Poté, co jsem popsal. Mnoho lidí se mě začalo ptát na hnací kompresor nebo dmychadlo. Ostatně na náš nativní VAZ se opravdu dá nainstalovat. Dnes vám chci o tomto zařízení říci podrobněji, konkrétně jak funguje a zda je možné jej nainstalovat sami...
Obecně je myšlenka kompresorů stará jako svět. Již v roce 1900 byla navržena taková zařízení ke zvýšení výkonu motoru vháněním dalšího vzduchu do válců. Dovolte mi malou definici.
Pohon kompresoru (nebo dmychadla) - jedná se o jednotku, která se instaluje na motor automobilu, vytváří přídavné vstřikování vzduchu do spalovacích prostorů, které při mírné úpravě vstřikování paliva dává dodatečný výkon, někdy až 30%.
Jednoduše řečeno, stane se to, že se zázraky, jak se říká, nedějí, pokud chcete zvýšit výkon, musíte spálit více paliva, ale aby ho efektivně okysličovalo, potřebuje více kyslíku. Pokud to přeháníte, dělá to kompresor. To znamená, že zvýšíte dodávku paliva, například nainstalujete nový, nainstalujete kompresor a získáte energii. Je to jednoduché.
TURBO - NE TURBO
Stručně řečeno, nyní existuje mnoho konstrukčních variant kompresorů. Některé pracují s využitím energie výfukových plynů (TURBO), jiné - pomocí pohonu (NE TURBO). Právě o tom druhém si dnes povíme. Mimochodem, můžete si to přečíst na odkazu.
Pokud prozkoumáte návrh takových jednotek, můžete identifikovat určitou podobnost ve struktuře. Takové kompresory totiž pracují z pohonu, který nevyžaduje zásah do standardních systémů motoru, a to do systému mazání a výfukových plynů, což je velmi důležité! Tato konstrukce je opravdu velmi jednoduchá - je vytvořeno přímé spojení s „klikovým hřídelem“, což umožňuje motoru a kompresoru dokonale spolupracovat během zrychlení. To znamená, že čím vyšší je rychlost, tím rychleji se „klikový hřídel“ otáčí, a proto se kompresor otáčí! Díky této interakci prakticky neexistuje nic jako „turbo lag“. Další výhodou je také absence provozu při vysokých teplotách, jako u možností TURBO, což znamená, že se výrazně zvyšuje životnost - koneckonců zde „turbína“ nemusí ochlazovat, tedy „“ resp. „Boost controllers“ nejsou vyžadovány, pouze vypneme auto a práce se zastaví. Webové stránky autoflit.ru doporučuje udělat přesně to samé. Pokud máte zájem, přijďte.
Typy hnacích kompresorů
Nastal čas hovořit o zařízeních konkrétně „verzích pohonů“. Nyní existují pouze tři typy: rotační, šroubový a odstředivý. První dvě možnosti čerpají vzduch pomocí určitých válcových rotorů nebo „lopatek“, druhá funguje jako chladič, to znamená, že čerpá lopatkami.
Rotační typy
Kompresory, které se používají poměrně široce. Hlavní výhodou je průměrná cena, dlouhá životnost, vysoká frekvence přiváděného vzduchu, plynulý a stabilní chod, rychlá odezva na otáčky klikového hřídele.
Vzduch v tomto systému není stlačen, zdá se, že jde dovnitř, a pak je do motoru tlačen lopatkami, které jsou vyrobeny ve formě rotoru. Proto dostaly název – kompresor s externí kompresí. Nevýhodou je, že s rostoucím vstupním tlakem klesá účinnost.
Konstrukce se nejčastěji skládá ze dvou rotorů, na vstupním a výstupním okně viz foto. Jsou umístěny příčně.
Nevýhody tohoto designu jsou:
1) Účinnost závisí na vůlích mezi hřídelemi a ostatními díly.
2) Největší ohřev ze všech ostatních typů.
3) Silný hluk a vibrace hřídelí.
4) Nepříliš silný tlak, asi 0,7 bar maximálně.
Abychom to shrnuli, je jasné, že tento typ má daleko k ideálu. Někdo si může položit otázku – proč jsou čepele šroubovité? Důvody jsou zde dva, prvním je zvýšení tlaku vzduchu a druhým snížení hluku (i když to málo pomáhá).
Typ šroubu
Jedná se o pokročilejší a spolehlivější konstrukci kompresoru. Princip činnosti je zde také jednoduchý - ke kompresi dochází změnou objemu dutin mezi tělem a rotačními šrouby (druh rotorů). Vzduch se zde pohybuje diagonálně. Velkými výhodami této možnosti je vysoká účinnost až 85% a také vysoký tlak vzduchu (od 1 baru do výše), toho je dosaženo vysokými otáčkami, někdy až 12 000 ot./min. Díky tomu může být tělo miniaturnější. Je třeba říci, že tato možnost je často používána na závodních autech kvůli její spolehlivosti a malé karoserii.
