CFM και Κυβισμός Συμπιεστή Αέρα: Οδηγός Αγοράς για Φορτηγά

Οι συμπιεστές αέρα φορτηγών διαστασιολογούνται με βάση τον κυβισμό - τον όγκο αέρα που σαρώνουν τα έμβολα ανά περιστροφή - τον οποίο οι βορειοαμερικανικοί κατάλογοι δημοσιεύουν ως CFM (κυβικά πόδια ανά λεπτό) σε συγκεκριμένη ταχύτητα συμπιεστή, ενώ οι ευρωπαϊκοί κατάλογοι τον δημοσιεύουν ως λίτρα ανά λεπτό. Ένα συμβατικό ρυμουλκό line-haul εξυπηρετείται συνήθως καλά από κάτι στην κατηγορία 12-16 CFM, ενώ τα επαγγελματικά οχήματα και τα αστικά λεωφορεία με αμαξώματα, θύρες και αναρτήσεις αέρα συνήθως χρειάζονται 18-30 CFM ή περισσότερο. Ο στόχος δεν είναι η μεγαλύτερη αντλία που χωράει: είναι μια μονάδα που διατηρεί το σύστημα φορτισμένο ενώ περνά τον περισσότερο χρόνο λειτουργίας της χωρίς φόρτιση.

Τι μετρά πραγματικά μια ονομαστική τιμή CFM

Μια δημοσιευμένη τιμή CFM είναι ο όγκος αέρα που παρέχεται σε ταχύτητα αναφοράς - συνήθως 1.250 σ.α.λ. μετρημένα στον συμπιεστή, όχι στη στροφαλοφόρο. Επειδή οι περισσότερες μονάδες με κίνηση γραναζιού περιστρέφονται στην ταχύτητα του κινητήρα ή λίγο πάνω, η πραγματική απόδοση σε στροφές αυτοκινητοδρόμου είναι υψηλότερη από τον αριθμό του καταλόγου, και η απόδοση στο ρελαντί είναι σημαντικά χαμηλότερη. Γι' αυτό ένας οριακός συμπιεστής προδίδεται σε εργασία με συχνές στάσεις και PTO πολύ πριν προδοθεί στον αυτοκινητόδρομο.

Οι ευρωπαίοι προμηθευτές δηλώνουν την ίδια ιδιότητα ως λίτρα ανά λεπτό στη δική τους ταχύτητα αναφοράς, οπότε μετατρέψτε πριν αποφασίσετε ότι μια μονάδα είναι "μεγαλύτερη" από άλλη. Ο αριθμός κυλίνδρων είναι συναφές αλλά ξεχωριστό ζήτημα: μια μεγάλη μονοκύλινδρη μονάδα μπορεί να ξεπερνά σε ροή μια μικρή δικύλινδρη, οπότε διαβάστε τον κυβισμό αντί να μετράτε κυλίνδρους - δείτε μονοκύλινδρους έναντι δικύλινδρων συμπιεστών αέρα για το πώς συγκρίνονται στη θερμότητα και τη συνεχή λειτουργία.

Κατηγορίες απόδοσης και τα κατά προσέγγιση ισοδύναμά τους

Η στήλη cc ανά περιστροφή είναι ονομαστική, προερχόμενη από την ονομαστική ροή στην ταχύτητα αναφοράς· χρησιμοποιήστε τη μόνο για σύγκριση μονάδων μεταξύ καταλόγων που δηλώνουν διαφορετικές μονάδες.

Αντιστοίχιση απόδοσης με την εφαρμογή

Η πέδηση σπάνια είναι όλο το φορτίο. Κάθε εξάρτημα με αέρα στο σασί - μετατόπιση άξονα, οπίσθια πύλη, ανατροπή αμαξώματος, κάθισμα, θύρα, ανάρτηση γονάτισης - αντλεί από τα ίδια δοχεία, και το καθένα επιμηκύνει τον χρόνο που ο συμπιεστής περνά φορτισμένος.

