Механічныя нагнятальнікі. якія бываюць

У працэсе вытворчасці аўтамабіляў, інжынеры задумваюцца не толькі аб укараненні тэхналогій апошняга слова, сучаснай знешнасці і першакласнай бяспекі. Сёння аўтамабільныя рухавікі ўнутранага згарання спрабуюць зрабіць менш, а атрымаць ККД больш. Выкарыстанне механічнага нагнятальніка і ёсць адзін з такіх метадаў выціснуць максімум, нават з невялікага трох цыліндравага рухавіка.

Што сабой уяўляе механічны кампрэсар, як ён уладкованы і працуе, якія яго перавагі і недахопы пагаворым пра гэта далей.

Што такое механічны нагнятальнік

Механічным нагнятальнікам завецца прылада, якое прымусова, пад высокім ціскам падае паветра для падвышэння масы паліўна-паветранай сумесі. Прывад кампрэсара ажыццяўляецца кручэннем шківа каленчатага вала, як правіла прылада паведамляецца праз рамень. Прымусовае сціск паветра пры дапамозе механічнага турбакампрэсара забяспечвае дадатковыя 30-50% магутнасці ад намінальнай (без кампрэсара).

Прынцып працы механічнага наддува

Незалежна ад тыпу канструкцыі, усе нагнятальнікі накіраваны на сціск паветра. Прывадны кампрэсар пачынае працаваць адразу пры запуску матора. Каленчаты вал, праз шкіў перадае крутоўны момант на кампрэсар, і той, у сваю чаргу, кручэннем лопасцяў ці ротараў, сціскае впускное паветра, прымусова падае яго ў цыліндры рухавіка. Дарэчы, працоўныя абарачэнні кампрэсара ў шмат разоў вышэй абарачэнняў коленвала ДВС. Ціск, стваранае кампрэсарам, можа быць унутраным (стварацца ў самым вузле) і вонкавым (ціск ствараецца ў нагнятальным трубаправодзе).

Прылада механічнага наддуву

Стандартная сістэма прываднага нагнятальніка складаецца з наступных элементаў:

• непасрэдна кампрэсар;
• дросельная засланка;
• перепускной клапан з засланкай;
• паветраны фільтр;
• датчык ціску;
• датчык тэмпературы паветра ва впускным калектары, і датчык абсалютнага ціску.

Дарэчы, для кампрэсараў, працоўны ціск якіх не перавышае 0,5 бар, не патрабуецца ўстаноўка интеркуллера - дастаткова ўдасканаліць штатную сістэму астуджэння і забяспечыць у канструкцыі халодны ўпуск.

Кіруецца паветранагнетальнік становішчам дросельнай засланкі. Калі рухавік працуе на халастым ходу, ёсць верагоднасць атрымаць залішні ціск ва ўпускной сістэме, што неўзабаве прывядзе да няспраўнасці кампрэсара, таму тут прадугледжана засланка перепускного трубаправода. Частка гэтага паветра паступае зваротна ў кампрэсар.

Калі сістэма абсталявана интеркулер, то ступень сціску паветра будзе вышэй, за рахунак паніжэння яго тэмпературы на 10-15 градусаў. Чым ніжэй тэмпература впускного паветра тым якасней адбываецца працэс гарэння, выключаецца ўзнікненне дэтанацыі, рухавік будзе працаваць стабільней. 

Тыпы прывада механічнага наддува

За дзясяткі гадоў выкарыстання механічнага кампрэсара, аўтавытворцы ўжываюць розныя тыпы прывада, а менавіта:

• прамы прывад непасрэдна ад цвёрдага зачаплення з фланцам каленчатага вала;
• раменнай. Найбольш распаўсюджаны выгляд. Могуць прымяняцца зубчастыя, гладкія і раўчуковыя рамяні. Адзначаецца прывад хуткім зносам рамяня, а таксама верагоднасцю праслізгвання, асабліва на халодным маторы;
• ланцужной - аналагічны раменным, аднак мае недахоп у выглядзе падвышанай шумнасці працы;
• шестеренчатый таксама адзначаецца залішняя шумнасць і вялікія габарыты канструкцыі.