Jedinou nevýhodou je složitá konstrukce a opravy, které zvyšují cenu konečného produktu. Pokud selže takový hnací kompresor, je potřeba jej opravit na specializovaných stanicích, nejlépe u výrobce.
Jak můžete vidět na konstrukci, jsou zde dva rotory, se vroubkovanými spirálovými zuby. Jejich profily si při kontaktu plně odpovídají, díky čemuž je design velmi spolehlivý.
Ty nejběžnější u spalovacích motorů pracují pomocí takzvaných lopatek nebo „lopatek“. Pokud je porovnáme s předchozími dvěma, pak je tento typ nejkompaktnější ze všech a je také jednoduchý ve výrobní technologii, což snižuje jeho konečné náklady. Často se dá zaměnit s verzí TURBO (která je poháněna výfukovými plyny), pro její podobnou konstrukci je to ale úplně špatně, jedná se o dvě zcela odlišná zařízení.
Princip konstrukce se skládá ze vstupní části, pracovní části (blade-blade) a difuzoru, který může být buď lopatkový, nebo bezlopatkový. Pro instalaci je také nutný přívod vzduchu ve tvaru „šneka“.
Vzduch, který prošel speciálním filtrem (mimochodem, je také vyžadován, jinak bude veškerý prach uvnitř motoru), vstupuje do speciálního vstupu, který se postupně zužuje (pro minimální ztráty vzduchu při přívodu), pak jde do kola. . Oběžné kolo je namontováno na speciálním držáku, ale vyskytly se případy, kdy bylo umístěno na hřídeli samotné. Dále je přes mechanický převod (pohon) spojen s klikovým hřídelem.
Takové možnosti jsou nejběžnější u našich domácích automobilů (zejména VAZ). Jsou vybírány pro svou odolnost, nízkou cenu, všestrannost a kompaktnost.
Nevýhody takových kompresorů jsou, že jsou nízké, ale při vysokých teplotách může výkon motoru vzrůst až o 30 % jmenovité hodnoty. Při otáčkách od 4000 může tlak dosáhnout 0,5 - 0,6 bar.
Instalace kompresoru na VAZ
Netřeba dodávat, že náš tuzemský trh tvoří především produkty AvtoVAZ, zde začínají mladí „tuneři“, takže nejčastější otázka zní – jde to nainstalovat na VAZ?
Samozřejmě je to možné a poslední, odstředivý typ, se často již dodává jako kompletní sada pro montáž přímo na naše vozy, tedy tzv. „KIT kit“.
Instalace systému je celkem jednoduchá. Nejprve však musíte nainstalovat zvětšené těsnění mezi blok a hlavu válců. To radí výrobce. Níže je přehnané schéma zapojení.
Nejširší rozsah použití se stal hlavním důvodem pro vznik stále více nových typů kompresorových zařízení. Nejrozšířenější jsou jednotky vybavené elektromotorem. Při absenci domácí nebo průmyslové sítě je však jejich provoz nemožný.
Pro připojení zařízení můžete samozřejmě použít elektrický generátor, ale mnohem účelnější je pořídit si kompresor se spalovacím motorem. Toto řešení umožňuje ušetřit jak peníze, tak užitný prostor. Ano, a budete muset obsluhovat jednu jednotku místo dvou. To znamená další snížení finančních i časových nákladů.
Výhody kompresorového zařízení se spalovacími motory
Možnost provozu v autonomním režimu je důležitou, ale zdaleka ne jedinou výhodou jednotek se spalovacím motorem. Například je třeba poznamenat:
- Nejširší modelová řada. Na trhu jsou jak benzínové, tak naftové agregáty, které se liší výkonem, výkonem, provozním tlakem a dalšími parametry. To vám umožní zakoupit vhodnou možnost jak pro použití v soukromé garáži, tak pro profesionální použití.
- Vynikající výkonové vlastnosti. Moderní motory pro spalovací kompresory se vyznačují vysokou životností motoru, nízkými nároky na údržbu a minimální hlučností. Všechny agregáty jsou navíc vybaveny systémem „easy start“, který zajišťuje snadné startování motoru i při nízkých teplotách.
- Nenáročné na podmínky prostředí. Značná část modelů založených na spalovacích motorech je zpočátku vyvíjena s ohledem na provoz v „terénu“. Jsou vybaveny speciálním pouzdrem, které chrání mechanismus před vlhkostí, prachem, mechanickým poškozením a dalšími vlivy.
Samostatně stojí za zmínku účinnost moderních spalovacích motorů, které pohánějí kompresory. Při vývoji nových modelů věnují zahraniční i ruští výrobci zvláštní pozornost snižování spotřeby paliva. Například dieselové agregáty o výkonu 150-170 kW, stlačující až 20 000 l/min vzduchu, spotřebují v průměru asi 30 litrů nafty.