Η αποθήκευση και η απόδοση συνεργάζονται. Το FMVSS 121 απαιτεί συνολικό όγκο δοχείων τουλάχιστον δώδεκα φορές τον συνδυασμένο όγκο των θαλάμων φρένων λειτουργίας, οπότε ένα όχημα με περισσότερους άξονες ή μεγαλύτερους θαλάμους χρειάζεται τόσο περισσότερη αποθήκευση όσο και περισσότερη αντλία για να το επαναφορτίσει μετά από ενεργοποίηση.

Ο κύκλος λειτουργίας είναι ο αριθμός που πραγματικά μετράει

Η αποκοπή του ρυθμιστή βρίσκεται συνήθως στη ζώνη 120-135 psi και η επανασύνδεση στη ζώνη 100-110 psi, οπότε ο συμπιεστής φορτίζει κάθε φορά που η πίεση πέφτει στο σημείο επανασύνδεσης και ξεφορτίζει ξανά στην αποκοπή. Το κλάσμα του χρόνου λειτουργίας που περνά φορτισμένος είναι ο κύκλος λειτουργίας, και ο στόχος εργασίας είναι κάτω από περίπου 25%. Πέρα από αυτό, η θερμοκρασία εξαγωγής ανεβαίνει προς το συχνά αναφερόμενο ανώτατο όριο περίπου 400°F (περίπου 200°C), όπου το λάδι αρχίζει να ανθρακοποιείται στην κεφαλή κυλίνδρου και στη γραμμή εξαγωγής. Ο άνθρακας περιορίζει τη ροή, γεγονός που ανεβάζει περαιτέρω τη θερμοκρασία - ένας βρόχος που καταλήγει σε βλάβη συμπιεστή και μολυσμένο ξηραντήρα. Πριν κατηγορήσετε τη χωρητικότητα, επιβεβαιώστε ότι ο ρυθμιστής κάνει αποκοπή εκεί που πρέπει· μια μονάδα που δεν ξεφορτίζει ποτέ λειτουργεί σε κύκλο λειτουργίας 100% ανεξάρτητα από το πόσα CFM παράγει.

Τι κάνει ένας υποδιαστασιολογημένος συμπιεστής στο υπόλοιπο σύστημα

• Η πίεση παραμένει κάτω από την αποκοπή υπό φορτίο εργασίας και ο ρυθμιστής σπάνια ξεφορτίζει.
• Ο ξηραντήρας αέρα βλέπει σχεδόν συνεχή κύκλο φόρτισης, δεν μπορεί να αναγεννήσει το ξηραντικό υλικό, και αρχίζει να περνά υγρασία στο υπόλοιπο σύστημα.
• Οι θερμοκρασίες δακτυλιδιών και κυλίνδρου ανεβαίνουν, η μεταφορά λαδιού αυξάνεται, και λάδι εμφανίζεται στα δοχεία και τα σώματα βαλβίδων.
• Άνθρακας συσσωρεύεται στη γραμμή εξαγωγής και στην είσοδο του ξηραντήρα.
• Η ανάκτηση είναι αργή μετά από συμβάν χαμηλού αέρα - η συσκευή προειδοποίησης ενεργοποιείται γύρω στα 60 psi και τα ελατηριωτά φρένα ενεργοποιούνται στην περιοχή 20-45 psi, και η επιστροφή σε πλήρως φορτισμένο σύστημα κοντά στα 120 psi χρειάζεται πολύ περισσότερο χρόνο απ' όσο θα έπρεπε.

Αν αυτή είναι η συμπεριφορά που κυνηγάτε, αποδείξτε πρώτα ότι είναι θέμα χωρητικότητας και όχι κάτι φθηνότερο. Ένας συμπιεστής που λειτουργεί συνεχώς οφείλεται πολύ πιο συχνά σε διαρρέον σύστημα, κορεσμένο ξηραντήρα ή κολλημένο απορτιστή παρά σε πραγματικά υποδιαστασιολογημένη αντλία.

Κανένας συμπιεστής δεν είναι αρκετά μεγάλος ώστε να ξεπεράσει ένα διαρρέον σύστημα. Διορθώστε πρώτα τη διαρροή, μετά διαστασιολογήστε για τη ζήτηση.

