Перегрев компрессора тормозной системы: причины, повреждения и ремонт

Компрессор пневматической тормозной системы перегревается по одной из двух причин: он работает под нагрузкой намного больше положенного, либо выделяемое им тепло не может уйти. Сжатие само по себе создаёт тепло — нагнетание атмосферного воздуха до полного рабочего давления около 120 psi (8,3 бар) генерирует его немало, — поэтому компрессор зависит от охлаждающей жидкости двигателя, проходящей через головку, и от длинной нагнетательной магистрали, работающей как теплообменник. Когда частота включений растёт, циркуляция жидкости падает или нагнетательный тракт сужается, температура головки поднимается, смазочное масло карбонизируется, и агрегат начинает медленное саморазрушение, которое обычно заканчивается маслом в пневмосистеме.

Три проверки помогают найти причину: замер температуры нагнетаемого воздуха, оценка частоты включений и осмотр нагнетательной магистрали изнутри. Проверяйте именно в этом порядке — к тому моменту, когда вы почувствуете запах горячего масла или найдёте нагар на входе влагоотделителя, повреждение уже началось.

Насколько горячо — это уже слишком горячо?

Рабочий показатель — температура нагнетаемого воздуха. Воздух на выходе из головки должен оставаться ниже предела, заявленного производителем для конкретного агрегата, а к моменту прохождения нагнетательной магистрали до влагоотделителя он должен отдать значительную часть этого тепла. Выше расчётного предела моторное масло разлагается и откладывает нагар на нагнетательных клапанах и в магистрали.

Полевая проверка: после работы техники сделайте замеры пирометром на нагнетательном порте, в середине магистрали и на входе влагоотделителя. Вам нужен явный перепад по длине магистрали. Если магистраль у влагоотделителя почти такая же горячая, как у компрессора, а корпус влагоотделителя обжигает, а не просто тёплый, — у вас проблема с теплом.

Причина 1: избыточная частота включений

Частота включений — это доля времени работы двигателя, когда компрессор работает под нагрузкой, а не на холостом ходу. На исправно обслуживаемой технике этот показатель заметно ниже 25 процентов. Выше этого порога компрессору не хватает времени без нагрузки, чтобы отдать тепло, и температура растёт в течение смены. Что толкает частоту включений вверх, редко зависит от самого компрессора:

• Утечки воздуха в фитингах, шлангах, уплотнениях гладхендов, тормозных камерах и выхлопных портах клапанов.
• Нагрузка потребителей — пневмоподвеска, сиденья, звуковые сигналы, самосвальные кузова, пневматический отбор мощности.
• Частые торможения в мусоровозах, автобусах и городской доставке.
• Неисправности регулятора давления. Регулятор, отключающийся слишком поздно или вообще не отключающийся, держит компрессор в работе. В норме отключение происходит около 120–135 psi (8,3–9,3 бар), включение — около 100–110 psi (6,9–7,6 бар).
• Неисправности разгрузочного устройства. Если компрессор не может разгрузиться, он нагнетает непрерывно — та же картина стоит за компрессором, работающим постоянно.

Прежде чем списывать что-либо, проведите проверку на утечку: наберите давление до отключения, заглушите двигатель, затем понаблюдайте за падением давления при отпущенных тормозах и при нажатых. Сигнал низкого давления срабатывает только около 60 psi (4,1 бар), поэтому машина может сильно травить воздух и не зажечь лампу за короткую проверку.

Причина 2: потеря охлаждения

Большинство тяжёлых компрессоров охлаждаются жидкостью, разделяя контур охлаждающей жидкости двигателя через входную и выходную магистрали или монтажный фланец. Неисправности охлаждения проявляются как пережатые или перегнутые шланги, накипь и шлам в каналах головки, воздушные пробки, оставшиеся после обслуживания системы охлаждения (компрессор, установленный высоко на двигателе, часто последним освобождается от воздуха), деградировавшая охлаждающая жидкость, либо, на агрегатах воздушного охлаждения, — рёбра, забитые масляной плёнкой и грязью.

Быстрая проверка: на прогретом двигателе пощупайте обе магистрали охлаждающей жидкости. Если одна горячая, а другая почти комнатной температуры, циркуляции нет. Промойте или замените магистрали и убедитесь, что каналы головки чистые, прежде чем ставить что-то новое.

