کمپرسور در موتور چیست؟ هیت رژه

بعد از اینکه توضیح دادم بسیاری از مردم شروع به پرسیدن سوالی در مورد کمپرسور درایو یا دمنده هوا کردند. از این گذشته ، واقعاً می توان آن را در VAZ بومی ما نصب کرد. امروز می خواهم در مورد این دستگاه با جزئیات بیشتر به شما بگویم که چگونه کار می کند و آیا می توان آن را خودتان نصب کرد ...

به طور کلی، ایده کمپرسورها به قدمت دنیاست. در اوایل سال 1900، چنین وسایلی برای افزایش قدرت موتور با فشار دادن هوای اضافی به داخل سیلندرها پیشنهاد شد. بگذارید کمی تعریف کنم.

کمپرسور درایو (یا دمنده) - این واحدی است که بر روی موتور خودرو نصب شده است، تزریق هوای اضافی را به محفظه های احتراق ایجاد می کند که با کمی تغییر در تزریق سوخت، قدرت اضافی، گاهی اوقات تا 30٪ می دهد.

به بیان ساده، اتفاقی که می افتد این است که معجزه، همانطور که می گویند، اتفاق نمی افتد؛ اگر می خواهید قدرت را افزایش دهید، باید سوخت بیشتری بسوزانید، اما برای اینکه به طور موثر آن را اکسید کنید، به اکسیژن بیشتری نیاز دارد. اگر در این مورد اغراق کنید، کمپرسور این کار را انجام می دهد. یعنی سوخت رو زیاد میکنی مثلا یه جدید نصب میکنی کمپرسور میزاری برق میگیری. ساده است.

توربو - توربو نیست

به طور خلاصه، اکنون انواع مختلفی از کمپرسورها وجود دارد. برخی با استفاده از انرژی گازهای خروجی (TURBO) کار می کنند، برخی دیگر - با استفاده از درایو (نه توربو). این دومی است که امروز در مورد آن صحبت خواهیم کرد. به هر حال، شما می توانید آن را در لینک بخوانید.

اگر طراحی چنین واحدهایی را بررسی کنید، می توانید شباهت خاصی را در ساختار تشخیص دهید. یعنی چنین کمپرسورهایی از درایوی کار می کنند که نیازی به مداخله در سیستم های موتور استاندارد ندارد، یعنی سیستم روغن کاری و گازهای خروجی که بسیار مهم است! این طراحی واقعاً بسیار ساده است - یک اتصال مستقیم با "میل لنگ" برقرار می شود که به موتور و سوپرشارژر اجازه می دهد در هنگام شتاب گیری کاملاً تعامل داشته باشند. یعنی هرچه سرعت بالاتر باشد، "میل لنگ" سریعتر می چرخد ​​و بر این اساس سوپرشارژر می چرخد! به لطف این تعامل، عملا چیزی به نام "تأخیر توربو" وجود ندارد. همچنین، یک مزیت اضافی عدم کارکرد در دماهای بالا است، مانند گزینه های TURBO، به این معنی که عمر مفید بسیار افزایش می یابد - از این گذشته، در اینجا "توربین" نیازی به خنک شدن ندارد، یعنی "" یا "کنترل کننده های تقویت کننده" مورد نیاز نیست، ما فقط ماشین را خاموش می کنیم و کار را متوقف می کنیم. وب سایت autoflit.ru توصیه می کند دقیقاً همین کار را انجام دهید. اگر علاقه دارید وارد شوید

انواع کمپرسور درایو

زمان صحبت در مورد دستگاه ها به ویژه "نسخه های درایو" فرا رسیده است. اکنون فقط سه نوع وجود دارد: چرخشی، پیچی و گریز از مرکز. دو گزینه اول با استفاده از روتورهای استوانه ای خاص یا "تیغه ها" هوا را پمپاژ می کنند، دومی مانند یک خنک کننده عمل می کند، یعنی با تیغه ها پمپ می کند.

انواع روتاری

کمپرسورهایی که بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. مزیت اصلی قیمت متوسط، عمر طولانی، فرکانس بالای هوای عرضه شده، عملکرد صاف و پایدار، پاسخ سریع به سرعت میل لنگ است.

هوا در این سیستم فشرده نمی شود، به نظر می رسد به داخل می رود و سپس توسط تیغه هایی که به صورت روتور ساخته شده اند، به موتور وارد می شود. به همین دلیل نام آن ها - کمپرسور با فشرده سازی خارجی است. نکته منفی این است که با افزایش فشار ورودی، راندمان کاهش می یابد.

ساختار اغلب از دو روتور تشکیل شده است، در پنجره های ورودی و خروجی، به عکس مراجعه کنید. آنها به صورت عرضی قرار دارند.

معایب این طرح عبارتند از:

1) کارایی بستگی به فاصله بین شفت ها و سایر قسمت ها دارد.

2) بزرگترین گرمایش در بین انواع دیگر.

3) صدا و لرزش شدید شفت ها.

4) فشار نه چندان قوی، حداکثر 0.7 بار.

به طور خلاصه، مشخص می شود که این نوع از ایده آل فاصله زیادی دارد. برخی ممکن است این سوال را بپرسند - چرا تیغه ها به شکل پیچ هستند؟ در اینجا دو دلیل وجود دارد، اولی افزایش فشار هوا و دومی کاهش صدا (هر چند کمک کمی می کند).

نوع پیچ

این یک طراحی سوپرشارژر پیشرفته تر و قابل اعتمادتر است. اصل کار در اینجا نیز ساده است - فشرده سازی با تغییر حجم حفره های بین بدنه و پیچ های چرخشی (نوعی روتور) اتفاق می افتد. هوا در اینجا به صورت مورب حرکت می کند. از مزایای بزرگ این گزینه می توان به راندمان بالا تا 85% و همچنین فشار هوای بالا (از 1 بار به بالاتر) اشاره کرد که این امر با سرعت های بالا گاهی تا 12000 دور در دقیقه به دست می آید. به همین دلیل است که می توان بدنه را مینیاتورتر کرد. باید گفت که این آپشن به دلیل قابلیت اطمینان و جثه کوچک، اغلب بر روی خودروهای مسابقه ای استفاده می شود.

