Принцип работы компрессора автомобиля

Изучим автомобильные компрессоры изнутри

При упоминании об автомобильных компрессорах большинство представляет урчащее устройство со шлангом, идущим к колесу. А что там внутри и как это работает?

Электронасосы для подкачки шин бывают двух типов: мембранные (они же вибрационные) и поршневые. В первом, как следует из названия, основная деталь – это мембрана.

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.

Как отремонтировать автомобильный насос своими руками

Автомобильный компрессор является устройством, заметно упростившим процесс накачки шин, который традиционно производился с помощью ручного или ножного насоса. Данный агрегат может работать в автоматическом режиме, имеет компактные размеры, и накачка шин с его помощью не требует применения физических усилий. Хотя автокомпрессор не отличается сложной конструкцией, некоторые его узлы со временем могут выходить из строя. Чтобы самостоятельно произвести ремонт аппарата, необходимо иметь представление о том, как он устроен и по какому принципу работает.

Устройство и принцип работы компрессоров

Компрессоры для накачки колес бывают мембранного типа и поршневого. Оба вида аппаратов предназначены для сжатия воздуха и отличаются между собой не только конструктивно, но и принципом работы.

Мембранные аппараты

Если посмотреть на устройство автомобильного компрессора мембранного типа, то можно понять, что основным элементом агрегата, с помощью которого сжимается воздух, является мембрана. Изготавливается она либо из резины, либо из металла.

Состоит мембранный автокомпрессор из следующих элементов:

  • электрического двигателя, который приводит в движение привод компрессорного блока;

  • камеры сжатия, на которой установлено 2 клапана;
  • резиновой, полимерной или металлической мембраны, находящейся в камере сжатия;
  • штока, соединяющего поршень с мембраной;
  • поршня, соединенного со штоком и шатуном;
  • шатуна и кривошипа;
  • картера, в котором размещается кривошипно-шатунный механизм (КШМ).

Автокомпрессор работает по следующему принципу. Кривошип преобразует вращение приводного вала в возвратно-поступательные движения шатуна. Тот, соединенный с поршнем, приводит его в движение. Поршень, двигаясь вверх-вниз, приводит в движение мембрану с помощью штока. Двигаясь вниз, мембрана создает разрежение в камере сжатия, благодаря чему открывается впускной клапан. При открытии последнего камера наполняется воздухом. Двигаясь вверх, мембрана провоцирует закрытие впускного клапана, и начинается процесс сжатия воздуха. При достижении определенной степени сжатия открывается выпускной клапан, после чего воздух под давлением поступает в шланг, соединенный с шиной. При движении мембраны вниз снова создается разрежение в камере, от которого выпускной клапан закрывается, а впускной – открывается. Далее, весь вышеописанный процесс повторяется.

Важно! Благодаря тому, что камера сжатия герметично отделена от картера, воздух на выходе из аппарата не имеет никаких посторонних примесей. Кроме всего, в мембранных агрегатах исключается утечка воздуха через сальники или поршневые кольца, что положительным образом сказывается на производительности автокомпрессора.

Поршневые агрегаты

В аппаратах для накачки шин поршневого типа основной деталью является поршень.

Состоит данный вид автомобильного насоса из следующих узлов и деталей:

  • электродвигателя, приводящего в движение привод аппарата;
  • камеры сжатия (цилиндра) с впускным и выпускным клапанами;
  • воздушного фильтра;
  • поршня, имеющего уплотнительное кольцо;
  • КШМ, состоящего из шатуна и кривошипа;
  • картера, в котором размещается КШМ;
  • манометра, которыйпредназначен для контроля уровня давления в шинах и может устанавливаться на цилиндре или шланге.

Работает аппарат следующим образом. КШМ приводится в движение либо с помощью шестеренчатой передачи, либо прямым приводом. Он преобразует вращательные движения вала привода в возвратно-поступательные, что заставляет поршень двигаться вверх-вниз. Поршень, двигаясь вниз, создает в цилиндре разрежение, вследствие чего открывается впускной клапан. Воздух, проходя через фильтр и открывшийся клапан, попадает в цилиндр. Вследствие движения поршня вверх, воздух в цилиндре подвергается сжатию. При достижении определенного уровня давления в камере сжатия происходит открытие выпускного клапана, через который воздух и выходит из аппарата. Далее, при движении поршня вниз выпускной клапан закрывается, а впускной – открывается, и цикл повторяется.

Распространенные проблемы поршневых компрессоров

Поскольку конструкция мембранных автокомпрессоров значительно отличается от устройства поршневых, то и некоторые поломки данных аппаратов будут характерны только для определенного вида агрегатов.

К самым часто встречающимся неисправностям поршневых автокомпрессоров, которые можно устранить своими руками, относятся следующие:

  • аппарат не включается;
  • двигатель агрегата работает, но воздух не качает;
  • аппарат не создает необходимое давление;
  • компрессор самопроизвольно выключается.

Аппарат не включается

Компрессоры для подкачки шин имеют силовой кабель (кабели) для подключения к источнику электропитания на 12 В. Некоторые модели аппаратов подключаются к прикуривателю автомобиля, а некоторые – к АКБ.

