Поршневой компрессор: советы по выбору

Недорогие компрессоры с небольшими ресиверами пользуются в России огромным спросом. Отзывы владельцев свидетельствуют, что очень часто стимулом к покупке служит не необходимость решения каких-то конкретных задач, а своеобразный аргумент в духе «чтобы было» (или «в хозяйстве сгодится»). Самое интересное, что ведь действительно пригодится — как правило, начинается всё с подкачки колёс автомобиля, потом вдруг начинаешь понимать, что компрессором удобно продувать фильтры или инструмент… а дальше уже ситуация развивается по нарастающей.

И вот здесь важно, прежде чем купить, адекватно оценить возможности техники. Компрессоры начальной категории мощности с ресиверами объёмом 20–25 литров годятся для эпизодических работ. Та же самая подкачка автомобильных шин или продувка рейсмусового станка вполне им по силам, работа с пневматическим гравёром, не слишком требовательным к расходу воздуха, — тоже. А вот с покраской забора или тем более целого дома сложнее. Расход воздуха у краскопульта слишком велик, и эти 20 литров он будет вырабатывать настолько быстро, что двигателю компрессора придётся «молотить» почти постоянно. Если аппарат оборудован тепловым предохранителем, то он будет регулярно отключаться. Если нет, то быстро выйдет из строя. Можно, конечно, работать и в вялотекущем режиме с частыми и длительными перерывами, но здесь тоже есть нюансы. Во-первых, нужно следить, чтобы краска не загустела в краскопульте при слишком долгом простое. А во-вторых, стоит хотя бы примерно оценить эффективность подобного подхода, учитывая и такой немаловажный фактор, как стоимость собственного времени — а не выгоднее ли просто купить более мощный агрегат с ресивером большего объёма?

Итак, формулируем первое требование к компрессору — перед покупкой убедитесь, что его возможности как минимум совпадают с вашими потребностями. В идеале лучше бы они (возможности) превышали эти потребности — небольшой запас мощности и производительности лишним никогда не бывает.

Как же рассчитать возможности компрессора и определить, какой именно подходит для тех или иных задач? Об этом и поговорим в статье… но сначала надо хотя бы кратко упомянуть, какими они вообще бывают, эти компрессоры.

Поршневые компрессоры. Их можно было бы назвать «классическими». Принцип работы заключается в сжатии воздуха при помощи поршневых цилиндров. Воздух через впускной клапан попадает в цилиндр, где сжимается и через выпускной клапан направляется в магистраль. Главные преимущества этой конструкции — простота и дешевизна, высокая ремонтопригодность и лёгкость обслуживания. Недостатки тоже есть: высокий уровень шума, наличие в системе изнашивающихся деталей, относительно небольшие производительность и ресурс. Из-за конструктивных особенностей поршневые блоки не могут работать непрерывно, им требуется периодический «отдых».

Поршневые компрессоры широко применяются для обеспечения работы пневматического инструмента, насосов, пескоструйного оборудования. Ресурс их зависит от исполнения блока и может составлять от нескольких сотен (для бытовых моделей) до нескольких десятков тысяч моточасов (для промышленных блоков).

Винтовые компрессоры сжимают воздух с помощью двух вращающихся винтов сложной формы. Им не требуются впускные и выпускные клапаны: они непрерывно всасывают воздух с одной стороны компрессора, а выпускают — с другой. Уровень шума у них гораздо ниже, чем у поршневых компрессоров (отсутствует шум от клапанов), а трение в винтовом блоке ниже, чем в поршневом, соответственно, меньше энергозатраты и ниже рабочая температура блока.

⇒ ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Подготовка воздуха для пневмоинструмента

Дальше в статье речь пойдёт в основном о поршневых компрессорах, винтовые пока оставим «за кадром», они востребованы на предприятиях, но не в частном хозяйстве или небольшой мастерской.

