Электрические (с приводом от электродвигателя) компрессоры на электрогрузовиках

Электрогрузовик на батареях по-прежнему тормозит сжатым воздухом. Поскольку нет двигателя, который вращал бы насос с шестеренчатым или ременным приводом, компрессор тормозной системы получает собственный электродвигатель и управляется электроникой автомобиля, а не механическим регулятором. Рабочие давления не меняются: выключение по-прежнему примерно 120-135 psi, включение примерно 100-110 psi, а полностью заряженная система держится около 120 psi. Всё, что дальше по контуру — осушитель, ресиверы, клапаны, тормозные камеры, тормозные механизмы — это узлы, которые вы уже умеете обслуживать.

Почему электрогрузовику нужен другой компрессор

Обычный компрессор тормозной системы с приводом от двигателя крепится к дизелю и полностью от него зависит. Его вращает шестерня или ремень на оборотах двигателя, он получает моторное масло под давлением через питающую магистраль, охлаждается охлаждающей жидкостью двигателя и работает непрерывно, пока двигатель запущен, нагружаясь и разгружаясь по мере роста и падения давления в ресиверах. Уберите двигатель — и все эти связи исчезают.

Что не исчезает, так это потребность в воздухе. Рабочее торможение, пружинные стояночные тормоза, пневмоподвеска и регулировка уровня кузова, подвеска кабины и сиденья, звуковой сигнал, а на автобусах ещё и двери и функция «приседания» — всё это потребляет воздух. Рекуперативное торможение берёт на себя значительную часть обычного замедления электрогрузовика, что может снизить нагрузку на колодочные тормоза, но не снижает потребность в воздухе для растормаживания пружинных тормозов, регулировки уровня шасси или резкой либо низкоскоростной остановки. Подача воздуха на электрогрузовике на батареях — критичная для безопасности система точно так же, как и на дизеле.

Как работает компрессор с электроприводом

Сама головка компрессора знакома: обычно это поршневая конструкция возвратно-поступательного типа, иногда спиральный (scroll) элемент. Меняется то, что её вращает. Бесщёточный электродвигатель приводит головку, получая питание либо от высоковольтной тяговой шины через инвертор (обычно классов 400 В или 800 В на тяжёлых тягачах и автобусах), либо от бортовой сети 24 В на более лёгкой и среднетоннажной технике. На большинстве современных машин компрессор, его двигатель и инвертор, осушитель воздуха и управляющая электроника поставляются как единый узел, часто называемый блоком подачи воздуха или модулем производства воздуха.

Электронное управление заменяет механический регулятор

На дизельном грузовике пневматический регулятор давления считывает давление в ресиверах и через разгрузочный клапан останавливает нагнетание при верхнем пороге и возобновляет при нижнем. В системе с электроприводом датчик давления передаёт данные в ЭБУ, и блок просто запускает, останавливает или меняет скорость двигателя в тех же пределах. Поскольку скорость двигателя регулируема, агрегат может работать медленно для долгой малошумной подкачки вместо резких включений-выключений. Механический предохранительный клапан и функция продувки осушителя сохраняются, но классический путь диагностики «регулятор-разгрузочный клапан» во многом заменён кодами неисправностей, данными о давлении в реальном времени и счётчиками наработки компрессора.

Безмасляные головки меняют то, что попадает в осушитель

Многие компрессоры с электроприводом работают без масла, используя сухие поршневые кольца и покрытые цилиндры или спиральный элемент, поскольку отбирать моторное масло попросту неоткуда. Это устраняет самый распространённый путь загрязнения в обычной системе — унос масла в осушитель, ресиверы и клапаны. Но не устраняет воду. Сжатие и охлаждение воздуха всегда выделяет конденсат, поэтому осушитель воздуха и его осушающий картридж остаются в графике обслуживания, а слив конденсата из ресиверов или автоматические сливные клапаны по-прежнему важны. Некоторые конструкции сохраняют герметичный масляный картер вместо сухой работы — проверяйте документацию производителя, а не полагайтесь на предположения.

Привод от двигателя против электропривода — коротко

На электрогрузовике воздух стоит запаса хода

Это первое эксплуатационное отличие, которое ощущают автопарки. На дизеле работа компрессора скрыта в расходе топлива, и её никто не измеряет. На батарейном грузовике каждый кубический фут воздуха берётся из тяговой батареи, поэтому медленная утечка, которая раньше просто заставляла компрессор чуть чаще включаться, теперь проявляется как дополнительное время работы двигателя и измеримая потеря запаса хода. Поиск утечек становится задачей энергоэффективности, а не только тормозной задачей.

Плюс — в планировании. Поскольку компрессор больше не зависит от двигателя, управляющее ПО может заранее накачать систему, пока автомобиль подключён к зарядке или стоит на стоянке, чтобы грузовик выезжал с полной системой, а не заставлял водителя ждать набора давления. Оно также может смещать работу компрессора к моментам рекуперативного торможения и в стороне от пиковой потребности мощности на подъёме.

Обслуживание, диагностика и безопасность

Высоковольтные компрессоры подключены оранжевой проводкой и должны обесточиваться и блокироваться по процедуре производителя техником, обученным и оснащённым для работы с высоким напряжением. Никогда не открывайте высоковольтный разъём или корпус компрессора на системе под напряжением.

Диагностика начинается со сканера, а не с манометра-тройника. Считайте цикл работы компрессора, заданное и фактическое давление, ток двигателя и историю термического снижения мощности. Медленный набор давления при нормальной работе двигателя по-прежнему указывает туда же, куда и всегда: на утечку в системе, засорённый впускной фильтр или изношенный нагнетательный элемент. Впускная фильтрация заслуживает особого внимания на безмасляных агрегатах, поскольку сухие кольца и малые зазоры не прощают пыли.

Запчасти, кросс-референсы и парк в эксплуатации

Подбирайте компрессоры с электроприводом по номеру детали производителя и платформе автомобиля, а не по двигателю, поскольку двигателя, на который можно ориентироваться, просто нет. Поскольку компрессор, двигатель, осушитель и электроника часто представляют собой единый узел, решение о ремонте — это часто замена модуля целиком, а не прокладки головки блока или комплекта колец, хотя для некоторых конструкций существуют и комплекты нагнетательного элемента.

При этом подавляющее большинство грузовиков, автобусов и прицепов на дорогах по-прежнему остаются дизельными с обычными насосами шестерёнчатого привода, и этот парк будет обслуживаться ещё много лет. Мастерские, обслуживающие оба поколения техники, по-прежнему держат на складе компрессоры тормозной системы уровня оригинального оборудования для тяжёлого коммерческого транспорта наряду с новыми электрическими модулями.

Что не меняется

Диапазон безопасности идентичен. Устройства предупреждения о низком давлении срабатывают около 60 psi, пружинные тормоза начинают срабатывать в диапазоне примерно 20-45 psi по мере падения давления, а предрейсовая проверка тормозов, пределы падения давления при утечке, замер хода штока и процедуры слива конденсата из ресиверов применяются точно так же, как и раньше. Тормоза электрогрузовика пневматические, а не гидравлические, и удерживаются в отпущенном состоянии давлением воздуха точно так же. Компрессор научился вращаться по-новому — тормозная система своего мнения ни о чём не изменила.