Если электронасос не включается, то в первую очередь следует проверить силовые кабели на наличие повреждений. Их можно “прозвонить” тестером. Также, если подключение компрессора происходит к прикуривателю, то нужно проверить целостность предохранителя, установленного в штекере. В случае перегорания предохранителя, его следует заменить.

В крайнем случае, аппарат может не включаться по причине выхода из строя электродвигателя. Чаще всего, обмотки двигателя перегорают из-за перегрева. Проще купить новый автокомпрессор, поскольку ремонт двигателя компрессора автомобиля будет стоить 80% от стоимости нового аппарата.

Двигатель агрегата работает, но воздух не качает

Если при включении аппарата слышен звук работающего двигателя, но из шланга не выходит воздух, то, чтобы провести диагностику агрегата, придется его разобрать:

  • открутите 4 винта, удерживающих крышку картера;

  • также следует открутить 4 винта, установленных на поршневой головке;

  • снимите головку цилиндра.

В головке цилиндра установлен клапан, который и является частой причиной того, что аппарат не качает. Для устранения неисправности необходимо извлечь уплотнитель и диск с клапаном из поршневой головки.

Под клапаном находится небольшое уплотнительное кольцо, которое может со временем изнашиваться. При его износе клапан прилегает неплотно и пропускает воздух. В результате, сжатия последнего не происходит. Также иногда это кольцо может смещаться со своего посадочного места. Если это произойдет, клапан также не сможет закрываться. Нередко клапанная пластина просто ломается. В таком случае, ее необходимо заменить. Данную деталь, как и другие запчасти, можно приобрести в интернет-магазинах.

Еще одной причиной того, что аппарат не качает, может быть ослабленный винт, с помощью которого кривошип закрепляется на валу двигателя.

Читайте также  Винтовой компрессор своими руками

Если винт открутился, то вал двигателя будет вращаться, а КШМ останется неподвижным.

Аппарат не создает необходимое давление

Если при попытке накачать шины не получается добиться необходимого давления, то причиной проблемы могут быть, как и в предыдущем случае, клапаны. Под ними могут скапливаться различные загрязнения, мешающие хорошему прилеганию. Чтобы произвести ремонт компрессора для подкачки шин, потребуется разобрать поршневую головку и хорошо прочистить все детали от накопившейся грязи.

Иногда недостаточное давление воздуха на входе из агрегата может быть по причине деформации уплотнительного кольца, одетого на поршень.

Чтобы извлечь поршень, нужно снять рубашку гильзы и саму гильзу.

Уплотнительное кольцо поршня может деформироваться по причине перегрева агрегата. Чтобы выровнять кольцо, его необходимо сначала размягчить. Для этой цели можно использовать либо растворитель 646, либо жидкость WD-40. После того, как кольцо станет мягким и податливым, его следует выровнять, установить гильзу и рубашку на место. Проверить, правильно ли двигается поршень в гильзе, можно, если прокрутить вал двигателя.

Компрессор самопроизвольно выключается

Некоторые модели автокомпрессоров имеют защиту от перегрева. По этой причине аппарат и может отключаться самопроизвольно, например, при длительной работе. Но перегрев агрегата может вызываться и по причине заводского брака, особенно, в недорогих моделях. Заключается недоработка в плохом прилегании гильзы аппарата к рубашке. В таком случае уменьшается отвод тепла от поршневого блока и, в результате, перегревается поршневая головка и двигатель.

В данном случае ремонт автомобильного насоса будет заключаться в устранении зазора между гильзой и рубашкой (можно использовать тонкий листовой алюминий или термопасту). Тонкий листовой алюминий можно “добыть”, разрезав обыкновенную пивную банку. Алюминием нужно обмотать гильзу, и плотно вставить ее в рубашку. После этих действий теплоотдача улучшится, и компрессор перестанет самопроизвольно отключаться.

Неисправности мембранных автокомпрессоров

Мембранные автокомпрессоры ломаются крайне редко. Хотя им свойственны некоторые поломки, присущие поршневым аппаратам: повреждение силового кабеля или перегорание предохранителя в штекере, служащего для подключения к прикуривателю.

Но все же, основной элемент аппарата для накачки шин, который может выходить из строя – это мембрана. Чаще всего, ее изготавливают из резины или другого пластичного материала, который при низких температурах грубеет и становится неэластичным. Если такой автокомпрессор включить при низкой температуре окружающего воздуха, то мембрана просто порвется. В таком случае ремонт автомобильного компрессора данного типа будет заключаться в замене мембраны.

Как поменять манометр в компрессоре

Замена манометра на автомобильном компрессоре потребуется в случае выхода его из строя. Данный измерительный прибор может быть установлен отдельно от агрегата, на шланге, или на головке цилиндра.

Если манометр показывает неправильные значения или вообще не работает, его следует открутить, и купить аналогичный, с соответствующей резьбой и шкалой.

В некоторых случаях подобрать подходящий прибор бывает затруднительно. Выйти из данной ситуации просто: приобретите манометр для автомобильного компрессора и тройник с подходящей к нему резьбой. Закрепите манометр с тройником на конце шланга, как показано на следующих фото.

Что такое автомобильный компрессор и как его выбирать

Многие автомобилисты уже давно отказались от обычных насосов и применяют для подкачки шин портативный автомобильный компрессор. Такое устройство не занимает много места в багажнике, им удобно пользоваться в поездках и гараже. На российском рынке представлено множество моделей с разными характеристиками по производительности, комплектации и способам подключения. На что нужно обратить внимание, выбирая автомобильный компрессор? Как не ошибиться и приобрести устройство для подкачки шин с оптимальными параметрами?

