Компрессор в автомобиле что это такое

Достоинства механического насоса

По сравнению с другими видами, ножные насосы для автомобилей имеют множество преимуществ:

• компактность и габаритность. У большинства автовладельцев не возникает проблем при хранении и транспортировке устройства в связи с его небольшими размерами;
• высокая эффективность. Поскольку давление насоса обеспечивается работой мышц нижних конечностей, которые имеют анатомическую способность прилагать большее, по сравнению с руками, усилие, то ножной компрессор за рабочий цикл нагнетает больший, чем ручной насос, объем воздуха;
• в отличие от электронасосов, ножной вариант не зависит от источника питания и может использоваться в любой момент;
• эксплуатация прибора не требует выполнения физических упражнений – насос приводится в действие усилиями одной ноги, что существенно экономит силы и не создает нагрузки на мышцы спины.

У большинства автовладельцев не возникает проблем при хранении и транспортировке устройства в связи с его небольшими размерами

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.

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.

Второй способ

Специалисты советуют использовать самый надежный и безопасный вариант подсоединения кондиционера — индивидуальный кабель, который обеспечивает стабильность работы устройства. Если установить отдельную защиту — УЗО (устройство защитного отключения), то она защитит изделие от любого перепада напряжения или перегрузки сети, а индивидуальная линия позволит разместить модули системы на любом месте.

Стандартные требования к составляющим отдельной электрической линии:

• обязательно наличие УЗО или АЗО (автомат защитного отключения);
• все жилы должны быть из меди;
• диаметр провода должен соответствовать размеру, прописанному производителем;
• оборудовать отдельное заземление для всей линии.

Электрические жгуты пропускаются в защитный шланг, затем укладываются в специальной конструкции короба из пластика, чтобы не нарушать целостность стен. Посмотрите, как делают подключение профессионалы на специальном видео:

Кондиционер автомобиля — типичное исполнение компрессоров

Наряду с разнообразными схемными решениями, применительно к построению систем автомобильного кондиционирования воздуха используются разные по типу исполнения холодильные компрессоры. Рассмотрим некоторые конструкции компрессоров, которые встречаются достаточно часто.

Типичное исполнение #1: компрессор спирального типа (фирма Sanden)

Компрессор производства японской фирмы Sanden для автомобильного кондиционера отличает уникальная конструкция на две спирали. Одна спираль неподвижная, другая подвижная.

Обе спирали, между тем, обладают промежуточными свойствами. Подвижная спираль способна вращаться (колебаться) и соединена с входным валом через концентрический подшипник.

Холодильный компрессор Sanden кондиционера автомобиля: 1 – выпускной клапан; 2 – область давления нагнетания; 3 – подвижная спираль; 4 – неподвижная спираль; 5 – муфта ротора сцепления; 6 – передний нажимной диск сцепления; 7 – катушка возбуждения; 8 – область давления всасывания

Когда подвижная спираль колеблется внутри неподвижной спирали, между спиралей образуется множество карманов. По мере того, как размеры этих карманов уменьшаются в размере, хладагент сжимается, давление увеличивается и отводится через геркон выпускного отверстия задней области компрессора.

Типичное исполнение #2: компрессор переменного хода (Harrison V5)

Компрессор холодильный Delphi (Harrison) V5 представляет собой нециклический аппарат с переменным рабочим объёмом. Рабочий объём машина изменяет в зависимости от производительности, удовлетворяя потребности системы кондиционирования в любых условиях эксплуатации.

Компрессор такой конструкции имеет вихревую пластину с изменяемым углом в аксиально-поршневой конструкции с пятью (V5) цилиндрами. Смещение контролируется сильфонным управляющим клапаном, расположенным в задней головке цилиндров.

Конструкция холодильного компрессора Delphi (Harrison) V5: 1 – подвижная пластина, изменяющая положение под некоторым углом в процессе работы аппарата; 2 — стержень

Сильфонный регулирующий клапан определяет и реагирует на давление всасывания системы (требование системы кондиционирования). Посредством регулирования давления в картере, угол качающейся пластины и, следовательно, смещение компрессора изменяются.

