Поршневой воздушный компрессор — это устройство, которое используется для создания давления. По принципу работы он противоположен двигателю внутреннего сгорания. Но то, что для ДВС требуется масло, знают практически все. А вот о компрессорах такое сказать нельзя.
При этом возникают вопросы, как обслуживать поршневые компрессоры и какие смазочные материалы требуются для них? Подойдёт ли продукт для ДВС или требуются специальные составы? Разберёмся в статье.
Зачем масло в компрессоре?
Во-первых, необходимо понимать, что любое механическое оборудование нуждается в смазывании, иначе его ресурс очень быстро израсходуется, и оно сломается. Компрессоры работают по принципу обратному ДВС.
Если в двигателе вращение происходит за счёт давления, образовавшегося в цилиндрах в ходе сгорания воздушной смеси, которое с помощью коленвала передаётся на вал, то в компрессоре всё наоборот. В этом случае вращается вал, который приводит в движение внешний привод, а дальше уже начинают работать поршни в цилиндрах и создаётся давление.
То есть ДВС работает, чтобы запустить вал, а компрессор, чтобы создать давление.
Современные поршни в компрессорных установках изготавливают из материалов, которые имеют очень низкий коэффициент трения. Как правило, это тефлон или фторпласт.
При этом создаётся впечатление, что смазывание таким элементам вовсе не требуется. В тех же автомобильных компрессорах, отдельный смазывающий состав не используется. Но огромное значение имеет то, какой объём воздуха перекачивается. Когда газы сжимаются, выделяется энергия тепла.
То есть вся поршневая группа во время работы испытывает сильный нагрев. И чем выше создаваемое давление, тем больше тепла выделяется. Собственно, поэтому цилиндры и имеют рёбра воздушного охлаждения.
Так при чём же здесь масло? Оно имеет хорошую теплопроводность. Когда поршневая группа омывается масляным составом, он отводит некоторое количество тепла. Даже при минимальном коэффициенте трения присутствует нагрев.
Если агрегат будет работать без смазывания, метал раскалится, от температуры его может «повести», что нарушит геометрию. Помимо самих поршней и цилиндров, поршневая группа включает немало других составляющих: коленвал, шатуны, иногда редуктор и др. Все они требуют смазки для нормальной работы.
Для наглядности рассмотрим, как устроен поршневой компрессор:
Рис.1 Устройство поршневого компрессора
Свободное вращение коленвала обеспечивают подшипники. Без смазывания эти узлы в принципе не будут работать. У шатуна нет подшипников качения, вместо них установлены вкладыши. Но если смазки не будет, компрессор просто престанет работать через несколько минут после запуска.
Есть и другие конструкции поршневой группы, которые устанавливаются только в тех компрессорах, где гарантируется чистота нагнетаемого воздуха. В этом случае смазывающий состав требуется только для кривошипно-шатунного механизма. Однако эти агрегаты имеют гораздо меньшую производительность, поэтому менее распространены.
Подходит ли моторное масло для компрессоров?
Ответ на этот вопрос однозначный — не подходит. Этому есть несколько причин:
Масло для компрессорных установок должно быть более экологичным, то есть сертифицируется по другим стандартам.
Составы должны отвечать требованиям пожаробезопасности. При контакте паров смазки с воздухом не должна появляться опасность воспламенения, а при высоких температурах риск возгорания достаточно большой, если использовано неподходящее масло.
Компрессорное масло имеет принципиально другие характеристики вязкости.
Компрессорная установка может работать дольше, чем ДВС, а значит сроки регламентной замены смазывающего материала для неё будут другими.
Есть единые стандарты компрессорных масел, которых придерживаются все производители подобных агрегатов:
наименьшее коксовое число — если под действием температуры смазка разлагается, твёрдые осадки должны отсутствовать или составлять минимально допустимый объём;
повышенная проводимость тепла — обычное моторное масло имеет меньшие показатели теплопроводности, а значит не будет справлять с отводом необходимого объёма тепла;
сохранение физико-химических свойств масляного состава при повышении температуры и давления.
Особенности компрессорных масел
Основной параметр, определяющий тип масла для компрессора, — это температура нагнетания. Смазки делятся на 4 категории:
1 — щадящие условия эксплуатации при температуре до 160°С;
2 — стандартные условия при температуре до 180°С;
3 — тяжёлые условия при постоянной работе компрессорных станций, температура до 200°С;
4 — жёсткие условия, при которых допускается работа в агрессивных средах при температуре выше 200°С.
Есть и другие параметры, требуемые для конкретных типов компрессорных установок, их определяют производители. Существует несколько способов подачи масла к элементам агрегата, от которых также зависит тип смазки:
Подача под давлением с помощью форсунок. При этом замена смазки и пополнение её объёма происходит прямо во время работы агрегата. Вязкость состава должна соответствовать условиям эксплуатации, в том числе с учётом температуры окружающей среды.
Подача с использованием внутреннего шестерённого насоса. Такая система требует небольшой вязкости смазки, не требовательна к степени нагрева состава.
Разбрызгивание из масляной ванны картера. Специальных требований нет, подойдёт состав со стандартными характеристиками.
Рис. 2 Принцип работы поршневого воздушного компрессора
Основные требования
Ещё одним существенным параметром для компрессорных смазок является испаряемость. Она измеряется в ходе нагревания до рабочей температуры. В среднем, рабочий температурный режим достигается спустя 10-15 минут после включения агрегата.
Чем более жидким является масло, тем выше показатель его испаряемости. Поэтому производители смазывающих составов вынуждены использовать присадки для усиления вязкости.
Кроме того, масла для компрессоров должны иметь низкий коэффициент окисления. Долгие нагрузки приводят к тому, что внутри агрегата собирается нагар. Он оказывается на стенках цилиндров, что способствует возникновению царапин.
Износостойкость масла определяется его способностью сохранять свои свойства до момента замены по регламенту. Если характеристики ухудшаются, снижается работоспособность компрессора. То же касается кратковременных нагревов до максимальной температуры. После этого смазка не должна утратить своих базовых свойств.
Обязательным условием для компрессорного масла является добавление присадок, предотвращающих образование пены.
Кривошипно-шатунный агрегат работает по принципу миксера, поэтому присадки необходимы, чтобы масляный состав в картере взбивался, но пена не образовывалась.
Вне зависимости от производителя, смазка должна:
обеспечивать запуск оборудования при любых условиях окружающей среды;
снижать энергозатраты на эксплуатацию устройств;
исключать вероятность заклинивания трущихся пар при повышенных нагрузках;
предотвращать образование эмульсии.
Как выбрать компрессорную смазку?
Как правило, изготовители компрессоров выдают производителям смазочных составов сертификационные требования. После успешного прохождения испытания смазки получают соответствующие допуски на использование с конкретными агрегатами.
Некоторые производители компрессорных устройств в техническом паспорте изделий указывают, какие масла допущены к использованию с оборудованием. Если таких данных нет, необходимо сверить параметры допуска агрегата с данными, указанными на упаковке состава. Если они совпадают, продукт можно использовать.
Искать альтернативные варианты при наличии рекомендованных просто нет смысла. Компрессорные масла сейчас представлены в большом разнообразии и имеют доступную цену.
Поэтому ставить эксперименты над оборудованием всё же не стоит. Длительность эксплуатации агрегатов напрямую зависит от выполнения рекомендаций производителя.