Potom, čo som opísal. Veľa ľudí sa ma začalo pýtať na kompresor pohonu alebo dúchadlo. Koniec koncov, naozaj sa dá nainštalovať na náš rodný VAZ. Dnes vám chcem o tomto zariadení povedať podrobnejšie, konkrétne ako funguje a či je možné ho nainštalovať sami...
Vo všeobecnosti je myšlienka kompresorov stará ako svet. Už v roku 1900 boli navrhnuté takéto zariadenia na zvýšenie výkonu motora vháňaním dodatočného vzduchu do valcov. Dovoľte mi uviesť malú definíciu.
Pohon kompresora (alebo dúchadla) - je to jednotka, ktorá je inštalovaná na motore automobilu, vytvára dodatočné vstrekovanie vzduchu do spaľovacích komôr, ktoré s miernou úpravou vstrekovania paliva dodáva dodatočný výkon, niekedy až o 30%.
Zjednodušene povedané, stane sa to, že zázraky sa, ako sa hovorí, nedejú, ak chcete zvýšiť výkon, musíte spáliť viac paliva, ale aby ho efektívne okysličovalo, potrebuje viac kyslíka. Ak to preháňate, robí to kompresor. To znamená, že zvýšite dodávku paliva, napríklad nainštalujete nový, nainštalujete kompresor a získate energiu. Je to jednoduché.
TURBO – NIE TURBO
Stručne povedané, v súčasnosti existuje veľa konštrukčných druhov kompresorov. Niektoré pracujú pomocou energie výfukových plynov (TURBO), iné - pomocou pohonu (NIE TURBO). Práve o tom druhom si dnes povieme. Mimochodom, môžete si ho prečítať na odkaze.
Ak preskúmate dizajn takýchto jednotiek, môžete identifikovať určitú podobnosť v štruktúre. Takéto kompresory totiž pracujú z pohonu, ktorý nevyžaduje zásah do štandardných motorových systémov, a to mazacieho a výfukového systému, čo je veľmi dôležité! Tento dizajn je skutočne veľmi jednoduchý - je vytvorené priame spojenie s „kľukovým hriadeľom“, čo umožňuje motoru a kompresoru perfektne interagovať počas akcelerácie. To znamená, že čím vyššia je rýchlosť, tým rýchlejšie sa „kľukový hriadeľ“ otáča, a preto sa kompresor otáča! Vďaka tejto interakcii prakticky neexistuje nič také ako „turbo lag“. Ďalšou výhodou je tiež absencia prevádzky pri vysokých teplotách, ako je to pri možnostiach TURBO, čo znamená, že životnosť sa výrazne zvyšuje - koniec koncov tu „turbína“ nemusí chladiť, to znamená „“ alebo „Boost controllers“ nie sú potrebné, len vypneme auto a práca sa zastaví. Webová stránka autoflit.ru odporúča urobiť presne to isté. Ak máte záujem, príďte.
Typy hnacích kompresorov
Nastal čas hovoriť o zariadeniach konkrétne „verziách pohonov“. Teraz existujú iba tri typy: rotačné, skrutkové a odstredivé. Prvé dve možnosti čerpajú vzduch pomocou určitých valcových rotorov alebo „lopatiek“, druhá funguje ako chladič, to znamená, že pumpuje lopatkami.
Rotačné typy
Kompresory, ktoré sa používajú pomerne široko. Hlavnou výhodou je priemerná cena, dlhá životnosť, vysoká frekvencia privádzaného vzduchu, plynulý a stabilný chod, rýchla odozva na otáčky kľukového hriadeľa.
Vzduch v tomto systéme nie je stlačený, zdá sa, že ide dovnútra a potom je vháňaný do motora lopatkami, ktoré sú vyrobené vo forme rotora. Preto dostali názov – kompresor s vonkajšou kompresiou. Nevýhodou je, že so zvyšujúcim sa vstupným tlakom sa účinnosť znižuje.
Konštrukcia sa najčastejšie skladá z dvoch rotorov, na vstupnom a výstupnom okienku, viď foto. Sú umiestnené priečne.
Nevýhody tohto dizajnu sú:
1) Účinnosť závisí od vôlí medzi hriadeľmi a ostatnými časťami.
2) Najväčší ohrev zo všetkých ostatných typov.
3) Silný hluk a vibrácie hriadeľov.
4) Nie príliš silný tlak, maximálne asi 0,7 bar.
Aby sme to zhrnuli, je zrejmé, že tento typ nie je ani zďaleka ideálny. Niektorí si môžu položiť otázku - prečo sú čepele skrutkovitého tvaru? Tu sú dva dôvody, prvým je zvýšenie tlaku vzduchu a druhým zníženie hluku (aj keď to málo pomáha).
Typ skrutky
Toto je pokročilejšia a spoľahlivejšia konštrukcia kompresora. Princíp činnosti je tu tiež jednoduchý - kompresia nastáva zmenou objemu dutín medzi telom a rotačnými skrutkami (druh rotorov). Vzduch sa tu pohybuje diagonálne. Veľkými výhodami tejto možnosti je vysoká účinnosť až 85%, ako aj vysoký tlak vzduchu (od 1 baru po vyšší), toho sa dosahuje vysokými otáčkami, niekedy až 12 000 ot./min. Vďaka tomu môže byť telo miniatúrnejšie. Je potrebné povedať, že táto možnosť sa často používa na pretekárskych autách kvôli svojej spoľahlivosti a malej karosérii.