Причина 3: суженная нагнетательная магистраль

Нагнетательная магистраль между компрессором и влагоотделителем — в той же мере теплообменник, что и труба. Её намеренно делают длинной и прокладывают в потоке воздуха, чтобы сжатый воздух остыл, а влага сконденсировалась ещё до влагоотделителя. Частые неисправности:

• Отложения нагара, сужающие проходное сечение, сильнее всего у компрессора и на изгибах.
• Магистраль, укороченная или заниженного сечения при предыдущем ремонте, из-за чего горячий воздух приходит к влагоотделителю неохлаждённым.
• Резиновый шланг там, где предусмотрена стальная или армированная термостойкая магистраль — он утепляет, а не рассеивает тепло.
• Провисания и низкие точки, где скапливается вода, замерзающая зимой и блокирующая магистраль.
• Перегибы или повреждения от сдавливания из-за рамы или кузовного оборудования.

Любое сужение поднимает давление, против которого работает компрессор, и удерживает тепло в головке. Это тепло карбонизирует ещё больше масла, которое откладывает ещё больше нагара, который сужает ещё сильнее — замкнутый круг, заканчивающийся компрессором, гонящим масло в систему.

Причина 4: внутренний износ и подача масла

• Низкая или загрязнённая подача масла. Большинство компрессоров смазываются от двигателя; суженная подающая магистраль, забитый канал или деградировавшее масло голодают подшипники, и трение превращается в тепло.
• Изношенные кольца и цилиндр. Прорыв газов снижает производительность, что удлиняет время набора давления и поднимает частоту включений.
• Нагар на нагнетательных клапанах. Закоксованные клапаны пропускают воздух обратно, поэтому один и тот же воздух сжимается многократно вместо выхода из головки.
• Пробой прокладки головки между каналами охлаждающей жидкости и воздуха, из-за чего жидкость попадает в пневмосистему и одновременно теряется охлаждение.
• Проскальзывание ремня на ремённых агрегатах, создающее тепло на шкиве и снижающее производительность.

Что перегрев делает дальше по системе

Воздух, приходящий к влагоотделителю слишком горячим, не успевает остыть и сконденсировать влагу, поэтому осушитель не справляется, и влага проникает в баллоны. Горячий воздух также «выпекает» картридж и резко сокращает его срок службы. Пары масла, дошедшие до влагоотделителя, покрывают осушитель и клапаны дальше по системе, вызывая залипание релейных клапанов и клапанов быстрого растормаживания, разбухание уплотнений и медленное растормаживание — см. влагоотделители для грузовиков.

Порядок диагностики

1. Замерьте. Пирометрические показания на нагнетательном порте, в середине магистрали и на входе влагоотделителя после обычного рабочего цикла; сравните с заявленным пределом для компрессора.
2. Проверьте частоту включений. Многие бортовые компьютеры показывают её напрямую; иначе наблюдайте циклирование регулятора давления несколько минут и оцените долю времени под нагрузкой.
3. Проверка на утечку. Наберите давление до отключения, заглушите двигатель, наблюдайте за манометрами при отпущенных и нажатых тормозах. Значительное падение — сначала устраняйте утечки.
4. Проверьте охлаждение. Обе магистрали охлаждающей жидкости с потоком, без перегибов, без воздушных пробок, жидкость в норме; очистите рёбра на агрегатах воздушного охлаждения.
5. Осмотрите нагнетательную магистраль. Проверьте проходное сечение на нагар и убедитесь, что длина, диаметр и материал соответствуют спецификации.
6. Проверьте регулятор давления и разгрузочное устройство. Отключение в диапазоне 120–135 psi (8,3–9,3 бар), включение около 100–110 psi (6,9–7,6 бар), чёткая разгрузка при отключении.
7. Оцените состояние компрессора только после всего вышеперечисленного, затем решайте между ремонтом и заменой.

Замените перегревшийся компрессор, не выяснив причину перегрева, — и вы купите себе второй такой же отказ по тому же графику.

Как предотвратить перегрев

Перегрев в значительной мере контролируется техобслуживанием. Устраняйте утечки по мере появления, меняйте картридж осушителя по регламенту, сливайте баллоны, поддерживайте охлаждающую жидкость в норме и осматривайте нагнетательную магистраль при каждом обслуживании компрессора или влагоотделителя. На технике с реально высоким расходом воздуха — мусоровозы, автобусы, тяжёлая пневмоподвеска — подбирайте компрессор с производительностью под нагрузку, а не эксплуатируйте заниженный по мощности агрегат весь день на пределе.