Для чистки, диагностики и даже смены масла: зачем нужен гаражный компрессор
Компрессор, он же – универсальный 220-вольтовый генератор сжатого воздуха с ресивером-накопителем, многие ошибочно считают инструментом зарабатывающих на жизнь ремонтом автомобилей профи и полупрофи. Однако и в любительском арсенале самого обычного автовладельца такому аппарату найдется масса применений – и чем дальше, тем больше!
Одно из моих хобби, как и у многих, – ремонт и тюнинг личных авто, а также самая разная прикладная «слесарка». Компрессор в моем арсенале имеется уже не первый десяток лет – недорогая модель какой-то безымянной марки, одноцилиндровая, коаксиальной системы (с прямым приводом насоса от двигателя через соединительную муфту, без ременной передачи) и с ресивером объемом 50 литров. Изначально этот аппарат приобретался больше интереса ради и со скидкой, и уверенности в его востребованности у меня не было. Однако в итоге источник сжатого воздуха оказался настолько универсальным помощником, что редкий визит в гараж теперь обходится без его применения! К слову, из бесед с гаражными друзьями я с удивлением узнал, что и они приобретали и осваивали компрессоры примерно по той же схеме – то есть брали на пробу без каких-то конкретных целей. А потом обнаруживали, что аппарату находятся десятки применений, в том числе и неочевидных поначалу. И через какое-то время без него уже – как без рук!
Если вы еще не пришли к осознанию необходимости такого агрегата, попробуем «виртуально освоить» его на примере сверхкомпактной модели BERKUT SMART POWER SAC-300. Посмотрим, в каких работах по обслуживанию личного авто его можно применить.
Характеристики BERKUT SAC-300:
BERKUT SMART POWER SAC-300 – поршневой одноцилиндровый компрессор с прямой передачей. Это означает, что валы двигателя и насоса соединены напрямую. Такая схема называется коаксиальной и весьма распространена – на ней делаются компрессоры с ресиверами до 50-80 литров включительно, и лишь более габаритные и мощные модели уже оснащаются ременным приводом, выполняющим роль редуктора. В отличие опять же от многих одноклассников, BERKUT SAC-300 имеет безмасляный насос – то есть, периодически менять в его картере специальное компрессорное масло не требуется, что делает аппарат более удобным в эксплуатации.
Формат корпуса – «чемоданчик», что опять же очень удобно как в плане хранения, так и в плане перевозки аппарата. Его можно положить в багажник или спокойно поставить в салон на пол, чтобы взять, к примеру, на дачу для продувки системы мини-водопровода перед зимовкой.
Компрессор имеет резиновые ножки на двух плоскостях, поэтому его можно ставить вертикально или класть набок. С помощью наплечного ремня можно проводить различные мобильные работы с использованием сетевого удлинителя – к примеру, нанесение антикоррозийных покрытий на автомобиль.
Выходной штуцер – быстросъемный, типового для любого пневмоинструмента стандарта, известного в народе как «четвертьдюймовый рапид». На компрессоре смонтирован «рапид-мама», на воздушном шланге с одной стороны – «мама», с другой – «папа», а на инструментах, соответственно, «папа».
На панели управления установлены два манометра, клапан экстренного принудительного опустошения ресивера и рукоятка регулятора давления – прессостата. Первый манометр показывает давление в ресивере до регулятора, а второй – в рабочем тракте шланга, после регулятора. Регулятором можно уравнять рабочее давление с ресиверным, то есть довести до максимума, развиваемого насосом компрессора. А можно и убавить до любой нужной вам величины – например, до полутора-двух бар, необходимых для аэрографа.
Пятилитровый ресивер BERKUT SAC-300 невелик, но его вполне достаточно для многих гаражных работ. Впрочем, продвинутые владельцы компактных компрессоров с небольшими ресиверами зачастую наращивают их объем даже без вмешательства в конструкцию компрессора – просто подключая дополнительный выносной воздушный накопитель к выходу шланга на штуцерах-быстросъемах и задействуя его по необходимости. Подобный накопитель можно без труда сделать, к примеру, из старого газового баллона, огнетушителя или из вакуумного баллона от грузовиков ГАЗ (3308, «Валдай», «Шишига» и т.п.). Такой баллон с резьбовыми входами стоит в магазине около полутора тысяч рублей и имеет объем 12 литров.