Typy kompresorů se spalovacími motory
Všechny autonomní kompresorové jednotky prezentované na moderním trhu lze klasifikovat podle následujících kritérií:
- Typ paliva. Domácí a poloprofesionální zařízení představují benzínové jednotky. Výkon těchto modelů se pohybuje mezi 3-15 kW a výkon je 200-2000 l/min. Vznětové jednotky jsou obvykle výkonnější. Produkují až 45 000 l/min stlačeného vzduchu, díky čemuž jsou vhodné pro profesionální i průmyslové aplikace.
- Design. Na tomto základě jsou všechny kompresory s vnitřním spalováním paliva rozděleny do dvou typů - pístové a šroubové. První představují instalace různých kapacit a mohou být domácí i profesionální. Ty druhé se vyznačují větší produktivitou, takže se nejčastěji používají k řešení různých průmyslových problémů.
- Stupeň mobility. Všechny instalace určené pro kompresi vzduchu se dělí na stacionární, přenosné a mobilní. Ve výrobě se obvykle používají jednotky prvního typu. Mobilní modely jsou sestaveny na základě kolového podvozku a jsou vybaveny ojí pro tažení. Mobilní kompresory jsou lehké a kompaktní, takže je lze snadno přemisťovat v místnosti nebo přenášet z jednoho místa na druhé.
Samozřejmě jsme poskytli zdaleka ne úplnou klasifikaci, ale také nám umožňuje získat obecnou představu o typech kompresorů se spalovacím motorem. Mezi další rozdíly patří typ pohonu (přímý nebo řemenový), přítomnost nebo nepřítomnost ochranného pouzdra, stupeň komprese (nízký a vysoký tlak) a další charakteristiky.
Vlastnosti provozu
Pro prodloužení životnosti kompresorového zařízení a zajištění bezpečnosti obsluhujícího personálu je nutné při používání zařízení dodržovat stanovená pravidla a také doporučení výrobce. Počítaje v to:
- mobilní jednotky by měly být vybaveny zakládacími klíny;
- instalace výkonných stacionárních instalací se provádí na speciálním základu;
- po prvních 7-8 hodinách provozu je nutné vyměnit olej;
- hladina procesních kapalin by měla být kontrolována denně;
- Kompresor se čistí na konci pracovní směny;
- vzduchový filtr se mění podle potřeby, nejméně však jednou ročně;
- Kondenzát ze sběrače by měl být vypouštěn denně;
- Údržbu jednotky provádí vyškolený personál.
Za zmínku také stojí, že pokud dojde k poruše kompresoru se spalovacím motorem, je nepřijatelné provádět opravy sami. Zvláště pokud je zařízení v záruce. Neoprávněný zásah automaticky ruší povinnosti výrobce.
Kompresor je jakékoli zařízení, které je určeno ke stlačování a dodávání vzduchu a jiných plynů pod tlakem. Kde se toto zařízení používá?
Automobiloví inženýři, tvůrci závodních vozů a prostě milovníci rychlosti neustále pracují na zvýšení výkonu motoru. Jednou z možností, jak ji zvýšit, je postavit motor s velkým vnitřním objemem, ale velké motory hodně váží a navíc náklady na jejich výrobu a údržbu jsou velmi vysoké.
Fotografie. ProCharger D1SC – odstředivý kompresor
Druhým způsobem, jak zvýšit intenzitu motoru, je vytvořit jednotku standardní velikosti, ale efektivnější použití. Efektivnějšího výkonu lze dosáhnout čerpáním většího objemu vzduchu do spalovací komory, což umožňuje dodávat do válce více paliva, což znamená dosažení většího výkonu díky vysokému tlaku, a tedy i silným emisím plynů. Právě kompresor, kterému se také říká kompresor, umožňuje zvýšit přívod vzduchu a zvýšit výkon motoru.
Kromě kompresoru je zde i turbodmychadlo. Rozdíly mezi těmito dvěma zařízeními jsou ve způsobu, jakým extrahují energii. Běžný kompresor je poháněn energií, která je přenášena mechanicky z klikového hřídele motoru přes řemenový nebo řetězový pohon. Co se týče turbodmychadla, to funguje díky stlačenému proudu výfukových plynů, které roztáčí turbínu.
Jak funguje kompresor?
Abyste pochopili, jak tento mechanismus funguje, zvažte provozní schéma běžného čtyřdobého spalovacího motoru. Pohybem pístu směrem dolů vzniká podtlak vzduchu, který se vlivem atmosférického tlaku dostává do spalovací komory. Jakmile vzduch vstoupí do motoru, spojí se s palivovou směsí a vytvoří náplň, kterou lze spalováním přeměnit na užitečnou kinetickou energii. Spalování je vytvářeno zapalovací svíčkou. Jakmile dojde k oxidační reakci paliva, uvolní se velké množství energie. Síla této exploze pohybuje pístem a síla tohoto pohybu působí na kola, což způsobuje jejich otáčení.