Jedinou nevýhodou je zložitá konštrukcia a opravy, ktoré zvyšujú cenu konečného produktu. Ak takýto hnací kompresor zlyhá, je potrebné ho opraviť na špecializovaných staniciach, najlepšie od výrobcu.
Ako môžete vidieť na dizajne, sú tu dva rotory so zúbkovanými špirálovými zubami. Ich profily si pri kontakte plne zodpovedajú, vďaka čomu je dizajn veľmi spoľahlivý.
Najbežnejšie na spaľovacích motoroch fungujú pomocou takzvaných lopatiek alebo „lopatiek“. Ak ich porovnáme s predchádzajúcimi dvoma, potom je tento typ najkompaktnejší zo všetkých a je tiež jednoduchý vo výrobnej technológii, čo znižuje jeho konečné náklady. Často sa dá pomýliť s verziou TURBO (ktorá je poháňaná výfukovými plynmi), pre jej podobnú konštrukciu je to však úplne nesprávne, ide o dve úplne odlišné zariadenia.
Princíp konštrukcie pozostáva zo vstupnej časti, pracovnej časti (blade-blade) a difúzora, ktorý môže byť buď lopatkový alebo bezlopatkový. Na inštaláciu je potrebný aj prívod vzduchu v tvare „slimáka“.
Vzduch, ktorý prešiel cez špeciálny filter (mimochodom, je tiež potrebný, inak bude všetok prach vo vnútri motora), vstupuje do špeciálneho vstupu, ktorý sa postupne zužuje (pre minimálne straty vzduchu počas dodávky), potom ide do kolesa. . Obežné koleso je namontované na špeciálnom držiaku, ale vyskytli sa prípady, keď bolo umiestnené na samotnom hriadeli. Ďalej je cez mechanický prevod (pohon) spojený s kľukovým hriadeľom.
Takéto možnosti sú najbežnejšie na našich domácich automobiloch (najmä VAZ). Vyberajú sa pre svoju odolnosť, nízku cenu, všestrannosť a kompaktnosť.
Nevýhody takýchto kompresorov sú nízke, ale pri vysokých teplotách sa výkon motora môže zvýšiť až o 30% menovitej hodnoty. Pri otáčkach od 4000 môže tlak dosiahnuť 0,5 - 0,6 baru.
Inštalácia kompresora na VAZ
Netreba dodávať, že náš domáci trh tvoria najmä produkty AvtoVAZ, tu začínajú mladí „tuneri“, takže najčastejšia otázka znie – dá sa to nainštalovať na VAZ?
Samozrejme, že je to možné a posledný, odstredivý typ, sa už často dodáva ako kompletná súprava na inštaláciu špeciálne na naše autá, teda takzvaná “KIT kit”.
Inštalácia systému je pomerne jednoduchá. Najprv však musíte nainštalovať zväčšené tesnenie medzi blok a hlavu valca. To radí výrobca. Nižšie je prehnaná schéma zapojenia.
Najširší rozsah použitia sa stal hlavným dôvodom pre vznik stále nových typov kompresorových zariadení. Najrozšírenejšie sú agregáty vybavené elektromotorom. Pri absencii domácej alebo priemyselnej siete je však ich prevádzka nemožná.
Na pripojenie zariadenia môžete samozrejme použiť elektrický generátor, ale oveľa výhodnejšie je zakúpiť kompresor so spaľovacím motorom. Toto riešenie vám umožní ušetriť peniaze aj využiteľný priestor. Áno, a budete musieť obsluhovať jednu jednotku namiesto dvoch. To znamená dodatočné zníženie finančných aj časových nákladov.
Výhody kompresorových zariadení so spaľovacími motormi
Možnosť prevádzky v autonómnom režime je dôležitou, no zďaleka nie jedinou výhodou agregátov so spaľovacím motorom. Napríklad je potrebné poznamenať:
- Najširší modelový rad. Na trhu sú benzínové aj naftové agregáty, ktoré sa líšia výkonom, výkonom, prevádzkovým tlakom a ďalšími parametrami. To vám umožní zakúpiť si vhodnú možnosť na použitie v súkromnej garáži aj na profesionálne použitie.
- Vynikajúce výkonové vlastnosti. Moderné motory pre spaľovacie kompresory sa vyznačujú vysokou životnosťou motora, nízkymi nárokmi na údržbu a minimálnou hlučnosťou. Všetky agregáty sú navyše vybavené systémom „easy start“, ktorý zaisťuje ľahké štartovanie motora aj pri nízkych teplotách.
- Nenáročné na podmienky prostredia. Značná časť modelov založených na spaľovacích motoroch sa spočiatku vyvíja s prihliadnutím na prevádzku v „teréne“. Sú vybavené špeciálnym puzdrom, ktoré chráni mechanizmus pred vlhkosťou, prachom, mechanickým poškodením a inými vplyvmi.
Samostatne stojí za zmienku účinnosť moderných spaľovacích motorov, ktoré poháňajú kompresory. Pri vývoji nových modelov venujú zahraniční aj ruskí výrobcovia osobitnú pozornosť znižovaniu spotreby paliva. Napríklad naftové agregáty s výkonom 150-170 kW, stláčajúce až 20 000 l/min vzduchu, spotrebujú v priemere asi 30 litrov nafty.