Как и у компрессоров «взрослого размера», у SAC-300 имеется донная сливная пробка в ресивере для удаления конденсата:
В комплекте SAC-300 поставляется витой пневмошланг и два пистолета – накачной с манометром и продувочный. Также в коробке пользователь найдет целый набор различных пластиковых и латунных переходников, у которых имеются ниппельные штуцеры с одной стороны и конусы разных диаметров – с противоположной. С их помощью удобно продувать любые трубопроводы, накачивать всяческую мелочь в быту, подавать сжатый воздух в различные полости.
Что можно сделать с помощью компрессора применительно к ремонту личного автомобиля своими руками, кроме очевидной работы с колесами? Массу полезных вещей, которые без него осуществить либо затруднительно, либо даже невозможно!
Классика жанра – чистка под давлением. Большинство загрязненных внутри узлов двигателя мы обычно моем аэрозольным баллоном а-ля «очиститель карбюратора», содержащего в себе смесь сольвентов под давлением. Растворяют нагар и жирные субстанции они хорошо, но объем баллона мал, а давление струи слабое. В итоге чистка редко обходится одним баллоном, что делает его применение не слишком экономичным при стоимости 150-400 рублей за флакон емкостью 350 миллилитров. При этом обычный бензин по цене 45 рублей за литр в большинстве случаев обладает ничуть не худшими чистящими свойствами, если распылять его из любого дешевого компрессорного пистолета-нагнетателя с бачком!
Дроссельная заслонка. Было:
С помощью компрессора очень легко искать утечки воздуха или жидкости в узлах, которые подозреваются в потере герметичности. Затыкаем все отверстия, оставив открытым одно, в которое нагнетаем давление. Деталь или узел погружаем в воду и мониторим пузырьки!
Отдельная история – проверка на паразитный подсос воздуха впускного тракта двигателя. Отключаем воздушный фильтр, подаем компрессором давление и брызгаем мыльным раствором из бутылочки-пульверизатора, отыскивая «пузырение» на стыках патрубков, в месте установки регулятора холостого хода, оси дроссельной заслонки и т. п. Есть и другой вариант – для него потребуется простейший дымогенератор, изготовленный за пять минут из пластиковой бутылки, ниппельного «соска» и сигареты (подробности при желании легко нагуглить, конструкция известная). Утечка обнаруживается там, где дым сочится через неплотности.
Как ни странно, но компрессор изрядно выручает и при уходе за салоном.
Вот, например, узкие места между креслами и порогами – даже самая тонкая насадка пылесоса туда толком не пролезает, а пыли и сора там скапливается предостаточно. Способ удаления их, по сути, лишь один: выдуть наружу и собрать пылесосом.
Еще один забавный лайфхак – использование компрессора при смене моторного и трансмиссионного масла. На фото – количество масла, которое остается в двигателе небольшого объема (1,6 литра) после прекращения падения капель из отверстия в поддоне картера. Объем грязного масла, которое обычно не удаляется, – граммов 70-80. Выгнать эту грязь из мотора можно, если подать воздух компрессором в маслозаливную горловину.
Скажем честно: процедура эта совершенно необязательная, ибо вред от остатка старого масла несущественен. Смысл сего мероприятия – перфекционизм в чистом виде и возможность показать безграничную сферу применений сжатого воздуха в повседневной практике любителей гаражного времяпрепровождения.
Компрессор привносит элемент технической культуры в любой гаражный процесс. Практически в каждой авторемонтной операции необходима очистка зоны работы. Сжатый воздух или подаваемый с его помощью бензин/солярка эффективнейшим образом заменяют отскребание грязи отвертками, ножами и шпателями, а также последующее ее отмывание начисто с помощью баночки бензина и кисточки. В повседневном обслуживании личного автомобиля своими силами с помощью компрессора можно продувать от грязи тормозные суппорты и барабаны при замене колодок, свечные колодцы перед заменой свечей, промывать бензином детали двигателя и трансмиссии с помощью пистолета-распылителя с бачком, наносить антикоррозийные покрытия и мастики и многое другое. Кроме того, можно очищать инструменты и детали как в процессе работы, так и по окончании, продувать от пыли, опилок и стружки одежду. Как показывает практика, по мере освоения компрессора ему постепенно находится применение практически в любом процессе, который прежде обходился без него.
компрессор что это такое и как его едят? ))))
Как работает компрессор?
С момента изобретения двигателя внутреннего сгорания автомобильные инженеры, любители скорости и проектировщики гоночных автомобилей все время находились в поисках путей увеличения мощности моторов. Один из способов увеличения мощности – построение двигателя большого внутреннего объема. Но большие двигатели, которые больше весят и обходятся существенно дороже в производстве и обслуживании, не всегда однозначно лучше.