Давление нагнетания компрессора намного выше давления в картере, где уровень давления чуть больше или равен давлению всасывания. При максимальном смещении, давление в картере равно давлению всасывания компрессора. При уменьшенном или минимальном смещении, значение давления в картере превышает значение давления всасывания.

Типичное исполнение #3: компрессор ротационный лопастной (Panasonic)

Ротационные лопастные компрессоры отличаются наличием в составе конструкции ротора с тремя или четырьмя лопастями. Когда вал компрессора вращается, лопасти в контакте с корпусом машины фактически образуют рабочие камеры.

Фреон R134a втягивается через всасывающее отверстие в область такой камеры. По мере вращения вала, рабочая область камеры уменьшается. Разгрузочный порт расположен в точке, где газообразный фреон сжат до максимальной степени. Герметичное пролегание лопастей по стенкам корпуса ротора обеспечивается центробежной силой и смазочным маслом.

Ротационный лопастной компрессор автомобильного кондиционера (фирма Panasonic): 1 – разгрузочный порт; 2 – масляный насос; 3 – масляный поддон; 4 – тело ротора; 5 – лопасть; 6 – муфтовое сцепление; 7 – выпускной клапан

Масляный поддон и масляный насос расположены на стороне нагнетания, так что высокое давление проталкивает масло через масляный насос. Затем на масло подаётся на основание лопаток, тем самым создаётся герметично установленный контакт по отношению к корпусу ротора.

Иногда, после длительного простоя кондиционера допускается появление кратковременного шума лопастей сразу после запуска машины. Этот момент обусловлен временным недостатком смазочного масла, проходящего через систему кондиционирования.

Установка КИТ-комплекта

Итак, в первую очередь давайте разберемся, что же это такое — КИТ-комплект. Фактически это уже готовый набор для тюнинга двигателя ВАЗ 2107. Состоит он из компрессора, который изначально подобран именно для ВАЗ, а также всех остальных нужных для модернизации комплектующих.

КИТ-комплект

Важнейший нюанс здесь состоит в том, что практически любой водитель сумеет установить систему самостоятельно. Сами комплекты делятся на два вида – китайского и европейского производства. Последние опять же весьма дорогостоящие и могут потребовать прошивки бортового компьютера. Поэтому более подробно мы остановимся на комплектах из Поднебесной.

Возьмем для примера компрессор sc-vaz разработанный специально для ВАЗ 2107. При покупке такого изделия не потребуется абсолютно никаких доработок двигателя, в отличие от европейских оригиналов. Китаец разработан именно для Жигулей седьмой модели и устанавливается, без каких-либо доработок. Помимо того, что это устройство обойдется дешевле всех остальных вариантов. Установить его сумеет любой автолюбитель, у которого руки растут, что называется, из нужного места. Кроме того, компрессор в любой момент можно демонтировать и продать.

Если вы ограничены в бюджете, выбор очевиден, по карману вам только механизм из Поднебесной. Его цена редко превышает 700–800 у. е. Европеец будет стоить уже порядка 2000 тысяч, плюс потребует индивидуального подхода при установке.

Если у вас нет проблем с финансами, не стоит торопить сразу, покупать дорогостоящие комплекты тюнинга. Сначала определитесь с тем, что вы ждете от автомобиля после установки КИТ-комплекта. Если это лишь переходный период перед покупкой более мощного автомобиля – китайца вам хватит за глаза. А вот если вы на ВАЗ 2107 собираетесь участвовать в соревнованиях среди жигулевской классики, или являетесь членом автоклуба этой марки. Можно задуматься и о более серьезном вложении средств. В этом случае вы получите по-настоящему заряженный автомобиль с возможностью менять или корректировать характеристики двигателя в зависимости от ситуации. Однако будьте готовы к тому, что выложить придется весьма круглую сумму, к примеру, бывали случаи, когда фанаты ВАЗ 2107 вкладывали в свои автомобили стоимость премиальной иномарки.

