Какое масло заливать в поршневой воздушный компрессор

Не все знают, какое масло заливать в поршневой воздушный компрессор и нужно ли ему техническое обслуживание. Чтобы прояснить этот вопрос начнем с понятия: что такое воздушный компрессор?

Технологически, это полный антипод двигателя внутреннего сгорания. Речь идет о поршневой конструкции, ибо мембранные компрессоры работают по совершенно иному принципу.

Любой механический агрегат требует смазки, иначе его ресурс будет стремиться к нулю. Для упрощения анализа сравним компрессор с обычным ДВС.

Поршневой двигатель работает по следующему принципу: в цилиндрах образуется давление (благодаря сгоранию воздушной смеси), поршни двигаются, и с помощью коленвала передают крутящий момент на вал отбора мощности.

В компрессоре все наоборот: вращается вал (с помощью внешнего привода), движутся поршни в цилиндрах, создается давление. Ради него (давления) и работает вся конструкция.

Зачем лить масло в компрессор?

На первый взгляд может показаться, что поршни в компрессоре могут работать и без масла. Существуют современные материалы, имеющие минимальный коэффициент трения (тефлон, фторопласт и пр.).

Например, в автомобильных компрессорах поршневого типа отдельная смазка не применяется. Однако есть огромная разница в объемах перекачиваемого воздуха. Вспомним элементарные законы физики: при сжатии газов выделяется большое количество тепловой энергии.

Проще говоря, поршневая группа сильно нагревается в процессе работы: чем выше давление в ресивере, тем сильнее нагрев. Именно по этой причине цилиндры компрессоров оснащены ребрами воздушного охлаждения.

1. Масло обладает хорошей теплопроводностью (хотя и меньшей, чем обычная вода), поэтому обмывание поршневой группы в некоторой степени способствует отводу тепла.
2. Каким бы низким не был коэффициент трения поршневых колец, нагрев все-таки происходит. Если оставить компрессор без смазки, металл может раскалиться, его «поведет», и геометрия будет нарушена.
3. Кроме собственно поршней и цилиндров, поршневая группа состоит из множества элементов: шатуны, коленвал, возможно редуктор. Эти элементы требуют смазки, причем по классическому способу (как в двигателе внутреннего сгорания). То есть к компрессора есть картер, в котором плещется смазочный материал.

Для понимания принципа работы поршневого компрессора, рассмотрим его устройство:

Коленчатый вал (1) свободно вращается с помощью подшипников (2). Необходимость смазки этих узлов даже не обсуждаются: без нее работа невозможна. Шатун (3) и палец поршня (4) не имеют подшипников качения. Так же, как в ДВС, установлены вкладыши. Если эти пары трения не смазывать, компрессор заклинит через несколько минут.

Чтобы масло для воздушного компрессора не вытекало наружу корпуса, используется сальник (8). А как быть с поршнем (5)? Если кольца не будут герметичными, испарения от смазки попадут в рабочую камеру (6). И тогда через клапаны (7) загрязненный воздух попадет в рабочую магистраль.

При такой системе смазки, стенки цилиндра достаточно омываются маслом, чтобы обеспечить нормальное скольжение и дополнительное охлаждение. Для очистки воздуха от возможного попадания паров, устраиваются фильтры.

Обычно это пористый материал, задерживающий любые жидкости. Для получения дыхательного воздуха (например, при набивке аквалангов), применяются более совершенные системы очистки.

Есть и другая конструкция поршневой группы, которая применяется в компрессорах с гарантированной чистотой нагнетаемого воздуха. Смазывается только кривошипно-шатунный механизм, между поршнем и картером установлен ползун, гарантирующий полную сухость в рабочей камере.

Правда, такие системы не могут обеспечивать высокую производительность: нагрузки противопоказаны.

Можно ли в компрессор залить моторное масло?

Традиционные масла не подходят по нескольким причинам:

1. Компрессорное масло имеет более высокие экологические стандарты. Воздух может попасть в дыхательные пути оператора: даже если это механик, пользующийся пневматическим инструментом.
2. Состав должен обеспечивать пожарную безопасность. То есть, пары смазки при возможном смешивании с воздухом, не должны создавать угрозу воспламенения. А в таких температурных режимах риск очень высокий.
3. Характеристики вязкости принципиально отличаются.
4. Компрессор может работать дольше, чем двигатель автомобиля (другие сроки замены отработанного масла).