цэнтрабежны кампрэсар

Віды механічных кампрэсараў

Кожны з выглядам нагнятальнікаў валодае індывідуальнай эксплуатацыйнай уласцівасцю, а ўсяго такіх тры выгляду:

• цэнтрабежны кампрэсар. Найбольш распаўсюджаны выгляд, які знешне вельмі падобны з ​​турбакампрэсарам, які працуе ад выпускных газаў (слімакам). Тут выкарыстоўваецца крыльчатка, хуткасць кручэння якой дасягае 60 000 абаротаў у хвіліну. У цэнтральную частку кампрэсара паветра паступае з высокай хуткасцю і малым ціскам, а на вынахадзе зваротная карціна у цыліндры падаецца паветра пад высокім ціскам, але з нізкай хуткасцю. У сучасных аўта такі выгляд нагнятальніка выкарыстаюць разам турбакампрэсарам у пазбяганне турбоямы. На нізкіх абарачэннях і пераходных рэжымах, прывадны слімак будзе стабільна падаваць сціснутае паветра;
• вінтавой. Галоўныя элементы канструкцыі – раўналежна ўсталяваныя два канічных шнека (шрубы). Паветра, патрапячы ў кампрэсар, спачатку праходзіць праз шырокую частку, пасля сціскаецца за рахунак кручэння двух шруб, якія звяртаюцца ва ўнутр. Галоўным чынам усталёўваюць на дарагія аўта, ды і сама кошт на такі кампрэсар немалая адбіваецца складанасць канструкцыі і эфектыўнасць;
• кулачковай (Roots). Гэта адзін з першых механічных нагнятальнікаў, усталёўваных на аўтамабільныя рухавікі. Рутс уяўляе сабой пару ротараў са складаным перасекам профіля. Падчас працы паветра перамяшчаецца паміж кулачкамі і сценкай корпуса, за рахунак чаго адбываецца сціск. Галоўны недахоп складаецца ў адукацыі залішняга наддува, таму канструкцыяй прадугледжана электрамагнітная муфта кіравання кампрэсарам, ці перепускной клапан.

Шрубавы кампрэсар

Механічныя кампрэсары вы можаце сустрэць на машынах вядомых вытворцаў: Audi, Mercedes-Benz, Cadillac і іншыя. Усталёўваюць іх на высокааб'ёмныя маторы, або ў малалітражкі ў тандэме з турбінай, якая працуе ад энергіі газаў.

Кампрэсар Roots

Перавагі і недахопы схемы з механічным нагнятальнікам

Што да недахопаў:

• прывядзенне ў рух кампрэсара пасродкам прывада ад коленвала, тым самым нагнятальнік адбірае частку магутнасці, хоць паспяхова яе кампенсуе;
• высокі ўзровень шуму, асабліва на сярэдніх і высокіх абарачэннях;
• пры намінальным ціску звыш 5 бар неабходна змяняць канструкцыю рухавіка (усталёўваць трывалыя поршні з шатунамі, памяншаць ступень сціску за кошт усталёўкі тоўстай пракладкі ГБЦ, мантаваць интеркулер);
• нізкая якасць няштатных цэнтрабежных кампрэсараў.

Аб вартасцях:

• стабільны крутоўны момант ужо з халастых абарачэнняў;
• магчымасць эксплуатацыі аўтамабіля без патрэбы набіраць абароты рухавіка вышэй за сярэднія;
• стабільная праца на высокай хуткасці;
• адносна турбакампрэсара, нагнятальнікі танней і прасцей у абслугоўванні, не патрабуецца змяняць канструкцыю алейнай сістэмы для падачы алею да кампрэсара.

Пытанні і адказы:

Як працуе механічны нагнятальнік? У корпусе нагнятальніка маецца дыфузар. Калі крыльчатка круціцца, паветра ўсмоктваецца і накіроўваецца да дыфузара. Адтуль ён паступае ў паражніну, якая расходуе гэтае паветра.

Для чаго прызначаны і як дзейнічае механічны нагнятальнік? Гэты механічны агрэгат сціскае газ, не астуджаючы яго. У залежнасці ад тыпу нагнятальніка (канструкцыя механізму, які збірае газ) ён здольны стварыць ціск газу вышэй 15 кпа.

Якія бываюць нагнятальнікі? Самыя распаўсюджаныя нагнятальнікі - цэнтрабежныя. Таксама бываюць шрубавыя, кулачковыя і ротарна-поршневыя. У кожнага з іх свае асаблівасці працы і ціск.