Hustší proud směsi paliva a vzduchu do náplně způsobí větší výbuchy. Ale stojí za to pochopit, že spalování určitého množství paliva vyžaduje určité množství kyslíku. Správný poměr je: 14 dílů vzduchu na 1 díl atmosférického vzduchu. Tento podíl je velmi důležitý pro efektivní provoz pohonné jednotky automobilu a vyjadřuje pravidlo: „aby se spálilo více paliva, musí se dodat více vzduchu“.
To je úkolem kompresoru. Stlačuje vzduch vstupující do motoru, umožňuje jeho naplnění velkého množství do motoru a vytváření tlaku. Zároveň se do motoru může dostat více paliva, což způsobí zvýšení výkonu. V průměru kompresor přidává 46 % výkonu a 31 % točivého momentu.
Mechanický kompresor je poháněn hnacím řemenem omotaným kolem řemenice, která je spojena s hnacím kolem. Hnací kolo pohání kolo kompresoru. Rotor kompresoru nasává vzduch, stlačuje ho a vrhá do sacího potrubí. Rychlost otáčení kompresoru je 50 - 60 tisíc otáček za minutu. Díky tomu kompresor zvýší přívod vzduchu do motoru vozu přibližně o 50 %.
Vzhledem k tomu, že horký vzduch je stlačen, ztrácí svou hustotu a při výbuchu se nemůže příliš rozpínat. V tomto případě nemůže dodat tolik energie, kolik se vyrobí, když zapalovací svíčka zapálí chladnější směs paliva a vzduchu. Lze usuzovat, že aby kompresor pracoval s maximální účinností, musí být stlačený vzduch opouštějící zařízení ochlazován. Proces chlazení vzduchem zajišťuje mezichladič. Horký vzduch je ochlazen v trubkách mezichladiče pomocí studeného vzduchu nebo studené kapaliny v závislosti na typu mechanismu. Snížení teploty vzduchu, zvýšení jeho hustoty, zesílí náplň, která vstupuje do spalovací komory.
Typy kompresorů
Existují tři typy kompresorů: dvoušnekový, rotační a odstředivý. Hlavním rozdílem mezi nimi je způsob přívodu vzduchu do sacího potrubí motoru automobilu.
Dvoušnekové dmychadlo se skládá ze dvou rotorů, ve kterých cirkuluje vzduch. Toto provedení vytváří mnoho hluku v podobě pískání stlačeného vzduchu, které je tlumeno speciálními metodami odhlučnění motoru.
Fotografie. Dvojitý šroubový kompresor
Rotační kompresor je obvykle umístěn v horní části motoru automobilu a skládá se z rotujících vačkových hřídelů, které přivádějí atmosférický vzduch do sacího potrubí. Je těžký a výrazně zvyšuje hmotnost vozidla. Kromě toho má proudění vzduchu v tomto typu kompresoru přerušovanou strukturu, díky čemuž je ve srovnání s jinými typy kompresorů nejméně účinný.
Fotografie. Rotační kompresor
Odstředivé dmychadlo je nejúčinnější pro násilné zvýšení tlaku uvnitř motoru automobilu. Jde o oběžné kolo, které se otáčí obrovskou silou a tlačí vzduch do malé skříně kompresoru. Odstředivá síla tlačí vzduch k okraji oběžného kola a nutí ho opustit svou dutinu velkou rychlostí. Malé lopatky umístěné kolem oběžného kola převádějí vysokorychlostní nízkotlaký proud vzduchu na nízkorychlostní vysokotlaký vzduch.
Fotografie. Odstředivý kompresor
Výhody kompresoru
Hlavní výhodou kompresoru je samozřejmě zvýšení výkonu motoru vozidla. Odborníci považují mechanické kompresory za o něco lepší než motory s turbodmychadlem, protože motory jimi vybavené nemají zpožděnou odezvu při sešlápnutí plynového pedálu řidičem, protože mechanické kompresory jsou poháněny přímo od klikového hřídele motoru. Turbodmychadla zase podléhají prodlevě, protože výfukové plyny naberou rychlost potřebnou k roztočení turbín až po nějaké době.
Nevýhody motorů
Protože se kompresor spouští pomocí klikového hřídele motoru, mírně se tím snižuje výkon pohonné jednotky. Kompresor zvyšuje zatížení motoru, proto musí být motor dostatečně silný, aby vydržel silné exploze ve spalovací komoře. Moderní výrobci automobilů berou tuto podmínku v úvahu a vytvářejí silnější jednotky pro motory navržené pro práci v tandemu s kompresorem, což zvyšuje náklady na auto a také náklady na jeho údržbu.