Портативный электрический компрессор

Это удобная альтернатива механическому насосу. Каждому автомобилисту приходится периодически подкачивать колеса своего автомобиля. Обилие шиномонтажных мастерских и бесплатный сервис проверки давления на АЗС не отменяют необходимости собственноручно заниматься подкачкой шин, если одно из колес вдруг приспустило в дороге. Автовладелец, которому однажды пришлось поработать насосом в жаркий день на пыльной дороге, оценит преимущества применения автомобильного компрессора.

По большому счету любой автокомпрессор справится со своей основной задачей – накачает спустившую шину. А вот как быстро он это сделает, сильно ли будет шуметь и греться при работе, как долго прослужит и каким дополнительным функционалом порадует – вот круг вопросов, который интересует дальновидного покупателя.

Особенности конструкции: мембранные и поршневые механизмы

Все существующее многообразие автомобильных компрессоров основывается на двух принципиально различных типах нагнетателей воздуха – мембранных и поршневых.

На полке магазина с самыми компактными и недорогими устройствами для подкачки шин ценой до тысячи рублей потенциальный покупатель найдет несколько моделей компрессоров мембранного типа. Принцип работы таких устройств основывается на колебаниях мембраны, которую приводит в действие простейший механизм с электромотором. Кроме самого двигателя, остальные детали и корпус таких компрессоров обычно изготавливаются из пластика. Основные характеристики свидетельствуют о начальном техническом уровне данных устройств:

  • Производительность: 3-10 литров в минуту.
  • Максимальное давление: не более 3-3,5 атмосфер (Атм).

Мембранные компрессоры обычно недолговечны. Многие автомобилисты, кто начинал с подобных моделей, как правило, уже перешли на более совершенные – поршневые устройства. Данный тип конструкции предполагает наличие прочного металлического цилиндра, электромотора с редуктором и алюминиевого или стального поршня с тефлоновым уплотняющим кольцом. В этой категории предлагается множество компрессоров, отличающихся характеристиками и комплектацией. Поэтому с доступными для покупки типами изделий следует ознакомиться более подробно.

Основные технические характеристики поршневых моделей

Для того, чтобы быстро накачать колесо автомобиля, компрессор должен развивать достаточно высокое давление и нагнетать не менее 30 литров воздуха в минуту. При предварительной оценке возможностей устройств для подкачки шин, именно эти два параметра имеют решающее значение. Все остальные характеристики и особенности комплектации также важны, но обычно рассматриваются во вторую очередь.

  • Максимальное давление, которое может развить компрессор. В легковых автомобилях, в зависимости от класса и модели, рекомендуемое значение давления в шинах обычно составляет от 2 до 3 Атм. Накачать такую шину сможет любое из доступных на рынке устройств, так как даже самые маломощные поршневые компрессоры рассчитаны именно на такие показатели давления. Но для подкачки колес грузовых автомобилей компрессор должен обеспечить давление до 10 Атм, то есть в этом случае следует выбирать более мощные модели.
  • Производительность – характеристика, от которой зависит скорость нагнетания воздуха в шину. Измеряется и обычно указывается производителем в «литрах в час». Этот показатель не нужно долго искать на коробке или в паспорте изделия. Последние цифры в торговом названии модели, как правило, указывают на производительность автомобильного компрессора. Большинство представленных на российском рынке устройств заводской сборки имеют производительность в диапазоне 30-160 литров в минуту.

Что эти цифры могут сказать неискушенному автомобилисту? Модель с начальной для современных устройств производительностью 30 литров в час способна накачать шину R13 за две минуты, а колесо с покрышкой R17 – примерно за четыре. Еще меньше времени уйдет на эти действия у компрессоров с большей мощностью. Самые производительные модели (160 л/мин) приближаются к классу профессиональных компрессоров. Их можно порекомендовать водителям грузового автотранспорта и автобусов, а также мастерам, оказывающим услуги ремонта автомобилей в своих гаражах.

Практика показывает, что реальные возможности далеко не всех устройств соответствуют паспортным данным, заявленным производителем. Перед окончательным выбором и покупкой стоит внимательно изучить отзывы пользователей на многочисленных автомобильных форумах. Не менее полезно просмотреть несколько видео в интернете, в которых компрессоры различных брендов выполняют одну и ту же работу, но с различной производительностью. Такая демонстрация наглядно показывает их достоинства или недостатки.

Важнейшие эксплуатационные характеристики

Для автомобилиста, впервые столкнувшегося с необходимостью подкачать шину недавно купленным компрессором, не должно стать неожиданностью, что данные устройства в процессе работы шумят и нагреваются. С этими качествами выбранного изделия можно ознакомиться в магазине при тестовом включении и попробовать сравнить полученные данные с другими моделями.