Typy kompresorov so spaľovacími motormi
Všetky autonómne kompresorové jednotky prezentované na modernom trhu možno klasifikovať podľa nasledujúcich kritérií:
- Druh paliva. Domáce a poloprofesionálne zariadenia predstavujú benzínové jednotky. Výkon takýchto modelov sa pohybuje medzi 3-15 kW a výkon je 200-2000 l/min. Dieselové agregáty sú zvyčajne výkonnejšie. Vyrábajú až 45 000 l/min stlačeného vzduchu, vďaka čomu sú vhodné pre profesionálne aj priemyselné aplikácie.
- Dizajn. Na tomto základe sú všetky kompresory s vnútorným spaľovaním paliva rozdelené do dvoch typov - piestové a skrutkové. Prvé predstavujú inštalácie rôznych kapacít a môžu byť domáce aj profesionálne. Posledne menované sa vyznačujú väčšou produktivitou, preto sa najčastejšie používajú na riešenie rôznych priemyselných problémov.
- Stupeň mobility. Všetky inštalácie určené na kompresiu vzduchu sú rozdelené na stacionárne, prenosné a mobilné. Vo výrobe sa zvyčajne používajú jednotky prvého typu. Mobilné modely sú zostavené na základe kolesového podvozku a sú vybavené ojom na ťahanie. Mobilné kompresory sú ľahké a kompaktné, čo uľahčuje ich premiestňovanie v rámci miestnosti alebo prepravu z jedného miesta na druhé.
Samozrejme, že sme poskytli ďaleko od úplnej klasifikácie, ale tiež nám umožňuje získať všeobecnú predstavu o typoch kompresorov so spaľovacím motorom. Pokiaľ ide o ďalšie rozdiely, medzi ne patrí typ pohonu (priamy alebo remeňový), prítomnosť alebo neprítomnosť ochranného krytu, stupeň kompresie (nízky a vysoký tlak) a ďalšie charakteristiky.
Vlastnosti prevádzky
Pre predĺženie životnosti kompresorového zariadenia a zaistenie bezpečnosti obsluhujúceho personálu je potrebné pri používaní zariadenia dodržiavať stanovené pravidlá, ako aj odporúčania výrobcu. Počítajúc do toho:
- mobilné jednotky by mali byť vybavené klinovými klinmi;
- inštalácia výkonných stacionárnych inštalácií sa vykonáva na špeciálnom základe;
- po prvých 7-8 hodinách prevádzky je potrebné vymeniť olej;
- hladina procesných tekutín by sa mala kontrolovať denne;
- Kompresor sa čistí na konci pracovnej zmeny;
- vzduchový filter sa mení podľa potreby, najmenej však raz ročne;
- Kondenzát z prijímača by sa mal vypúšťať denne;
- Údržbu jednotky vykonáva vyškolený personál.
Za zmienku tiež stojí, že ak sa pokazí kompresor so spaľovacím motorom, je neprijateľné vykonávať opravy sami. Najmä ak je zariadenie v záruke. Neoprávnený zásah automaticky ruší záväzky výrobcu.
Kompresor je akékoľvek zariadenie, ktoré je určené na stláčanie a dodávanie vzduchu a iných plynov pod tlakom. Kde sa toto zariadenie používa?
Automobiloví inžinieri, tvorcovia pretekárskych áut a jednoducho milovníci rýchlosti neustále pracujú na zvyšovaní výkonu motora. Jedným zo spôsobov, ako ho zvýšiť, je postaviť motor s veľkým vnútorným objemom, no veľké motory veľa vážia a navyše náklady na ich výrobu a údržbu sú veľmi vysoké.
Foto. ProCharger D1SC – odstredivý kompresor
Druhým spôsobom zvýšenia intenzity motora je vytvorenie jednotky štandardnej veľkosti, ale efektívnejšej na použitie. Efektívnejšieho výkonu je možné dosiahnuť pumpovaním väčšieho objemu vzduchu do spaľovacej komory, čo umožňuje dodanie väčšieho množstva paliva do valca, čo znamená dosiahnutie väčšieho výkonu vďaka vysokému tlaku, a teda aj silným emisiám plynov. Práve kompresor, ktorý sa nazýva aj kompresor, umožňuje zvýšiť prívod vzduchu a zvýšiť výkon motora.
Okrem kompresora je tu aj turbodúchadlo. Rozdiely medzi týmito dvoma zariadeniami sú v spôsobe, akým získavajú energiu. Bežný kompresor je poháňaný energiou, ktorá sa mechanicky prenáša z kľukového hriadeľa motora cez remeňový alebo reťazový pohon. Čo sa týka turbodúchadla, to funguje vďaka stlačenému prúdeniu výfukových plynov, ktoré roztáčajú turbínu.
Ako funguje kompresor?