تنها معایب آن ساختار پیچیده و تعمیرات است که باعث افزایش قیمت محصول نهایی می شود. اگر چنین کمپرسور درایو خراب شود، باید در ایستگاه های تخصصی تعمیر شود، ترجیحاً توسط سازنده.

همانطور که در طراحی مشاهده می کنید دو روتور با دندانه های مارپیچ دندانه دار وجود دارد. نمایه های آنها در هنگام تماس کاملاً با یکدیگر مطابقت دارد که باعث می شود طراحی بسیار قابل اعتماد باشد.

رایج ترین آنها در موتورهای احتراق داخلی با استفاده از تیغه ها یا "تیغه ها" کار می کنند. اگر آنها را با دو مورد قبلی مقایسه کنیم، این نوع از همه جمع و جورتر است و همچنین در فناوری ساخت ساده است که هزینه نهایی آن را کاهش می دهد. به دلیل طراحی مشابه، اغلب می توان آن را با نسخه TURBO (که از گازهای خروجی تغذیه می کند) اشتباه گرفت، اما این کاملاً اشتباه است، این دو دستگاه کاملاً متفاوت هستند.

اصل ساختار شامل یک قسمت ورودی، یک قسمت کاری (تیغه-تیغه) و یک دیفیوزر است که می تواند تیغه ای یا بدون تیغه باشد. یک ورودی هوا که به شکل "حلزون" ساخته شده است نیز برای نصب مورد نیاز است.

هوا با عبور از یک فیلتر مخصوص (به هر حال، لازم است، در غیر این صورت تمام گرد و غبار داخل موتور خواهد بود)، وارد یک ورودی مخصوص می شود که به تدریج باریک می شود (برای حداقل تلفات هوا در حین عرضه)، سپس به چرخ می رود. . پروانه بر روی پایه مخصوص نصب شده است، اما مواردی وجود داشته که روی خود شفت قرار گرفته است. سپس، از طریق یک گیربکس مکانیکی (درایو)، به میل لنگ متصل می شود.

چنین گزینه هایی در اتومبیل های داخلی ما (به ویژه VAZ) رایج ترین هستند. آنها به دلیل دوام، قیمت پایین، تطبیق پذیری و فشرده بودن انتخاب شده اند.

معایب چنین کمپرسورهایی کم بودن آنهاست، اما در دماهای بالا قدرت موتور می تواند تا 30 درصد مقدار اسمی افزایش یابد. در دور در دقیقه از 4000، فشار می تواند به 0.5 - 0.6 بار برسد.

نصب کمپرسور روی VAZ

نیازی به گفتن نیست که بازار داخلی ما عمدتاً از محصولات AvtoVAZ تشکیل شده است ، اینجاست که "تیونرهای" جوان شروع می شود ، بنابراین رایج ترین سوال این است - آیا می توان آن را روی VAZ نصب کرد؟

البته ممکن است، و آخرین مورد، نوع گریز از مرکز، اغلب در حال حاضر به عنوان یک مجموعه کامل، برای نصب به طور خاص بر روی خودروهای ما، یعنی به اصطلاح "کیت کیت" ارائه می شود.

نصب سیستم بسیار ساده است. با این حال، ابتدا باید یک واشر بزرگ شده بین بلوک و سرسیلندر نصب کنید. این چیزی است که سازنده توصیه می کند. در زیر یک نمودار اتصال اغراق آمیز آمده است.

گسترده ترین دامنه کاربرد دلیل اصلی ظهور هر چه بیشتر انواع جدید تجهیزات کمپرسور شده است. گسترده ترین واحدهای مجهز به موتور الکتریکی هستند. با این حال، در صورت عدم وجود شبکه خانگی یا صنعتی، عملکرد آنها غیرممکن است.

البته می توانید از ژنراتور الکتریکی برای اتصال تجهیزات استفاده کنید، اما خرید کمپرسور با موتور احتراق داخلی بسیار مصلحت تر است. این راه حل به شما امکان می دهد هم در هزینه و هم در فضای قابل استفاده صرفه جویی کنید. بله، و شما باید به جای دو واحد، یک واحد را سرویس کنید. این به معنای کاهش بیشتر هزینه های مالی و زمانی است.

مزایای تجهیزات کمپرسور با موتورهای احتراق داخلی

توانایی کار در حالت خودمختار یک مزیت مهم، اما به دور از تنها مزیت واحدهای دارای موتور احتراق داخلی است. برای مثال باید توجه داشت:

• گسترده ترین طیف مدل. هر دو واحد بنزینی و دیزلی در بازار وجود دارد که از نظر قدرت، عملکرد، فشار کاری و سایر پارامترها متفاوت هستند. این به شما امکان می دهد یک گزینه مناسب را هم برای استفاده در یک گاراژ خصوصی و هم برای استفاده حرفه ای خریداری کنید.
• ویژگی های عملکرد عالی موتورهای مدرن برای کمپرسورهای احتراق داخلی با عمر موتور بالا، نیازهای تعمیر و نگهداری کم و حداقل سطح سر و صدا متمایز می شوند. علاوه بر این، همه واحدها مجهز به سیستم "شروع آسان" هستند که راه اندازی آسان موتور را حتی در دماهای پایین تضمین می کند.
• بدون نیاز به شرایط محیطی بخش قابل توجهی از مدل های مبتنی بر موتورهای احتراق داخلی در ابتدا با در نظر گرفتن عملکرد در "میدان" توسعه یافته اند. آنها مجهز به یک کیس مخصوص هستند که از مکانیسم در برابر رطوبت، گرد و غبار، آسیب های مکانیکی و سایر تأثیرات محافظت می کند.