Компрессором является любое устройство, которое создает давление на выходе выше атмосферного. И компрессоры, и турбокомпрессоры способны это делать. На самом деле, турбокомпрессор является сокращенным названием от «турбонагнетателя» — его официального названия.
Различие между данными агрегатами заключается в способе получения энергии. Турбокомпрессоры приводятся в действие за счет плотного потока выхлопных газов, вращающих турбину. Компрессоры работают за счет энергии, передаваемой механическим путем через ременный или цепной привод от коленчатого вала двигателя.
В следующем разделе мы подробно рассмотрим, как компрессор выполняет свою работу.
Обычный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания использует один из тактов для впуска воздуха. Этот такт можно разделить на три шага:
Поршень перемещается вниз
Это создает разрежение
Воздух под атмосферным давлением засасывается в камеру сгорания
Как только воздух поступит в двигатель, он должен быть объединен с топливом для формирования заряда – пакета потенциальной энергии, которую можно превратить в полезную кинетическую энергию в результате химической реакции, известной как горение. Свеча зажигания инициирует эту реакцию путем воспламенения заряда. Как только топливо подвергается реакции окисления, сразу же высвобождается большое количество энергии. Сила этого взрыва, сконцентрированная над днищем поршня, толкает поршень вниз и создает возвратно-поступательное движение, которое в конечном итоге передается на колеса.
Подача большего количества топливно-воздушной смеси в заряд будет порождать более сильные взрывы. Но вы не можете просто так подать больше топлива в двигатель, так как требуется строго определенное количество кислорода для сжигания определенного количества топлива. Химически-верная смесь – 14 частей воздуха к одной части топлива – имеет очень большое значение для эффективной работы двигателя. Итог – чтобы сжечь больше топлива, придется подать больше воздуха.
Это работа компрессора. Компрессоры увеличивают давление на входе в двигатель путем сжатия воздуха выше атмосферного давления без образования вакуума. Это заставляет большему количеству воздуха попадать в двигатель, обеспечивая повышение давления. С дополнительным количеством воздуха больше топлива может быть добавлено, что вызывает увеличение мощности двигателя. Компрессор добавляет в среднем 46 процентов мощности и 31 процент крутящего момента. В условиях высокогорья, где мощность двигателя снижается за счет того, что воздух имеет меньшую плотность и давление, компрессор обеспечивает более высокое давление воздуха в двигателе, что позволяет ему работать в оптимальном режиме.
Рис.1 ProCharger D1SC – центробежный компрессор
В отличие от турбокомпрессоров, которые используют отработанные газы для вращения турбины, механические компрессоры приводятся в действие непосредственно от коленчатого вала двигателя. Большинство из них приводятся в движение с помощью приводного ремня, который обернут вокруг шкива, который подключен к ведущей шестерне. Ведущая шестерня, в свою очередь, вращает шестерню компрессора. Ротор компрессора может быть по-разному спроектирован, но, не смотря на это, в любом случае его работа сводится к захвату воздуха, сжатию воздуха в меньшем пространстве и сбросу его во впускной коллектор. Для того чтобы создавать давление воздуха, компрессор должен вращаться быстрее, чем сам двигатель. Создание ведущей шестерни большей, чем шестерни компрессора, заставляет компрессор вращаться быстрее. Компрессоры способны вращаться со скоростью, превышающей 50,000-60,000 оборотов в минуту. Компрессор, вращающийся со скоростью 50,000 оборотов в минуту, способен повысить давление с шести до девяти дюймов на квадратный дюйм (PSI). Это дополнительная прибавка с шести до девяти фунтов на квадратный дюйм. Атмосферное давление на уровне моря составляет 14,7 фунтов на квадратный дюйм, так что типичный эффект от применения компрессора – это увеличение подачи воздуха в двигатель примерно на 50 процентов.
Постольку поскольку воздух сжимается, он становится более горячим, а это значит, что он теряет свою плотность и не может столь сильно расширяться во время взрыва. Это обозначает, что он не может высвободить столько же энергии, сколько высвобождается при воспламенении свечой зажигания более холодной топливно-воздушной смеси. Для того чтобы компрессор работал на пике своей эффективности, сжатый воздух на выходе из компрессора должен быть охлажден перед подачей во впускной коллектор. Интеркулер несет ответственность за данный процесс охлаждения. Интеркуллеры бывают двух констуркций: «воздух-воздух» и «воздух-жидкость». Оба работают по принципу радиатора, с более холодным воздухом или жидкостью, циркулирующей по системе трубок или каналов. Горячий воздух, выходя из компрессора, попадает в трубки интеркулера и охлаждается там. Снижение температуры воздуха увеличивает его плотность, что делает плотнее заряд, поступающий в камеру сгорания.
