Андрій Новицький, Сергій Карабиньош, канд. техн. наук, доценти, Андрій Засунько, асистент, Юрій Новицький, студент, НУБіП України
Компресор – пристрій, який перетворює механічну енергію двигуна в енергію стисненого повітря та нагнітає його в інші агрегати пневматичної системи автомобіля чи трактора.
Компресор необхідний для роботи гальмівної системи автомобілів і тракторів. Він також забезпечує надходження й створення тиску повітря в пневматичній гальмівній системі автомобіля. На автомобілях із пневматичними гальмівними системами застосовують двоциліндровий поршневий компресор одноступінчастого стиснення. У більшості тракторів та автомобілів він кріпиться на правій головці блока циліндрів, і приводиться в дію пасом від шківа колінчастого вала двигуна. У тракторів сімейства МТЗ одноциліндровий компресор із повітряним охолодженням встановлений на кришці розподільних шестерень двигуна, й отримує привод від шестерні паливного насоса.
На тракторах тягового класу 0,6, 0,9, 1,4 та 2,0 застосовують одноциліндрові компресори, в яких стиснене повітря витрачається, головним чином, для забезпечення роботи гальмівної системи причепів. Наприклад, на тракторах типу МТЗ-80, ПМЗ, Т-40А та їх модифікаціях використовують уніфіковані одноциліндрові компресори повітряного охолодження. На колісних тракторах класу 3 і вище – двоциліндрові компресори водяного охолодження з клинопасовим або шестеренним приводом. Пневматична система тракторів Харківського тракторного заводу подібна до системи тракторів типу МТЗ-80, але з відведенням стиснутого повітря до підсилювача привода зчеплення і до склоочисника.
Із різних причин у процесі експлуатації поршневих компресорів можуть виникати несправності та відмови (найчастіше механічні експлуатаційні).
До першого типу несправностей відносять забруднення повітряного фільтра, проявами якого є поверхневе і внутрішнє забруднення фільтрувального елемента. Основною причиною цього є порушення вимог до умов експлуатації, наявність у повітрі пилу, залишків фарби, абразивних часток тощо. Наслідком несправності є зниження продуктивності компресора, перегрівання, і як наслідок – передчасне спрацювання циліндро-поршневої групи (ЦПГ) компресора.
Характерною несправністю компресора може бути механічне пошкодження повітряного фільтра, що проявляється в порушенні цілісності фільтра або фільтрувального елемента (обламування, тріщини чи пробивання). Основною причиною несправності є недотримання умов експлуатації, зберігання чи транспортування. Дефект виникає внаслідок потрапляння часток пилу, аерозолів фарби у клапанний вузол та в циліндри компресора, забруднення клапанів, каналів клапанної групи, спрацювання стінок циліндрів, поршнів, закоксовування та подальшої втрати рухливості кілець, тобто їх залягання, забруднення оливи (окислення й старіння), забруднення стисненого повітря та порушення режиму змащування. Несправність проявляється перегріванням, зниженням компресії й граничним спрацюванням ЦПГ, а отже – механічним руйнуванням деталей ЦПГ, тобто задирки на поверхнях циліндрів, спрацювання підшипників ковзання, руйнування кілець, заклинювання поршнів, згинання та обривання шатунів.
Варто звернути увагу на особливості змащування поршневих компресорів, а також на вимоги щодо функціонування цієї системи. Олива має бути обов’язково компресорною, оскільки у такій оливі на порядок менша зольність порівняно з моторними. Потрібно заливати рекомендовану заводом-виробником компресорів оливу, контролювати необхідний її рівень, а також проводити заміну відповідно до нормативно-технічної документації.
Другий тип несправностей – це відмова внаслідок недбалої експлуатації або ж недотримання режиму роботи компресора. Слід зазначити, що режим роботи компресора повторно-короткочасний, із тривалістю вмикання у роботу до 60%, за тривалості одного циклу від 6 до 10 хвилин.