به طور جداگانه، شایان ذکر است که کارایی موتورهای احتراق داخلی مدرن که کمپرسورها را تامین می کنند. هنگام توسعه مدل های جدید، تولید کنندگان خارجی و روسی توجه ویژه ای به کاهش مصرف سوخت دارند. به عنوان مثال، واحدهای دیزلی با توان 150-170 کیلووات، که حداکثر 20000 لیتر در دقیقه هوا را فشرده می کنند، به طور متوسط ​​حدود 30 لیتر سوخت دیزل مصرف می کنند.

انواع کمپرسور با موتورهای احتراق داخلی

تمام واحدهای کمپرسور مستقل ارائه شده در بازار مدرن را می توان بر اساس معیارهای زیر طبقه بندی کرد:

• نوع سوخت. تجهیزات خانگی و نیمه حرفه ای توسط واحدهای بنزینی ارائه می شود. قدرت چنین مدل هایی بین 3-15 کیلو وات متغیر است و خروجی آن 200-2000 لیتر در دقیقه است. واحدهای دیزلی معمولاً قدرتمندتر هستند. آنها تا 45000 لیتر در دقیقه هوای فشرده تولید می کنند که آنها را برای کاربردهای حرفه ای و صنعتی مناسب می کند.
• طرح. بر این اساس، تمام کمپرسورهای با احتراق داخلی سوخت به دو نوع پیستونی و پیچی تقسیم می شوند. اولین ها با نصب هایی با ظرفیت های مختلف نشان داده می شوند و می توانند خانگی و حرفه ای باشند. دومی با بهره وری بیشتر مشخص می شود، بنابراین اغلب برای حل مشکلات مختلف صنعتی استفاده می شود.
• درجه تحرک. تمام تاسیسات طراحی شده برای فشرده سازی هوا به ثابت، قابل حمل و متحرک تقسیم می شوند. معمولاً از واحدهای نوع اول در تولید استفاده می شود. مدل های موبایل بر اساس یک شاسی چرخ دار مونتاژ می شوند و مجهز به میله کششی برای بکسل هستند. کمپرسورهای متحرک سبک وزن و از نظر اندازه جمع و جور هستند که جابجایی آنها در یک اتاق یا حمل و نقل از یک مکان به مکان دیگر را آسان می کند.

البته، ما یک طبقه بندی به دور از کامل ارائه کرده ایم، اما به ما اجازه می دهد تا یک ایده کلی از انواع کمپرسور با موتور احتراق داخلی داشته باشیم. در مورد سایر تفاوت ها، اینها شامل نوع درایو (مستقیم یا تسمه)، وجود یا عدم وجود پوشش محافظ، درجه تراکم (فشار کم و زیاد) و سایر مشخصات است.

ویژگی های عملیات

برای افزایش طول عمر تجهیزات کمپرسور و اطمینان از ایمنی پرسنل عملیاتی، هنگام استفاده از تجهیزات، باید قوانین تعیین شده و همچنین توصیه های سازنده را رعایت کنید. شامل:

• واحدهای متحرک باید مجهز به گیره چرخ باشند.
• نصب تاسیسات ثابت قدرتمند بر روی یک پایه خاص انجام می شود.
• پس از 7-8 ساعت اول کار، لازم است روغن را تعویض کنید.
• سطح مایعات فرآیند باید روزانه بررسی شود.
• کمپرسور در پایان شیفت کاری تمیز می شود.
• فیلتر هوا در صورت نیاز تغییر می کند، اما حداقل یک بار در سال.
• میعانات از گیرنده باید روزانه تخلیه شود.
• تعمیر و نگهداری واحد توسط پرسنل آموزش دیده انجام می شود.

همچنین شایان ذکر است که اگر کمپرسور با موتور احتراق داخلی خراب شود، انجام تعمیرات توسط خودتان غیرقابل قبول است. به خصوص اگر تجهیزات تحت گارانتی باشد. مداخله غیرمجاز به طور خودکار تعهدات سازنده را باطل می کند.

کمپرسور هر وسیله ای است که برای فشرده سازی و تامین هوا و سایر گازها تحت فشار طراحی شده است. این دستگاه کجا استفاده می شود؟

مهندسان خودرو، سازندگان خودروهای مسابقه ای و علاقه مندان به سرعت به طور مداوم برای افزایش قدرت موتور تلاش می کنند. یکی از راه های افزایش آن، ساخت موتوری با حجم داخلی زیاد است، اما موتورهای بزرگ وزن زیادی دارند و علاوه بر آن، هزینه های تولید و نگهداری آن ها نیز بسیار بالاست.

عکس. ProCharger D1SC - کمپرسور گریز از مرکز

راه دوم برای افزایش شدت موتور، ایجاد واحدی با اندازه استاندارد، اما برای استفاده کارآمدتر است. عملکرد کارآمدتر را می توان با پمپ کردن حجم بیشتری از هوا به داخل محفظه احتراق به دست آورد، که اجازه می دهد سوخت بیشتری به سیلندر عرضه شود، که به معنای دستیابی به قدرت بیشتر به دلیل فشار بالا و بر این اساس، انتشار گازهای قوی است. این کمپرسور است که به آن سوپرشارژر نیز می گویند که به شما امکان می دهد هوا را افزایش داده و قدرت موتور را افزایش دهید.

علاوه بر کمپرسور، یک توربوشارژر نیز وجود دارد. تفاوت این دو دستگاه در نحوه استخراج انرژی است. یک کمپرسور معمولی توسط انرژی هدایت می شود که به صورت مکانیکی از میل لنگ موتور از طریق یک تسمه یا درایو زنجیره ای منتقل می شود. در مورد توربوشارژر، به لطف جریان فشرده گازهای خروجی که توربین را می چرخاند، کار می کند.