Aby ste pochopili, ako tento mechanizmus funguje, zvážte prevádzkový diagram bežného štvortaktného spaľovacieho motora. Pohybom piestu nadol vzniká podtlak vzduchu, ktorý sa vplyvom atmosférického tlaku dostáva do spaľovacej komory. Keď vzduch vstúpi do motora, spojí sa s palivovou zmesou a vytvorí náboj, ktorý sa môže spaľovaním premeniť na užitočnú kinetickú energiu. Spaľovanie vytvára zapaľovacia sviečka. Akonáhle dôjde k oxidačnej reakcii paliva, uvoľní sa veľké množstvo energie. Sila tohto výbuchu pohybuje piestom a sila tohto pohybu pôsobí na kolesá, čo spôsobuje ich otáčanie.
Hustejšie prúdenie zmesi paliva a vzduchu do náplne spôsobí väčšie výbuchy. Ale stojí za to pochopiť, že spaľovanie určitého množstva paliva vyžaduje určité množstvo kyslíka. Správny pomer je: 14 dielov vzduchu na 1 diel atmosférického vzduchu. Tento podiel je veľmi dôležitý pre efektívnu prevádzku pohonnej jednotky automobilu a vyjadruje pravidlo: „na spálenie väčšieho množstva paliva je potrebné dodať viac vzduchu“.
Toto je úloha kompresora. Stláča vzduch vstupujúci do motora, čím umožňuje naplnenie veľkého množstva vzduchu do motora a vytvára tlak. Zároveň sa do motora môže dostať viac paliva, čo spôsobí zvýšenie výkonu. V priemere kompresor pridáva 46 % výkonu a 31 % krútiaceho momentu.
Mechanický kompresor je poháňaný hnacím remeňom ovinutým okolo remenice, ktorá je spojená s hnacím ozubením. Hnacie koleso poháňa ozubené koleso kompresora. Rotor kompresora nasáva vzduch, stláča ho a vrhá do sacieho potrubia. Rýchlosť otáčania kompresora je 50 - 60 tisíc otáčok za minútu. Vďaka tomu kompresor zvyšuje prívod vzduchu do motora auta približne o 50 %.
Tým, že je horúci vzduch stlačený, stráca svoju hustotu a pri výbuchu sa nemôže veľmi rozpínať. V tomto prípade nedokáže dodať toľko energie, koľko sa vyprodukuje, keď zapaľovacia sviečka zapáli chladnejšiu zmes paliva a vzduchu. Dá sa usúdiť, že na to, aby kompresor pracoval s maximálnou účinnosťou, musí byť stlačený vzduch opúšťajúci zariadenie ochladzovaný. Proces chladenia vzduchom zabezpečuje medzichladič. Horúci vzduch sa ochladzuje v trubiciach medzichladiča studeným vzduchom alebo studenou kvapalinou v závislosti od typu mechanizmu. Znížením teploty vzduchu, zvýšením jeho hustoty, je náplň, ktorá vstupuje do spaľovacej komory, silnejšia.
Typy kompresorov
Existujú tri typy kompresorov: dvojzávitovkové, rotačné a odstredivé. Hlavným rozdielom medzi nimi je spôsob prívodu vzduchu do sacieho potrubia motora automobilu.
Dvojzávitovkový kompresor pozostáva z dvoch rotorov, v ktorých cirkuluje vzduch. Táto konštrukcia vytvára veľa hluku v podobe pískania stlačeného vzduchu, ktorý je tlmený špeciálnymi metódami odhlučnenia motora.
Foto. Dvojitý skrutkový kompresor
Rotačný kompresor je zvyčajne umiestnený v hornej časti motora automobilu a pozostáva z rotujúcich vačkových hriadeľov, ktoré privádzajú atmosférický vzduch do sacieho potrubia. Je ťažký a výrazne zvyšuje hmotnosť vozidla. Okrem toho má prúdenie vzduchu v tomto type kompresora prerušovanú štruktúru, čo ho robí najmenej účinným v porovnaní s inými typmi kompresorov.
Foto. Rotačný kompresor
Na násilné zvýšenie tlaku vo vnútri motora automobilu je najúčinnejší odstredivý kompresor. Ide o obežné koleso, ktoré sa otáča obrovskou silou a tlačí vzduch do malého krytu kompresora. Odstredivá sila tlačí vzduch k okraju obežného kolesa a núti ho veľkou rýchlosťou opustiť svoju dutinu. Malé lopatky umiestnené okolo obežného kolesa premieňajú vysokorýchlostný nízkotlakový prúd vzduchu na nízkorýchlostný vysokotlakový vzduch.
Foto. Odstredivý kompresor
Výhody kompresora
Hlavnou výhodou kompresora je samozrejme zvýšenie výkonu motora vozidla. Odborníci považujú mechanické kompresory za o niečo lepšie ako motory s turbodúchadlom, pretože motory nimi vybavené nemajú oneskorenú odozvu, keď vodič stlačí plynový pedál, pretože mechanické kompresory sú poháňané priamo od kľukového hriadeľa motora. Turbodúchadlá zasa podliehajú oneskoreniu, keďže výfukové plyny naberú rýchlosť potrebnú na roztočenie turbín až po určitom čase.
Nevýhody motorov
Keďže kompresor sa spúšťa pomocou kľukového hriadeľa motora, mierne to znižuje výkon pohonnej jednotky. Kompresor zvyšuje zaťaženie motora, preto musí byť motor dostatočne silný, aby odolal silným výbuchom v spaľovacej komore. Moderní výrobcovia automobilov túto podmienku zohľadňujú a vytvárajú silnejšie jednotky pre motory určené na prácu v tandeme s kompresorom, čo zvyšuje náklady na auto, ako aj náklady na jeho údržbu.
