Після того як я описав. Багато хто почав мені ставити питання про приводний компресор або нагнітач повітря. Адже його можна поставити на наш рідний ВАЗ. Сьогодні я хочу розповісти про цей пристрій докладніше, а саме як він працює і чи можна його встановити своїми руками.
Загалом ідея компресорів стара як світ. Ще в 1900 роках пропонувалися такі пристрої, щоб збільшити потужність двигуна за допомогою нагнітання додаткового повітря в циліндри. Давайте виведу невелике визначення.
Привідний компресор (або нагнітач) - Це вузол який встановлюється на двигун автомобіля, створює додаткове нагнітання повітря в камери згоряння, що при невеликій переробці впорскування палива дає додаткову потужність, іноді до 30%.
Якщо сказати простими словами, що виходить - чудес, як то кажуть не буває, якщо хочете збільшити потужність значить потрібно спалювати більше палива, проте щоб його ефективно окислювати йому потрібно більше кисню. Якщо утрувати цим, то і займається компресор. Тобто ви збільшуєте подачу палива, наприклад - ставите нову, встановлюєте компресор і отримуєте потужність. Все просто.
ТУРБО – НЕ ТУРБО
Якщо коротко, то зараз є багато конструктивних різновидів компресорів. Одні працюють, використовуючи енергію відпрацьованих газів (ТУРБО), інші – використовуючи привід (НЕ ТУРБО). Саме про другі ми сьогодні й говоритимемо. До речі, можете почитати за посиланням.
Якщо розібрати конструкцію таких вузлів, можна виявити певну подібність будови. А саме такі компресори працюють від приводу, який не вимагає втручання в штатні системи двигуна, а саме в мастило та систему відпрацьованих газів, що дуже важливо! Така конструкція дійсно дуже проста – встановлюється прямий зв'язок з «колінвалом», що дозволяє відмінно взаємодіяти двигуну та нагнітачу при розгонах. Тобто чим вищі оберти, тим швидше обертається колінвал, а відповідно розкручує нагнітач! Завдяки такій взаємодії практично немає такого явища, як «турбояма». Також додатковим плюсом можна відзначити відсутність роботи при великих температурах, як у ТУРБО варіантів, а це означає, що ресурс набагато збільшується – адже тут не потрібно остигати «турбіні», тобто не обов'язкові «» або «бустконтролери», просто глушимо машину та робота припиняється. Сайт autoflit.ru рекомендує діяти так само. Кому цікаво заходьте.
Типи приводних компресорів
Настав час поговорити про пристрої саме приводних версій. Зараз розрізняють лише три види: — це роторні, гвинтові та відцентрові. Перші два варіанти нагнітають повітря за допомогою певних циліндричних роторів або "лопатей", останній працює як кулер, тобто нагнітає лопатями.
Роторні типи
Компресори, що застосовуються досить широко. Основний плюс це середня ціна, великий рядок служби, висока частота повітря, що подається, плавність і стабільність роботи, швидкий відгук на частоту обертання колінчастого валу.
Повітря в цій системі не стискається, воно ніби заходить усередину, а далі в двигун його нагнітають лопаті, які зроблені у вигляді ротора. Тому вони отримали назву – компресор із зовнішнім стиском. Мінусом є те, що при підвищенні тиску на впуску падає ККД.
Будова найчастіше складається з двох роторів, на впускному та випускному вікні, дивимося фото. Розташовуються вони поперечно.
Недоліками цієї конструкції можна назвати:
1) ККД залежить від зазорів між валами та іншими деталями.
2) Найбільше нагрівання з усіх інших типів.
3) Сильний шум та вібрацію валів.
4) Не особливо сильний тиск близько 0,7 бар максимум.
Якщо підбити підсумок стає зрозуміло, що цей тип далекий від ідеалу. Дехто може поставити запитання — а чому лопаті гвинтові? Тут є дві причини, перша підвищення тиску повітря і друга зменшення шуму (хоча допомагає мало).
