Для чего нужен компрессор в автомобиле
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.
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.
Зачем нужен компрессор кондиционера автомобиля?
Большинство современных автомобилей оборудовано системами кондиционирования, благодаря чему повышается комфорт и удобство при передвижении в жаркое время года. При этом следует отметить, что основным назначением этого устройства считается охлаждение воздуха в салоне машины до оптимального режима.
Если говорить о принципе действия данного приспособления, здесь, как и в случае с другими охлаждающими контурами приходится говорить о тепловом насосе. Компрессор кондиционера машины работает от силовой установки с коленчатого вала. Кроме этого здесь задействуется хладагент, который в случае сжатия подогревается до высоких температур. На следующем этапе хладагент проникает в трубки, где собственно и остывает до нужного показателя, после чего превращается в специальную жидкость.
Конденсатор кондиционера также оборудуется расивером осушителем, предназначенным для сбора жидкого хладагента. Он же впитывает возникающую в систему влагу, а также очищает отработки от износа компонентов компрессора. После этого хладагент, находясь уже в жидком состоянии и под высоким давлением, испаряет теплонесущую жидкость. Кроме этого здесь приходится говорить о наличии терморегулирующего вентиля, способного уменьшать или же увеличивать подачу фреона в расширительные клапаны. Таким образом, усиливается или же наоборот ослабляется работа кондиционера авто.
Как только хладагент охлаждается до 10 градусов, он проникает в испаритель. Конечно же, некоторые компании вместо терморегулирующего вентиля используют расширительные дроссельные вставки, благодаря чему появляется возможность дозировать количество поступающего фреона. Соответственно в данном случае уже приходится говорить о скоплении на испарителе не газообразного, а жидкого хладагента.
Соответственно все это говорит о том, что компрессор является основным элементов системы принудительного охлаждения. Именно от показателей этого приспособления напрямую зависит функционирование всей системы.
Чаще всего приходится сталкиваться с аксиально-поршневыми компрессорами. В этом случае приходится говорить о расположении поршней по кругу. Также приходится говорить о поршневых компрессорах, которые в свою очередь также подразделяются на несколько вариантов.
Если у вас остались еще какие-либо дополнительные вопросы по этой теме, настоятельно рекомендуем проконсультироваться с опытными специалистами в этом направлении. Настоящие профессионалы ответят на все интересующие вас вопросы, а также в случае необходимости помогут с выбором нового компрессора кондиционера.
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:
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.
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.
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.
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.
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.
Как выбрать компрессор для шин (2019)
Необходимость подкачать колесо возникает в наше время довольно редко – современные бескамерные шины отлично держат давление, а если и случится «поймать» колесом саморез, то проблема решается с помощью домкрата и запаски (кстати, как давно вы проверяли в ней давление?). Многие современные автолюбители годами спокойно ездят, не испытывая ни малейшей потребности обзавестись компрессором или, хотя бы, насосом. Однако тот факт, что компрессор ни разу не пригодился вам за десять лет автостажа, ничуть не гарантирует того, что он не потребуется вам буквально завтра.
И уж совершенно безрассудно не иметь в багажнике компрессора, если вы:
— выезжаете в дальнюю дорогу;
— собираетесь ехать по проселочным дорогам или вообще по бездорожью;
— если ваш комплект резины эксплуатируется далеко не первый сезон;
— если ваши шины уже бывали в ремонте.
Компрессор нужен не только для накачивания «спустившего» колеса, его наличие облегчает поддержание равномерного и правильного давления во всех колесах – ведь бывает и так, что колесо не проколото, не спущено, а просто давление в нем меньше нормального. Ни внешне, ни по ощущениям при движении это может быть не заметно, но свое влияние оказывает в виде повышенного износа резины, повышенного расхода и возрастания риска аварийной ситуации. А имея хороший компрессор с точным манометром, можно улучшать поведение автомобиля и уменьшать расход топлива, точно выставляя давление в соответствии с дорожными условиями и загрузкой.
Компрессор может пригодиться в экстремальных ситуациях: при преодолении бездорожья или при езде по гололеду на неподготовленной резине. Конечно, намного правильнее будет не соваться с «шоссейкой» ни в грязь, ни в гололед, но если вдруг такая необходимость возникла, рекомендуется спустить давление в шинах до половины нормального – пятно контакта возрастет, сцепление улучшится. Перед выездом на нормальную дорогу и потребуется компрессор, чтобы подкачать колеса.
Компрессор для шин с успехом облегчает жизнь туристам и рыбакам, накачивая резиновые лодки и надувные матрасы. Компрессор с хорошей производительностью можно использовать для розжига углей – это и экономично и экологично.
А еще к некоторым портативным компрессорам можно подсоединять пневмоинструмент.
Так что – компрессор в автомобиле нужен. А вот какой – это уже зависит от того, как и где вы ездите.
Характеристики компрессоров
Скорость накачивания определяет время, которое потребуется компрессору, чтобы накачать колесо. Чем меньше значение этого параметра, тем дольше придется ждать.
Компрессоры со скоростью накачивания 10 л/мин и меньше имеет смысл использовать только для мотоциклетных и велосипедных колес, поскольку даже на небольшую 13” автомобильную резину ему потребуется минут 20 и больше.
Устройство со скоростью 10-15 л/мин накачает 13-14 дюймовое автомобильное колесо минут за 15-20.
Под 13-15 дюймовую резину лучше брать устройство с производительностью 25-35 л/мин, а для 16-18 резины внедорожников и кроссоверов – 40-55 л/мин. Тогда на накачивание колеса будет уходить 2-5 минут.
Начиная с 50 л/мин компрессор уже можно использовать для подключения к некоторым видам пневмоинструмента – краскопультам, нейлерам и пр.