Технічне обслуговування компресора
Під час технічного обслуговування компресора необхідно перевіряти зусилля затягування гайок кріплення компресора до двигуна. Для автомобілів через кожні 100 тис. км пробігу, а для тракторів під час проведення ТО-3 потрібно зняти головку компресора для очищення поршнів, клапанів і сідел. Клапани, які не забезпечують герметичність, притерті до сідел, але надто спрацьовані або пошкоджені слід замінити новими. Останні потрібно притирати з сідлами до моменту отримання безперервного кільцевого контакту під час перевірки.
За технічного обслуговування працездатний стан гальмівної системи перевіряють завдяки величині гальмівного шляху, тобто відстанню, яку проходить автомобіль чи трактор із моменту натискання на гальмівну педаль до повної зупинки. Відомо, що пневматичний привід не є абсолютно герметичним. Тому в системах із пневматичним приводом зниження тиску повітря за непрацюючого компресора допускається не більше ніж на 0,03 – 0,05 МПа від номінального значення протягом 30 хв за вільного положення органів керування, або протягом 15 хв за повного введення їх у дію. Компресор саме і є тим агрегатом, який підтримує цей тиск у нормі. Під час виконання ТО-1 для автомобілів та під час ТО-2 для тракторів регулюють робочі й стоянкові гальма, а також натяг паса приводу компресора. Технічне обслуговування компресора полягає у періодичній перевірці його герметичності й кріплення. Видалення нагару з поверхонь головки, поршня, клапанів та повітряних каналів компресорів тракторів слід проводити під час ТО-3.
Однією з головних умов працездатного стану гальмівної системи із пневматичним приводом є підтримання в ній необхідного тиску повітря. Перед рушанням з місця тиск повітря, який має забезпечувати компресор, повинен бути не менше як 0,45 МПа, а під час роботи – не менше як 0,55 – 0,60 МПа для тракторів та 0,60 – 0,65 МПа для автомобілів.
Слід зазначити, що на практиці компресор перевіряють зазвичай лише на продуктивність. Як основний критерій оцінки продуктивності компресора беруть до уваги тиск стисненого повітря, що створюється компресором у резервуарі, з якого повітря випускається в атмосферу через тарований отвір (дросель). Компресор має створювати у повітряному балоні, що має сполучення з атмосферою через дросель діаметром 1,6 мм і завдовжки 3 мм, тиск не нижче як 0,6 МПа.
Кількість оливи в повітрі, що подається компресором, визначається таким чином: на відстані 50 мм від торця випускного штуцера встановлюють екран із паперу, який не поглинає оливу (наприклад калька). За частоти обертів колінчастого вала, близькій до максимальної, визначається створювана на цьому екрані за 10 с масляна пляма. Її діаметр не має перевищувати 20 мм. Під час перевірки компресора не допускається наявність сторонніх шумів, скреготу та інших звуків, які свідчать про несправності. Показником нормальної роботи компресора є також оливопропускна здатність та кількість оливи, що проходить через компресор із примусовим мащенням. Для компресорів автомобілів КамАЗ – ця кількість не має перевищувати 750 см3/хв за тиску оливи 5 кгс/см та його температурі 80°С.
Спрацьовані сідла впускного й нагнітального клапанів, а також спрацьовані клапани замінюють новими. Шпильки і гайки, що мають зрив нарізки більше двох ниток також варто замінити.
Головка циліндрів компресора
Головку блока циліндрів потрібно перевірити на герметичність і короблення. Герметичність повітряної порожнини перевіряється стисненим повітрям під тиском 1 МПа, рідинної порожнини – під тиском 0,4 МПа у водяній ванні. Не допускається зривання нарізки під установку пробок і гнізд нагнітального клапана. Спрацьовану поверхню площини розніму з блоком циліндрів слід фрезерувати до усунення пошкоджень. Допускаються кільцеві сліди завглибшки не більше як 0,2 мм від вироблення впускного клапана.
Блок циліндрів компресора
Компресори надходять у ремонт за спрацювання дзеркала циліндрів у інтервалі 0,15 – 0,20 мм. На ремонтних підприємствах відновлення циліндрів компресорів проводять декількома способами. Циліндри блока розточують під ремонтний розмір і встановлюють у них поршні й кільця ремонтних розмірів. Спрацьовані поверхні циліндрів також розточують із подальшим хонінгуванням. Овальність і конусність циліндрів після обробки не має перевищувати 0,03 мм. Для блока циліндрів компресорів встановлені два ремонтних розміри циліндрів.