Гвинтовий тип
Це більш досконала та надійна конструкція нагнітача. Принцип роботи тут також простий – стиск відбувається за рахунок зміни обсягу порожнин між корпусом та гвинтами обертання (своєрідними роторами). Повітря тут рухається діагонально. Великими плюсами цього варіанта є висока ККД до 85%, а також великий тиск повітря (від 1 бар у вище), досягається це великими обертами іноді до 12 000 об. Саме через це можна зробити корпус мініатюрнішим. Потрібно сказати цей варіант через надійність і невеликий корпус часто використовується на гоночних автомобілях.
Мінусами можна назвати лише складну будову та ремонт, що збільшує ціну кінцевого продукту. Якщо такий приводний компресор виходить з ладу, потрібно ремонтувати на спеціалізованих станціях, бажано виробника.
Як видно на конструкції два ротори, із зубчастими спіральними зубами. Їхні профілі повністю відповідають один одному при дотику, що робить конструкцію дуже надійною.
Найпоширеніші на двигунах внутрішнього згоряння працюють за допомогою так званих лопатей або «лопаток». Якщо порівняти їх двома попередніми, то цей тип найкомпактніший з усіх, а також він простий у технології виготовлення, що здешевлює його кінцеву вартість. Найчастіше його можуть плутати з ТУРБО варіантом (який працює від вихлопних газів), через схожу конструкцію, проте це зовсім неправильно, це два абсолютно різних пристрої.
Принцип будівлі – складається з вхідної частини, робочої (лопаті-лопатки) та дифузора, який може бути як лопатковий, так і безлопатковий. Обов'язковий для установки і повітрозабірник, зроблений у вигляді «равлика».
Повітря пройшовши через спеціальний фільтр (до речі, також обов'язковий, інакше весь пил буде всередині двигуна), потрапляє в спеціальний вхід, який поступово звужується (для мінімальних втрат повітря при підведенні), далі йде до колеса. Робоче колесо встановлюється на спеціальному кріпленні, проте траплялися випадки, коли розміщувалося і на самому валу. Далі через механічну передачу (привід) зв'язується з колінвалом.
Такі варіанти найпоширеніші на вітчизняних авто (зокрема ВАЗ). Беруть їх за довговічність, невелику ціну, універсальність та компактність.
Мінусами таких компресорів є - низький, зате на високих потужність двигуна може зрости до 30% від номіналу. При оборотах від 4000 тиск може досягати 0,5 - 0,6 бару.
Установка компресора на ВАЗ
Що й казати, здебільшого наш вітчизняний ринок складається із продукції АвтоВАЗ, саме з нього починають молоді «тюнери», тому найпоширеніше питання – а чи можна встановити на ВАЗ?
Звичайно, можна, причому останній — відцентровий тип часто вже йде повним комплектом, для встановлення саме на наші автомобілі, тобто так званий «КІТ набір».
Монтування системи досить просте. Однак спочатку необхідно встановити збільшену прокладку між блоком і головкою блоку. Так радить виробник. Далі перебільшена схема підключення.
Найширша сфера застосування стала основною причиною появи нових і нових видів компресорного обладнання. Найбільшого поширення набули агрегати, оснащені електродвигуном. Проте за відсутності побутової чи промислової мережі їх експлуатація неможлива.
Звичайно, для підключення обладнання можна використовувати електрогенератор, але набагато доцільніше придбати компресор із двигуном внутрішнього згоряння. Таке рішення дає змогу заощадити і гроші, і корисну площу. Та й обслуговувати доведеться один агрегат замість двох. І це означає додаткове зниження як фінансових, і тимчасових витрат.
Переваги компресорного обладнання з ДВЗ
Можливість експлуатації в автономному режимі - це важлива, але не єдина перевага агрегатів з двигуном внутрішнього згоряння. Наприклад, не можна не відзначити:
- Найширший модельний ряд. На ринку представлені як бензинові, так і дизельні установки, які різняться за потужністю, продуктивністю, робочим тиском та іншими параметрами. Це дозволяє придбати потрібний варіант і для експлуатації в приватному гаражі, і для професійного використання.
- Відмінні експлуатаційні характеристики. Сучасні мотори для компресорів із внутрішнім згорянням відрізняє високий моторесурс, невибагливість до обслуговування, мінімальний рівень шуму. Крім того, всі агрегати комплектуються системою "легкий старт", що забезпечує простий запуск двигуна навіть за низької температури.