Компрессоры с производительностью 100 л/мин и более на колеса для легковых машин и кроссоверов будут тратить меньше минуты, но находятся они в верхнем ценовом сегменте и весят немало. Такие скорее подойдут для накачивания больших колес для грузовых автомобилей. А еще их можно использовать для подключения всех видов пневмоинструмента.
Стоит также отметить низкое качество сборки многих моделей с низкой скоростью накачивания. Из-за неплотной подгонки деталей их производительность сильно падает с возрастанием давления, поэтому время накачивания заметно увеличивается.
Кроме того, малопроизводительные модели из нижнего ценового сегмента быстро изнашиваются: порой их хватает буквально на 5-10 применений. Не следует брать компрессор с низкой производительностью, если его предполагается использовать для накачивания матрасов или лодок. Объем воздуха в них большой, любому компрессору работать придется дольше обычного, а недорогому «одноразовому», скорее всего, вообще до конца жизни.
Еще один недостаток бюджетных компрессоров – малое время непрерывной работы. Многие такие модели могут проработать непрерывно всего 10-15 минут, после чего им необходим «отдых». Вот только мало кто из владельцев компрессоров обращает внимание на этот параметр и вовремя выключает устройство. С учетом того, что защита от перегрева на таких моделях бывает редко, а накачивание колеса при низкой производительности может занять и все 20 минут, первое колесо для компрессора частенько оказывается и последним.
Максимальное давление определяет, с какими шинами можно использовать компрессор. В шинах легковых автомобилей, кроссоверов и внедорожников давление обычно не превышает 3 атмосфер, а у грузовой техники может доходить до 10. Компрессор следует подбирать в соответствии с этими показателями.
Вид питания. Большинство компрессоров запитываются от бортовой сети 12 В через разъем прикуривателя или с помощью «крокодилов» непосредственно от аккумулятора. Подключение к прикуривателю комфортнее и безопаснее, но при этом способе следует учесть потребляемый компрессором ток и номинал предохранителя на прикуривателе. У некоторых автомобилей прикуриватель рассчитан на ток до 8А (хотя чаще все же предохранители стоят на 15-20 А), а ток компрессора может быть намного выше.
Для бытового компрессора в питании от сети особой надобности нет, модели с возможностью подключения к 220 В скорее будут востребованы в автосервисах и гаражных хозяйствах, не оборудованных стационарной пневматикой.
Вне зависимости от вида питания, следует обратить внимание на длину кабеля питания – её должно с избытком хватать до каждого колеса. Кабель длиной в 2-2,5 метра – не такая уж редкость даже среди дорогих мощных компрессоров. При подключении к аккумулятору с такой длиной не у каждой «легковушки» получится дотянуться до заднего колеса, не говоря уж о машинах покрупнее.
Еще один размер, который «имеет значение» – длина воздушного шланга. Для комфортного накачивания 13-15″ колес она должна быть не менее 0,75 м. Для 16-18″ – 1 м.
Это минимум, позволяющий поставить компрессор рядом с колесом при любом расположении ниппеля. А если вам не хочется ставить чистый компрессор на грязную обочину, готовьтесь держать его в руках или добавьте еще метр-два на то, чтобы иметь возможность поставить его на пол салона или багажника.
Вид крепежа на ниппель также следует учесть при выборе компрессора. Флажковый зажим легко устанавливается, но он часто содержит пластиковые детали (а иногда и весь сделан из пластика), быстро изнашивается и начинает «травить», а то и слетать с ниппеля при накачивании. Для компрессоров, которые планируется использовать более 5 раз, следует выбирать цельнометаллический флажковый зажим или латунный штуцер.
Необходимость наличия манометра вопросов не вызывает, поэтому им снабжаются все компрессоры без исключения. Но вот расположение манометра и его тип могут быть разными. Манометр на пневмопистолете удобен для высокопроизводительных компрессоров (или для накачивания небольших объемов), когда давление меняется быстро и процесс накачивания длится не больше минуты.
В остальных случаях удобнее пользоваться манометром, расположенным на корпусе (или на шланге).
Аналоговый манометр дешевле, но с цифрового показания считывать проще. Кроме того, цифровые обычно точнее – показания аналоговых манометров дешевых компрессоров зачастую вообще ничего общего с действительностью не имеют. Также следует иметь в виду, что аналоговые манометры обычно проградуированы до максимального давления – т.е., до 7, 10, а то и 16 АТ. Разглядеть одну десятую атмосферы на такой шкале непросто.
И еще один момент, связанный с манометрами – в процессе работы многие из них «завышают», т.е., показывают давление, большее, чем в шине. Иногда это связано с низким качеством самого манометра, но чаще с тем, что давление в месте установки манометра действительно больше, чем в шине – и чем компрессор производительнее, тем сильнее погрешность. Чтобы увидеть точное давление, компрессор надо выключить. Это доставляет определенное неудобство, если требуется точно выставить давление – и в этом случае может пригодиться спускной клапан. Давление создается чуть больше необходимого, затем компрессор отключается, и спускным клапаном давление стравливается до необходимого.
Встроенный фонарь может пригодиться, если шина «спустит» в темное время суток где-нибудь за городом.
Варианты выбора компрессоров для шин
Если вы уверены, что компрессор вам никогда не потребуется, берите недорогую «аварийную» модель. Обойдется он недорого, а если все же пригодится, то полностью окупится за первое же применение.
Оптимальным вариантом для легкового автомобиля с колесами до R15 будет компрессор с производительностью 25-35 л/мин.
Если вы собираетесь использовать компрессор не только для накачивания шин, но и для подключения пневматического инструмента, выбирайте среди моделей с максимальной производительностью.