Мембранные автомобильные компрессоры

В мембранных автомобильных компрессорах элемент, производящий сжатие воздуха — мембрана. Как правило, изготавливается она из резины или полимеров. Основными элементами конструкции мембранного компрессора являются:

• Мембрана;
• Камера сжатия;
• Впускной/выпускной клапана;
• КШМ (кривошипно-шатунный механизм);
• Поршень;
• Шток;
• Электродвигатель.

Общая схема работы мембранного компрессора выглядит следующим образом. Электродвигатель вращает вал, кривошипно-шатунный механизм преобразует это вращение в возвратно-поступательное движение шатуна, который соединен с поршнем. Поршень при помощи штока крепится к мембране. Когда мембрана двигается в одну сторону – создается разрежение воздуха в камере сжатия. Под воздействием разрежения, открывается впускной клапан, наполняющий воздухом рабочий объем компрессора. Двигаясь в противоположном направлении, мембрана закрывает клапан и сжимает поступивший воздух. При достижении нужной степени сжатия открывается другой клапан, подающий сжатый воздух в шину. Далее мембрана вновь меняет направление движения, разрежая воздух в камере, закрывая выпускной клапан, следом открывая впускной, и т.д.

Рекомендуемая статья: Выбор автомобильной краски и покраска автомобиля со всеми подробностями

Питание автомобильный компрессор, может получать от прикуривателя, автомобильной АКБ или собственного аккумулятора (в таком случае аккумулятор нужно время от времени заряжать от сети 220В), в зависимости от мощности.

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.

Еще наличие компрессора в рамках дальнейшей эксплуатации не предполагает каких-либо дополнительных требований и сложностей. Компрессорный двигатель можно сразу глушить (на моторах с турбонаддувом нужно выждать время для остывания турбины), снижены требования к качеству моторного масла и т.д.

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.

Инструкция по применению

На самом деле пользоваться автомобильным компрессором совсем не сложно, для этого достаточно лишь знать весь процесс и не забывать рекомендации.

Процесс подкачки шин

У компрессора имеется провод питания. Если это дешевая модель, то она будет иметь разъем под прикуриватель. На более дорогих приборах этот провод раздвоенный, с клеммами для подключения к аккумуляторной батарее. Благодаря этому мощность увеличивается. Разумеется, если речь идет о качественном аккумуляторе. Выбрать такой можно на https://www.rimir.by, где представлен широкий ассортимент АКБ.

1. Для начала необходимо подключить провод, чтобы электронасосу было от чего запитаться.
2. Затем нужно плотно прикрутить компрессорный шланг к ниппелю колеса. На этом этапе можно увидеть на манометре давление в шинах и понять, насколько его необходимо поднять.
3. Теперь последний этап. Необходимо перевести переключатель устройства в рабочий режим. Начнется подкачка шин. Здесь главное не переусердствовать и накачать колесо до необходимого объема – его можно отследить на манометре.

Также не стоит забывать и про очень важное правило эксплуатации. Осуществлять подкачку колес или же просто проверку давления в шинах необходимо в месте, где условия такие же, что и при эксплуатации автомобиля

Также покрышки не должны быть остывшими после поездки.

Для того, чтобы шины стали нормальной температуры, после эксплуатации необходимо переждать около получаса, в зависимости от погоды. Если не соблюдать это правило, то давление окажется неверным, а к тому же в каждом колесе оно может отличаться. Если колеса подкачивали на морозе, то при смене температуры на плюсовую давление поднимется, а это может привести к печальным последствиям.

Как выбрать компрессор для шин, на какие характеристики опираться

Скорость накачивания

Думаю, что с этим параметром и так все понятно, но стоит уточнить, какой показатель нужен легковушке. Лучше всего ориентироваться на диаметр колес при выборе этого параметра:

• Для колес диаметром 13-14 дюймов оптимальная скорость 10-15 л/мин.
• Для 13-15 дюймов – 25-35 л/мин.
• Для 16-18 дюймов – 40-55 л/мин.

Компрессоры со скорость 50 л/мин могут использоваться для подключения к пневмоинструментам. Скорость 100 л/мин с колесом кроссовера или седана справиться менее чем за минуту, но и стоимость таких аппаратов не бюджетная, потому компрессоры с такими характеристиками чаще покупают для грузовых автомобилей и спецтехники. Они также могут использоваться для подключения к пневмоинструментам.