کمپرسور چگونه کار می کند؟

برای درک نحوه عملکرد این مکانیسم، نمودار عملکرد یک موتور احتراق داخلی چهار زمانه معمولی را در نظر بگیرید. با حرکت پیستون به سمت پایین خلاء هوا ایجاد می شود که تحت تاثیر فشار اتمسفر وارد محفظه احتراق می شود. هنگامی که هوا وارد موتور می شود، با مخلوط سوخت ترکیب می شود و باری ایجاد می کند که می تواند از طریق احتراق به انرژی جنبشی مفید تبدیل شود. احتراق توسط شمع ایجاد می شود. هنگامی که واکنش اکسیداسیون سوخت رخ می دهد، مقدار زیادی انرژی آزاد می شود. نیروی این انفجار باعث حرکت پیستون می شود و نیروی این حرکت به چرخ ها وارد می شود و باعث چرخش آن ها می شود.

جریان متراکم‌تر مخلوط سوخت و هوا به درون شارژ، انفجارهای بزرگ‌تری ایجاد می‌کند. اما شایان ذکر است که سوزاندن مقدار مشخصی سوخت به مقدار مشخصی اکسیژن نیاز دارد. نسبت صحیح این است: 14 قسمت هوا به 1 قسمت هوای اتمسفر. این نسبت برای عملکرد کارآمد واحد قدرت خودرو بسیار مهم است و این قانون را بیان می کند: "برای سوزاندن سوخت بیشتر باید هوای بیشتری تامین شود."

این کار کمپرسور است. هوای ورودی به موتور را فشرده می کند و اجازه می دهد تا مقادیر زیادی از آن در موتور پر شود و فشار ایجاد شود. در عین حال، سوخت بیشتری می تواند وارد موتور شود و باعث افزایش قدرت می شود. به طور متوسط، کمپرسور 46 درصد قدرت و 31 درصد گشتاور اضافه می کند.

سوپرشارژر مکانیکی توسط یک تسمه محرک پیچیده شده به دور قرقره ای که به چرخ دنده محرک متصل است، هدایت می شود. چرخ دنده درایو دنده سوپرشارژر را به حرکت در می آورد. روتور کمپرسور هوا را می گیرد، آن را فشرده می کند و به منیفولد ورودی می اندازد. سرعت چرخش کمپرسور 50 تا 60 هزار دور در دقیقه است. در نتیجه سوپرشارژر هوای موتور خودرو را تقریبا 50 درصد افزایش می دهد.

از آنجایی که هوای گرم فشرده می شود، چگالی خود را از دست می دهد و نمی تواند در حین انفجار زیاد منبسط شود. در این حالت، نمی‌تواند به اندازه‌ای که وقتی شمع یک مخلوط سوخت و هوا خنک‌تر را مشتعل می‌کند، انرژی تولید می‌کند. می توان نتیجه گرفت که برای اینکه سوپرشارژر با حداکثر راندمان کار کند، باید هوای فشرده خروجی از دستگاه خنک شود. اینترکولر فرآیند خنک سازی هوا را انجام می دهد. هوای گرم در لوله های اینترکولر با استفاده از هوای سرد یا مایع سرد بسته به نوع مکانیزم خنک می شود. کاهش دمای هوا، افزایش چگالی آن، بار وارد شده به محفظه احتراق را قوی تر می کند.

انواع کمپرسور

سه نوع کمپرسور وجود دارد: دو مارپیچ، دوار و گریز از مرکز. تفاوت اصلی آنها در نحوه تامین هوا به منیفولد ورودی موتور خودرو است.

یک سوپرشارژر دو مارپیچ از دو روتور تشکیل شده است که هوا در داخل آنها گردش می کند. این طرح صدای زیادی به صورت سوت هوای فشرده ایجاد می کند که با روش های خاص عایق صدا موتور آن را خفه می کند.

عکس. کمپرسور دو اسکرو

یک سوپرشارژر چرخشی معمولاً در بالای موتور خودرو قرار دارد و از محورهای بادامک چرخشی تشکیل شده است که هوای اتمسفر را به داخل منیفولد ورودی منتقل می کند. سنگین است و وزن قابل توجهی به خودرو اضافه می کند. علاوه بر این جریان هوا در این نوع کمپرسور دارای ساختار متناوب است که باعث می شود کمترین کارایی را در مقایسه با سایر انواع کمپرسور داشته باشد.

عکس. کمپرسور روتاری

سوپرشارژر گریز از مرکز برای افزایش اجباری فشار داخل موتور خودرو موثرترین است. پروانه ای است که با نیروی زیادی می چرخد ​​و هوا را به داخل محفظه کوچک کمپرسور وارد می کند. نیروی گریز از مرکز هوا را به لبه پروانه هل می دهد و آن را مجبور می کند با سرعت زیاد از حفره خود خارج شود. پره های کوچکی که در اطراف پروانه قرار دارند، جریان هوای پرسرعت و کم فشار را به هوای کم سرعت و پرفشار تبدیل می کنند.

عکس. کمپرسور گریز از مرکز

مزایای کمپرسور

مزیت اصلی کمپرسور، طبیعتاً افزایش قدرت موتور خودرو است. کارشناسان سوپرشارژرهای مکانیکی را کمی بهتر از موتورهای توربوشارژ می دانند، زیرا موتورهای مجهز به آنها با فشار دادن پدال گاز توسط راننده، پاسخ تاخیری ندارند زیرا کمپرسورهای مکانیکی مستقیماً از میل لنگ موتور به حرکت در می آیند. توربوشارژرها نیز به نوبه خود در معرض تاخیر هستند، زیرا گازهای خروجی تنها پس از گذشت مدتی سرعت لازم برای چرخش توربین ها را به دست می آورند.