Obecně platí, že kompresory jsou nejúčinnějším způsobem, jak přidat koňskou sílu, nebo jinými slovy výkon, do motoru vozidla. Kompresor dokáže přidat od 50 do 100 % výkonu, a proto jej závodníci a příznivci vysokorychlostní jízdy často instalují do svých vozů.
Každý automobilový nadšenec chce napumpovat „srdce“ auta a zlepšit jeho jízdní sílu. Existuje několik způsobů, jak dosáhnout znatelného výsledku, ale nejjednodušší a nejběžnější je vybavit motor vzduchovým přeplňováním. Díky této jednoduché metodě je možné dosáhnout výrazného nárůstu výkonu bez navýšení zdvihového objemu, což v poslední době aktivně využívá většina zahraničních automobilek. Nejrozšířenější jsou turbodmychadla a kompresory, které vypadají na první pohled velmi podobně, ale ve skutečnosti mají odlišnou konstrukci, čímž mají odlišný vliv na charakter vozu.
Abychom pochopili, jak tento systém funguje, není potřeba žádné speciální školení. Všechno je docela jednoduché: do válců je přiváděna další část vzduchu, která vytváří přetlak na vstupu. Tato změna je monitorována systémem řízení motoru, který je nakonfigurován tak, aby připravil optimální pracovní směs, což způsobí zvýšení dodávky paliva. V důsledku toho získáme složení, jehož spalováním se uvolňuje více energie, což vede ke zvýšení výkonu motoru.
Podívejme se na hlavní rozdíly mezi těmito systémy. Zdrojem energie pro turbodmychadla jsou výfukové plyny motoru, které roztáčí turbínové kolo zařízení. Naproti tomu hnací kompresory využívají mechanický převod od klikového hřídele motoru. Výkon nabíjení je tedy přímo závislý na otáčkách motoru, to znamená, že kompresor zajišťuje potřebný přívod vzduchu kdykoli.
Typy poháněných dmychadel
Za posledních sto let vzniklo mnoho typů hnacích kompresorů, ale v moderní automobilové výrobě se nejčastěji používají pouze tři typy: rotační, šroubové a odstředivé. V prvních dvou typech je vzduch přiváděn pomocí dvou válcových rotujících rotorů speciálního tvaru a ve třetím - lopatkami oběžného kola.
Rotační kompresory
Klíčovými vlastnostmi rotačních kompresorů jsou jednoduchost konstrukce, dlouhá životnost, vyváženost, vysoká čistota přiváděného vzduchu a kladná závislost tlaku vzduchu za kompresorem na otáčkách rotoru. Tato funkce je důležitá, když motor pracuje v často se měnících režimech. Vzduch v pracovní dutině kompresoru není stlačen, proto se kompresory s rotačním pohonem nazývají také kompresory s vnější kompresí. Zařízení jsou účinná pouze při mírném nárůstu tlaku, který se rovná poměru výtlačného tlaku k tlaku sání. Se zvyšujícím se tlakem ve vstupním okénku se účinnost kompresoru prudce snižuje.
Nejčastěji se používají rotační kompresory, vybavené dvěma stejnými rotory a lišícími se příčným uspořádáním vstupních a výstupních okének ve skříni zařízení. To je jasně vidět na obrázku níže.
Mezi nevýhody takových kompresorů patří znatelná závislost účinnosti zařízení na velikosti mezer mezi provozními částmi, vysoké zahřívání, pulsace výtlačného tlaku a vysoká hlučnost, které jsou patrné při použití rotorů s rovným řezem, které jsou snadno zpracovatelné. výroba. Na základě toho se rotační kompresory používají hlavně k vytvoření přetlaku s hodnotami nejvýše 0,5-0,6 bar.
Ve snaze snížit hluk a zlepšit rovnoměrnost přívodu vzduchu jsou rotory vyrobeny ve tvaru spirály. Ale i tyto triky, stejně jako použití klínových oken, pouze snižují pulzaci tlaku. V kompresoru s externí kompresí je téměř nemožné jej úplně odstranit. Znatelné snížení amplitudy pulsací lze dosáhnout použitím třízubých rotorů místo dvouzubých. V tomto případě perioda tlakové a rychlostní pulsace v průtokové části zařízení odpovídá úhlu natočení rotorů 60°.
Šroubové kompresory
Na rozdíl od zařízení rotačního typu zajišťují šroubové kompresory diagonální pohyb vzduchu v průtokové sekci. Vnitřní komprese se dosahuje změnou objemu dutin mezi pouzdrem a rotujícími šroubovými rotory. Tato konstrukce umožňuje dosáhnout poměrně vysokého stupně zvýšení tlaku vzduchu s vysokou účinností (více než 80 %). Vysoká rychlost otáčení kompresoru (až 12 tisíc otáček za minutu) umožnila zmenšit jeho rozměry a bylo možné použít pohon plynové turbíny.