  • Нагрев. Трение поршня о стенки цилиндра не может происходить без выделения тепла. Поэтому работающий компрессор будет нагреваться. При этом самые недорогие модели обычно греются больше. Но, как бы ни было, случайное прикосновение к корпусу не должно заканчиваться ожоговой травмой владельца, поэтому перед приобретением лучше уточнить у специалиста, какие изделия нагреваются не так сильно. Многие агрегаты значительной мощности от перегрева и возможного выхода из строя защищает специальное блокирующее реле. Компрессор остановится и вновь включится в работу только после того, как остынет до безопасной температуры.
  • Уровень шума. Характеристика, которая напрямую связана с предыдущим параметром – способностью к перегреву. Если корпус быстро нагревается, значит, производителю не удалось уменьшить трение поршня о стенки цилиндра. Как правило, такие модели шумят сильнее других, хотя источником раздражающих звуков является не только поршневая система. Характерный и достаточно громкий стук сопровождает работу редуктора. Качество этого механизма, связывающего электродвигатель с приводным валом шатуна, обычно соответствует всем другим характеристикам изделия.
  • Способ подключения. Модели начальной, но достаточной для большинства пользователей производительностью 30-35 л/мин обычно рассчитаны на работу от бортовой сети автомобиля. Их провод питания подключается в разъем прикуривателя. Чтобы не перегружать проводку, компрессоры большей мощности питают напрямую от аккумулятора. Для этого кабель устройства оснащен соответствующими клеммами − «крокодилами». Несмотря на то, что сеть многих грузовых машин имеет напряжение 24В, компрессоры выпускаются только с 12-вольтовым питанием. Это не проблема: в таких грузовиках последовательно устанавливаются пары стандартных батарей, так что можно подключиться к одной их них.

Важно: при выборе компрессора нужно обратить внимание на длину кабеля питания. К сожалению, в некоторых моделях она недостаточна. В итоге, оказавшись в сложной ситуации на дороге, можно обнаружить, что накачать одно из задних колес представляется делом весьма проблематичным. Хорошо, если в багажнике найдутся подходящие по длине провода и удастся изготовить временный удлинитель.

  • Манометр. Неотъемлемый элемент конструкции автомобильного компрессора. Являясь измерительным устройством, должен иметь отметку о метрологической поверке и пломбу производителя. Важно осмотреть шкалу прибора. Обычно она имеет две маркировки показаний: АТМ и PSI. Лучше, если главной и хорошо различимой является разметка в атмосферах (красный цвет), которая градуирована с учетом цены деления 0,1 Атм. Не рассчитанные на наш рынок модели только со шкалой PSI покупать не рекомендуется.

Длина шланга с манометром для подключения выхода устройства к колесу часто достигает 5-6 метров, но бывают и неприятные исключения. С длинным шлангом высокого давления намного удобнее работать возле автомобиля. Убедитесь, что в выбранной вами модели он не чрезмерно короткий. Еще одна особенность: вентиль соединителя с золотником колеса может быть стандартным – накидным, или более надежным резьбовым. Если есть выбор, последний вариант предпочтительнее.

Читайте также  Молотки отбойные пневматические при работе от компрессора

Комплектация и дополнительные опции

Кроме технического паспорта и гарантийного талона многие производители вкладывают в коробку компрессора запасной предохранитель и несколько видов пластмассовых переходников. С их помощью удобно накачать на природе мяч, резиновый матрас и любые другие надувные атрибуты отдыха.

Само устройство может быть оснащено встроенным в корпус фонарем подсветки, аварийным фонариком красного цвета или проблесковым маячком. Некоторые компрессоры комплектуются манометром с функцией «Автостоп». Встречаются на рынке дорогие модели, способные тестировать состояние аккумулятора и генератора автомобиля.

Советы начинающему пользователю

Основываясь на изложенную информацию, даже начинающий пользователь сможет выбрать и приобрести автомобильный компрессор, который будет максимально соответствовать ожиданиям по техническим характеристикам. Как показывает практика, большинству автомобилистов не нужны дорогие полупрофессиональные модели. Кроме того, всегда стоит перед покупкой протестировать (включить) выбранное устройство, чтобы оценить уровень шума и температуру корпуса после одной-двух минут работы.

Предварительная проверка длины кабеля питания и шланга высокого давления позволит автовладельцу избежать малоприятных сюрпризов в будущем. Также как подстрахует от непредвиденных ситуаций осведомленность по поводу градуировки шкалы манометра, комплектности и о наличии дополнительных аксессуаров.

Перед первым включением компрессора важно завести автомобиль и оставить его с работающим двигателем на все время, пока шина не будет накачана. Иначе есть риск разрядить аккумулятор, тем более, если машина долго эксплуатировалось в городском цикле, и батарея не успевала полностью зарядиться.

Устройство и принцип работы компрессора кондиционера

Автомобильный кондиционер является довольно сложной и дорогостоящей системой. Он обеспечивает охлаждение воздуха в салоне, поэтому его поломка, особенно летом, вызывает у водителей массу неудобств. Ключевым компонентом в системе кондиционирования является компрессор кондиционера. Рассмотрим подробнее его устройство и принцип работы.

  1. Как работает кондиционер в автомобиле
  2. Виды, устройство и принцип работы компрессора
  3. Аксиально-поршневой нагнетатель
  4. Привод и электромагнитная муфта
  5. Возможные неисправности и режимы отключения компрессора

Как работает кондиционер в автомобиле

Компрессор сложно представить в отрыве от всей системы, поэтому вначале кратко рассмотрим принцип работы системы кондиционирования. Устройство автомобильного кондиционера не отличается от устройства холодильных установок или бытовых кондиционеров. Это замкнутая система с магистралями, в которых находится хладагент. Он циркулирует по системе, поглощая и отдавая тепло.