Vo všeobecnosti sú kompresory najefektívnejším spôsobom, ako pridať konskú silu, alebo inými slovami výkon, do motora vozidla. Kompresor dokáže pridať od 50 do 100 % výkonu, a preto si ho pretekári a fanúšikovia vysokorýchlostnej jazdy často montujú na svoje autá.
Každý automobilový nadšenec chce rozpumpovať „srdce“ auta a zvýšiť jeho jazdnú silu. Existuje niekoľko spôsobov, ako dosiahnuť viditeľný výsledok, ale najjednoduchším a najbežnejším je vybaviť motor vzduchovým preplňovaním. Vďaka tejto jednoduchej metóde je možné dosiahnuť výrazné zvýšenie výkonu bez zvýšenia zdvihového objemu, ktorý v poslednej dobe aktívne využíva väčšina zahraničných výrobcov automobilov. Najbežnejšie sú turbodúchadlá a kompresory, ktoré vyzerajú na prvý pohľad veľmi podobne, no v skutočnosti majú rozdielny dizajn, čím majú rozdielny vplyv na charakter auta.
Aby ste pochopili, ako tento systém funguje, nie je potrebné žiadne špeciálne školenie. Všetko je celkom jednoduché: do valcov sa dodáva ďalšia časť vzduchu, ktorá vytvára pretlak na vstupe. Túto zmenu monitoruje systém riadenia motora, ktorý je nakonfigurovaný na prípravu optimálnej pracovnej zmesi, čo spôsobí zvýšenie dodávky paliva. V dôsledku toho získame kompozíciu, ktorej spaľovanie uvoľňuje viac energie, čo vedie k zvýšeniu výkonu motora.
Pozrime sa na hlavné rozdiely medzi týmito systémami. Zdrojom energie pre turbodúchadlá sú výfukové plyny motora, ktoré roztáčajú turbínové koleso zariadenia. Naproti tomu hnacie kompresory využívajú mechanický prevod od kľukového hriadeľa motora. Preto je výkon nabíjania priamo závislý od otáčok motora, to znamená, že kompresor poskytuje potrebný prívod vzduchu kedykoľvek.
Typy poháňaných dúchadiel
Za posledných sto rokov vzniklo mnoho typov hnacích kompresorov, no v modernej automobilovej výrobe sa najčastejšie používajú iba tri typy: rotačné, skrutkové a odstredivé. V prvých dvoch typoch sa vzduch dodáva pomocou dvoch valcových rotujúcich rotorov špeciálneho tvaru a v treťom - lopatkami obežného kolesa.
Rotačné kompresory
Kľúčovými vlastnosťami rotačných kompresorov sú jednoduchosť konštrukcie, dlhá životnosť, vyváženosť, vysoká čistota privádzaného vzduchu a pozitívna závislosť tlaku vzduchu za kompresorom od otáčok rotora. Táto funkcia je dôležitá, keď motor pracuje v často sa meniacich režimoch. Vzduch v pracovnej dutine kompresora nie je stlačený, preto sa kompresory s rotačným pohonom nazývajú aj kompresory s vonkajšou kompresiou. Zariadenia sú účinné len pri miernom náraste tlaku, ktorý sa rovná pomeru výtlačného tlaku k saciemu tlaku. So zvyšujúcim sa tlakom vo vstupnom okienku účinnosť kompresora prudko klesá.
Najčastejšie sa používajú rotačné kompresory vybavené dvoma rovnakými rotormi a líšia sa priečnym usporiadaním vstupných a výstupných okien v kryte zariadenia. To je jasne viditeľné na obrázku nižšie.
Nevýhody takýchto kompresorov zahŕňajú výraznú závislosť účinnosti zariadenia od veľkosti medzier medzi pracovnými časťami, vysoké zahrievanie, pulzovanie výtlačného tlaku a vysoký hluk, ktoré sú viditeľné pri použití rotorov s rovným rezom, ktoré sa ľahko ovládajú. výroba. Na základe toho sa rotačné kompresory používajú hlavne na vytváranie pretlaku s hodnotami nie väčšími ako 0,5-0,6 bar.
V snahe znížiť hluk a zlepšiť rovnomernosť prívodu vzduchu sú rotory vyrobené v tvare špirály. Ale aj tieto triky, ako aj použitie klinových okien, iba znižujú pulzáciu tlaku. V kompresore s vonkajšou kompresiou je takmer nemožné ho úplne odstrániť. Výrazné zníženie amplitúdy pulzácií je možné dosiahnuť použitím trojzubých rotorov namiesto dvojzubových. V tomto prípade perióda tlakovej a rýchlostnej pulzácie v prietokovej časti zariadenia zodpovedá 60° uhlu natočenia rotorov.
Skrutkové kompresory
Na rozdiel od zariadení rotačného typu poskytujú skrutkové kompresory diagonálny pohyb vzduchu v prietokovej časti. Vnútorné stlačenie sa dosiahne zmenou objemu dutín medzi puzdrom a rotujúcimi skrutkovými rotormi. Táto konštrukcia umožňuje dosiahnuť pomerne vysoký stupeň zvýšenia tlaku vzduchu s vysokou účinnosťou (viac ako 80%). Vysoká rýchlosť otáčania kompresora (až 12 000 otáčok za minútu) umožnila zmenšiť jeho rozmery a bolo možné použiť pohon plynovej turbíny.