معایب موتورها

از آنجایی که کمپرسور با استفاده از میل لنگ موتور راه اندازی می شود، این امر کمی قدرت واحد قدرت را کاهش می دهد. کمپرسور بار موتور را افزایش می دهد، بنابراین موتور باید آنقدر قوی باشد که در برابر انفجارهای قوی در محفظه احتراق مقاومت کند. خودروسازان مدرن این شرایط را در نظر می گیرند و واحدهای قوی تری را برای موتورهایی که برای کار پشت سر هم با کمپرسور طراحی شده اند ایجاد می کنند که باعث افزایش هزینه خودرو و همچنین هزینه نگهداری آن می شود.

به طور کلی، سوپرشارژرها مؤثرترین راه برای افزودن اسب بخار یا به عبارت دیگر قدرت به موتور خودرو هستند. کمپرسور می تواند از 50 تا 100 درصد نیرو اضافه کند، به همین دلیل است که مسابقه دهندگان و طرفداران رانندگی با سرعت بالا اغلب آن را روی اتومبیل خود نصب می کنند.

هر علاقه‌مند به اتومبیل می‌خواهد «قلب» یک ماشین را تقویت کند و قدرت رانندگی آن را افزایش دهد. راه های مختلفی برای به دست آوردن نتیجه قابل توجه وجود دارد، اما ساده ترین و رایج ترین آن، تجهیز موتور به سوپرشارژ هوا است. به لطف این روش ساده، می توان بدون افزایش جابجایی به افزایش قابل توجهی در اسب بخار رسید که اخیراً توسط اکثر خودروسازان خارجی به طور فعال مورد استفاده قرار گرفته است. رایج ترین آنها توربوشارژرها و سوپرشارژرها هستند که در نگاه اول بسیار شبیه به هم هستند، اما در واقع طراحی های متفاوتی دارند و در نتیجه تأثیرات متفاوتی بر شخصیت خودرو دارند.

برای درک نحوه عملکرد این سیستم، نیازی به آموزش خاصی نیست. همه چیز بسیار ساده است: قسمت اضافی هوا به سیلندرها وارد می شود که فشار مثبتی در ورودی ایجاد می کند. این تغییر توسط سیستم مدیریت موتور کنترل می شود که برای تهیه مخلوط کاری بهینه پیکربندی شده است که باعث افزایش عرضه سوخت می شود. در نتیجه ترکیبی به دست می آید که احتراق آن انرژی بیشتری آزاد می کند که منجر به افزایش قدرت موتور می شود.

بیایید به تفاوت های اصلی بین این سیستم ها نگاه کنیم. منبع انرژی توربوشارژرها گازهای خروجی موتور است که چرخ توربین دستگاه را می چرخاند. در مقابل، سوپرشارژرهای محرک از یک انتقال مکانیکی از میل لنگ موتور استفاده می کنند. بنابراین، عملکرد شارژ مستقیماً به سرعت موتور بستگی دارد، یعنی کمپرسور هوای لازم را در هر زمان فراهم می کند.

انواع دمنده های رانده

در طول صد سال گذشته، انواع بسیاری از سوپرشارژرهای محرک ایجاد شده است، اما در تولید خودروهای مدرن تنها از سه نوع استفاده می شود: چرخشی، پیچی و گریز از مرکز. در دو نوع اول، هوا با استفاده از دو روتور چرخان استوانه ای شکل خاص، و در سوم - توسط تیغه های پروانه تامین می شود.

کمپرسورهای دوار

از ویژگی های کلیدی کمپرسورهای دوار می توان به سادگی طراحی، عمر طولانی، تعادل، خلوص بالای هوای عرضه شده و وابستگی مثبت فشار هوای پشت کمپرسور به سرعت روتور اشاره کرد. این ویژگی زمانی مهم است که موتور در حالت‌های تغییر مکرر کار می‌کند. هوا در حفره کار کمپرسور فشرده نمی شود، بنابراین به سوپرشارژرهای درایو چرخشی کمپرسور با فشرده سازی خارجی نیز گفته می شود. دستگاه ها فقط در افزایش فشار متوسط ​​که برابر با نسبت فشار تخلیه به فشار مکش است، مؤثر هستند. با افزایش فشار در پنجره ورودی، راندمان کمپرسور به شدت کاهش می یابد.

اغلب از کمپرسورهای دوار استفاده می شود که مجهز به دو روتور یکسان هستند و در ترتیب عرضی پنجره های ورودی و خروجی در محفظه دستگاه متفاوت هستند. این به وضوح در شکل زیر قابل مشاهده است.

از معایب چنین کمپرسورهایی می توان به وابستگی قابل توجه کارایی دستگاه به اندازه شکاف های بین قطعات عامل، گرمایش زیاد، ضربان فشار تخلیه و صدای زیاد اشاره کرد که در هنگام استفاده از روتورهای برش مستقیم که به راحتی قابل استفاده هستند، قابل توجه است. ساخت. بر این اساس، از کمپرسورهای دوار عمدتاً برای ایجاد فشار مثبت با مقادیر بیش از 0.5-0.6 بار استفاده می شود.

در تلاش برای کاهش نویز و بهبود یکنواختی تامین هوا، روتورها به شکل مارپیچی ساخته می شوند. اما حتی این ترفندها و همچنین استفاده از پنجره های گوه ای شکل تنها باعث کاهش ضربان فشار می شود. حذف کامل آن در کمپرسور با فشرده سازی خارجی تقریبا غیرممکن است. با استفاده از روتورهای سه دندانه به جای روتورهای دو دندانه می توان به کاهش قابل توجهی در دامنه ضربان ها دست یافت. در این حالت، دوره ضربان فشار و سرعت در قسمت جریان دستگاه با زاویه چرخش 60 درجه روتورها مطابقت دارد.

کمپرسورهای اسکرو

برخلاف دستگاه‌های روتاری، کمپرسورهای اسکرو حرکت مورب هوا را در بخش جریان فراهم می‌کنند. فشرده سازی داخلی با تغییر حجم حفره های بین محفظه و روتورهای پیچ دوار حاصل می شود. این طراحی امکان دستیابی به درجه نسبتاً بالایی از افزایش فشار هوا را با راندمان بالا (بیش از 80٪) فراهم می کند. سرعت چرخش زیاد کمپرسور (تا 12 هزار دور در دقیقه) امکان کاهش ابعاد آن را فراهم کرد و امکان استفاده از درایو توربین گاز فراهم شد.

