а вторая вращается.

Компрессор автомобильного кондиционера — это надежный, практически не ломающийся узел. К редким неисправностям чаще всего приводит элементарное пренебрежение правилами его эксплуатации.

Возможные причины поломки

Основными причинами, которые приводят к выходу из строя компрессора, являются:

  • избыток фреона в системе кондиционирования;
  • утечка фреона из-за трещин в переднем сальнике (манжете) вала компрессора;
  • поломка вентилятора охлаждения;
  • загрязненность радиатора кондиционера (конденсора);
  • нарушение циркуляции хладагента.

Все вышеперечисленные недостатки в работе системы кондиционирования приводят к возрастанию нагрузки на компрессор, что рано или поздно сказывается на его работоспособности.

Важно! Компрессор может выйти из строя также из-за естественного износа своих деталей и узлов.

Компрессор автокондиционера

Когда обращаться к мастеру

Ремонт компрессора, являющегося частью системы кондиционирования автотранспорта, представляется достаточно сложным и ответственным делом. Некачественно выполненные работы могут привести к выходу из строя всей системы, устранение неисправностей которой приведет к значительным материальным затратам. Поэтому лучше всего при малейшем подозрении на наличие дефекта в компрессоре обратиться к специалистам сервисной службы. Признаками неисправностей могут служить:

  • монотонный шум, исходящий из компрессора при работающем автомобильном моторе и выключенном кондиционере;
  • неисправная муфта компрессора, которая не включается, хотя напряжение на электромагнитную катушку поступает;
  • негерметичность компрессора, выявленная внешним осмотром;
  • посторонние звуки, исходящие от компрессора во время работы;
  • разброс показаний манометра (или их отсутствие) при работающем кондиционере.

Резюмируя вышесказанное, следует отметить, что компрессорное оборудование, используемое для подкачки автошин, в большей части предусматривает самостоятельный ремонт, в отличие от такового в автокондиционерах. Важно отметить, что запчасти, необходимые для ремонта насосов, можно без труда найти как на авторынке, так и в специализированных магазинах.

Источник: hitech-online.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.