За використання ремонтних розмірів та задля відновлення номінального розміру блока в умовах ремонтного виробництва може бути використано спосіб запресування чавунних гільз у блок компресора. Але практика свідчить, що цей спосіб може бути причиною 30 – 40% випадків виникнення браку циліндрів унаслідок руйнування перемичок. Крім того, вказаний спосіб потребує складного обладнання та введення номенклатури запасних частин.
Найпрогресивнішим способом відновлення циліндрів компресорів автомобілів є пластинування стальними стрічками 65Г або У8А. Від зміщення пластина утримується завдяки силі пружності її від згину і натягу під час запресування. Оптимальна товщина пластин для відновлення циліндрів компресорів становить 0,4 – 0,5 мм. Циліндри компресорів, відновлені в такий спосіб, забезпечують підвищення не лише ремонтопридатності, але й ресурсу в 1,5 – 1,8 рази.
Тріщини на стінках циліндрів недопустимі, а в інших місцях їх заварюють. Пошкоджені поверхні площини розніму з головкою і картером слід обробити до усунення відхилень від паралельності. Допускається зменшення висоти блока циліндрів до граничної, яка зазначена в нормативно-технічній документації на компресор.
Не допускається зрив нарізки в отворах під шпильки. Спрацьовану нарізку можна відновлювати методом установки спіральних вставок.
Відхилення від перпендикулярності поверхні циліндра відносно площини розніму з картером допускається не більше як 0,03 мм на довжині 100 мм.
Картер компресора
Допускається заварювання тріщини на картері компресора завдовжки не більше як 50 мм. Поверхні отворів під підшипники колінчастого вала відновлюють шляхом напиленням із наступною обробкою до номінального розміру. Непаралельність осі отворів щодо осі колінчастого вала має бути не більше як 0,03 мм. Для усунення пошкодження площини розніму картера з кришками колінчастого вала можна обробляти. Площину розніму з блоком також можна механічно обробити, аби позбутися дефекту.
Варто пам’ятати, що під час заміни поршневої групи компресора поршневі пальці, поршні та шатуни слід добирати за розмірними групами. До того ж деталі груп мають кольорове маркування. Шатуни, що мають вигин, виправити. Непаралельність отворів головки шатуна допускається не більше як 0,1 мм на довжині 100 мм.
Манжету передньої кришки та спрацьовані деталі заднього ущільнювача компресора під час ремонту доцільно замінити.
Випробування компресора
Випробування компресора проводять на спеціальному стенді за частоти обертів колінчастого вала 1200 – 1350 хв-1 та тиску оливи у системі змащування 0,12 – 0,25 МПа. Температура оливи має бути не нижче як 50°С. Під час роботи компресора протягом 4 – 5 хв у режимі холостого ходу потрібно перевірити на дотик і на слух температуру підшипників, шум підшипників, наявність стуку поршнів та поршневих пальців. Підтікання оливи недопустиме.
Після встановлення компресора на двигун (за потреби) слід відрегулювати за допомогою прокладок взаємне положення шківів вентилятора й компресора. Також варто перевірити та відрегулювати натяг приводного паса компресора.
Випробування компресора проводять у режимі холостому ходу і під навантаженням. Під час випробування компресора на холостому ходу на слух визначаються удари, заїдання, сторонні шуми, виконують приробіток деталей та складальних одиниць. Також перевіряють викидання оливи через клапанну коробку. Після обкатки на холостому ходу та усунення несправностей компресор випробовують під навантаженням за тиску в пневматичній системі 0,9 МПа протягом 5 хв. Потім перевіряють подачу стисненого повітря компресором.
Якість робіт із перевірки, технічного обслуговування та ремонту автотракторних компресорів пневматичних систем можна забезпечити в ремонтних майстернях, використовуючи відповідне обладнання й інструмент, користуючись інструкціями та нормативно-технічною документацією.
