Компрессор в автомобиле что это такое

Повышение мощности двигателя автомобиля достигается различными способами. Один из самых оптимальных подходов – повышение эффективности работы силовой установки путем наращивания объема бензино-воздушной смеси, подаваемой в цилиндры. Для этого в конструкцию двигателя добавляются компрессоры – механические нагнетатели, обеспечивающие принудительную подачу в камеры сгорания воздуха под большим давлением.

Что такое компрессор в машине?

Компрессором называется любой механизм, создающий на выходе высокое давление воздуха или другого газа. Используемые в автомобильных двигателях механические компрессоры работают от коленвала, крутящий момент которого передается посредством ременной либо цепной передачи. Кулачковые механизмы либо крыльчатка компрессора создают направленный воздушный поток, который подается в двигатель. Благодаря принудительному нагнетанию воздуха в цилиндры может закачиваться большее количество топлива, энергия сгорания увеличивается, вследствие чего возрастает и мощность мотора.

Следует отметить, что просто использовать больше бензина для увеличения мощности невозможно – для эффективного сгорания топлива требуется определенное количество кислорода. Таким образом, компрессор, по сути, является практически единственным возможным способом нарастить мощность двигателя, практически не изменяя его габариты и массу. Благодаря этому установка ДВС с механическим нагнетателем возможна даже на достаточно компактные и легкие автомобили.

Как работают компрессоры

В атмосферных автомобилях забор воздуха осуществляется по следующей схеме:

• Опускаясь по цилиндру вниз, поршень создает разреженную среду.
• В результате уменьшения давления воздух засасывается в камеру сгорания, где он впоследствии смешивается с топливом, сжимается поднимающимся поршнем и воспламеняется.

Здесь объем поступающего воздуха ограничивается рабочим объемом цилиндра, соответственно для моторов атмосферного типа единственным способом повышения мощности является увеличение внутреннего объема.

Двигатель с установленным компрессором

Установленный же компрессор позволяет использовать возможность воздуха сжиматься под внешним воздействием. Создаваемое его рабочими элементами давление заставляет цилиндры наполняться большим объемом воздуха, а горючая смесь, соответственно, получает больше кислорода. Добавляя к нему увеличенный объем топлива, удается получить больше энергии, которая при сгорании смеси толкает поршень и создает момент движения.

Для эффективного нагнетания воздуха рабочие элементы компрессора (роторы или крыльчатка) должны вращаться быстрее коленчатого вала. Достичь этого позволяет установка шестерней разных размеров: ведущая звездочка больше, чем приводные шестерни нагнетателя. Благодаря этому удается достичь частоты вращения в 50 000 об/мин. и более.

Дополнительно увеличить объем подаваемого в цилиндры воздуха позволяет установка интеркулера. Этот агрегат охлаждает воздух, выходящий из компрессора, в результате чего газ дополнительно сжимается.

Средний прирост мощности на автомобилях, оборудованных компрессорами, в сравнении с атмосферными аналогами составляет 35-45%, кроме того, примерно на 30% возрастает крутящий момент.

Читайте также: Что такое атмосферный двигатель и как он работает.

Виды компрессоров

Механические нагнетатели, устанавливаемые на двигатели современных машин, изготавливаются в разных видах:

Они различаются, прежде всего, способом подачи воздуха в мотор. В основе роторного и 2-винтового механизма лежат кулачковые валы, а центробежные модели имеют в своей конструкции крыльчатки с тем или иным числом лопастей. У каждого из указанных типов есть свои индивидуальные преимущества и недостатки.

Самой старой является роторная конструкция нагнетателя. Она была запатентована еще в 1860 г., а в 1900 впервые использована в автомобилестроении. Вращающиеся кулачковые валы направляют попадающий в полость агрегата воздух в двигатель, где тот создает повышенное давление. Данный вид компрессоров является наименее эффективным по ряду причин:

• такие устройства имеют большие габариты и массу;
• при их работе создается прерывистый поток воздуха, в результате чего эффективность наполнения двигателя постоянно изменяется.

2-х винтовой компрессор.

2-винтовые модели имеют в своей конструкции 2 ротора, напоминающие червячную передачу. Они и обеспечивают движение воздуха в камеры сгорания. Общий принцип работы таких компрессоров в целом такой же, как и у роторных образцов. Однако здесь воздух сжимается уже внутри компрессора благодаря конической форме роторов и сужению воздушных карманов. Поэтому они более эффективны – провалов воздушного потока практически не возникает из-за повышенного давления в самом нагнетателе.

Наиболее эффективны на сегодняшний день центробежные компрессоры. Именно они используются для решения большинства задач, связанных с повышением воздушного давления в той или иной системе. Размещенная в корпусе такого нагнетателя крыльчатка вращается с частотой до 60 000 об./мин, благодаря чему возникает большая центробежная сила. Воздух выходит из такого компрессора на высокой скорости, но под низким давлением и подается на диффузор. Здесь скорость потока снижается, а давление повышается. Еще одно немаловажное преимущество устройств данного вида – компактные размеры: именно центробежные компрессоры устанавливаются на «заряженные» версии малолитражных автомобилей. Впрочем, на более крупных моделях их преимущества также становятся очевидны.

Читайте также: Как увеличить мощность двигателя: популярные способы.

Чем отличается компрессор от турбины

Мнение, что компрессор и турбина – это одно и то же, в корне ошибочно. Да, оба устройства выполняют общую задачу: нагнетают воздух в двигатель, однако они используют разный принцип исполнения этой задачи.

Компрессор приводится в действие энергией коленвала, а крыльчатку турбины заставляет вращаться поток выхлопных газов. Это отличие обусловливает следующий момент: работа турбины не приводит к потерям мощности, потому что она не использует энергию двигателя, в то время как для работы компрессора может потребоваться до 30% исходной мощности.

С другой стороны, эффективность турбины изменяется в зависимости от интенсивности работы двигателя, она дает ощутимый прирост мощности только на средних и высоких оборотах. Компрессор же работает в постоянном режиме, на который он выходит практически сразу после старта двигателя.

При этом, турбина – более сложный и поэтому дорогостоящий агрегат, чем компрессор. Она более чувствительна к качеству масла, а ее обслуживание и ремонт требует специфических навыков и зачастую стоит дороже ремонта компрессора.

Как можно увидеть, компрессор – это эффективный, надежный и относительно недорогой способ увеличить мощность автомобиля, сохраняя размеры и массу его двигателя. Такие устройства используются на автомобилях самого разного типа и назначения – от трековых и гоночных болидов до повседневных автомобилей с «горячим» характером.

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.

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.