Sprężarka powietrza

Jest podstawowym elementem układu pneumatycznego samochodów ciężarowych. Jej zadaniem jest sprężenie i utrzymywanie żądanego ciśnienia w zbiornikach powietrza. Źródłem energii niezbędnej do jej napędu jest silnik pojazdu, który poprzez koło zębate lub pasek klinowy napędza podzespół. W pojazdach o małym zapotrzebowaniu na powietrze bardzo często możemy spotkać kompresory z własnym elektrycznym napędem.

Odpowiednie parametry ciśnienia powietrza są niezbędne do właściwej pracy zaworów oraz siłowników układu pneumatycznego. Aby układ pneumatyczny pracował bezproblemowo powietrze nie może zawierać zanieczyszczeń. W tym zakresie podzespół współpracuje z blokiem przygotowania powietrza, którego zadaniem jest usunięcie ewentualnych drobnych zanieczyszczeń występujących w tłoczonym powietrzu, tj. oleju, wody oraz cząstek stałych. Wymagany zakres ciśnienia niezbędny do prawidłowej pracy siłowników hamulców oraz poduszek pneumatycznych utrzymuje tak zwany zespół zaworów, natomiast za ilościowe zabezpieczenie poszczególnych odcinków układu pneumatycznego w powietrze odpowiadają zbiorniki wyrównawcze o objętości zależnej od zapotrzebowania tego medium na danym odcinku.

Budowa

Konstrukcja sprężarek z którą najczęściej mamy do czynienia w pojazdach samochodowych jest typu wyporowego tłokowego. Ruch posuwisto zwrotny tłoków wytworzony w wyniku ruchu obrotowego wału korbowego oraz korbowodu powoduje zwiększenie ciśnienia w cylindrach.

W zależności od zapotrzebowania powietrza w układzie pneumatycznym, w odmianie tej występują kompresory jedno lub wielotłokowe z jedno lub dwu stopniowym systemem sprężania. Głowica jest integralną częścią każdej tłokowej sprężarki powietrza. Umiejscowiony w niej jest zespół zaworów ssących i tłocznych oraz bardzo często kanały instalacji chłodzenia. Najnowsze rozwiązania układów pneumatycznych zawierają specjalny układ zaworów, który sprężony pneumatycznie ze sprężarką powietrza steruje jej wydajnością uzyskując wymierne oszczędności poboru mocy.

Rodzaje sprężarek:

Podział ze względu na ilość tłoków:

Jedno-tłokowe

Dwu i wielotłokowe

Ze względu na konstrukcje systemu oszczędzania energii:

Tłoczkowe

Płytkowe

Sprzęgłowe

Ze względu na czynnik w systemie chłodzenia:

Powietrzne

Chłodzone płynem z instalacji chłodzenia silnika

Ze względu na sposób napędu sprężarki:

Pasek klinowy

Koło zębate

Zasada działania

Powietrze zasysane jest z układu filtra powietrza (wspólnego z silnikiem pojazdu). Należy wspomnieć, że istnieją rozwiązania w których filtr powietrza pracuje tylko dla sprężarki. Obieg powietrza w układzie pneumatycznym rozpoczyna się od zassania go w momencie ruchu tłoka w dół cylindra. Przy zwrocie kierunku tłoka powietrze jest sprężane . W tym momencie w wyniku zwiększonego ciśnienia powietrza zostaje zamknięty zawór ssący a jednocześnie otwarty zawór tłoczny, który pozostaje otwarty aż do osiągnięcia przez tłok górnego punktu zwrotnego. Tuż po zmianie kierunku pracy tłoka i jego ruchu w dół następuje zmniejszenie ciśnienia w cylindrze. W tym momencie zawór tłoczny zostaje zamknięty a powietrze które zostało przetłoczone do instalacji pneumatycznej zostaje odcięte. Następnie cykl ten jest powtarzany.

Powietrze w wyniku sprężania nagrzewa się. W celu zmniejszenia jego temperatury komora tłoczna w głowicy posiada zwiększoną powierzchnię odprowadzającą ciepło i dodatkowo jest chłodzona powietrzem lub płynem chłodzącym. Ważną role w schładzaniu powietrza odgrywa przewód łączący sprężarkę z zespołem zaworów i osuszacza. Odpowiednia temperatura powietrza dochodzącego do osuszacza skutkuje skutecznym oddzieleniem wilgoci z powietrza dostarczanego do układu pneumatycznego, dlatego tak ważną rolę odgrywa czystość powierzchni komory tłocznej głowicy jak również czystość samego przewodu. Aby skutecznie schładzać dostarczane powietrze, wiele przewodów zostaje specjalnie wydłużona poprzez ich spiralną konstrukcję. Należy pamiętać, że w wyniku zabrudzenia przewodu tłoczącego występują zwiększone opory przepływu, które dodatkowo zwiększają temperaturę powietrza.

Sprężarki powietrza najczęściej pracują przy obrotach do 3000 obr/min. wytwarzając ciśnienie rzędu od 6 do 16 bar

Najczęściej spotykane problemy podczas pracy sprężarek powietrza i ich możliwe przyczyny

Wysoka temperatura pracy:

  • zanieczyszczona głowica oraz przewód tłoczący powietrze
  • niewłaściwa regulacja zaworów

Zbyt mała wydajność:

  • wadliwa regulacja zaworów układu pneumatycznego lub ich nieszczelność
  • zanieczyszczone zawory sprężarki

Pompowanie oleju do układu pneumatycznego:

  • wytarty układ tłokowy w wyniku niewłaściwego smarowania
  • wytarty układ tłokowy w wyniku zasysania zanieczyszczonego powietrza
  • zły stan silnika (zagęszczony spalinami olej oraz nadmierne ciśnienie spalin w skrzyni korbowej silnika skutkuje niewłaściwą pracą pierścieni tłokowych sprężarki)