Так устроен рабочий блок поршневого масляного компрессора. Двигатель асинхронный, на его валу установлен коленчатый вал поршневого механизма. Отсюда и название — «компрессор с прямым приводом»

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Подобрать идеальную машину «на все случаи жизни» невозможно — слишком велик спектр работ, которые можно выполнить с помощью компрессора. Поэтому первым делом нужно определить их объём и примерный список используемого инструмента. В подавляющем большинстве случаев достаточно рабочего давления в 6–8 атм.

Новичок, впервые задумавшийся купить воздушный компрессор, выбирает обычно между моделями с объёмом ресивера в 24 и 50 литров, при этом не обращая особого внимания на остальные параметры. А напрасно, потому что даже объём ресивера не стоит оценивать по принципу «чем больше, тем лучше». Гораздо важнее учесть задачи, под которые берётся компрессор. Очень часто один и тот же приводной мотор и компрессорный блок могут ставить на ресиверы разного объёма. В таком случае в процессе выполнения одинаковой работы компрессор будет работать одинаковое время и производить одинаковое количество воздуха.

Если работать в постоянном режиме (например, красить дом), то разница в объёме ресивера будет не ощутима. А вот при периодическом использовании в течение дня ресивер большего объёма гораздо удобнее, потому что мотор реже включается для поддержания в нём необходимого давления.

Пожалуй, важнейший параметр, на который следует ориентироваться при выборе компрессора, — производительность, которую указывают в л/мин (для крупных агрегатов — в м /мин), с учетом условий всасывания (атмосферное давление, комнатная температура). Необходимую минимальную производительность можно прикинуть исходя из паспортных данных по расходу воздуха для инструмента или инструментов, которые предполагается использовать одновременно. Здесь очень важно не ошибиться — конечно, нерационально покупать большую и объёмную машину, если она не сможет проявить свой потенциал, но и выбор слишком маломощного компрессора приведёт к его постоянной работе без перерывов, повышенному износу и уменьшению давления ниже рекомендованного, что неизбежно скажется на качестве работ.

На практике обычно достаточно запаса производительности компрессора в 10–25 % по сравнению с расходом воздуха в инструменте, но и тут есть некоторые тонкости.

Пример компрессора, который по формальным признакам можно отнести к полупрофессиональным. Выступ на шатуне — это так называемый черпачок: при вращении коленвала он разбрызгивает масло, таким способом распределяя его по трущимся поверхностям поршневого блока

Для отечественного оборудования ГОСТ указывает производительность «по выходу», т. е. реально получающийся при работе объём сжатого воздуха, определённый экспериментально. За рубежом чаще используют производительность «по входу», т. е. объём воздуха за цикл перемножают на частоту циклов сжатия и включают в паспортные данные коэффициент производительности (Кпр). Для поршневых машин он составляет 0,5–0,8. Таким образом, поршневой компрессор производительностью «по всасыванию» в 300 л/мин реально сможет выдать на инструмент гораздо меньше — около 200 л.

Кстати, и подсчёт расхода воздуха инструментом у нас и за рубежом различается. В отечественном инструменте его определяют как количество воздуха, прошедшего через агрегат за минуту при полностью нажатом пусковом курке. В документации к импортному аппарату указывается величина, получаемая при его работе с учётом пауз при эксплуатации. И если, к примеру, для непрерывно работающего краскопульта или отбойного молотка эти цифры сходны, то у пневмогайковёртов по паспорту они могут отличаться в несколько раз. На самом же деле расход у примерно одинаковых моделей будет также примерно одинаков.

Ещё нужно принимать во внимание такой важный параметр, как коэффициент внутрисменного использования (Кви). Он определяет допустимый режим работы компрессорного блока. Кви зависит от исполнения и конструкции компрессора: чем выше его значение, тем дольше компрессор может работать без остановки «на отдых». Согласно российским стандартам применение компрессоров возможно в кратковременном (Кви = 0,15), непродолжительном (Кви = 0,5) и продолжительном (Кви = 0,75) режимах. Это не значит, что работать придётся с соответствующими перерывами, ведь в периоды простоя собственно компрессора воздух поступает в систему из ресивера, пока давление в нём не упадёт до минимально допустимого уровня. Вот поэтому при расчёте требуемой производительности необходимо учитывать Кви, иначе аппарат либо будет работать с перегрузкой, а в особо тяжёлых случаях — постоянно, не выдавая при этом требуемое давление, либо большую часть времени будет простаивать. Впрочем, Кви гораздо важнее при промышленном применении, в быту всё гораздо проще — один-два человека вряд ли смогут перегрузить машину, если, конечно, правильно подобрана её производительность.