Hlavní předností šroubového kompresoru je jeho vysoká spolehlivost a vyváženost. Nucený vzduch neobsahuje olejové nečistoty, proto je nejvhodnější pro práci s pístovým motorem.
Nevýhodou takového kompresoru je často zvláštní složitost tvaru rotorů a jejich masivnost, což vede k jejich vysoké ceně. Šroubový kompresor produkuje během provozu vysokofrekvenční hluk, který je způsoben tlakovými pulzacemi v režimu sání a výtlaku.
Zvažte konstrukci šroubového kompresoru na obrázku níže:
Jeho rotory jsou spirálová ozubená kola, která mají vysoký úhel šroubovice. Profily zubů a drážek rotorů jsou navzájem zcela konzistentní. Během provozu se zuby rotoru nedostanou do kontaktu se skříní ani mezi sebou, čehož je dosaženo použitím synchronizačních ozubených kol na hřídelích rotoru. V tomto případě je poměr počtu zubů ozubených kol roven poměru počtu zubů odpovídajících rotorů. Hlavním tělesem rozvodu je v tomto případě rotor s dutinami.
Šroubové kompresory dokážou vytvořit tlak až 1 bar, v některých případech i vyšší, proto se nejčastěji používají u silných a vysokorychlostních vozů.
Odstředivé kompresory
Odstředivé kompresory se nejvíce používají ve spalovacích motorech. Tento typ zařízení se týká lopatkových strojů, jejichž princip činnosti je založen na interakci proudu vzduchu s lopatkami oběžného kola a stacionárními prvky stroje. Ve srovnání s jinými konstrukcemi jsou odstředivé kompresory kompaktnější a relativně jednoduché na výrobu.
Konstrukce odstředivého kompresoru se skládá ze vstupního zařízení, oběžného kola (oběžného kola) a difuzoru, který obsahuje bezlopatkovou a lopatkovou část, která může chybět. Existuje také sběrač vzduchu, nejčastěji vyrobený ve formě šneka. U odstředivého kompresoru vzduch po průchodu filtrem vstupuje do vstupního zařízení, které se pro zajištění stability proudění postupně zužuje ve směru pohybu a slouží k jeho rovnoměrnému dodávání do kola s minimálními ztrátami. Oběžné kolo je uloženo na drážkování, ale v případě malých rozměrů může být namontováno na hladkou hřídel, která je přes mechanický převod spojena s klikovým hřídelem motoru nebo oběžným kolem plynové turbíny.
Základní parametry odstředivého kompresoru jsou: průtok vzduchu, tlakový poměr a účinnost kompresoru. U moderních zařízení používaných pro přeplňování spalovacích motorů se tyto parametry mohou měnit v širokém rozmezí. Například stupeň zvýšení tlaku u kompresorů poháněných hřídelí motoru může dosáhnout 1,2 jednotky. A v případě použití odstředivého kompresoru v nuceném kombinovaném motoru může jeho hodnota dosáhnout 3-3,5.
Odstředivé kompresory mají mnoho společného s turbodmychadly. Jsou poměrně skladné, mají nízkou cenu a jsou docela odolné. Samozřejmě, že nejsou příliš účinné a ztrácejí účinnost při nízkých rychlostech, ale poměrně často se používají na domácích vozech VAZ.
Dobrým příkladem takového zařízení je. Lze jej nainstalovat na model Lada Priora vybavený posilovačem řízení nebo klimatizací. Souprava používá sériovou, která vytváří přetlak plnícího tlaku až 0,5 bar při rychlosti otáčení 5200 ot./min. Pro jeho instalaci nejsou nutné žádné změny konstrukce motoru, pouze se doporučuje snížit kompresní poměr výměnou standardního těsnění hlavy za silnější. Vývojáři původně počítali s maximálním zjednodušením instalace kompresoru, takže si jej může nainstalovat sám automobilový nadšenec.
Určeno pro instalaci na model Niva-Chevrolet. Zařízení využívá kompresor PK-23, který má při včasné výměně řemene a ložisek neomezenou životnost. Zařízení vytváří plnicí tlak až 0,5 baru a vyznačuje se relativně malými rozměry a tichým chodem. Tato sada může být instalována na motory s maximálním zdvihovým objemem 2 litry.
Každý ví, že výkon atmosférických spalovacích motorů velmi závisí na zdvihovém objemu. Výkon je také omezen fyzickou velikostí motoru. Zjednodušeně řečeno, atmosférické motory nasávají vzduch z ulice podtlakem, který je výsledkem pohybu pístů ve válcích. Množství paliva, které bude následně hořet, přitom závisí na množství vzduchu. Pro zvýšení výkonu atmosférických motorů je nutné zvětšit zdvihový objem, ale můžete to udělat i jednodušeji - nainstalovat kompresor k motoru.