Опыт дилетанта или что будет, если залить моторное масло в компрессор — видео

Кроме того, установлены единые стандарты для масел, которые можно лить в компрессор. Каждый производитель (аппаратуры) устанавливает свои требования, но подход остается единым.

• Минимальное коксовое число. Это означает, что при термическом разложении смазки (если таковая произойдет), количество твердых осадков должно стремиться к нулю.
• Требуется высокая теплопроводность, недоступная для традиционного моторного масла.
• При повышении температуры и давления (нормальное состояние для воздушного поршневого компрессора), физико-химические свойства не должны измениться. Особенно это касается параметров каплепадения, плавления, застывания и вспышки. Хотя для этого типа масел правильнее использовать термин «температура нагнетания».

Характеристики, определяющие, какое масло можно залить в компрессор

Именно температура нагнетания является одним из основных параметров (касающийся безопасности работы компрессора).

• категория 1 – щадящие условия работы, до 160°C;
• категория 2 – стандартные условия эксплуатации, до 180°C;
• категория 3 – тяжелые режимы для непрерывной работы компрессорных станций, до 200°C;
• категория 4 – жесткие условия работы, в том числе в агрессивных средах, свыше 200°C.

• Масло подается под давлением с помощью форсунок. Это целая система, имеющая отдельную емкость (пополнение и замена производится прямо в ходе работы). Вязкость выбирается в точном соответствии с условиями эксплуатации, включая температуру окружающего воздуха.
• Нагнетание с помощью внутреннего шестеренного насоса также требует малой вязкости, но при этом нет зависимости от степени нагрева масла.
• Естественное разбрызгивание из масляной ванны картера не требует специальных характеристик, достаточно стандартных значений для трансформаторных масел.

В качестве примера, иллюстрация параметров моторного масла «Лукойл» КС-19.

Основные требования к характеристикам компрессорного масла

Ввиду того, что смазочные материалы для компрессора необходимо отделять от нагнетаемых в цилиндрах газов, важным параметром является испаряемость. Измерение этой характеристики производится при нагревании жидкости до рабочей температуры, которая возникает после 10-15 минут работы агрегата.
Характеристики компрессорного масла Ravenol — видео

1. При создании масел, производители вынуждены идти на компромисс. С одной стороны, требуется минимальная вязкость, с другой – слишком жидкое масло как раз склонно к испарению. Поэтому в состав обязательно добавляются вяжущие присадки.
2. Еще одно требование, которое предъявляют производители компрессоров – низкий коэффициент окисления. При продолжительной нагрузке, масло может подгореть. Образуется нагар и копоть, которая попадает на стенки цилиндров и приводит к образованию царапин и задиров.
3. Степень износостойкости характеризует способность сохранять заданные характеристики до момента замены масла. Если параметры будут постепенно снижаться, обеспечить стабильность работы компрессора невозможно.
4. После кратковременного нагрева до критической температуры, базовые показатели должны вернуться в исходное состояние.
5. Обязательно добавляются присадки, предотвращающие пенообразование. Кривошипно-шатунный механизм работает, как миксер. В картере масло будет просто взбиваться, не создавая прочную рабочую пленку.

Комплекс свойств компрессорного масла, любого производителя, должен обеспечивать:

• надежный пуск оборудования вне зависимости от внешней температуры;
• по возможности снижение энергозатрат на эксплуатацию агрегатов;
• при высоких нагрузках на поршневую группу не должны возникать предпосылки к заклиниванию трущихся пар;
• предотвращение образования эмульсии: при резкой смене давления в поршневой группе, образуется конденсат, который должен связываться деэмульгаторами.

Как правильно подбирать компрессорное масло?

Большинство производителей компрессоров выдают производителем смазки сертификационные требования. Проводятся испытания, масла получают соответствующий допуск.

В паспортах некоторых агрегатов есть прямое указание на использование масел определенных производителей. В противном случае необходимо сверять параметры допуска с информацией на упаковке.

Чем заменить компрессорное масло?

Если придерживаться технических требований, замена не предусмотрена. То есть, среди других видов смазки, альтернативы нет. Однако из опыта использования компрессоров малой мощности, можно заливать моторное масло для дизелей с вязкостью по SAE 15W40.

Это может быть невыгодно с экономической точки зрения: фирменное масло для компрессора стоит дешевле. А с учетом доступности этих материалов – нет смысла ставить эксперименты над оборудованием.