- Невимогливість до навколишніх умов. Значна частина моделей на базі ДВЗ спочатку розробляється з урахуванням експлуатації в «полі». Їх оснащують спеціальним корпусом, який захищає механізм від вологи, пилу, механічних пошкоджень та інших дій.
Окремо варто відзначити економічність сучасних двигунів внутрішнього згоряння, якими комплектують компресори. При розробці нових моделей і закордонні, і російські виробники приділяють особливу увагу зниженню витрат палива. Наприклад, дизельні агрегати потужністю 150-170 кВт, стискають до 20 000 л/хв повітря, загалом споживають близько 30 літрів солярки.
Види компресорів із ДВС
Всі автономні компресорні установки, представлені на сучасному ринку, можна класифікувати за такими ознаками, як:
- Тип палива. Побутове та напівпрофесійне обладнання представлене бензиновими агрегатами. Потужність таких моделей варіюється в межах 3-15 кВт, а вироблення складає 200-2000 л/хв. Дизельні агрегати, як правило, потужніші. Вони виробляють до 45 000 л/хв стисненого повітря, тому підходять як для професійного, так і промислового застосування.
- Конструкція. За цією ознакою всі компресори з внутрішнім згорянням палива ділять на два типи - поршневі та гвинтові. Перші представлені установками різної потужності та можуть бути і побутовими, і професійними. Другі відрізняються більшою продуктивністю, тому найчастіше їх використовують на вирішення різних промислових завдань.
- Ступінь мобільності. Усі установки, призначені для стиснення повітря, поділяють на стаціонарні, пересувні та мобільні. Агрегати першого типу зазвичай використовують у виробництвах. Пересувні моделі збирають на базі колісного шасі та оснащують дишлом для буксирування. Мобільні компресори відрізняє невелику вагу та компактні розміри, завдяки чому їх легко переміщати в межах приміщення або перевозити з одного об'єкта на інший.
Безумовно, ми привели далеко не повну класифікацію, але і вона дозволяє отримати загальне уявлення про види компресорів із двигуном внутрішнього згоряння. Що ж до інших відмінностей, то до них можна віднести тип приводу (прямий або ремінний), наявність або відсутність захисного кожуха, ступінь стиснення (низького та високого тиску) та інші характеристики.
Особливості експлуатації
Щоб продовжити термін служби компресорної техніки та забезпечити безпеку обслуговуючого персоналу, при використанні обладнання необхідно дотримуватись встановлених правил, а також рекомендацій виробника. В тому числі:
- пересувні агрегати слід обладнати противідкатними упорами;
- монтаж потужних стаціонарних установок виконують спеціальному фундаменті;
- після перших 7-8 годин експлуатації необхідно змінити олію;
- рівень технологічних рідин слід перевіряти щодня;
- очищення компресора виконують після завершення робочої зміни;
- повітряний фільтр змінюють при необхідності, але не рідше 1 разу на рік;
- конденсат із ресивера слід зливати щодня;
- обслуговування агрегату виконується силами персоналу, який пройшов навчання.
Також варто зазначити, що у разі поломки компресора із двигуном внутрішнього згоряння неприпустимо самостійно виконувати ремонт. Особливо у тому випадку, якщо техніка знаходиться на гарантії. Несанкціоноване втручання автоматично анулює зобов'язання заводу-виробника.
Компресором називають будь-який пристрій, який призначений для стиснення та подачі повітря, а також інших газів під тиском. Де використовується цей пристрій?
Автомобільні інженери, творці гоночних авто та просто любителі швидкості постійно працюють над збільшенням потужності двигунів. Одним із способів її збільшення є будівництво мотора великого внутрішнього об'єму, але великі двигуни багато важать і, крім того, витрати на їх виробництво і утримання дуже високі.
Фото. ProCharger D1SC – відцентровий компресор
Другий спосіб збільшення інтенсивності двигуна - це створення агрегату стандартного розміру, але більш ефективного у використанні. Більш ефективної віддачі можна досягти при нагнітанні більшого обсягу повітря в камеру згоряння, яке дозволяє подати в циліндр більше палива, а значить досягти більшої потужності за рахунок високого тиску і сильного викиду газу. Саме компресор, який також називають нагнітачем, дозволяє посилити подачу повітря та збільшити потужність двигуна.