Výkon se tedy zvýší díky přívodu vzduchu pod určitým tlakem do spalovacích komor. Objem válce a počet spalovacích komor není třeba zvětšovat. Do motoru bude vtlačen vzduch, čímž se automaticky zvýší množství paliva v palivové směsi. Takový náboj bude hořet s maximální účinností. Nejde o nic jiného než o přeplňování.
Pro technickou realizaci přeplňování se používají systémy přeplňování turbodmychadlem a mechanické kompresory pro motor. Každé řešení má své nevýhody a výhody. Mechanický kompresor přitom můžete nainstalovat i vlastníma rukama na jakýkoli atmosférický motor automobilu.
Historie přeplňování
Myšlenka vhánět více vzduchu do motoru pomocí rotační energie se poprvé objevila v jasné mysli Gottlieba Daimlera v roce 1885. V roce 1905 si pak Rakušan Alfred Büchi patentoval podobné řešení poháněné výfukovými plyny. Než se to však podařilo zrealizovat, uplynulo trochu času. První vůz vybavený mechanickým kompresorem pro motor se objevil až v roce 1921.
Poté bylo nutné vyřešit problém ztráty výkonu při stoupání. Toto první auto se ukázalo jako Mercedes-Benz. O konkrétním modelu historie mlčí. Technologie přeplňování si pak našla cestu do nákladních vozidel a kamionové dopravy obecně. Extra výkon byl velmi užitečný u dieselových pohonných jednotek na lodích a vlacích. Osobní vůz, na který byl poprvé nainstalován nucený kompresor, byl Oldsmobile Jetfire s V8 o výkonu 215 koní.
Typy posílení
Přeplňování, a tím myslíme pouze mechanické okruhy, zahrnuje mechanicky poháněný kompresor a turbodmychadlo. Hnací kompresory jsou nejčastěji instalovány podél bloku válců u řadových motorů. Na blocích ve tvaru V se komprese nachází v odklonu mezi polovinami motoru. Tento kompresor motoru je poháněn hnacím řemenem a točivý moment je odebírán z klikového hřídele. Vzduch je stlačován dvěma šroubovými rotory nebo oběžným kolem. Na design oblíbených modelů kompresorů se podíváme později.
Pokud jde o turbínu, ta je poháněna výfukovými plyny, které pod vysokým tlakem vylétají ze spalovacích komor. Tyto plyny způsobují rotaci oběžného kola turbíny. Nejčastěji je turbodmychadlo instalováno za výfukovým potrubím. U některých modelů skupiny VAG (Volkswagen, Audi a Škoda) je turbína součástí kompresoru.
Elektrické kompresory pro atmosférické motory jsou k dispozici i samostatně. Jejich výhodou je, že nedochází k žádnému odběru výkonu z motoru a nedochází k prodlevě turba při provozu, která je typická pro turbodmychadla, protože je pohání elektromotor. Ale toto schéma stále vyvolává spoustu otázek.
Existují také neagregátní systémy přeplňování. Jedná se o zvýšení tlaku v sacím traktu v důsledku rychlosti pohybu vzduchu a speciálního tvaru a velikosti vzduchových trubek. Nadměrný tlak je dalším opatřením ke zvýšení výkonu u atmosféricky plněných motorů. Toto schéma je implementováno ve voze Panamera GTX od Porsche.
s pohonem
V této skupině můžeme rozlišit taková řešení, jako je Rootsův kompresor, Linsholmův kompresor a také odstředivý kompresor. Podívejme se na jejich strukturu a vlastnosti.
Všechny typy hnacích dmychadel mají společné výhody. To je jednoduchost: na motoru mohou pracovat i lidé, kteří mají do tuningu daleko. Také konstrukce pohonu jsou účinné při různých rychlostech klikového hřídele. Nemají turbo lag, což je vlastnost turbín.
Nevýhodou je, že točivý moment se odebírá z motoru. Motor ztrácí výkon a zvyšuje se jeho zatížení. Po instalaci však můžete zaznamenat nárůst výkonu až o 46 procent.
Rotační rotační kompresor
Nyní toto řešení najdete na autech. Třeba takový kompresor motoru na Mercedes v karoserii 230. Od svého vynálezu zůstal prakticky nezměněn. Dva protiběžné rotory se dvěma, třemi nebo čtyřmi lopatkami přivádějí vzduch přímo do sacího potrubí motoru a vytvářejí v něm tlak. Z rozdělovače je vzduch přiváděn do spalovacích komor.
Šroubové kompresory
Tato zařízení fungují na trochu jiném principu. Takže v jednom případě jsou dva šrouby se složitým tvarem.