Далее мы рассмотрим различные типы компрессоров.
Рис.2 Роторный компрессор
Существует три вида компрессоров: роторный, двухвинтовой и центробежный. Главное отличие между ними заключается в способе подачи воздуха во впускной коллектор двигателя. Роторный и двухвинтовой компрессоры используют различные типы кулачковых валов, а центробежный компрессор – крыльчатку, которая увлекает воздух внутрь. Хотя все эти конструкции обеспечивают прибавку мощности, они значительно отличаются по своей эффективности. Каждый из этих типов компрессоров может быть доступен в различных размерах, в зависимости от того, какого результата хотите вы достичь – просто повысить мощность автомобиля или подготовить его к участию в гонках.
Конструкция роторного компрессора является самой древней. Братья Филандер и Фрэнсис Рутс в 1860 году запатентовали конструкцию своего компрессора в качестве машины, способной обеспечивать вентиляцию в шахтах. В 1900 году Готтлиб Вильгельм Даймлер включил роторный компрессор в конструкцию автомобильного двигателя.
Так как кулачковые валы вращаются, воздух, находящийся в пространстве между кулачками, оказывается между стороной наполнения и напорной стороной. Большое количество воздуха перемещается во впускной коллектор и создает условия для образования положительного давления. По этой причине рассматриваемая конструкция является не чем иным, как объемным нагнетателем, а не компрессором, при этом термин «нагнетатель» по-прежнему часто используется для описания всех компрессоров.
Роторные компрессоры, как правило, имеют довольно большие размеры и располагаются в верхней части двигателя. Они популярны в автомобилях дрэгстеров и роддеров, поскольку зачастую выступают за габариты капотов. Тем не менее, они являются наименее эффективными компрессорами по двум причинам:
Они существенно увеличивают вес транспортного средства.
Они создают дискретный прерывистый воздушный поток, а не сглаженный и непрерывный.
Рис.3 Двухвинтовой компрессор
Двухвинтовой компрессор работает, проталкивая воздух через два ротора, напоминающих набор червячных передач. Как и в роторном компрессоре, воздух внутри двухвинтового компрессора оказывается в полостях между лопастями роторов. Но двухвинтовой компрессор сжимает воздух внутри корпуса роторов. Это происходит за счет того, что роторы имеют коническую форму, при этом воздушные карманы уменьшаются в размерах по мере продвижения воздуха из стороны наполнения в напорную сторону. Воздушные полости сжимаются, и воздух выдавливается в меньшее пространство.
Это делает двухвинтовой компрессор более эффективным, но они стоят дороже, потому что винтовые роторы требуют дополнительной точности в ходе процесса производства. Некоторые типы двухвинтовых компрессоров располагаются над двигателем, подобно роторному компрессору типа Roots. Они также порождают много шума. Сжатый воздух на выходе из компрессора издает сильный свист, который следует приглушить с помощью специальных методов поглощения шума.
Рис.4 Центробежный компрессор
Центробежный компрессор – это крыльчатка, напоминающая собой ротор, которая вращается с очень высокой скоростью и нагнетает воздух в небольшой корпус компрессора. Скорость вращения крыльчатки может достигать 50,000-60,000 оборотов в минуту. Воздух, попадающий в центральную часть крыльчатки, под действием центробежной силы увлекается к ее краю. Воздух покидает крыльчатку с высокой скоростью, но под низким давлением. Диффузор – множество стационарно расположенных вокруг крыльчатки лопаток, которое преобразует высокоскоростной поток воздуха с низким давлением в поток воздуха с малой скоростью, но высоким давлением. Скорость молекул воздуха, встретивших на своем пути лопатки диффузора, уменьшается, что влечет за собой увеличение давления воздуха.
Центробежные компрессоры являются наиболее эффективными и самым распространенными устройствами из всех систем принудительного повышения давления. Они компактные, легкие и устанавливаются на передней части двигателя, а не сверху. Они также издают характерный свист по мере роста количества оборотов двигателя, способный заставить случайных прохожих на улице поворачивать головы в сторону вашего автомобиля.
