На основе своего опыта и знаний расскажу о компрессорах и о том как сделать правильный выбор при их покупке. Наиболее всего эти советы помогут тем кому они нужны для мастерской или гаража. Сразу уточню речь будет идти только о маслосмазываемых компрессорах способных создавать давление выше 8 атмосфер.
Классификация компрессоров.
По способу сжатия воздуха.
Они делятся, на: поршневые, винтовые и турбокомпрессоры.
При одинаковой мощности поршневые самые дешевые и экономичные как по производительности воздуха в пересчете на киловатт энергии, так и по цене ремонта и их покупки. Они наименее требовательны к чистоте воздуха на всасе (входе).
Винтовые обычно советуют для замены поршневому они дешевле турбо и меньше поршневых, но по экономичности они хуже поршневых примерно на 20%. Обладают значительно меньшими габаритами и шумом по сравнению с поршневыми.
Турбокомпрессоры самые производительные, но при этом они намного дороже поршневых. Применяются только на крупных промышленных объектах: цехах, заводах, фабриках и т.д.
По типу привода:
Прямой привод.
С прямым приводом представлены как самые дешевые (стоят до 25тыс. рублей и только поршневые) так и довольно дорогие (от 100 тыс. рублей) компрессоры. Используются на компрессорах с любым видом типов сжатия.
Для дешевых это упрощение конструкции за счет отказа от ремня, шкивов, шпонок, вала и т.д. Для дорогих более высокий механический К.П.Д. по сравнению с остальными из за отсутствия шкивов и ремней.
Прямой привод предъявляет более высокие требования к качеству изготовления деталей, конструкции, балансировке ЦПГ и ротора электродвигателя. Он требует наличия тихоходных электродвигателей и(или) высокого качества изготовления и балансировки деталей .
При быстроходном электродвигателе (применяемых на недорогих моделях). Из-за недостаточной точности сборки, балансировки, качества изготовления деталей - для таких высоких оборотов. Происходит более быстрый износ.
При включении такой компрессор не оснащенный системой мягкого пуска испытывает высокие ударные нагрузки на свои механизмы (подшипники, коленвал и т.д.). Поэтому желательно наличие защитных механизмов от перегрузки в виде пусковых, предохранительных и противопомпажных клапанов, систем частотного регулирования с мягким пуском. Что значительно поднимает стоимость компрессора. И на сегодняшний момент применяется только в промышленном оборудовании.
На бюджетных вариантах тихоходных двигателей и(или) защитных систем даже у именитых производителей не применяется. За счет чего, в сравнении с компрессорами имеющими ременную передачу, они быстрее изнашиваются и выходят из строя.
В дальнейшем компрессоры с прямым приводом, по мере удешевления производства деталей высокого класса точности и снижения цены на двигатели с частотным управлением вытеснят компрессоры с ременным приводом. За ними будущее, но не сейчас.
Ременный привод.
На данный момент времени является наиболее оптимальным типом привода по соотношению цена/качество для частных мастерских и гаражного использования.
К его достоинствам можно отнести:
- Защита от перегрузки. В случае ее превышения ремень провернется или его порвет. Предохранив более дорогие детали от повреждения.
- Качество балансировки ротора электродвигателя не сказывается на долговечности работы головки компрессора. Гибкий ремень сглаживает вибрации.
- Не требуется наличия тихоходного двигателя. Скорость вращения можно уменьшить за счет подбора размеров диаметров шкивов. Что положительно сказывается на долговечности работы деталей компрессора.
Имеются и недостатки:
- Более низкий механический К.П.Д. потери до 30% мощности. Ремень имеет свойство проскальзывать плюс "паразитное" трение о реборды шкива.
- Требуется периодическая подтяжка и замена ремня.
- Дополнительная нагрузка на подшипники от натяжения ремня (требует наличия более дорогих подшипников).
Привод через муфту.
По своим качествам он стоит посередине между прямым(дорогим) и ременным. Как по механическому К.П.Д., защите от перегрузок так и по стоимости покупки и эксплуатации. Все зависит от типа установленной муфты: зубчатая, прямая, цепная, кулачковая, фрикционная, комбинированная и т.д. В широкой продаже таких компрессоров пока нет. Но никто не мешает применять их на самоделках.
По типу охлаждения:
воздушные, жидкостного охлаждения, комбинированные.
Воздушное охлаждение: самое простое и дешевое, но при нем невозможно обеспечить равномерный отвод тепла от всех деталей. Поэтому у компрессора с ним будет самая маленькая масса габаритная производительность.
Жидкостное охлаждение: за счет более быстрого и равномерного отъема тепла помогает достичь максимальных характеристик масса/габаритной производительности. Но при этом оно намного сложнее воздушного, требует жидкостного насоса, радиатора и т.д. Обычно используется только в промышленности. Также нашел применения в воздушных тормозных системах различного транспорта грузовые автомобили, поезда и т.д.
