Kompresszor építés házilag

Bevezető

Figyelem: A légtartályokat használat előtt vízzel feltöltve nyomáspróba alá kell vetni! A levegővel töltött széthasadó tartály gyakorlatilag felrobban! Lefúvó szelepet mindig érdemes beépíteni. 230V (sőt 400V) szerelését csak hozzáértő végezze, mert az áramütés halálos is lehet!
Sok ötletet a kompresszor építés fórumból vettem. Érdemes elolvasni, bár már elég terjedelmes.
Attól függően, hogy milyen célra szeretnénk kompresszort építeni választhatunk, hogy

  • teherautó légfék kompresszort,
  • hűtőgép kompresszort,
  • autó klíma kompresszort

használunk fel az építéshez.
Tudni kell, hogy egy hűtőgép kompresszorának légszállítása nagyon kicsi, legfeljebb modellezéshez való kicsi festékszórókhoz jó vagy kifúvatni a számítógépházból a port. Cserébe nagyon halk és elég egy 5-10 literes tűzoltókészülék tartályára kötni. 30-40 bar nyomást is képes létrehozni! Továbbá figyelembe kell venni, hogy nem folyamatos üzemre tervezték a hűtőgép kompresszorát, könnyen túlmelegedhet és leéghet. A hűtőgép kompresszor egybe van építve egy elektromos motorral, míg a teherautó és klíma kompresszorokat meg kell hajtani elektromos, benzines motorral.
Légtartályt pedig lehet

  • elromlott gyári kompresszorból kitermelt tartály (van elég kivezetés),
  • autó gáztartályából (egy kivezetés),
  • tűzoltókészülékből (egy kivezetés),
  • bojler (nem annyira ajánlott, egy kivezetés).

A gyári kompresszorok tartályának kivételével a többin kevés kivezetés van kompresszor építéshez. Kivezetés kell a

  • a kondenzvíz leengedéséhez,
  • levegő bepumpáláshoz,
  • levegő kivételhez,
  • lefúvószelepnek,
  • nyomáskapcsolónak (opcionális, a levegő kivételnél is lehet).

A levegő bevezetésére szolgáló csonk a lehető legmesszebb legyen a kivezetéstől, hogy legyen ideje lehűlni a levegőnek.
Ha kicsi a légszállítás vagy a légtartály mérete, több kompresszort és tartályt is össze lehet kötni.
Ez az írás egy teherautó légkompresszorból és gyári tartályból készült gép építéséről szól.

Teherautó kompresszorok

A teherautó kompresszorok általában egy- vagy kéthengeresek, víz- vagy léghűtésesek. Egyhengeres léghűtéses az IFA kompresszora, kéthengeres vízhűtéses a ZIL kompresszor. Ezeken kívül lehet építkezni még Rába/Csonka TK-200-as kompresszorból, Csepel teherautó légsűrítőjéből. Lehetőleg kéthengeres kompresszort válasszunk, így kisebb a rezgés, amit a dugattyúk okoznak. Kettő darab egyhengeres (például IFA) kompresszort ellenütemben használva szintén csökkenthető a rezgés. A léghűtéses kompresszorokból egyszerűbb gépet építhetünk, mert a vízhűtés kialakítása mindig vesződséggel és plusz kiadással jár. Természetesen a vízhűtés sokkal hatékonyabb, mint a léghűtés.

IFA kompresszor adatai

Dugattyúk száma: 1
Dugattyú átmérő: 70 mm
Lökethossz: 40 mm
Lökettérfogat: 154 cm3
Névleges fordulatszám: 2000 min-1
Légszállítás: 10,5 m3/óra
Max. nyomás: 10 bar
Üzemi nyomás 6 bar

ZIL kompresszor adatai

Dugattyúk száma: 2
Dugattyú átmérő: 52 mm
Lökethossz: 40 mm
Lökettérfogat: 170 cm3
Névleges fordulatszám: 600 .. 900 min-1
Teljesítményfelvétel: 1,1 .. 1,5 kW
Bővebben itt.

Csonka TK-200 kompresszor adatai

Lökettérfogat: 308 cm3
Névleges fordulatszám: 2200 min-1
Légszállítás: 380 liter/perc
Teljesítményfelvétel: 3,2 kW

Építés

A következő fő részekből építettem a kompresszoromat.