Крім компресора, існує ще турбокомпресор. Відмінності між цими двома пристроями полягають у способі отримання енергії. Звичайний компресор приводиться в дію енергією, яка передається від колінчастого валу двигуна через ремінний або ланцюговий привід механічним шляхом. Що стосується турбокомпресора, то вона працює завдяки стиснутому потоку вихлопних газів, що обертають турбіну.
Як працює компресор
Для того щоб зрозуміти, як працює даний механізм, розглянемо схему роботи звичайного чотиритактного двигуна внутрішнього згоряння. З рухом донизу поршня створюється розрідження повітря, яке під впливом атмосферного тиску надходить у камеру згоряння. Після надходження повітря в двигун він поєднується з паливною сумішшю і створює заряд, який можна трансформувати в корисну кінетичну енергію в результаті горіння. Горіння створює свічка запалювання. Як тільки відбувається реакція окиснення палива, викидається великий обсяг енергії. Сила цього вибуху рухає поршень, а сила цього руху надходить на колеса, змушуючи їх обертатися.
Більш щільний потік паливно-повітряної суміші в заряд створюватиме сильніші вибухи. Але варто розуміти, що для спалювання конкретної кількості палива потрібна певна кількість кисню. Правильним вважається співвідношення: 14 частин повітря до 1 частини атмосферного повітря. Ця пропорція має дуже велике значення для ефективної роботи силового агрегату автомобіля і виражає собою правило: «для того, щоб спалити більше палива, потрібно подати більше повітря».
У цьому полягає робота компресора. Він стискає повітря на вході в двигун, дозволяючи наповнювати двигун велику його кількість і створювати підвищення тиску. Разом з цим двигун може надходити більшу кількість палива, викликаючи збільшення потужності. У середньому компресор додає 46% потужності і 31% моменту, що крутить.
Механічний нагнітач запускається за допомогою приводного ременя, оберненого навколо шківа, який підключений до шестерні. Провідна шестерня приводить у рух шестерню нагнітача. Ротор компресора впускає повітря, стискає його та вкидає у впускний колектор. Швидкість обертання компресора становить 50 - 60 тисяч обертів за хвилину. Внаслідок цього нагнітач збільшує подачу повітря в двигун машини приблизно на 50%.
Оскільки гаряче повітря стискається, він втрачає свою щільність і може сильно розширитися під час вибуху. В цьому випадку він не може віддати стільки ж енергії, скільки виробляється при загорянні свічкою запалювання більш прохолодної паливно-повітряної суміші. Можна зробити висновок, що для того, щоб нагнітач працював з максимальною віддачею, стиснене повітря на виході з пристрою має бути охолодженим. Процесом охолодження повітря займається інтеркулер. Гаряче повітря охолоджується у трубках інтеркулера за допомогою холодного повітря чи холодної рідини, залежно від виду механізму. Зниження температури повітря, збільшуючи його щільність, робить сильнішим заряд, який надходить у камеру згоряння.
Види компресорів
Компресори бувають трьох видів: двогвинтові, роторні та відцентрові. Основна відмінність між ними полягає у способі подачі повітря у впускний колектор автомобільного двигуна.
Двогвинтовий нагнітач складається з двох роторів, усередині яких циркулює повітря. Ця конструкція створює багато шуму у вигляді свисту стисненого повітря, яке приглушують спеціальними методами шумоізоляції двигуна.
Фото. Двохвинтовий компресор
Роторний нагнітач розташований, як правило, у верхній частині автомобільного двигуна і складається з кулачкових валів, що обертаються, які переміщують атмосферне повітря у впускний колектор. Він має велику вагу і значно збільшує вагу транспортного засобу. Крім того, повітряний потік у даному виді компресора має уривчасту структуру, що робить його найменш ефективним у порівнянні з іншими видами компресорів.
Фото. Роторний компресор
Відцентровий нагнітач - найефективніший для примусового підвищення тиску всередині двигуна машини. Він є крильчаткою, що обертається з величезною силою і нагнітає повітря в невеликий корпус компресора. Відцентрова сила виштовхує повітря до краю крильчатки, змушуючи його з величезною швидкістю залишати її порожнину. Маленькі лопатки, розташовані навколо крильчатки, перетворять високошвидкісний потік повітря з низьким тиском в низькошвидкісний потік з високим тиском.