Для мастерских на основе компрессоров от грузовых автомобилей можно выполнить неплохие самоделки. Которые по надежности намного лучше того что сейчас предлагается в магазинах.
Главное достоинства компрессоров с жидкостным охлаждением возможность непрерывной работы без перегрева. Благодаря чему объем ресивера такой компрессорной установки может быть любым.
По типу смазки:
- Смазка окунанием с разбрызгиванием наиболее простая и поэтому дешевая и смазка под давлением. Подшипники работают в режиме полужидкостного трения.
- Смазка под давлением помогает значительно увеличить срок службы подшипников скольжения за счет создания более устойчивой и толстой масляной пленки, возможности создать в подшипниках жидкостное трение и обеспечить отвод тепла от трущихся деталей, но требует наличия маслонасоса.
По количеству цилиндров на каждую ступень сжатия:
одно-, двух- и многоцилиндровые компрессоры. Увеличение количества цилиндров помогает сгладить пульсации(скачки) давления компрессора. Чем больше цилиндров тем лучше, но дороже.
По количеству ступеней сжатия:
Благодаря увеличению количества ступеней сжатия компрессора Повышается его производительность более эффективно чем только при увеличении количества его цилиндров. При выборе надо понимать разницу между этими двумя понятиями. В массовом сегменте используются только компрессоры с одной ступенью сжатия.
По объему ресивера.
Тут принцип простой чем больше тем лучше. Увеличение объема ресивера помогает увеличить расход воздуха подаваемого потребителю на величину большую чем производительность компрессора. Уменьшить и сгладить амплитуду пульсаций(скачков) давления. Но существует одно но. Есть опасность выхода компрессора из строя из за перегрева. Т. к. чем больше объем рессивера тем дольше требуется работать компрессору для его наполнения. Поэтому компрессор должен быть способен отработать критически не перегреваясь хотя бы на время нужное для накачки ресивера.
Другими словами увеличение объем ресивера не решит проблему производительности воздушной системы без соответствующего компрессора.
По способу изготовления:
Самодельные и заводские.
Более подробно о самодельных компрессорах:
- Вариант №1 за основу берется голова компрессора заводского производства к ней электродвигатель, газовый баллон и собирается все вместе. Способ хорош только если у вас по какой то причине есть компрессорная голова или электродвигатель. Иначе дешевле будет купить заводской.
- Вариант №2 за основу берется 4-х тактный двигатель внутреннего сгорания и переделывается под компрессор. На выходе получается компрессор с жидкостной системой охлаждения и принудительной системой смазки и хорошим ресурсом. Для гаража могут подойти двигатели от мотоцикла Урал (воздушное охлаждение) или двигатель от автомобиля Ока (жидкостное охлаждение).Такие компрессора могут работать непрерывно. С ними уже можно использовать ресивер любого объема.
- Вариант №3. Использовать компрессоры от тормозных систем грузовиков + масло- и жидкостные насосы+ вентилятор и радиатор к нему. Получается компрессор с комбинированной или жидкостной системой охлаждения и принудительной системой смазки с возможностью непрерывной работы. И вытекающими отсюда плюсами, описанными в выше в данной статье. При сравнении с ременным компрессором, такой вариант окажется более долговечным. Он может работать непрерывно так как не боится перегревов. При этом нагрузка на электросеть меньше, а отношение количества потребляемого электричества к количеству вырабатываемого воздуха у него лучше. Ведь при достаточно объемном ресивере он работает непрерывно без пусковых перегрузок.
Полезные опции для гаражных компрессоров.
- Пусковой (стартовый, разгрузочный) клапан компрессора.
При пусках электродвигателю компрессора требуется преодолеть быстро нарастающее сопротивление сжатого в ресивере воздуха. Основная причина почему он может не включится. Особенно при слабой электросети с пониженным напряжением. Для борьбы с этим явлением между нагнетанием (выходом) компрессора и его обратным клапаном устанавливают пусковой клапан. Это позволяет повышать давление перед компрессором более плавно и значительно уменьшить динамическую нагрузки на компрессорные узлы.
Принцип работы стартового клапана.
При первоначальном пуске компрессора клапан открыт. После запуска избыточное давление в воздухопроводе от выхода компрессора до обратного клапана нарастает более медленно за счет стравливания части сжатого воздуха через открытый стартовый клапан. Но оно нарастает и при достижении определенной величины стартовый клапан закрывается полностью. Это позволяет запускаться электродвигателю и набирать обороты без высокой пусковой нагрузки (аналог режима холостого хода). При остановке компрессора давление закрывающее этот клапан исчезает и он открывается. При последующем включении компрессора цикл повторяется.