Профессиональный компрессор с ременным приводом

В зависимости от класса выделяются бытовые, полупрофессиональные, профессиональные и индустриальные компрессоры, различающиеся уровнем исполнения, конструкцией, ресурсом, Кви и, разумеется, ценой. К бытовым обычно относят безмасляные поршневые одноцилиндровые компрессоры с прямым приводом и ресивером объёмом до 50 л. Поршневые кольца у них пластиковые, ресурс относительно невелик — несколько сотен часов, Кви обычно не превышает 0,2, производительность — до 300 л/мин по входу. Область применения — гараж, дача, небольшая мастерская.

К бытовым можно отнести и некоторые масляные компрессоры с металлическими поршневыми кольцами и алюминиевой гильзой цилиндра. Несмотря на скромные характеристики, такие модели весьма востребованы частниками: при нечастой работе и нормальном техническом обслуживании они служат годами.

Полупрофессиональные компрессоры оснащают системой смазки разбрызгиванием, у них исключительно металлические поршневые кольца и, соответственно, больше ресурс (до 1000 моточасов).

Как бытовые, так и полупрофессиональные модели развивают рабочее давление не более 8 атм. и рассчитаны на одновременную работу с одним-двумя инструментами.

Профессиональные компрессоры предназначены для длительной работы в условиях предприятия, следовательно, ресурс, исполнение и цена у них значительно выше.

К профессиональным относятся многие агрегаты с одно- и двухступенчатым сжатием воздуха, рабочим давлением 7–15 атм., ременным приводом, различными объёмами ресиверов, часто ещё и в шумопоглощающем кожухе. Некоторые производители выпускают двухголовочные компрессоры, использующие два компрессорных блока на общем ресивере.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ, ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ: ОСОБЕННОСТИ

Ресурс компрессора и безопасность работы во многом зависят от подготовки агрегата, правильного обслуживания и своевременного устранения неисправностей. Рассмотрим эти особенности на примере наиболее популярных в быту поршневых мобильных компрессоров.

Перед работой компрессор должен быть установлен в сухом и чистом месте. Безмасляные аппараты ставят в любом положении, масляные — только на ровной горизонтальной поверхности. Перед первым запуском и после долгого перерыва рекомендуется открыть выпускной кран и дать машине поработать вхолостую несколько минут для распределения смазки и приработки трущихся деталей. Затем можно начинать работу.

После первых 5–10 часов наработки необходимо протянуть крепёжные соединения и сменить масло, дальнейшие замены проводятся в соответствии с инструкцией, но не реже раза в год. Время от времени следует разбирать и продувать воздушный фильтр — чем меньше будет сопротивление воздуха на входе, тем легче двигателю.

⇒ ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Компрессоры и пневматический инструмент: классификация, советы по выбору и эксплуатации, досье производителей

Практически всегда для бытовых машин в качестве фильтрующего элемента используется поролон, так что особых трудностей эта операция не доставит. Последняя, часто требующаяся операция — слив конденсата. При сжатии воздуха из него выпадает влага, которая в основном остаётся в ресивере. Если нет автоматического конденсатоотводчика, примерно раз в неделю (при ежедневной работе) нужно отключать аппарат, открывать воздушный кран (чтобы сбросить давление в ресивере), откручивать пробку и сливать накопившийся конденсат — воду с частицами масла и продуктами износа компрессора.

В аналогичном уходе, вообще-то, нуждается вся пневмосистема: ей требуется периодическое обслуживание фильтров, систем очистки воздуха и иногда смазка используемого инструмента.

