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.

АВТОМОБИЛЬНЫЙ КОМПРЕССОР НА РЕМОНТЕ

С наступлением холодов, автолюбители все чаще и чаще лезут в багажник, чтоб достать компрессор или насос и подкачать колеса своего автомобиля — железного друга и верного коня.

Так было и с моим знакомым, который открыл багажник и решил достать простенький дешевый компрессор автомобильный, чтобы подкачать спущенные колеса. Но не тут то и было: дело в том, что пощелкав выключателем при подключенном штепселе в прикуриватель ничего не происходило вообще, и тут-то начались воспоминания как с пару недель назад давал соседу по гаражу попользоваться на пол часика аппаратом.

По факту, с наступлением холодов, при нормальном давлении, в шинах изначально диаметром на 13 давление равно 2 атм. Но если вместо температуры за бортом +5 стало резко -10, то давление может в закрытом баллоне колеса стать уже 1.8 атм, что снижает ресурс шины, да и опасность при вождение увеличивается значительно. Поэтому необходимо следить за оптимальным давлением в шинах и вовремя подкачивать при необходимости.

Итак, попал компрессор ко мне на ремонт, сразу подключив к лабораторному блоку питания понял, что тока компрессор больше не потребляет (от слова вообще), причем это не зависит от положения выключателя. Разбираем заднюю крышку прибора, она пластиковая и из 4 винтов под фигурную отвертку на месте только три штуки и осталось.

Далее видим, что тут стоит простой однополюсный выключатель без индикации в разрыв минусового кабеля, он то и развалился, внутри поплавился пластик от высоких температур плохого контакта переключающей планки.

Его решил не ремонтировать, а выбросить сразу всю кучку мусора, которая образовалась в процессе демонтажа – это и части самого выключателя, и клеммы которые еле-еле держались.

Взамен решено было поставить нормальный двух полюсный выключатель, причем со встроенной индикацией, которая показывает когда устройство включено и когда OFF. Контактные соединения на тумблере решил не применять ввиду их малой надежности, компрессор во время работы подвержен немалой вибрации и паяное хорошее соединение более надежно в данном случае, а по размеру такой выключатель встал как родной и теперь радует владельца исправной работой компрессора.

Видео работы автокомпрессора после ремонта

Индикация в темноте понятна, и колеса накачаны, а значит движение на автомобиле теперь стало более безопасно! Ремонт провел Redmoon.

Устройство автомобильного компрессора

Устройство автомобильного компрессора можно назвать довольно простым. Для более полного понимания, разберем общий процесс работы автокомпрессора, а затем перейдем к конкретным деталям.

Итак, для чего нужен автомобильный компрессор? Разумеется, чтобы нам не приходилось пользоваться ручным или ножным насосом для закачки воздуха в шины нашего транспортного средства. Вне зависимости от типа компрессора (о них мы поговорим далее), это устройство, которое тем или иным образом закачивает воздух в специальную полость через впускной клапан, сжимает его (отсюда и название устройства – компрессор, т.е. «сжимающий»), а затем выпускает его из данной полости в шину. Затем цикл повторяется до тех пор, пока автовладелец не выключит устройство.

Существует две разновидности автомобильных компрессоров – мембранные и поршневые. Они несколько отличаются по своим характеристикам и устройству, поэтому стоит отдельно остановиться на каждой из разновидностей, рассмотрев их устройство, принцип работы, преимущества и недостатки.

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.

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.

Поршневые автомобильные компрессоры

В поршневых компрессорах элементом, создающим разрежение и производящим сжатие воздуха, является поршень. Основные составные части поршневых компрессоров таковы:

• Поршень в цилиндре;
• Впускной/выпускной клапана;
• КШМ;
• Электродвигатель.

Конструкцией многих поршневых устройств также предусматривается манометр для автомобильного компрессора и воздушный фильтр для очистки поступающего воздуха от посторонних примесей. Питание автомобильного компрессора поршневого типа также осуществляется от прикуривателя, автомобильного аккумулятора или встроенной в устройство батареи.

Общая схема работы поршневого компрессора схожа с вышеописанной. Электродвигатель вращает привод, это вращение передается на КШМ и преобразуется в движение поршня. Когда поршень двигается в одну сторону, он открывает впускной клапан. Воздух поступает в цилиндр (при этом очищаясь, если предусмотрен воздушный фильтр) и сжимается поршнем. Далее давление растет, вызывая открытие выпускного клапана, воздух подается через шланг в автомобильную шину, поршень вновь создает разрежение, закрывая выпускной клапан, открывая впускной и т.д.