Hlavnými výhodami skrutkového kompresora sú jeho vysoká spoľahlivosť a vyváženosť. Nútený vzduch neobsahuje olejové nečistoty, preto je najvhodnejší pre prácu s piestovým motorom.
Nevýhoda takéhoto kompresora sa často nazýva osobitná zložitosť tvaru rotorov a ich masívnosť, čo vedie k ich vysokým nákladom. Počas prevádzky vytvára skrutkový kompresor vysokofrekvenčný hluk, ktorý je spôsobený pulzáciami tlaku v režime sania a výtlaku.
Zvážte konštrukciu skrutkového kompresora na obrázku nižšie:
Jeho rotory sú špirálové ozubené kolesá, ktoré majú vysoký uhol skrutkovice. Profily zubov a drážok rotorov sú navzájom úplne konzistentné. Počas prevádzky zuby rotora neprichádzajú do kontaktu so skriňou ani navzájom, čo sa dosiahne použitím synchronizačných ozubených kolies na hriadeľoch rotora. V tomto prípade sa pomer počtu zubov ozubeného kolesa rovná pomeru počtu zubov zodpovedajúcich rotorov. Hlavným distribučným telesom je v tomto prípade rotor s dutinami.
Skrutkové kompresory dokážu vytvoriť tlak až 1 bar, v niektorých prípadoch aj vyšší, preto sa najčastejšie používajú na výkonných a vysokorýchlostných autách.
Odstredivé kompresory
Odstredivé kompresory sa najviac používajú v spaľovacích motoroch. Tento typ zariadenia sa vzťahuje na lopatkové stroje, ktorých princíp činnosti je založený na interakcii prúdu vzduchu s lopatkami obežného kolesa a stacionárnymi prvkami stroja. V porovnaní s inými konštrukciami sú odstredivé kompresory kompaktnejšie a relatívne jednoduché na výrobu.
Konštrukcia odstredivého kompresora pozostáva zo vstupného zariadenia, obežného kolesa (obežného kolesa) a difúzora, ktorý obsahuje bezlopatkovú a lopatkovú časť, ktorá môže chýbať. K dispozícii je tiež zberač vzduchu, najčastejšie vyrobený vo forme slimáka. V odstredivom kompresore vzduch prechádzajúci cez filter vstupuje do vstupného zariadenia, ktoré sa na zabezpečenie stability prietoku postupne zužuje v smere pohybu a slúži na rovnomerné privádzanie do kolesa s minimálnymi stratami. Obežné koleso je namontované na drážkach, ale v prípade malých rozmerov môže byť namontované na hladkom hriadeli, ktorý je prostredníctvom mechanického prevodu spojený s kľukovým hriadeľom motora alebo obežným kolesom plynovej turbíny.
Základné parametre odstredivého kompresora sú: prietok vzduchu, tlakový pomer a účinnosť kompresora. V moderných zariadeniach používaných na preplňovanie spaľovacích motorov sa tieto parametre môžu meniť v širokom rozmedzí. Napríklad stupeň zvýšenia tlaku v kompresoroch poháňaných hriadeľom motora môže dosiahnuť 1,2 jednotky. A v prípade použitia odstredivého kompresora v nútenom kombinovanom motore môže jeho hodnota dosiahnuť 3-3,5.
Odstredivé kompresory majú veľa spoločného s turbodúchadlami. Sú pomerne kompaktné, majú nízku cenu a sú dosť odolné. Samozrejme, že nie sú veľmi účinné a strácajú svoju účinnosť pri nízkych rýchlostiach, ale pomerne často sa používajú na domácich automobiloch VAZ.
Dobrým príkladom takéhoto zariadenia je. Dá sa nainštalovať na model Lada Priora vybavený posilňovačom riadenia alebo klimatizáciou. Súprava používa sériovú, ktorá vytvára pretlak až 0,5 baru pri rýchlosti otáčania 5200 ot./min. Na jeho inštaláciu nie sú potrebné žiadne zmeny v konštrukcii motora, odporúča sa iba znížiť kompresný pomer výmenou štandardného tesnenia hlavy za hrubšie. Vývojári pôvodne očakávali, že montáž kompresora maximálne zjednodušia, takže si ho môže nainštalovať aj samotný automobilový nadšenec.
Určené pre montáž na model Niva-Chevrolet. Zariadenie využíva kompresor PK-23, ktorý pri včasnej výmene remeňa a ložísk má neobmedzenú životnosť. Zariadenie vytvára plniaci tlak až 0,5 baru a vyznačuje sa relatívne malými rozmermi a tichým chodom. Táto súprava môže byť inštalovaná na motory s maximálnym zdvihovým objemom 2 litre.
Každý vie, že výkon atmosférických spaľovacích motorov veľmi závisí od zdvihového objemu. Výkon je tiež obmedzený fyzickou veľkosťou motora. Jednoducho povedané, atmosférické motory nasávajú vzduch z ulice cez vákuum, ktoré je výsledkom pohybu piestov vo valcoch. Zároveň množstvo paliva, ktoré bude následne horieť, závisí od množstva vzduchu. Pre zvýšenie výkonu atmosférických motorov je potrebné zvýšiť zdvihový objem, ale môžete to urobiť aj jednoduchšie - namontovať kompresor do motora.