Схема работы автомобильного кондиционера

Компрессор выполняет основную работу: отвечает за циркуляцию хладагента по системе и делит ее на контуры высокого и низкого давления. Сильно разогретый хладагент в газообразном состоянии и под высоким давлением поступает от нагнетателя в конденсер. Затем он превращается в жидкость и проходит через ресивер-осушитель, где из него выходит вода и мелкие загрязнения. Далее, хладагент попадает в расширительный клапан и испаритель, который представляет собой небольшой радиатор. Там происходит дросселирование хладагента, сопровождающееся сбросом давления и понижением температуры. Жидкость вновь переходит в газообразное состояние, охлаждается и конденсируется. Вентилятор гонит охлажденный воздух в салон автомобиля. Далее, уже газообразное вещество с низкой температурой поступает обратно в компрессор. Цикл повторяется вновь. Часть системы с горячим хладагентом относится к зоне высокого давления, а с холодным – к зоне низкого давления.

Виды, устройство и принцип работы компрессора

Компрессор представляет собой нагнетатель вытеснительного типа. Он начинает свою работу после включения кнопки кондиционера в салоне автомобиля. Устройство имеет постоянное ременное соединение с двигателем (привод) через электромагнитную муфту, которая позволяет запускать установку, когда это необходимо.

Компрессор кондиционера

Нагнетатель всасывает охлажденный хладагент в газообразном состоянии из зоны низкого давления. Далее, за счет сжатия повышается давление и температура хладагента. Это главные условия для его расширения и дальнейшего охлаждения в расширительном клапане и испарителе. Для повышения срока службы составных частей компрессора используется специальное масло. Часть его остается в нагнетателе, другая часть растекается по системе. На компрессоре размещен предохранительный клапан, который защищает установку от превышения давления сверх нормы.

Различают следующие виды компрессоров в климатических установках:

  • аксиально-поршневые;
  • аксиально-поршневые с вращающимся наклонным диском;
  • лопастные (роторные);
  • спиральные.

Наиболее широкое распространение получили аксиально-поршневые и аксиально-поршневые нагнетатели с наклонным вращающимся диском. Это наиболее простой и надежный вариант устройства.

Аксиально-поршневой нагнетатель

Приводной вал компрессора приводит в движение наклонный диск, который, в свою очередь, образует возвратно-поступательное движение поршней в цилиндрах. Поршни двигаются параллельно валу. Количество поршней может отличаться в зависимости от модели и конструктивного решения. Их может быть от 3 до 10. Таким образом, формируется такт работы. Клапана открываются и закрываются. Происходит всасывание и нагнетания хладагента.

Аксиально-поршневой компрессор

Мощность климатической установки зависит от максимальной частоты вращения компрессора. Часто производительность зависит от скорости двигателя. Диапазон частоты вращения нагнетателя находится от 0 до 6 000 об/мин.

Чтобы убрать зависимость работы компрессора от скорости работы двигателя, используются компрессоры с изменяемым рабочим объемом. Это достигается путем применения вращающегося наклонного диска. Угол наклона диска меняется с помощью пружин, что корректирует производительность всей климатической установки. В компрессорах с постоянным аксиальным диском регулировка происходит в результате отключения и включения электромагнитной муфты.

Привод и электромагнитная муфта

Электромагнитная муфта обеспечивает связь работающего двигателя и компрессора во время включения кондиционера. Муфта состоит из следующих компонентов:

  • ременной шкив на подшипнике;
  • электромагнитная катушка;
  • подпружиненный диск со ступицей.

Устройство электромагнитной муфты

Двигатель посредством ременного соединения приводит в движение шкив. Подпружиненный диск соединен с приводным валом, а электромагнитная катушка с корпусом нагнетателя. Между диском и шкивом имеется небольшой зазор. Когда включается кондиционер, электромагнитная катушка создает магнитное поле. Подпружиненный диск и вращающийся шкив соединяются. Компрессор начинает свою работу. Когда кондиционер выключается, пружины отводят диск от шкива.

Возможные неисправности и режимы отключения компрессора

Как уже было сказано, климатическая установка в автомобиле – это сложная и дорогая система. Ее “сердцем” является компрессор. Наиболее частые поломки кондиционера связаны именно с этим элементом. Проблемами могут стать:

  • неисправность электромагнитной муфты;
  • выход из строя подшипника шкива;
  • утечка хладагента;
  • перегорание предохранителя.

Подшипник шкива испытывает большие нагрузки и часто выходит из строя. Это обусловлено его постоянной работой. Поломку можно определить по непривычному звуку.

Именно компрессор кондиционера выполняет большую часть механической работы в климатической установке, поэтому он нередко выходит из строя. Этому также способствуют плохие дороги, неисправность других узлов, неправильная работа электрооборудования. Для ремонта потребуются специальные знания и умения. Лучше обратится в сервисный центр.

Также есть некоторые режимы, при которых происходит отключение компрессора, предусмотренное системой:

  • очень высокое (выше 3 МПа) или низкое (ниже 0,1 МПа) давление внутри нагнетателя и магистралей (показывают датчики давления, пороговые значения могут отличаться в зависимости от производителя);
  • низкая температура воздуха снаружи;
  • чрезмерно высокая температура охлаждающей жидкости (выше 105˚C);
  • температура испарителя ниже примерно 3˚C;
  • открытие дроссельной заслонки более 85%.