Monte Carlo и Mini-Cooper S – два автомобиля, которые доступны в версиях с компрессором. Любой из рассмотренных выше типов компрессоров может быть добавлен к транспортному средству как дополнительная опция. Несколько компаний предлагают комплекты,
состоящие из всех необходимых частей для собственноручного дооснащения автомобилей компрессорами. Такие доработки также являются неотъемлемой частью культуры «машин для фана» (смешных машинок) и автомобилей из мира спорта «Fuel Racing». Некоторые производители даже включают компрессоры в оснащение своих серийных моделей автомобилей.
Далее мы узнаем обо всех преимуществах компрессора, установленного в ваш автомобиль.
Преимущества компрессора
Самое главное преимущество компрессора – это увеличение мощности двигателя, измеряемой в лошадиных силах. Добавьте компрессор к любому обычному автомобилю или грузовику, и он станет вести себя как автомобиль с двигателем большего внутреннего объема или просто как с более мощным двигателем. Но как узнать, какой из нагнетателей выбрать – механический компрессор или турбокомпрессор? Этот вопрос горячо обсуждался авто инженерами и энтузиастами, но, в целом, механические компрессоры имеют несколько преимуществ над турбокомпрессорами. Механические компрессоры лишены такого недостатка как лага (отставания) двигателя – термина, используемого для описания времени, прошедшего с момента нажатия водителем педали газа до момента ответа двигателя на это внешнее воздействие. Турбокомпрессоры, к сожалению, подвержены явлению отставания, постольку поскольку требуется некоторое время, прежде чем выхлопные газы достигнут скорости, достаточной для полноценного раскручивания крыльчатки турбины. Механические компрессоры не имеют такого лага, так как они приводятся в действие непосредственно от коленчатого вала двигателя. Одни компрессоры наиболее эффективны при работе в диапазоне низких скоростей вращения коленчатого вала, в то время как другие раскрывают весь свой потенциал лишь на высоких оборотах. Например, роторный и двухвинтовой компрессоры обеспечивают большую мощность на низких оборотах. Центробежные компрессоры, которые становятся все более эффективными по мере роста скорости вращения крыльчатки, обеспечивают большую мощность в диапазоне высоких оборотов.
Установка турбокомпрессора требует обширной переделки выпускной системы двигателя, в том время как механические компрессоры могут быть легко привинчены к передней части двигателя или сверху. Это делает их дешевле в установке и проще в эксплуатации и обслуживании.
Наконец, при использовании компрессора не требуется никакой специальной процедуры остановки двигателя. Это обусловлено тем, что они не смазываются моторным маслом и могут быть остановлены привычным образом. Турбокомпрессоры должны отработать на холостом ходу 30 секунд и более для того, чтобы дать возможность моторному маслу остыть. С учетом сказанного, для компрессоров имеет важное значение предварительный прогрев, так как они работают наиболее эффективно при нормальной рабочей температуре двигателя.
Компрессоры являются характерной составляющей частью двигателей внутреннего сгорания самолетов. Это имеет смысл, если учесть, что самолеты проводят большую часть своего времени на больших высотах, где значительно меньше кислорода доступно для сгорания. Внедрение компрессоров позволило самолетам летать на большей высоте без снижения производительности двигателя.
Компрессоры, установленные на авиационные двигатели, работают на основе тех же самых принципов, которые заложены в конструкцию автомобильных компрессоров. Компрессоры получают энергию непосредственно от вала двигателя и способствуют подаче в камеру сгорания смеси, находящейся под давлением.
Далее рассмотрим некоторые недостатки компрессоров.
Самый большой недостаток компрессоров является также и их определяющей характеристикой: постольку поскольку компрессор приводится в движение коленчатым валом двигателя, он отнимает несколько лошадиных сил у двигателя. Компрессор может потреблять до 20 процентов общей выходной мощностью двигателя. Но так как компрессор способен прибавить до 46 процентов мощности, большинство автолюбителей склоняется к тому, что игра стоит свеч. Компрессор дает дополнительную нагрузку на двигатель, который должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать дополнительный импульс и более сильные взрывы в камере сгорания. Большинство производителей учитывают это и создают усиленные узлы для двигателей, предназначенных для работы в паре с компрессором. Это в свою очередь удорожает автомобиль. Компрессоры также дороже в обслуживании, а большинство производителей предлагают использовать высокооктановое горючее премиум класса.
Несмотря на свои недостатки, нагнетатели по-прежнему являются наиболее экономически эффективным способом увеличения количества лошадиных сил. Компрессор может дать от 50 до 100 процентов увеличения мощности, что делает его находкой для гоночных автомобилей, автомобилей, перевозящих тяжелые грузы, а также для водителей, желающих получить от вождения своего автомобиля новую порцию острых ощущений.