Преимущества и недостатки

У каждой из вышеописанных разновидностей имеется перечень плюсов и минусов, обусловленных конструкцией устройства. Рассмотрим их поподробнее.

• Мембранные компрессоры. Они считаются наиболее надежными, так как в конструкции устройства не предусмотрено трущихся деталей. В случае выхода мембраны из строя ее легко заменить. Однако мощность таких компрессоров значительно ниже мощности поршневых устройств, что делает процесс накачки больших колес очень длительным. К тому же, их крайне не рекомендуется использовать при низких температурах – замерзшая мембрана потеряет эластичность и попросту порвется, приведя компрессор в негодность.
• Поршневые компрессоры. Они обладают высокой мощностью, их можно использовать в любых погодных условиях. Однако в случае выхода из строя поршня, аппарат либо не пригоден к ремонту, либо попросту не выгоден.

Определение и решения неисправностей в компрессорах

Сперва рассмотрим возможные неисправности автомобильных компрессоров. Чаще всего встречаются следующие проблемы:

• Устройство не включается;
• Устройство включается, но воздух не качает;
• Устройство не создает нужного давления в шине;
• Устройство выключается само.

Если автомобильный компрессор не включается, вероятнее всего, проблема в электрической «начинке» аппарата. Следует проверить провода автомобильного компрессора, уровень зарядки аккумулятора (как автомобильного, так и встроенного, если он есть) и состояние предохранителей автомобиля (в случае замыкания контактов в прикуривателе предохранитель может сгореть). Также вероятен выход из строя электродвигателя, вращающего приводной вал – в таком случае будет проще легче приобрести другой компрессор, так как ремонт обмоток электродвигателя обойдется примерно в ту же (если не большую) сумму.

Если автомобильный компрессор не качает воздух, но слышна работа электродвигателя, причина может заключаться в клапанах устройства. Компрессор нужно разобрать и проверить состояние уплотнителя, установленного под клапаном – со временем он может износиться и начать пропускать воздух, в результате сжатия не происходит и воздух не поступает в шины. Часто проблема может заключаться в ослаблении винта, который закрепляет КШМ на валу – в таком случае электродвигатель будет вращать вал, но КШМ останется на месте. Если у вас устройство мембранного типа – при разборке проверьте целостность мембраны.

Недостаточное давление в шине, создаваемое аппаратом, также чаще всего связано с износом уплотнительных колец – либо на клапанах, либо на поршне (для поршневых компрессоров).

Самопроизвольное отключение компрессора чаще всего объясняется срабатыванием механизма защиты от перегрева (если он есть). Если компрессор выключился после долгой работы – ему просто нужно немного остыть. В случае, если выключение происходит практически сразу же – проблема может заключаться в заводском браке, вследствие которого отвод тепла будет осуществляться хуже, чем необходимо.

Какой автомобильный компрессор выбрать?

Теперь немного поговорим о нюансах выбора компрессоров. В первую очередь отметим – желание сэкономить немного денег при покупке автомобильного компрессора может привести к необходимости покупки нового буквально через пару месяцев. Порой производители стараются удешевить свои изделия, используя пластик вместо металла, или «оцинковку» вместо высококачественной легированной стали. Поэтому — при покупке стоит обратить особое внимание на качество материалов, из которых произведено изделие.

Далее стоит определиться с типом компрессора. Как мы говорили ранее, мембранные – надежнее, но слабее в плане мощности. К тому же их нельзя использовать зимой (по крайней мере, не отогрев предварительно в салоне автомобиля). Поршневые мощнее, но чаще выходят из строя. Если у Вас небольшие колеса и высочайшая производительность не требуется – вполне достаточно мембранного компрессора, он не займет много места в салоне или багажнике и обеспечит при этом приемлемую скорость накачки. Для грузовых автомобилей однозначно больше подходят поршневые, а если вас интересует еще более высокая скорость накачки – стоит обратить внимание на двухцилиндровые автомобильные компрессоры.

Также крайне желательно, чтобы компрессор был оснащен манометром, позволяющим контролировать полученное давление в шинах. Также среди ассортимента продукции имеются автомобильные компрессоры с ресивером – емкостью для хранения сжатого воздуха. Такие модели полезны в качестве оборудования для шиномонтажа, когда требуется скорейшая накачка шин, или конструирования пневмосистемы автомобиля. Ресивер занимает довольно много места, поэтому с собой его возят лишь в редких случаях.