Сегодня на российском автомобильном рынке конкурируют десятки производителей компрессоров. Для удобства водителей был составлен рейтинг лучших устройств по мнению пользователей.
Компрессор в автомобиле что это такое
Существует несколько способов повысить мощность двигателя автомобиля. Одним из лучших подходов является повышение эффективности силовой установки путем увеличения количества бензино-воздушной смеси, подаваемой в цилиндры. Для этого к двигателю добавляется компрессор, и механический усилитель нагнетает воздух под высоким давлением в камеру сгорания.
Компрессор — это механизм, который производит воздух или другие газы под высоким давлением на выходе. Механические компрессоры, используемые в двигателях автомобилей, приводятся в действие коленчатым валом, а крутящий момент передается с помощью ремня или цепи. Кулачок или крыльчатка компрессора создает поток воздуха, направленный в двигатель. Давление воздуха позволяет впрыскивать в цилиндры больше топлива, что увеличивает энергию сгорания и повышает эффективность работы двигателя.
Важно отметить, что для повышения эффективности невозможно просто использовать больше бензина. Для эффективного сгорания требуется определенное количество кислорода. Поэтому компрессоры являются, по сути, единственным возможным способом увеличения мощности двигателя без изменения его размеров и веса. Это позволяет оснащать даже достаточно компактные и легкие автомобили двигателями внутреннего сгорания с механическим нагнетателем.
Как работают компрессоры
Воздухозаборник атмосферного автомобиля работает следующим образом.
- При движении плунжера по цилиндру создается разреженная среда.
- Возникающий перепад давления втягивает воздух в камеру сгорания, где он смешивается с топливом, сжимается и воспламеняется под действием поднимающегося поршня.
Здесь количество поступающего воздуха ограничено объемом цилиндра, поэтому для атмосферных двигателей единственный способ увеличить выходную мощность — это увеличить внутренний объем.
Двигатели с компрессорами
Компрессор, с другой стороны, позволяет сжимать воздух под внешним воздействием. Благодаря давлению, создаваемому его рабочими элементами, цилиндр заполняется большим количеством воздуха, и в сгорающую смесь поступает больше кислорода. При добавлении топлива в него выделяется больше энергии, и по мере сгорания смеси поршень толкается, создавая крутящий момент.
Чтобы эффективно усиливать воздух, рабочие элементы компрессора (ротор или крыльчатка) должны вращаться быстрее коленчатого вала. Этого можно достичь путем установки шестерен разных размеров. Ведущая шестерня больше, чем ведущая шестерня нагнетателя. Это позволяет достигать скорости более 50 000 об/мин.
Установка интеркулера увеличивает количество воздуха в цилиндрах. Устройство охлаждает воздух, выходящий из компрессора, и сжимает газ дальше.
По сравнению с соответствующим атмосферным автомобилем, среднее увеличение производительности автомобиля с компрессором составляет 35-45%, при этом крутящий момент также увеличивается примерно на 30%.
Читайте также: Что такое атмосферный двигатель и как он работает?
Виды компрессоров
Механические нагнетатели, устанавливаемые на двигатели современных двигателей, бывают разных форм.
Они отличаются в основном способом подачи воздуха в двигатель. В основе ротационных и двухвальных механизмов лежат распределительные валы, а центробежные модели имеют в конструкции рабочие колеса с различным количеством лопастей. Каждый из этих типов имеет свои преимущества и недостатки.
Конструкция ротационной воздуходувки является самой старой. Он был запатентован в 1860 году и впервые использовался в автомобильной промышленности в 1900 году. Вращающийся распределительный вал направляет воздух, поступающий в полость машины, в двигатель, где создается повышенное давление. Этот тип компрессора является наименее эффективным по нескольким причинам.
- Они большие и тяжелые.
- Они создают прерывистый поток воздуха, в результате чего эффективность наполнения двигателя постоянно меняется.
Модели с двумя роторами имеют два ротора, похожие на червячные шестерни. Они обеспечивают движение воздуха в камере сгорания. Общий принцип работы этих компрессоров в целом такой же, как и у вращающихся моделей. Однако здесь воздух уже сжат в компрессоре благодаря конической форме ротора и узким воздушным карманам. Поэтому они более эффективны — воздушный поток практически не снижается из-за более высокого давления самого вентилятора.
Центробежные компрессоры — самые эффективные из существующих на сегодняшний день компрессоров. В большинстве случаев они используются для повышения давления воздуха в системе. Рабочее колесо, установленное в корпусе турбины, вращается со скоростью до 60 000 об/мин, создавая высокую центробежную силу. Воздух выходит из компрессора с высокой скоростью и низким давлением, а затем подается в диффузор. Здесь скорость потока уменьшается, а давление увеличивается. Еще одним важным преимуществом компрессора этого типа являются его компактные размеры. Центробежные компрессоры устанавливаются в версиях с наддувом на небольших автомобилях. Однако их преимущества очевидны и в более крупных моделях.
Читайте также: как увеличить мощность двигателя: общие методы.
Некоторые модели оснащены ручками для переноски и кронштейнами для устойчивости. Многие производители расширяют функциональность своих устройств, выпуская вместе с компрессором компоненты и адаптеры.