Компрессоры с ременным приводом требуют периодической проверки и регулировки натяжения ремней. При работе не следует превышать допустимых значений Кви — это приводит к усиленному износу трущихся деталей.

На многих компрессорах, кроме самых простых бытовых, есть датчик перегрева головки, но лучше не доводить ситуацию до его срабатывания. Следует учитывать температуру окружающей среды: чем она выше, тем меньше должно быть время непрерывной работы. И конечно, для лучшего отвода тепла надо держать рёбра охлаждения цилиндра в чистоте: грязь на них очень затрудняет охлаждение.

Почти чёрная субстанция на дне — масло, залитое в компрессор на заводе-изготовителе в Китае. Возможно, для более тёплого китайского климата оно и годится… ну, или производитель считает, что годится. Но в условиях России, да ещё зимой, это масло проявило себя «во всей красе». При попытке включить компрессор зимой обороты двигателя были гораздо ниже номинальных — масло загустело. К каким-то фатальным последствиям это не привело, его вовремя поменяли

Владельцы масляных компрессоров сталкиваются также с проблемой выбора подходящего масла. Здесь можно дать несколько рекомендаций.

Во-первых, ни в коем случае не использовать автомобильное. Причина, как обычно, в том, что автомобильное моторное масло не рассчитано на условия работы, характерные для компрессоров, например у незначительно более высокая зольность (в десять и более раз выше). Надо сказать, что даже в сервисных центрах порой заливают обычную автомобильную «минералку», обосновывая это тем, что узел конструктивно устроен точно так же, как и автомобильный мотор, и моторное масло здесь должно работать нормально. При этом забывают одну существенную деталь: в автомобильном двигателе масло работает при гораздо более высокой температуре, чем в компрессоре. Отсюда следует, что масло для компрессора должно быть менее вязким. Правильно подобрать масло по вязкости очень важно — оно должно быть не слишком жидким и не слишком густым. Излишне жидкое приведёт к тому, что профессионалы называют «стучать по цилиндру» — когда поршень касается стенки цилиндра (в нормальных условиях его от этого удерживает именно масло).

Излишне густое усложнит запуск при низких температурах и приведёт к ускоренному износу двигателя и деталей компрессора. Так что вязкость масла надо подбирать в соответствии с инструкцией. Но и тут есть «скользкий момент». В маркировке масла на вязкость указывает параметр ISO. В инструкциях часто встречается рекомендация летом применять масло с индексом ISO 100, а зимой — ISO 68, т. е. брать на зиму более жидкое. Обоснование обычно не приводится, и мало кто знает, что эти рекомендации относятся к минеральному маслу, которое густеет при низких температурах, а полусинтетику или синтетику можно считать всесезонным маслом. И ещё один контраргумент против «минералки» — у неё меньше ресурс до замены, так что в итоге даже при меньшей стоимости оно обойдётся дороже.

С новым маслом двигатель заработал гораздо веселее — по звуку было понятно, что нагрузка на него резко снизилась

Говоря о масле, стоит упомянуть вот ещё о чём. Даже если в купленном компрессоре уже есть масло, и даже в достаточном количестве — это не повод расслабляться. Ну да, как правило, это действительно масло… вот только какое? По консистенции оно порой напоминает кисель, слишком уж вязкое, даже в летнюю жару. А во что оно превратится на морозе? Не удивляйтесь, если при попытке включить компрессор зимой он вместо бодрого тарахтения вдруг начнёт издавать натужное «пых-пых-пых». Это означает, что ему и хотелось бы крутить вал с той скоростью, на которую он рассчитан, но преодолеть сопротивление вязкой субстанции, которая по консистенции ближе к клею «Момент», сил не хватает. Через какое-то время масло слегка прогреется, -станет более текучим, и двигатель заработает в нормальном режиме. Но не обольщайтесь: если такие сверхнагрузки будут частыми, техника долго не выдержит. Если вы не уверены в происхождении масла, лучше сразу же поменять его.