مهمترین مزیت کمپرسور اسکرو قابلیت اطمینان و تعادل بالای آن است. هوای اجباری حاوی ناخالصی روغن نیست، بنابراین برای کار با موتور پیستونی مناسب است.

عیب چنین کمپرسوری اغلب پیچیدگی خاص شکل روتورها و انبوه بودن آنها نامیده می شود که منجر به هزینه بالای آنها می شود. در حین کار، یک کمپرسور اسکرو صدایی با فرکانس بالا تولید می کند که ناشی از ضربان فشار در حالت مکش و تخلیه است.

طراحی کمپرسور اسکرو را در شکل زیر در نظر بگیرید:

روتورهای آن چرخ دنده های مارپیچی هستند که زاویه مارپیچ بالایی دارند. پروفیل دندانه ها و شیارهای روتورها کاملاً با یکدیگر همخوانی دارند. در حین کار، دندانه های روتور با محفظه یا با یکدیگر تماس پیدا نمی کنند که این امر با استفاده از چرخ دنده های همگام بر روی شفت روتور حاصل می شود. در این حالت نسبت تعداد دندانه های چرخ دنده برابر است با نسبت تعداد دندانه های روتورهای مربوطه. بدنه اصلی توزیع در این مورد یک روتور با حفره است.

کمپرسورهای اسکرو می توانند فشاری تا 1 بار و در برخی موارد حتی بیشتر از آن ایجاد کنند، بنابراین بیشتر در خودروهای قدرتمند و پرسرعت استفاده می شود.

کمپرسورهای گریز از مرکز

کمپرسورهای گریز از مرکز بیشترین کاربرد را در موتورهای احتراق داخلی دارند. این نوع دستگاه به ماشین‌های تیغه‌ای اطلاق می‌شود که اصل کارکرد آن بر اساس برهمکنش جریان هوا با تیغه‌های پروانه و عناصر ثابت ماشین است. در مقایسه با طرح های دیگر، کمپرسورهای سانتریفیوژ از نظر اندازه جمع و جورتر و تولید نسبتاً ساده هستند.

طراحی کمپرسور گریز از مرکز شامل یک دستگاه ورودی، یک پروانه (پرانه) و یک دیفیوزر است که شامل یک قسمت بدون تیغه و پره است و ممکن است قسمت دوم وجود نداشته باشد. همچنین یک جمع کننده هوا وجود دارد که اغلب به شکل حلزون ساخته می شود. در یک کمپرسور گریز از مرکز، هوا با عبور از فیلتر وارد دستگاه ورودی می شود که برای اطمینان از پایداری جریان، به تدریج در جهت حرکت باریک می شود و برای تامین یکنواخت آن با حداقل تلفات به چرخ کمک می کند. پروانه بر روی اسپلاین ها نصب می شود، اما در صورت اندازه های کوچک، می توان آن را روی یک محور صاف نصب کرد که از طریق یک گیربکس مکانیکی به میل لنگ موتور یا پروانه توربین گاز متصل می شود.

پارامترهای اساسی یک کمپرسور گریز از مرکز عبارتند از: جریان هوا، نسبت فشار و راندمان کمپرسور. در دستگاه‌های مدرنی که برای سوپرشارژ کردن موتورهای احتراق داخلی استفاده می‌شوند، این پارامترها می‌توانند در محدوده وسیعی متفاوت باشند. به عنوان مثال، درجه افزایش فشار در کمپرسورهایی که توسط شفت موتور هدایت می شوند می تواند به 1.2 واحد برسد. و در صورت استفاده از کمپرسور گریز از مرکز در موتور ترکیبی اجباری، مقدار آن می تواند به 3-3.5 برسد.

کمپرسورهای گریز از مرکز شباهت زیادی با توربوشارژرها دارند. آنها کاملا جمع و جور هستند، قیمت پایینی دارند و کاملا بادوام هستند. البته آنها خیلی کارآمد نیستند و در سرعت های کم کارایی خود را از دست می دهند، اما اغلب در اتومبیل های VAZ داخلی استفاده می شوند.

نمونه بارز چنین دستگاهی است. می توان آن را بر روی مدل Lada Priora مجهز به فرمان برقی یا تهویه مطبوع نصب کرد. این کیت از یک سری استفاده می کند که فشار افزایشی اضافی تا 0.5 بار در سرعت چرخش 5200 دور در دقیقه ایجاد می کند. برای نصب آن، نیازی به تغییر در طراحی موتور نیست، فقط توصیه می شود با تعویض واشر استاندارد با یک واشر ضخیم تر، نسبت تراکم را کاهش دهید. توسعه دهندگان در ابتدا انتظار داشتند که نصب کمپرسور را تا حد امکان ساده کنند، بنابراین می تواند توسط خود علاقه مندان به خودرو نصب شود.

طراحی شده برای نصب بر روی مدل Niva-Chevrolet. این دستگاه از کمپرسور PK-23 استفاده می کند که در صورت تعویض به موقع تسمه و یاتاقان ها عمر مفید آن نامحدود است. با ایجاد فشار تقویتی تا 0.5 بار، این دستگاه با ابعاد نسبتا کوچک و عملکرد بی صدا مشخص می شود. این کیت قابل نصب بر روی موتورهای با حجم حداکثر 2 لیتر می باشد.

همه می دانند که قدرت موتورهای احتراق داخلی اتمسفر تا حد زیادی به جابجایی بستگی دارد. همچنین قدرت توسط اندازه فیزیکی موتور محدود می شود. به عبارت ساده، موتورهای جوی هوا را از خیابان از طریق خلاء ناشی از حرکت پیستون ها در سیلندرها جذب می کنند. در عین حال، مقدار سوختی که متعاقباً می سوزد به مقدار هوا بستگی دارد. برای افزایش قدرت موتورهای تنفس طبیعی، لازم است جابجایی را افزایش دهید، اما می توانید این کار را ساده تر نیز انجام دهید - یک کمپرسور برای موتور نصب کنید.