Výkon sa teda zvýši v dôsledku prívodu vzduchu pod určitým tlakom do spaľovacích komôr. Objem valca a počet spaľovacích komôr nie je potrebné zväčšovať. Do motora bude vtlačený vzduch, čím sa automaticky zvýši množstvo paliva v palivovej zmesi. Takáto nálož bude horieť s maximálnou účinnosťou. Nejde o nič iné ako preplňovanie.
Na technickú realizáciu preplňovania sa používajú turbokompresory a mechanické kompresory pre motor. Každé riešenie má svoje nevýhody a výhody. Súčasne môžete nainštalovať mechanické preplňovanie aj vlastnými rukami na akýkoľvek motor automobilu s prirodzeným nasávaním.
História preplňovania
Myšlienka vháňať viac vzduchu do motora pomocou rotačnej energie sa prvýkrát objavila v bystrej mysli Gottlieba Daimlera v roku 1885. V roku 1905 si potom Rakúšan Alfred Büchi patentoval podobné riešenie poháňané výfukovými plynmi. Kým sa to však podarilo zrealizovať, prešlo trochu času. Prvý automobil vybavený mechanickým kompresorom pre motor sa objavil až v roku 1921.
Potom bolo potrebné vyriešiť problém straty výkonu pri stúpaní. Toto prvé auto sa ukázalo ako Mercedes-Benz. História o konkrétnom modeli mlčí. Technológia preplňovania si potom našla cestu aj do nákladných vozidiel a nákladnej dopravy všeobecne. Extra výkon bol veľmi užitočný na dieselových pohonných jednotkách na lodiach a vlakoch. Osobný automobil, na ktorý bol prvýkrát nainštalovaný nútený kompresor, bol Oldsmobile Jetfire s V8 s výkonom 215 koní.
Typy posilňovania
Preplňovanie, a tým máme na mysli iba mechanické okruhy, zahŕňa mechanicky poháňaný kompresor a turbodúchadlo. Hnacie kompresory sú najčastejšie inštalované pozdĺž bloku valcov na radových motoroch. Na blokoch v tvare V sa obklad nachádza v odklone medzi polovicami motora. Tento kompresor motora je poháňaný hnacím remeňom a krútiaci moment sa odoberá z kľukového hriadeľa. Vzduch stláčajú dva skrutkové rotory alebo obežné koleso. Na dizajn obľúbených modelov kompresorov sa pozrieme neskôr.
Čo sa týka turbíny, tú poháňajú výfukové plyny, ktoré pod vysokým tlakom vyletujú zo spaľovacích komôr. Tieto plyny spôsobujú rotáciu obežného kolesa turbíny. Turbodúchadlo je najčastejšie inštalované za výfukovým potrubím. V niektorých modeloch skupiny VAG (Volkswagen, Audi a Škoda) je turbína súčasťou kompresora.
Elektrické kompresory pre atmosférické motory sú dostupné aj samostatne. Ich výhodou je, že nedochádza k odberu výkonu z motora a pri prevádzke nedochádza k oneskoreniu turba, ktoré je typické pre turbodúchadlá, keďže je poháňané elektromotorom. Táto schéma však stále vyvoláva veľa otázok.
Existujú aj systémy neagregovaného preplňovania. Ide o zvýšenie tlaku v sacom trakte v dôsledku rýchlosti pohybu vzduchu a špeciálneho tvaru a veľkosti vzduchových potrubí. Nadmerný tlak je dodatočným opatrením na zvýšenie výkonu pre motory s prirodzeným nasávaním. Táto schéma je implementovaná v aute Panamera GTX od Porsche.
s pohonom
V tejto skupine môžeme rozlíšiť také riešenia ako Rootsov kompresor, Linsholmov kompresor, ako aj odstredivý kompresor. Pozrime sa na ich štruktúru a vlastnosti.
Všetky typy hnacích dúchadiel majú spoločné výhody. Toto je jednoduchosť: na motore môžu pracovať aj ľudia, ktorí sú ďaleko od ladenia. Tiež konštrukcie pohonu sú účinné pri rôznych rýchlostiach kľukového hriadeľa. Nemajú turbo lag, čo je vlastnosť turbín.
Nevýhodou je, že krútiaci moment sa odoberá z motora. Motor stráca výkon a zvyšuje sa jeho zaťaženie. Po inštalácii však môžete zaznamenať zvýšenie výkonu až o 46 percent.
Rotačný rotačný kompresor
Teraz toto riešenie nájdete na autách. Napríklad taký kompresor motora na Mercedese v karosérii 230. Od svojho vynálezu zostal prakticky nezmenený. Dva protibežné rotory s dvomi, tromi alebo štyrmi lopatkami privádzajú vzduch priamo do sacieho potrubia motora a vytvárajú v ňom tlak. Z rozdeľovača sa vzduch privádza do spaľovacích komôr.
Skrutkové kompresory
Tieto zariadenia fungujú na trochu inom princípe. Takže v jednom prípade sú dve skrutky so zložitým tvarom.