Если говорить о типичных ошибках пользователей компрессоров, приводящих к поломке, то самая распространённая, как обычно, связана с патологическим нежеланием читать инструкцию до того, как что-либо сломалось. Причём очень часто этим грешат сотрудники магазинов, продающих такую технику, что звучит вовсе уж парадоксально. Суть вот в чём — практически любой, даже самый маленький и лёгкий компрессор снабжён колёсами. Обычно они упакованы отдельно, это позволяет немного уменьшить габариты упаковки. В инструкции к масляному коаксиальному компрессору содержится чёткое и однозначное требование заливать масло только после установки колёс. Причина проста: если нарушить это требование, то агрегат будет стоять под уклоном, масло стечёт к задней части картера поршневого механизма, а под самим шатуном будет сухо. Даже недолгая работа в условиях масляного голодания неминуемо приведёт к поломке шатуна. Что делают продавцы? Открывают коробку с целью провести предпродажную подготовку… инструкций не читают, колёса, естественно, не ставят (а зачем терять время?). Выливают в картер ёмкость с маслом, идущую в комплекте к компрессору, смотрят на окошко, в котором виден уровень масла: «О, его даже много — отлично, запускай»! Напоминаем — компрессор стоит под уклоном, как раз та сторона, где расположено смотровое окно, ниже. Если уж запускать агрегат на проверку, то надо проверить не только включение двигателя, но и работу прессостата — отключается ли мотор при достижении максимального давления и включается ли снова при падении давления в ресивере до минимальной отметки. Два-три таких цикла в режиме «всухую», без смазки — и всё, привет сервисному центру.

НЕИСПРАВНОСТИ ПНЕВМООБОРУДОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТА

Обнаруженное место утечки — «травит» явно между ресивером и пробкой. Устранить эту неисправность не всегда легко, пробка порой бывает закручена намертво

Чаще всего встречается утечка воздуха из системы. Место утечки обычно легко найти по характерному шипению. Ремонт (восстановление герметичности) несложен, но его лучше не откладывать, ведь для восполнения улетучившегося воздуха компрессору придётся работать больше.

Иногда пользователи сталкиваются с отказами электромоторов. Чаще всего причина кроется не в моторе, а в сетевом проводе, вилке или розетке электросети. Для трёхфазных моторов опасно исчезновение одной фазы — при этом двигатель быстро выходит из строя. Впрочем, двигатель — достаточно надёжный узел, при нормальном напряжении и токе его ресурс больше, чем у компрессорного блока.

Основной неисправностью компрессорного блока является уменьшение подачи воздуха. Причин этому несколько.

Проскальзывание ремня (при ременном приводе), пониженные обороты двигателя (большая нагрузка, низкое напряжение), зависание или негерметичность клапанов, наконец, обычный износ. В случае износа или проблем с клапанами потребуется серьёзный ремонт, иногда проще поменять весь блок в сборе. Но обычно достаточно заменить несколько деталей, чтобы продлить на некоторое время ресурс агрегата.

Распространённой причиной выхода блоков из строя считается гидроудар. Если внутрь камеры сжатия вместо воздуха попадёт несжимаемая вода (такое возможно, к примеру, при работе под сильным дождем), это приведёт к разрушению деталей шатунно-поршневой группы. Здесь простым ремонтом уже не обойтись, потребуется переборка всего блока.

И последнее, что может выйти из строя, — реле давления (прессостат). Наиболее опасен его отказ на отключение, на этот случай все ресиверы оснащают предохранительным клапаном. Если прессостат не сработает, при превышении допустимого давления откроется клапан, и воздух будет со свистом выходить из ресивера. Двигатель в такой ситуации не отключается, поэтому при срабатывании клапана нужно «вырубить» компрессор и начать разбираться с причиной поломки.

⇒ ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Пневматический инструмент: ликбез, рекомендации по выбору, отзывы

Редакция выражает признательность
Светлане Бузовой, начальнику
регионального отдела сервисного
центра компании «ЛИТ Трейдинг»,
за помощь в подготовке статьи

Статья опубликована в выпуске журнала «Инструменты» серии «Потребитель» №11’2012

Авторы: Максим Грибоедов, Алексей Меснянкин