بنابراین، قدرت به دلیل تامین هوا تحت فشار معینی به محفظه های احتراق افزایش می یابد. حجم سیلندر و تعداد محفظه های احتراق نیازی به افزایش ندارد. هوا به موتور وارد می شود که به طور خودکار مقدار سوخت را در مخلوط سوخت افزایش می دهد. چنین شارژی با حداکثر کارایی می سوزد. این چیزی بیش از سوپر شارژ نیست.

برای اجرای فنی سوپرشارژ از سیستم های توربوشارژ و کمپرسورهای مکانیکی برای موتور استفاده می شود. هر راه حلی معایب و مزایای خاص خود را دارد. در عین حال، می توانید یک سوپرشارژر مکانیکی را حتی با دستان خود روی هر موتور ماشین تنفس طبیعی نصب کنید.

تاریخچه سوپر شارژ

ایده وارد کردن هوای بیشتر به موتور با استفاده از انرژی دورانی برای اولین بار در ذهن روشن گوتلیب دایملر در سال 1885 ظاهر شد. سپس در سال 1905، آلفرد بوچی، اتریشی، محلول مشابهی را با گازهای خروجی اگزوز به ثبت رساند. با این حال، قبل از تحقق این امر، مدت کمی گذشت. اولین ماشین مجهز به کمپرسور مکانیکی برای موتور فقط در سال 1921 ظاهر شد.

سپس لازم بود مشکل افت نیرو در هنگام صعود حل شود. این اولین ماشین معلوم شد مرسدس بنز است. تاریخ در مورد مدل خاص ساکت است. فناوری سوپرشارژ پس از آن راه خود را به کامیون ها و به طور کلی حمل و نقل باز کرد. قدرت اضافی در واحدهای دیزلی در کشتی ها و قطارها بسیار مفید بود. خودروی سواری که برای اولین بار یک سوپرشارژر اجباری روی آن نصب شد یک اولدزموبیل جت فایر با 215 اسب بخار V8 بود.

انواع تقویت

سوپرشارژ، و منظور ما فقط مدارهای مکانیکی است، شامل یک کمپرسور مکانیکی و یک توربوشارژر است. سوپرشارژرهای درایو اغلب در امتداد بلوک سیلندر در موتورهای خطی نصب می شوند. در بلوک های V شکل، کمپرس را می توان در محفظه بین نیمه های موتور پیدا کرد. این کمپرسور موتور توسط یک تسمه محرک حرکت می کند و گشتاور از میل لنگ گرفته می شود. هوا توسط دو روتور پیچ یا یک پروانه فشرده می شود. در ادامه به طراحی مدل های محبوب کمپرسور خواهیم پرداخت.

در مورد توربین، آن را گازهای خروجی اگزوز هدایت می کند که تحت فشار بالا از محفظه های احتراق خارج می شوند. این گازها باعث چرخش پروانه توربین می شوند. بیشتر اوقات ، توربوشارژر پشت منیفولد اگزوز نصب می شود. در برخی از مدل های گروه VAG (فولکس واگن، آئودی و اشکودا)، توربین بخشی از کمپرسور است.

کمپرسورهای الکتریکی برای موتورهای اتمسفر نیز به صورت جداگانه در دسترس هستند. مزیت آنها این است که قدرت از موتور خارج نمی شود و در حین کار تاخیر توربو وجود ندارد، که برای توربوشارژرها معمول است، زیرا توسط یک موتور الکتریکی هدایت می شود. اما این طرح هنوز سوالات زیادی را برمی انگیزد.

همچنین سیستم های سوپرشارژ غیرتجمعی نیز وجود دارد. این افزایش فشار در مجرای ورودی به دلیل سرعت حرکت هوا و شکل و اندازه خاص لوله های هوا است. فشار اضافی یک اقدام اضافی برای افزایش قدرت موتورهای تنفس طبیعی است. این طرح در خودرو پانامرا GTX پورشه پیاده سازی شده است.

با درایو

در این گروه می توان راه حل هایی مانند کمپرسور Roots، کمپرسور Linsholm و همچنین کمپرسور گریز از مرکز را تشخیص داد. بیایید ساختار و ویژگی های آنها را بررسی کنیم.

همه انواع دمنده درایو مزایای مشترکی دارند. این سادگی است: حتی افرادی که از تنظیم دور هستند نیز می توانند روی موتور کار کنند. همچنین ساختارهای محرک در سرعت های مختلف میل لنگ موثر هستند. لگ توربو ندارند که از ویژگی های توربین هاست.

نقطه ضعف این است که گشتاور از موتور گرفته می شود. موتور قدرت را از دست می دهد و بار روی آن افزایش می یابد. با این حال، پس از نصب می توانید افزایش قدرت تا 46 درصد را تجربه کنید.

کمپرسور روتاری روتاری

اکنون می توانید این راه حل را در خودروها پیدا کنید. مثلا چنین کمپرسور موتور روی مرسدس در بدنه 230. از زمان اختراع خود تقریباً بدون تغییر باقی مانده است. دو روتور ضد چرخش با دو، سه یا چهار پره هوا را مستقیماً به منیفولد ورودی موتور می‌رسانند و در آن فشار ایجاد می‌کنند. از منیفولد هوا به محفظه های احتراق می رسد.

کمپرسورهای اسکرو

این دستگاه ها بر اساس اصول کمی متفاوت عمل می کنند. بنابراین، در یک مورد دو پیچ با شکل پیچیده وجود دارد.