Более простой способ разгрузить двигатель при пуске, сделать маленькое дроссельное отверстие в воздуховоде между компрессором и обратным клапаном. Но при этом придется смирится с потерями воздуха. Размер отверстия напрямую зависит от производительности компрессора и подбирается опытным путем.
- Дополнительный выход у ресивера.
Наличие у ресивера, дополнительного выхода позволит без проблем подключить еще один ресивер.
- Наличие частотного регулирования у электродвигателя.
Позволяет регулировать обороты двигателя без лишних потерь электроэнергии и крутящего момента и обеспечивать его мягкий запуск . У аппаратов ценой до 120000 рублей я его не встречал.
__________________________________________________________________________________________
Рейтинг фирм производящих компрессоры.
На рынке огромное количество фирм занимающихся компрессорным оборудованием. И качество их изделий сильно разнится. Для себя я составил рейтинг нескольких из них, расположенных по убыванию качества и цены.
- Высшая лига. Отличаются высоким качеством и ценой. Аtlas Copco, Ingersoll Rand.
- Выше среднего. Хорошее качество. Хватающего в большинстве работ с лихвой не только для СТО. Abac, CHICAGO PNEUMATIC, Бежецкий компрессорный завод.
- Средняя лига. Качественные компрессора которых вполне достаточно для СТО, гаражей, мастерских и домашнего использования. Фирма: Remeza/Fiac/AirCast, NORDBERG и похуже Metabo.
- Голимый китай. Качество на троечку. Fubag, Зубр, Aurora, Inforce и многое другое.
- Но нейм.
__________________________________________________________________________________________
Выводы.
В результате обзора можно сделать вывод: оптимальным выбором гаражного компрессора по критерию цена/качество на данный момент является поршневой компрессор, со смазкой окунанием и разбрызгиванием. С принудительным воздушном охлаждении. Если есть возможность подключения к сети 380 вольт лучше выбирать двигатель с этим напряжением.
- С прямым приводом (дешевые модели) для накачки колес, покраски стен, продувки небольших деталей и редкого использования.
- С ременным приводом и расходом на выходе 300-500 литров в минуту для работ с гайковертами, покраски кузовных элементов. Расходом выше 500 литров в минуту покраски, работой пневмоболгаркой и пескоструйки. Для пескоструйки лучше если расход 1000 литров в минуту.
Для тех кто финансово не ограничен и мало места в гараже можно присмотреться к винтовым.
Модели для гаражного использования в будущем думаю станут с прямым приводом и частотным регулирование оборотов электродвигателя. Пока они достаточно дороги.
Для себя я выбрал компрессор фирмы Remeza с ременным приводом, пусковым клапаном, ресивером 50 литров и электродвигателем 220 вольт. Присматривался к Бежецкому, но у данного производителя модели только с электродвигателями на 380 вольт. При наличии сети 380 вольт выбрать лучше Бежецкий компрессор.
Полезные советы по устройству пневмосистемы.
- Для работы можно использовать кислородные шланги. Они обойдутся дешевле хороших воздушных.
- Елочку для кислородных шлангов нужно брать на 1 мм больше чем диаметр его отверстия.
- Червячные хомуты желательно чтобы были изготовлены с двухсторонней накаткой, а не просечкой. Они меньше повредят шланг. Односторонняя накатка тоже не желательна.
- Вместо компрессорного масла можно использовать масло для двигателей внутреннего сгорания. Их характеристики очень схожи. Благодаря такой замене компрессор можно будет без проблем запускать при минусовых температурах. Индекс вязкости (температурный диапазон в котором масло остается с одинаковой вязкостью) моторных масел выше компрессорных. Такой показатель как температура вспышки обычно тоже. Да и цена из-за более массового распространения ниже. На работе сервисные специалисты по компрессорам занимались и обратным процессом заливая в свои Жигули компрессорное масло.
Здесь конечно дано описание далеко не всех довольно многочисленных конструкций компрессоров и устройств используемых в них. Например: байпасных клапанов и регулирование им производительности компрессора, синхронных двигателей, оппозитников, дроссельном регулировании, крейцкопфных компрессорах, зачем нужен противопомпажный клапан, прямоточный клапан и т.д. Так как нет особого смысла описывать их в этой статье. Ввиду отсутствия их применения в условиях гаражных мастерских и СТО.
__________________________________________________________________________________________
Полезные ссылки:
Ссылки на мои статьи:
- Организация системы подготовки воздуха в гараже.
- Гайковерты для гаражных мастерских. Импульсные гайковерты.
- Доработки воздушного компрессора.
Ссылки из других источников:
- Нет, не Norma! — проверку не прошел каждый второй. - тесты червячных хомутов от журнала За Рулем.
_____________________________________________________________________________________