Tiež sa otáčajú smerom k sebe. Vďaka svojim špeciálnym vlastnostiam skrutky zachytávajú vzduch a privádzajú ho do výstupu a súčasne ho stláčajú. Výkon a výkon týchto modelov je výrazne vyšší ako charakteristika rotačných riešení. Kompresor nevytvára turbulencie prúdenia vzduchu pri vysokých otáčkach motora.
Zvláštnosti
Prvá aj druhá možnosť fungujú bez ďalších mazív. Mazané sú len ložiská na hriadeľoch. Puzdro a otočné prvky sú od seba oddelené malými medzerami. Preto nie je potrebné chladiť kompresor po zastavení motora.
Otáčanie hriadeľov je synchronizované pomocou ozubeného prevodu z hnacieho hriadeľa. Je spojený remeňom s kľukovým hriadeľom. Ďalej sa krútiaci moment prenáša na poháňaný. Takto je dosiahnutá vysoká presnosť práce bez silného trenia a prehrievania.
Zariadenie odstredivého kompresora
Konštrukcia má iba jeden jediný hriadeľ. Obežné koleso je na ňom bezpečne nainštalované. Keď sa otáča, zachytáva prúd vzduchu zo stredu a vrhá ho po obvode. Ďalej prúd vzduchu vstupuje do špeciálneho tlakového potrubia. To umožňuje vyrobiť kompresor s minimálnymi rozmermi, nízkou hmotnosťou a vysokým výkonom.
Turbodúchadlo
Konštrukcia takéhoto kompresora je tiež mimoriadne jednoduchá. Obežné kolesá sú inštalované na jednom hriadeli. Každé z týchto dvoch obežných kolies sa otáča vo svojom samostatnom kryte. Jeden z nich sa otáča vďaka prúdeniu výfukových plynov. Druhý, spojený s prvým, sa otáča a stláča vzduch do sacieho traktu. Čím vyššie sú otáčky kľukového hriadeľa, tým vyšší je výkon kompresora.
Zvláštnosťou je, že rýchlosť otáčok turbíny nie je závislá od otáčok kľukového hriadeľa, ale od sily prúdenia výfukových plynov. Je tu súvislosť s takzvaným oneskorením turba - ide o oneskorenie reakcie turbíny pri stlačení plynového pedálu. Navonok ide o sekundu premyslenosti motora, ktorú následne vzápätí vystrieda prudká odoberačka. Inžinieri s týmto problémom zápasia rôznymi spôsobmi – napríklad inštaláciou elektromotora pre vzduchový kompresor alebo valca so stlačeným vzduchom.
Proces inštalácie je spojený s určitými ťažkosťami. Pretože zaťaženie je pomerne vysoké a počet otáčok turbíny môže dosiahnuť 300 tisíc otáčok, turbína potrebuje neustále mazanie. Je pripojený k olejovému potrubiu a mazivo sa dodáva pod tlakom. Preto je možné nainštalovať kompresor na motor tohto typu iba s pomocou špecialistov. Samoinštalácia nepovedie k ničomu dobrému.
Dvojité zvýšenie
Nie je to nič iné ako dve turbíny zapojené paralelne, sériovo alebo stupňovito.
Riešenie malo najskôr eliminovať oneskorenie turba, ale aj výkon motora kompresora je tu vyšší, a teda aj výkon motora. Okrem toho bolo možné optimalizovať prevádzkové režimy motora a znížiť spotrebu paliva.
Preplňovanie s paralelnými turbínami
Systém pozostáva z dvoch turbín s rovnakými charakteristikami. Sú navzájom spojené paralelne. Takéto preplňovanie môže byť vybavené výkonnými pohonnými jednotkami v tvare V. Každé turbodúchadlo je pripojené k samostatnej vetve výfukového potrubia. Výhodou je, že môžete nainštalovať malé turbíny. Ľahšie sa otáčajú, čo znižuje oneskorenie turba.
Sériové pripojenie
Fungujú tu aj dve turbíny. Jeden z nich je neustále aktivovaný. Druhý sa spustí podľa potreby. Vzduch z dvoch turbín je privádzaný do jedného sacieho potrubia.
Dvojstupňové zosilnenie
Ide o komplexné, ale zaujímavé a efektívne riešenie. Tu sú dve turbíny zapojené do série. Majú rôzne veľkosti, sú navzájom spojené potrubím, ako aj obtokovými ventilmi. Pri nízkych otáčkach sa používa menšia turbína. Je ľahší a má menšiu zotrvačnosť. Pri stredných otáčkach motora sa aktivuje veľká turbína. Obe fungujú vždy postupne. Ale to nie sú všetky nuansy. Pri maximálnych otáčkach kľukového hriadeľa spaľovacieho motora je veľká turbína vypnutá.
Systém sa nastavuje pomocou snímačov a solenoidových ventilov, ktoré otvárajú alebo zatvárajú určité časti výfukového traktu.
Inštalácia
Často kupujú hotové inštalačné súpravy, ktoré obsahujú všetko, čo potrebujú, ale ich cena je dosť vysoká. Môžete si tiež kúpiť súpravu zo zahraničných automobilov prispôsobenú pre rôzne modely motorov. Ďalšou možnosťou sú čínske súpravy. Tu sú počas inštalácie potrebné len minimálne úpravy. Práca si bude vyžadovať znalosti a zručnosti. Minimálne musíte vedieť rozlíšiť turbínu od motora kompresora klimatizácie.