Если вы выбираете компрессор для накачивания лодки, матраса и т.д., то не стоит выбирать модели с малой производительностью из низкого ценового сегмента. В данном случае им придется работать продолжительное время и дешевый компрессор может просто не выдержать такой нагрузки.

Время непрерывной работы

Некоторые модели могут без остановки проработать всего минут 10-15, после чего им нужно сделать паузу. При этом защита от перегрева в таких моделях не всегда предусмотрена, так что время непрерывной работы стоит узнать самому и отключать компрессор через указанные промежутки времени.

Максимальное давление

Этот параметр определяет, к каким колесам подходит компрессор. Для легковой техники этот параметр равняется 3 атмосферам, для грузовой 10.

Питание

От прикуривателя, подкидываются напрямую к аккумулятору или независимое питание от собственной батареи. Проще всего использовать подключение через прикуриватель, но нужно учитывать мощность компрессора и номинальный ток предохранителя на прикуривателе, чтобы не спалить его. Подключение жабками к аккумулятору в этом плане надежнее, но не всегда комфотрно, в некоторых моделях авто аккумулятор спрятан слишком далеко, и конечно такое подключение не понравится женщинами.

Длина кабеля

Кабель должен быть достаточно длинным, чтобы без проблем дотягиваться ко всем четырем точкам. Поверьте, что встречаются настолько неудачно спроектированные модели, у которых кабель не дотягивается до задних колес.

Еще момент, на который стоит обратить внимание – длина воздушного шланга, если принципиально наличие возможности подкачивать колеса и не держать компрессор на весу, если ниппель оказался в верхнем положении

Крепеж на ниппеле

Бывает двух видов – флажковый зажим и латунный штуцер. Первый удобен, но часто состоит из пластиковых деталей или полностью из пластика, при частых подключениях быстро ломается. Самые надежные – цельнометаллические флажковые зажимы или латунные штуцеры.

Тип тонометра

По типу бывают аналоговыми или цифровыми. Аналоговые дешевле, но не всегда удобны. На некоторых моделях может быть хорошо различима только шкала с атмосферами и половиной атмосферы, рассмотреть на такой шкале десятые доли довольно сложно. К тому же цифровые как правило точнее.

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.

Главный агрегат климатической системы

Любой кондиционер по сути – холодильник. А раз оба аппарата можно считать «близкими родственниками», то и внутреннее устройство у них относительно одинаковое и предполагает у автомобильного кондиционера наличие компрессора – сердца, которое разгоняет хладагент по магистралям системы. Сегодня в основном устанавливают два вида компрессоров: поршневые и роторно-лопастные.

Компрессор автомобильного кондиционера

У поршневого типа, как следует из названия, основной деталью агрегата будет поршень. Такие детали могут присутствовать внутри компрессора в различном количестве – от одного до нескольких. Тут уж играет роль то, как сработала инженерная мысль. Расположение поршней может тоже варьироваться. Они могут размещаться V-образно, крест-накрест и в одной плоскости. Главное – это возможность сжатия хладообразующего элемента, чтобы заставить его циркулировать по магистрали автомобильного кондиционера из зоны высокого давления (область нагнетания) в зону низкого (область всасывания).

Устройство роторно-лопастного компрессора кондиционера для автомобиля весьма похоже на электронасос к надувной кровати. Когда ротор вращается, за счет его лопастей создаются полости, которые принудительно с одной стороны втягивают хладагент, а с другой – под давлением выталкивают его в магистраль, заставляя циркулировать по трубам испарителя.

Устройство роторно-лопастного агрегата

Остальные разновидности автомобильных компрессоров насчитывают более 40 модификаций, а потому не будем пытаться давать в рамках одной статьи информацию, которая вряд ли сможет пригодиться впоследствии. Сообщим только, что имеется разновидность агрегатов поршневого типа с научным названием «аксиально-поршневые нагнетатели», в основе которых имеется вращающийся наклонный диск, принудительно прокачивающий хладообразующую консистенцию.