Чтобы более точно определить причину неисправности, можно воспользоваться специальным сканером или обратиться за диагностикой в сервисный центр.

Что такое компрессор? Роль компрессора в работе двигателя автотомобиля

Компрессором называют любое приспособление, которое предназначено для сжатия и подачи воздуха, а также других газов под давлением. Где используется это устройство?

Автомобильные инженеры, создатели гоночных авто и просто любители скорости все время работают над увеличением мощности двигателей. Одним из способов ее увеличения есть строительство мотора большого внутреннего объема, но большие двигатели много весят и кроме того затраты на их производство и содержание очень высоки.

Фото. ProCharger D1SC – центробежный компрессор

Второй способ увеличения интенсивности двигателя – это создание агрегата стандартного размера, но более эффективного в использовании. Более эффективной отдачи можно добиться при нагнетании большего объема воздуха в камеру сгорания, которое позволяет подать в цилиндр больше топлива, а значит достичь большей мощности за счет высокого давления и соответственно сильного выброса газа. Именно компрессор, который также называют нагнетателем, позволяет усилить подачу воздуха и увеличить мощность двигателя.

Кроме компрессора существует еще турбокомпрессор. Отличия между этими двумя устройствами состоят в способе извлечения энергии. Обычный компрессор приводится в действие энергией, которая передается от коленчатого вала мотора через ременный или цепной привод механическим путем. Что касается турбокомпрессора, то она работает благодаря сжатому потоку выхлопных газов, вращающих турбину.

Как работает компрессор

Для того чтобы понять как работает данный механизм, рассмотрим схему работы обычного четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. С движением вниз поршня создается разрежение воздуха, который под действием атмосферного давления поступает в камеру сгорания. После поступления воздуха в двигатель он объединяется с топливной смесью и создает заряд, который можно трансформировать в полезную кинетическую энергию в результате горения. Горение создает свеча зажигания. Как только происходит реакция окисления топлива, выбрасывается большой объем энергии. Сила этого взрыва приводит в движение поршень, а сила этого движения поступает на колеса, заставляя их вращаться.

Более плотный поток топливно-воздушной смеси в заряд будет создавать более сильные взрывы. Но стоит понимать, что для сжигания конкретного количества топлива требуется определенное количество кислорода. Правильным считается соотношение: 14 частей воздуха к 1 части атмосферного воздуха. Эта пропорция имеет очень большое значение для эффективной работы силового агрегата автомобиля и выражает собой правило: “для того чтобы сжечь больше топлива нужно подать больше воздуха”.

В этом и состоит работа компрессора. Он сжимает воздух на входе в двигатель, позволяя наполнять двигатель большому его количеству и создавать повышение давления. Вместе с этим в двигатель может поступать большее количество топлива, вызывая увеличение мощности. В среднем компрессор прибавляет 46% мощности и 31% крутящего момента.

Механический нагнетатель запускается с помощью приводного ремня, обернутого вокруг шкива, который подключен к ведущей шестерне. Ведущая шестерня привод в движение шестерню нагнетателя. Ротор компрессора впускает воздух, сжимает его и вбрасывает во впускной коллектор. Скорость вращения компрессора составляет 50 – 60 тысяч оборотов в минуту. В результате нагнетатель увеличивает подачу воздуха в двигатель машины примерно на 50%.

Так как горячий воздух сжимается, он теряет свою плотность и не может сильно расшириться во время взрыва. В этом случае он не может отдать столько же энергии, сколько производится при возгорании свечой зажигания более прохладной топливно-воздушной смеси. Можно сделать вывод, что для того чтобы нагнетатель работал с максимальной отдачей сжатый воздух на выходе из устройства должен быть охлажден. Процессом охлаждения воздуха занимается интеркулер. Горячий воздух охлаждается в трубках интеркулера с помощью холодного воздуха или холодной жидкости, в зависимости от вида механизма. Снижение температуры воздуха, увеличивая его плотность, делает сильнее заряд, который поступает в камеру сгорания.

Читайте также  Масловлагоотделитель для компрессора своими руками

Виды компрессоров

Компрессоры бывают трех видов: двухвинтовые, роторные и центробежные. Основное отличие между ними состоит в способе подачи воздуха во впускной коллектор автомобильного двигателя.

Двухвинтовой компрессор

Двухвинтовый нагнетатель состоит из двух роторов, внутри которых циркулирует воздух. Эта конструкция создает много шума в виде свиста сжатого воздуха, который приглушают специальными методами шумоизоляции двигателя.

Фото. Двухвинтовой компрессор

Роторный компрессор

Роторный нагнетатель расположен, как правило, в верхней части автомобильного двигателя и состоит из вращающихся кулачковых валов, которые перемещают атмосферный воздух во впускной коллектор. Он имеет большой вес и значительно утяжеляет вес транспортного средства. Кроме того, воздушный поток в данном виде компрессора имеет прерывистую структуру, что делает его наименее эффективным по сравнению с другими видами компрессоров.