Γιατί το μεγαλύτερο δεν είναι αυτόματα καλύτερο

Ο επιπλέον κυβισμός δεν είναι δωρεάν. Προσθέτει παρασιτικό φορτίο και κατανάλωση καυσίμου, ανεβάζει τη ροπή στο γρανάζι κίνησης και στη στήριξη, και στέλνει περισσότερους ατμούς λαδιού και υγρασία ανά λεπτό στον ξηραντήρα αέρα. Η αύξηση απόδοσης χωρίς αντίστοιχη αύξηση χωρητικότητας ξηραντήρα και εκκένωσης απλώς μεταφέρει τη βλάβη στο φυσίγγιο. Μια μεγαλύτερη μονάδα μπορεί επίσης να απαιτεί υψηλότερο ρυθμό τροφοδοσίας λαδιού και υδρόψυκτη κεφαλή όπου η προηγούμενη ήταν αερόψυκτη. Αντιστοιχίστε την αύξηση σε όλο το κύκλωμα φόρτισης, ή αφήστε την απόδοση εκεί που την έβαλε ο OE.

Λίστα ελέγχου προδιαγραφών πριν την παραγγελία

1. Ονομαστικός κυβισμός στην αναφερόμενη ταχύτητα, συγκρινόμενος με τον αριθμό OE για εκείνον τον κινητήρα και όχι με το μοντέλο φορτηγού.
2. Κίνηση και στήριξη: σφηνωτό ή βιδωτό γρανάζι κίνησης, μοτίβο φλάντζας και κύκλος μπουλονιών, κίνηση με ιμάντα ή συμπλέκτη.
3. Ψύξη: αερόψυκτη έναντι υδρόψυκτης κεφαλής, και θέση και σπείρωμα θύρας ψυκτικού.
4. Λίπανση: τροφοδοσία υπό πίεση από τον κινητήρα ή αυτολιπαινόμενη, συν θέσεις θυρών τροφοδοσίας και αποστράγγισης λαδιού.
5. Διάταξη απορτιστή: ενσωματωμένος απορτιστής στην κεφαλή έναντι εξωτερικής σωλήνωσης ρυθμιστή, και μέγεθος σπειρώματος γραμμής σήματος.
6. Μεγέθη και προσανατολισμός θυρών για εισαγωγή, εξαγωγή και σήμα ρυθμιστή - μια μονάδα σωστού CFM με την εξαγωγή προς λάθος κατεύθυνση μετατρέπει μια αλλαγή ανταλλακτικού σε εργασία κατασκευής.
7. Διασταύρωση αριθμών με βάση κινητήρα και OE αριθμό, καθώς το ίδιο σασί συχνά κατασκευάζεται με δύο ή τρεις επιλογές συμπιεστή. Σοβαροί προμηθευτές δημοσιεύουν τον κυβισμό δίπλα στη διασταύρωση αριθμών· η σειρά συμπιεστών αεροφρένων OE ποιότητας της VADEN, για παράδειγμα, αναφέρει την απόδοση δίπλα σε αριθμούς Bendix, Wabco/ZF, Knorr-Bremse και κατασκευαστών φορτηγών.

Ένας γρήγορος έλεγχος πριν ξοδέψετε χρήματα

Εκτελέστε τη δοκιμή φόρτισης: με τα δοχεία αδειασμένα και τον κινητήρα στη μέγιστη επιτρεπόμενη ταχύτητα, το FMVSS 121 αναμένει η πίεση λειτουργίας να ανέβει από 85 σε 100 psi σε περίπου 25 δευτερόλεπτα. Στη συνέχεια ελέγξτε τη στατική διαρροή με τον κινητήρα σβηστό και το σύστημα φορτισμένο - τα όρια του προτύπου είναι 2 psi ανά λεπτό για μονό όχημα και 3 psi ανά λεπτό για συνδυασμό με απελευθερωμένα φρένα, και 3 και 4 psi ανά λεπτό αντίστοιχα με τα φρένα ενεργοποιημένα. Ένα φορτηγό που αποτυγχάνει στη φόρτιση αλλά περνά τη διαρροή στερείται πράγματι αντλίας. Ένα που αποτυγχάνει στη διαρροή δεν θα συγκρατήσει ποτέ πίεση όσο κι αν βιδώσετε.