ZIL kompresszor

ZIL kompresszor

Háromfázisú aszinkron motor

1,1 kW-os három fázisú aszinkron motor 1,1 kW-os három fázisú aszinkron motor adattáblája
Az adattábla értelmezése: 1,1 kW teljesítményt vesz fel (60 Hz-es frekvenciájú hálózaton 1,3 kW). Fordulatszáma 1410 min-1 (60 Hz-es hálózaton 1700 min-1). 230V-os fázisfeszültségű (vagyis 400V-os vonalfeszültségű) hálózatban csak csillagba kötve üzemeltethető! Delta kapcsolásban a tekercsek leégnének!

24 literes tartály

Hibás Güde kompresszor
Egy rossz Güde kompresszorból kell kibontani. Minden kivezetés megvan rajta, ami kell. Lefújószelep és nyomáskapcsoló is van rá építve. De ez utóbbit nem fogom használni, hanem saját nyomáskapcsolót szerelek rá.

Nyomáskapcsoló és nyomáscsökkentő (reduktor)

Nyomáskapcsoló
A tartályt a megadott nyomáson tartja. A házon belül található csavar tekerésével beállítható, hogy mekkora nyomásnál kapcsoljon ki a motor.

Opel Kadett hűtője

Opel Kadett hűtő
A hűtővizet ebben keringetem. A ventilátora 12V-os, de sajnos le kellett cserélnem 230V-osra (részletek lentebb).

Mosógép ürítőszivattyú

Kompresszor vízhűtéshez használt mosógép ürítőszivattyú
A hűtővíz keringetésére.

Ékszíjtárcsák és ékszíj

Kompresszor ékszíjhajtás
160 mm átmérőjű SPA profilú előfúrt ékszíjtárcsa, 90 mm átmérőjű SPA profilú szorítós ékszíjtárcsa és 24 mm átmérőjű 1210-es kúpos szorító és 1 méter hosszú SPA profilú ékszíj. Az előfúrt ékszíjtárcsát kúposra kellett esztergálni, mert a ZIL sűrítő tengelye kúpos.

Számítások

Mivel a motor 1410-szer fordul meg percenként, a kompresszort pedig 800-as fordulattal szeretném forgatni, ezért ékszíjhajtást használok.
n1 = 1410 min-1 (motor fordulatszám)
D1 = 90 mm (motor tárcsa átmérő)
D2 = 160 mm (kompresszor tárcsa átmérő)
n2 = n1 × D1 / D2 (kompresszor fordulatszám)
n2 = 1410 × 90 / 160 = 793 min-1
(Innen még hiányzik a számítás, hogy miért pont 800-as fordulattal kell tekerni.)

Építés

Élesztés

Először az aszinkron motor érkezett meg, majd a ZIL alkatrész. A motor karimás kivitelű, emiatt bonyolultabb szerkezetet kellett hozzá hegeszteni, de gyakorlatilag újonnan vettem, nagyon olcsón. Talpas motorral egyszerűbb lett volna dolgozni, aki teheti olyat vegyen.
Tehát hegesztettem egy keretet, amire felcsavaroztam a motort és kipróbáltam.
1,1 kW-os három fázisú aszinkron motor
Majd vettem egy IP65-ös védettségű dobozt, tömszelencéket, öteres vezetéket, egy motorvédő áramkört. Három fázis kapcsolásához mágneskapcsolóm volt, bár kisfeszültségű, ezért egy 12V-os állandóáramú tápegységet építenem kellett. A motorvédő áramkör figyeli a fázissorrendet, a feszültséget, a fázisok asszimmetriáját és hiba esetén lekapcsol. A fázis kiesése a legveszélyesebb, mert a motor meghibásodását okozhatja, leéghet.
Aszinkron motor elektronika próba Aszinkron motor motorvédő elektronika
A motorvédő áramkörnek egy kimenete van (a nyomáskapcsolónak szintén), vagyis mágneskapcsoló beépítésére mindenképpen szükség van, ha három fázisú motorunk van.
Az ékszíjtárcsák megérkezése és esztergálása után már az asztalon kipróbáltam először tartály nélkül:

Majd tartállyal:
Kompresszor és tartály tesztelés
Egészen jól működött, de a hengerfejen éreztem, hogy eléggé melegszik, vagyis vízhűtésre mindenképpen szükség lesz. Valaki azt írta az egyik fórumban, hogy neki hűtés nélkül sem forrósodik fel, így reménykedtem egy darabig.
Két kereket is szereztem és egy vastag deszkára szereltem a fémkeretet meg a kerekeket.
Összeépítendő légtartály, motor és kompresszor

Vízhűtés

A vízhűtéssel kísérleteztem:
Kompresszor vízhűtés próba
Először abban reménykedtem, hogy valami egyszerű vízhűtés elég lesz, de eléggé felmelegedett a víz, amit átöntögettem a kompresszoron. Így beszereztem a közeli autóbontóból egy autó hűtőt:
Kompresszor az összeépítendő Opel Kadett hűtővel
Mielőtt az Opel hűtőt kipróbálhattam volna, kellett terveznem és 3D nyomtatással készítenem egy szűkítőt, hogy a 10 mm-es csövet csatlakoztatni tudjam:
3D nyomtatással készült szűkítő 3D nyomtatással készült szűkítő (beépítve)
Ezután végre tesztelhettem a hűtőkört:
Autó vízhűtés tesztelése (kompresszor)
Miután megbizonyosodtam, hogy megfelelő, készítettem egy tartót a hűtőnek:
Az autó hűtőt tartó keret félig elkészült (kompresszorhoz) Házilag készült kompresszor (majdnem teljesen kész)
A festés és egy rossz számítógépből megmentett tápegység beszerelése következett:
Kompresszor lefestve
A személyautókban 12V a feszültség ezért egy PC táp 12V-járól megy a hűtőventilátor. Szükség is van a PC tápra, mert 12V-ról 10A-t vesz fel! A tápegységre szereltem egy kapcsolót, hogy 5V-os feszültséget is lehessen a ventilátorra kapcsolni, ha nem kell olyan nagy teljesítmény. Továbbá 5V-ról kell elindítani és felpörgés után lehet a nagyobb feszültségre kapcsolni, mert 12V-nál a tápegység rövidzárvédelme lekapcsol a túl nagy áramfelvétel miatt. Sajnos a tápegység egy idő után megadta magát (*), ezért egy 230V-os szobai ventilátort szereltem a 12V-os ventilátor helyére. Az eredeti védőrácsot is beépítettem.
* A tápegység lekapcsolása után a ventilátor tovább forog és generátorüzemben működik. Ezt nyilvánvalón nem szerette a tápegység, nem erre lett tervezve.
Kompresszor hűtőventilátor

Lámpák, kapcsoló, DIN sínre pattintható tartó

Szereltem egy pár lámpát és egy kapcsolót is a dobozra:
Kompresszor visszajelző lámpák
Az L1, L2, L3 lámpa a három fázis meglétét mutatja. A borostyánsárga a hűtőventilátor és a hűtővíz-szivattyú működését jelzi (készenléti állapot). A piros pedig az elektromos motor bekapcsolásakor világít.
A 12V-os tápegységhez DIN sínre pattintható tartót nyomtattam és a sorkapcsokat is lecseréltem:
3D nyomtatással készült DIN sínre pattintható tartó 3D nyomtatással készült DIN sínre pattintható tartó 2. 3D nyomtatással készült DIN sínre pattintható tartó beépítve

Levegőszűrő, olajtartály

Majd a levegőbemenethez csatlakoztattam egy eredetileg üzemanyagszűrésre való szűrőt:
Kompresszor levegőszűrő
Az olajtartály egy hosszú vastag cső végén egy kupakkal:
Kompresszor olajtartály Kompresszor olajszint

Hengerfej-tömítés csere

Működés közben az egyik hengerfejrögzítő csavar mellett a levegő szökött, ezért a hengerfejtömítést ki kellett cserélnem. Az eredeti tömítés papírból volt, én vettem 0,5 mm vastag klingerit lemezt (Temafast economy tömítő lemez) és abból vágtam egy újat. 6 darab csavart kell kitekerni a hengerfej levételéhez, a képen az 5-el jelölt csavarokat:
ZIL kompresszor
A tömítést körberajzoltam ceruzával és kivágtam a gumilemezből. Óvatosan letöröltem a hengerfej illeszkedő felületeit, rátettem a gumilemezt és összeszereltem. Ezután már nem szelelt sehol a hengerfej.