Také se otáčejí směrem k sobě. Šrouby díky svým speciálním vlastnostem zachycují vzduch a přivádějí jej do výstupu a současně jej stlačují. Síla a výkon těchto modelů je výrazně vyšší než charakteristiky rotačních řešení. Kompresor nevytváří turbulence proudění vzduchu při vysokých otáčkách motoru.
Zvláštnosti
První i druhá možnost fungují bez dalších maziv. Mazaná jsou pouze ložiska na hřídelích. Pouzdro a rotační prvky jsou od sebe odděleny malými mezerami. Po zastavení motoru tedy není potřeba chladit kompresor.
Otáčení hřídelů je synchronizováno pomocí ozubeného převodu z hnacího hřídele. Je spojen řemenem s klikovým hřídelem. Dále se točivý moment přenáší na hnaný. Tak je dosaženo vysoké přesnosti práce bez silného tření a přehřívání.
Zařízení odstředivého kompresoru
Konstrukce má pouze jeden jediný hřídel. Oběžné kolo je na něm bezpečně nainstalováno. Když se otáčí, zachycuje proud vzduchu ze středu a vrhá jej po obvodu. Dále proud vzduchu vstupuje do speciální tlakové trubky. To umožňuje vyrobit kompresor s minimálními rozměry, nízkou hmotností a vysokým výkonem.
Rychlonabíječka
Konstrukce takového kompresoru je také extrémně jednoduchá. Oběžná kola jsou instalována na jedné hřídeli. Každé z těchto dvou oběžných kol se otáčí ve vlastním samostatném krytu. Jeden z nich se otáčí díky proudění výfukových plynů. Druhý, spojený s prvním, se otáčí a stlačuje vzduch do sacího traktu. Čím vyšší jsou otáčky klikového hřídele, tím vyšší je výkon kompresoru.
Zvláštností je, že zde není závislost otáček turbíny na otáčkách klikového hřídele, ale na síle proudění výfukových plynů. Je zde souvislost s tzv. prodlevou turba – jedná se o zpoždění reakce turbíny při sešlápnutí plynového pedálu. Navenek jde o vteřinu promyšlenosti motoru, kterou pak vzápětí vystřídá ostrý sběrač. Inženýři se s tímto problémem potýkají pomocí různých metod – například instalací elektromotoru pro vzduchový kompresor nebo tlakový válec.
Proces instalace je spojen s určitými obtížemi. Protože je zatížení poměrně vysoké a počet otáček turbíny může dosáhnout 300 tisíc otáček, potřebuje turbína neustálé mazání. Je připojen k olejovému potrubí a mazivo je dodáváno pod tlakem. Instalovat kompresor na motor tohoto typu je proto možné pouze s pomocí specialistů. Samoinstalace nepovede k ničemu dobrému.
Dvojité posílení
Nejde o nic jiného než o dvě turbíny zapojené paralelně, sériově nebo stupňovitě.
Řešení mělo zprvu eliminovat prodlevu turba, ale i zde je vyšší výkon motoru kompresoru, a tedy vyšší výkon motoru. Kromě toho bylo možné optimalizovat provozní režimy motoru a snížit spotřebu paliva.
Přeplňování paralelními turbínami
Systém se skládá ze dvou turbín se stejnými vlastnostmi. Jsou vzájemně propojeny paralelně. Takové přeplňování může být vybaveno výkonnými pohonnými jednotkami ve tvaru V. Každé turbodmychadlo je napojeno na samostatnou větev výfukového potrubí. Zde je výhoda, že můžete instalovat malé turbíny. Snadněji se roztočí, což snižuje prodlevu turba.
Sériové připojení
Fungují zde i dvě turbíny. Jeden z nich je neustále aktivován. Druhý se spustí podle potřeby. Vzduch ze dvou turbín je přiváděn do jednoho sacího potrubí.
Dvoustupňové posílení
Jedná se o komplexní, ale zajímavé a efektivní řešení. Zde jsou dvě turbíny zapojené do série. Mají různé velikosti, jsou vzájemně propojeny potrubím a také obtokovými ventily. Při nízkých otáčkách se používá menší turbína. Je lehčí a má menší setrvačnost. Při středních otáčkách motoru se aktivuje velká turbína. Oba vždy fungují postupně. Ale to nejsou všechny nuance. Při maximálních otáčkách klikového hřídele spalovacího motoru se velká turbína vypne.
Systém se nastavuje pomocí senzorů a solenoidových ventilů, které otevírají nebo zavírají určité části výfukového traktu.
Instalace
Často si kupují hotové instalační sady, které obsahují vše, co potřebují, ale jejich cena je poměrně vysoká. Můžete si také koupit sadu ze zahraničních automobilů, přizpůsobenou pro různé modely motorů. Další možností jsou čínské stavebnice. Zde jsou při instalaci potřeba jen minimální úpravy. Práce bude vyžadovat znalosti a dovednosti. Minimálně musíte být schopni rozeznat turbínu od motoru kompresoru klimatizace.