آنها همچنین به سمت یکدیگر می چرخند. پیچ ها به دلیل ویژگی های خاص خود هوا را گرفته و به خروجی می رسانند و همزمان آن را فشرده می کنند. قدرت و عملکرد این مدل ها به طور قابل توجهی بالاتر از ویژگی های محلول های چرخشی است. کمپرسور در دورهای بالا موتور تلاطم جریان هوا ایجاد نمی کند.

ویژگی های خاص

هر دو گزینه اول و دوم بدون روان کننده های اضافی کار می کنند. فقط بلبرینگ های روی شفت ها روغن کاری می شوند. محفظه و عناصر دوار با شکاف های کوچک از یکدیگر جدا می شوند. بنابراین پس از توقف موتور نیازی به خنک کردن کمپرسور نیست.

چرخش شفت ها با استفاده از انتقال دنده از شفت محرک هماهنگ می شود. توسط یک تسمه به میل لنگ متصل می شود. در مرحله بعد، گشتاور به موتور رانده منتقل می شود. به این ترتیب کار با دقت بالا بدون اصطکاک قوی و گرمای بیش از حد به دست می آید.

دستگاه کمپرسور گریز از مرکز

این طرح تنها یک شفت دارد. پروانه به طور ایمن روی آن نصب شده است. هنگامی که می چرخد، جریان هوا را از مرکز گرفته و آن را در اطراف محیط پرتاب می کند. در مرحله بعد، جریان هوا وارد یک لوله فشار ویژه می شود. این به شما امکان می دهد کمپرسوری با حداقل ابعاد، وزن کم و کارایی بالا بسازید.

توربوشارژر

طراحی چنین سوپرشارژری نیز فوق العاده ساده است. پروانه ها روی یک شفت نصب می شوند. هر یک از این دو پروانه در محفظه جداگانه خود می چرخند. یکی از آنها به دلیل جریان گازهای خروجی می چرخد. دومی که به اولی متصل است، می چرخد ​​و هوا را به داخل مجرای ورودی فشرده می کند. هرچه سرعت میل لنگ بیشتر باشد، قدرت کمپرسور بیشتر است.

ویژگی این است که سرعت توربین نه به سرعت میل لنگ بلکه به نیروی جریان گاز خروجی بستگی دارد. در اینجا ارتباطی با تاخیر توربو وجود دارد - این تاخیر در واکنش توربین هنگام فشار دادن پدال گاز است. از نظر ظاهری، این یک ثانیه متفکر بودن موتور است که بلافاصله با یک پیک آپ تیز جایگزین می شود. مهندسان با استفاده از روش های مختلف با این مشکل دست و پنجه نرم می کنند - به عنوان مثال، نصب یک موتور الکتریکی برای یک کمپرسور هوا یا یک سیلندر هوای فشرده.

فرآیند نصب با مشکلات خاصی همراه است. از آنجایی که بار بسیار زیاد است و تعداد دورهای توربین می تواند به 300 هزار دور برسد، توربین به روانکاری مداوم نیاز دارد. به خط روغن متصل می شود و روان کننده تحت فشار عرضه می شود. بنابراین، نصب کمپرسور بر روی موتوری از این نوع تنها با کمک متخصصان امکان پذیر است. نصب خود به خود به هیچ چیز خوبی منجر نمی شود.

تقویت مضاعف

این چیزی نیست جز دو توربین که به صورت موازی، سری یا مرحله‌ای به هم متصل شده‌اند.

در ابتدا، راه حل برای از بین بردن تاخیر توربو در نظر گرفته شد، اما همچنین قدرت موتور کمپرسور در اینجا بالاتر است و بنابراین قدرت موتور بالاتر است. علاوه بر این، امکان بهینه سازی حالت های کار موتور و کاهش مصرف سوخت وجود داشت.

سوپرشارژ با توربین های موازی

این سیستم از دو توربین با مشخصات یکسان تشکیل شده است. آنها به طور موازی به یکدیگر متصل هستند. چنین سوپرشارژی را می توان به واحدهای قدرت V شکل قدرتمند مجهز کرد. هر توربوشارژر به یک شاخه جداگانه از منیفولد اگزوز متصل است. مزیت در اینجا این است که می توانید توربین های کوچک نصب کنید. آنها راحت تر می چرخند، که تاخیر توربو را کاهش می دهد.

اتصال سریال

دو توربین نیز در اینجا کار می کنند. یکی از آنها دائما فعال می شود. دومی در صورت نیاز راه اندازی می شود. هوا از دو توربین به یک منیفولد ورودی عرضه می شود.

تقویت دو مرحله ای

این یک راه حل پیچیده، اما جالب و موثر است. در اینجا دو توربین به صورت سری به هم متصل هستند. آنها اندازه های مختلفی دارند، توسط لوله ها و همچنین شیرهای بای پس به یکدیگر متصل می شوند. در سرعت های پایین از توربین کوچکتری استفاده می شود. سبک تر است و اینرسی کمتری دارد. در سرعت های متوسط ​​موتور، یک توربین بزرگ فعال می شود. هر دو همیشه به صورت متوالی کار می کنند. اما این همه تفاوت های ظریف نیست. در حداکثر سرعت میل لنگ موتور احتراق داخلی، توربین بزرگ خاموش می شود.

این سیستم از طریق سنسورها و دریچه‌های برقی تنظیم می‌شود که بخش‌های خاصی از مجرای اگزوز را باز یا بسته می‌کنند.

نصب و راه اندازی

آنها اغلب کیت های نصب آماده ای را خریداری می کنند که شامل همه چیزهایی است که نیاز دارند، اما هزینه آنها بسیار بالا است. شما همچنین می توانید یک کیت از خودروهای خارجی خریداری کنید که برای مدل های مختلف موتور مناسب است. گزینه دیگر کیت های چینی است. در اینجا فقط حداقل تغییرات در هنگام نصب مورد نیاز است. کار به دانش و مهارت نیاز دارد. حداقل باید بتوانید یک توربین را از یک موتور کمپرسور تهویه مطبوع تشخیص دهید.