Фото. Роторный компрессор

Центробежный компрессор

Центробежный нагнетатель – наиболее эффективен для принудительного повышения давления внутри двигателя машины. Он представляет собой крыльчатку, вращающуюся с огромной силой и нагнетающую воздух в небольшой корпус компрессора. Центробежная сила выталкивает воздух к краю крыльчатки, заставляя его с огромной скоростью покидать ее полость. Маленькие лопатки, расположенные вокруг крыльчатки преобразуют высокоскоростной поток воздуха с низким давлением в низкоскоростной поток с высоким давлением.

Фото. Центробежный компрессор

Достоинства компрессора

Основным достоинством компрессора является, естественно, увеличение мощности двигателя транспортного средства. Эксперты считают механические нагнетатели несколько лучше турбированных, потому что двигатели, оборудованные ими, не имеют задержки реакции в ответ на нажатие водителем педали газа, потому что механические компрессоры приводятся в движение непосредственно от коленчатого вала двигателя. Турбокомпрессоры в свою очередь подвержены отставанию, так как выхлопные газы набирают скорость нужную для раскручивания турбин лишь после истечения некоторого времени.

Недостатки двигателей

Так как компрессор запускается с помощью коленчатого вала мотора, это немного уменьшает мощность силового агрегата. Компрессор увеличивает нагрузку двигателя, поэтому последний должен быть крепким настолько, чтобы выдерживать сильные взрывы в камере сгорания. Современные автопроизводители учитывают это условие и создают более сильные узлы для моторов, предназначенных для работы в паре с компрессором, что повышает стоимость автомобиля, а также стоимость его технического обслуживания.

В целом нагнетатели – это наиболее эффективный способ добавить двигателю транспортного средства лошадиных сил или мощности другими словами. Компрессор может добавить от 50 до 100% мощности, поэтому его часто устанавливают на свои авто гонщики и приверженцы высокоскоростной езды.

Механический компрессор на двигатель автомобиля: плюсы и минусы

После появления первых ДВС главной задачей конструкторов и инженеров с самого начала стало повышение производительности силовой установки. Другими словами, основной целью является увеличение мощности двигателя. Как известно, самым простым способом становится решение физически увеличить рабочий объем двигателя и количество цилиндров. Двигатель «засасывает» из атмосферы больше воздуха, в результате можно сжигать больше горючего.

Решить задачу позволяет принудительное нагнетание воздуха в цилиндры под давлением. Для нагнетания воздуха на многих ДВС используется турбонаддув, еще одним решением является компрессор (нагнетатель механический). В этой статье мы рассмотрим, как устроен и работает автомобильный компрессор на двигатель, а также какие плюсы и минусы имеет компрессорный двигатель.

Компрессор на атмосферный двигатель

Начнем с того, что установка компрессора (нагнетателя) во впускной системе двигателя позволяет добиться подачи нужного количества воздуха для сжигания большего количества топлива. Если просто, компрессор-устройство, которое способно создать на выходе давление, которое будет больше атмосферного.

С этой задачей справляются как обычные механические нагнетатели, так и турбокомпрессор. При этом главным отличием турбонагнетателя от компрессора является то, что турбокомпрессор раскручивается за счет выхлопных газов, в то время как механический компрессор приводится от коленвала двигателя.

Как за счет компрессора происходит увеличение мощности двигателя

Атмосферный двигатель внутреннего сгорания осуществляет забор воздуха снаружи в тот момент, когда поршень в цилиндре движется вниз и создается разрежение, в результате чего воздух засасывается в камеру сгорания. Количество поступающего воздуха физически ограничено рабочим объемом, который имеет цилиндр и камера сгорания. После этого воздух смешивается с топливом в определенных пропорциях, после чего заряд (топливно-воздушная смесь) сгорает в цилиндрах.

Если учесть, что объем двигателя не меняется, тогда воздух нужно подавать принудительно под давлением. Это и есть главная задача компрессора. Компрессоры создают давление во впуске, нагнетая воздух в цилиндры. В этом случае остается только впрыснуть больше топлива, после чего такая смесь эффективно горит и отдает энергию поршню. На практике, нагнетатель способен поднять мощность мотора на 35-45%, отмечается около 30% процентов прироста крутящего момента по сравнению с точно таким же атмосферным аналогом.

Механический нагнетатель: устройство компрессора на двигатель автомобиля и принцип работы

Как уже было сказано выше, механические компрессоры приводятся в действие от коленчатого вала. Чаще всего для этого используется приводной ремень. Что касается компрессора, в его основе лежит ротор, который создает давление воздуха.

При этом компрессор должен вращаться быстрее коленвала ДВС. Для этого ведущая шестерня изготавливается большей по размеру, чем шестерни компрессора. Компрессор вращается с частотой около 50 тыс. об/мин., поднимая давление PSI с 6 до 9 до дюймов на квадратный дюйм. С учетом того, что атмосферное давление составляет около 14.7 фунтов на квадратный дюйм, компрессор увеличивает подачу воздуха фактически в половину.

За охлаждение отвечает интеркулер, который бывает воздушным и жидкостным. Интеркулеры представляют собой радиатор, куда попадает горячий сжатый воздух после выхода из компрессора для охлаждения.