Портативные электрические компрессоры.
Это практичная альтернатива механическим насосам. Все водители должны регулярно подкачивать колеса своих автомобилей. Большое количество шиномонтажных мастерских и бесплатные приборы для проверки давления на заправочных станциях не исключают необходимости самостоятельно накачивать шины, если одно из колес вдруг спустит на дороге. Автовладельцы, которым приходилось работать у насоса в жаркие дни на пыльных дорогах, оценят преимущества использования автомобильного компрессора.
Как правило, все автомобильные компрессоры выполняют свою основную задачу — накачивают проколотую шину. Но насколько быстро он работает, сколько шума и тепла производит во время работы, как долго служит и какие дополнительные функции порадуют взыскательного покупателя.
Конструктивные особенности: диафрагма и поршневой механизм
Существующие типы автомобильных компрессоров основаны на двух основных различных типах нагнетателей (мембранных и поршневых).
На полках самых компактных и недорогих шинных инфляторов по цене ниже 1000 рублей потенциальные покупатели найдут различные модели мембранных компрессоров. Принцип действия этих устройств основан на вибрации мембраны, которая приводится в действие простым механизмом с электродвигателем. Кроме самого двигателя, другие детали и корпус этих компрессоров обычно изготавливаются из пластика. Основные характеристики указывают на ранний технический уровень этих устройств.
- Производительность: 3-10 литров в минуту.
- Максимальное давление: до 3-3,5 атм (Атм).
Мембранные компрессоры обычно недолговечны. Многие водители, начинающие с таких моделей, как правило, уже перешли на более современные поршневые устройства. Этот тип конструкции включает в себя цельнометаллические цилиндры, электродвигатели с редукторами и алюминиевые или стальные поршни с тефлоновыми уплотнительными кольцами. В этой категории существует множество компрессоров, различающихся по функциям и оснащению. Поэтому следует более подробно изучить типы продуктов, доступных для приобретения.
Для водителей, впервые столкнувшихся с необходимостью накачивать шины с помощью недавно приобретенного компрессора, неудивительно, что эти устройства шумят и нагреваются во время работы. Эти характеристики выбранного товара можно использовать для ознакомления с магазином с пробными функциями и сравнения полученных данных с другими моделями.
- Отопление. Поршень не может тереться о стенки цилиндра без выделения тепла. Таким образом, работающий компрессор будет нагреваться сильнее. Более дешевые модели, как правило, более горячие. Однако случайный контакт с корпусом не вызовет ожогов у владельца. Поэтому перед покупкой рекомендуется проконсультироваться с экспертом по поводу изделий, которые не так сильно нагреваются. Многие крупные устройства защищены от перегрева и возможного повреждения специальными блокирующими реле. Компрессоры останавливаются и запускаются только после того, как они охладятся до безопасной температуры.
- Уровень шума. Функция, непосредственно связанная с предыдущей функцией, — способность к перегреву. Если корпус быстро нагревается, это означает, что производитель не смог уменьшить трение поршня о стенки цилиндра. Как правило, такие модели более шумные, чем другие, но поршневая система — не единственный источник неприятного шума. Работа коробки передач сопровождается характерным и довольно громким ударным шумом. Качество этого механизма, соединяющего электродвигатель с приводным валом шатуна, практически идентично всем остальным характеристикам изделия.
- Способ подключения. Модели с начальной производительностью 30-35 л/мин для большинства пользователей обычно рассчитаны на работу от электросети автомобиля. Их шнур питания подключается к гнезду прикуривателя. Чтобы не перегружать проводку, компрессоры высокой производительности питаются непосредственно от аккумулятора. Для этого кабели устройств оснащены зажимами типа «крокодил». Хотя многие грузовики оснащены 24-вольтовым питанием, компрессор можно использовать только с 12-вольтовым питанием. Это не проблема, так как компрессор можно использовать только с 12-вольтовым источником питания. На таких грузовиках стандартный аккумуляторный блок устанавливается последовательно, чтобы его можно было подключить к одному из них.
Важно: При выборе компрессора обратите внимание на длину кабеля питания. К сожалению, некоторые модели недостаточно велики. В результате может быть очень сложно накачать одно из задних колес, если вы попали в сложную ситуацию на дороге. Лучше, если вы сможете найти в багажном отделении несколько кабелей, чтобы сделать временные удлинители.
- Манометры. Недоступный элемент конструкции автомобильных компрессоров. Как измерительный прибор, он требует поверки и клеймения измерений изготовителем. Важно осмотреть шкалу прибора. Обычно имеется два показания: ATM и PSI. Если основная и индивидуальная маркировки находятся в атмосфере (красный цвет), то устройство имеет номинальное значение 0,1 атм. Модели, не предназначенные для покупки, доступны не только в шкале PSI.
Длина гибкой трубы для подключения выхода устройства к колесу часто достигает 5-6 метров, но бывают неприятные исключения. С длинными трубами с большим давлением гораздо удобнее работать вблизи автомобиля. Убедитесь, что выбранная вами модель не очень короткая. Еще одна особенность: связки клапанов с колесными золотниками, как правило, имеют шлицы или резьбу, что наиболее надежно. При наличии вариантов предпочтителен последний вариант.