Виды механических компрессоров

Механические компрессоры, которые устанавливаются на двигатель внутреннего сгорания:

  • роторный компрессор,
  • двухвинтовой нагнетатель;
  • центробежный компрессор;

Основные отличия заключаются в том, как реализована подача воздуха. Компрессор роторный и двухвинтовой имеют в своем устройстве разные типы кулачковых валов. Центробежный нагнетатель оборудован крыльчаткой, которая затягивает воздух вовнутрь. Также отметим, что в зависимости от размеров и типа нагнетателя напрямую зависит его эффективность.

  • Например, роторные компрессоры обычно имеют большие размеры и ставятся сверху на двигатель. В основе лежит большой ротор. При этом данное решение отличается меньшей эффективностью, чем аналоги, так как вес автомобиля сильно увеличивается и создается прерывистый поток воздуха со «всплесками», а не постоянный и стабильный.
  • Двухвинтовой компрессор работает по принципу проталкивания воздуха через пару меньших по размеру роторов, похожих на червячную передачу. В результате работы воздух попадает в полости между лопастями роторов. Затем воздух сжимается внутри корпуса роторов.

Эффективность такого решения выше, однако стоимость нагнетателя боле высокая, конструкция сложнее и менее ремонтопригодна. Также двухвинтовой компрессор шумный, необходимо глушить характерный свист выходящего под давлением воздуха при помощи дополнительных решений.

  • Если рассматривать центробежный компрессор, это решение отличается от аналогов наличием крыльчатки, которая похожа на ротор. Крыльчатка сильно раскручивается, подавая воздух в корпус компрессора. При этом за крыльчаткой воздух движется с высокой скоростью, но еще находится под низким давлением.

Чтобы поднять давление, воздух проходит через диффузор. Указанный диффузор представляет собой лопатки, расположенные вокруг крыльчатки. В результате поток воздуха после прохождения через диффузор начинает двигаться с малой скоростью, но уже под высоким давлением. Такой компрессор самый эффективный, легкий и небольшой по размерам. Их можно установить перед мотором, а не на двигателе сверху.

Преимущества и недостатки компрессора на двигатель

Итак, начнем с очевидных плюсов. Прежде всего, это увеличение мощности двигателя. Также следует выделить относительную простоту и дешевизну монтажа с минимальными переделками впускной системы по сравнению с установкой турбонаддува. Еще следует выделить отсутствие турбоямы благодаря прямой связи механического нагнетателя с коленвалом.

При этом компрессоры в зависимости от типа могут демонстрировать разную эффективность. Одни дают ощутимый прирост мощности на «низах» (коленвал вращается с небольшой частотой), тогда как другие увеличивают мощность на средних и высоких оборотах. Как правило, роторный компрессор и двухвинтовой рассчитан на низкие обороты, центробежные компрессоры хорошо работают на высоких.

  • Теперь перейдем к недостаткам компрессоров. Главным минусом принято считать отбор мощности у двигателя, так как компрессор приводится от коленвала. На практике компрессор забирает до 20% мощности мотора. Получается, общая прибавка до 50% в реальности является фактическим увеличением мощности на 25-30%.

Также установка компрессора означает, что двигатель начинает испытывать более высокие нагрузки. Такой мотор должен быть изготовлен с использованием рассчитанных на такие увеличенные нагрузки частей, что позволяет реализовать необходимый запас прочности.

В результате изготовление такого ДВС получается более затратным, автомобиль с компрессором стоит изначально дороже атмосферных версий. Еще нужно учитывать, что компрессор также нуждается в обслуживании, что увеличивает общие расходы на содержание ТС.

Подведем итоги

Как видно, механические нагнетатели являются одним из доступных и экономически обоснованных способов увеличения мощности атмосферного мотора. Как правило, данное решение остается востребованным в различных видах автоспорта, при создании уникальных проектов, во время постройки эксклюзивных спортивных авто и т.д.

Производители компрессоров часто предлагают готовые «киты» под ключ, что позволяет быстро установить компрессор на конкретную модель автомобиля с минимальными доработками. Для любителей тюнинга и форсирования двигателя такое решение во многих случаях более оправдано по сравнению с установкой турбонаддува на атмосферный мотор.

Например, успешно реализованная связка компрессор + турбина вполне способна заставить двигатель работать таким образом, когда компрессор обеспечивает нужную тягу «на низах», убирая турболаг (турбояму), затем после раскручивания двигателя подключается турбина. Практической реализацией такой схемы является двигатель Volkswagen 1.4 TSI.

Выбор механического нагнетателя или турбокомпрессора. Конструкция, основные преимущества и недостатки решений, установка на атмосферный тюнинговый мотор.

Какие основные преимущества и недостатки имеет турбированный бензиновый двигатель. Плюсы и минусы бензинового турбомотора, эксплуатация, рекомендации.

Устройство турбокомпрессора, главные элементы конструкции, выбор турбины. Преимущества и недостатки бензиновых и дизельных двигателей с турбонаддувом.

От чего зависит срок службы турбонагнетателя дизельного ДВС. Особенности и рекомендации касательно эксплуатации и ремонта турбин с изменяемой геометрией.

Самостоятельная проверка турбокомпрессора дизельного двигателя. Проверка нагнетателя без снятия. Наличие масла в корпусе турбины, люфт вала, крыльчатка.

Назначение и конструкция турбокомпрессора дизельного мотора. Принцип работы турбонагнетателя, особенности использования турбины на дизельном ДВС.