Фото. Відцентровий компресор
Переваги компресора
Основною перевагою компресора є, природно, збільшення потужності двигуна транспортного засобу. Експерти вважають механічні нагнітачі дещо кращими за турбовані, тому що двигуни, обладнані ними, не мають затримки реакції у відповідь на натискання водієм педалі газу, тому що механічні компресори наводяться в рух безпосередньо від колінчастого валу двигуна. Турбокомпресори у свою чергу схильні до відставання, так як вихлопні гази набирають швидкість потрібну для розкручування турбін лише після закінчення деякого часу.
Недоліки двигунів
Так як компресор запускається за допомогою колінчастого валу двигуна, це трохи зменшує потужність силового агрегату. Компресор збільшує навантаження двигуна, тому останній повинен бути настільки міцним, щоб витримувати сильні вибухи в камері згоряння. Сучасні автовиробники враховують цю умову та створюють сильніші вузли для моторів, призначених для роботи в парі з компресором, що підвищує вартість автомобіля, а також вартість його технічного обслуговування.
Загалом нагнітач - це найбільш ефективний спосіб додати двигуну транспортного засобу кінських сил або потужності іншими словами. Компресор може додати від 50 до 100% потужності, тому його часто встановлюють на свої авто гонщики та прихильники високошвидкісної їзди.
Прокачати «серце» автомобіля, посилити його рушійну міць хоче кожен автолюбитель. Є кілька способів для отримання помітного результату, але найпростішим і найпоширенішим є обладнання двигуна наддувом повітря. Завдяки цьому простому методу, можна досягти значного збільшення кінських сил без збільшення робочого обсягу, що останнім часом активно застосовується більшістю зарубіжних автовиробників. Найпоширенішими є турбокомпресори і приводні нагнітачі, які на перший погляд дуже схожі, але насправді мають відмінності в конструкціях, тим самим впливаючи на характер автомобіля.
Щоб зрозуміти, як працює ця система, не потрібна спеціальна підготовка. Все досить просто: у циліндри подається додаткова порція повітря, що створює позитивний тиск на впуску. Ця зміна відстежується системою керування двигуном, яка налаштована на приготування робочої суміші оптимального складу, що змушує її збільшити подачу палива. У результаті ми отримуємо склад, при згорянні якого виділяється більше енергії, що призводить до підвищення потужності двигуна.
Розглянемо основні відмінності цих систем. Джерелом енергії для турбокомпресорів є відпрацьовані гази двигуна, що обертають турбінне колесо пристрою. На відміну від них, приводні нагнітач використовують механічну передачу від колінвала двигуна. Тому продуктивність наддуву знаходиться у прямій залежності від частоти обертання мотора, тобто компресор у будь-який момент забезпечує необхідну подачу повітря.
Типи приводних нагнітачів
За останні сто років було створено багато типів приводних нагнітачів, але в сучасному автомобілебудуванні застосовуються найчастіше лише три різновиди: роторні, гвинтові та відцентрові. Подача повітря в перших двох видах проводиться за допомогою двох циліндричних роторів, що обертаються, особливої форми, а в третьому - лопатками крильчатки.
Роторні компресори
Ключовими характеристиками роторних компресорів є простота конструкції, великий термін експлуатації, врівноваженість, висока чистота повітря, що подається і позитивна залежність тиску повітря за компресором від частоти обертання роторів. Ця особливість важлива при роботі двигуна в режимах, що часто змінюються. Повітря в робочій порожнині компресора не стискається, тому роторні приводні нагнітач ще називають компресорами із зовнішнім стиском. Пристрої ефективні лише за помірного ступеня підвищення тиску, яка дорівнює відношенню величини тиску нагнітання до тиску всмоктування. При зростанні тиску на впускному вікні ККД компресора різко падає.
Найчастіше застосовуються роторні компресори, оснащені двома однаковими роторами і відрізняються поперечним розташуванням впускного та випускного вікон у корпусі пристрою. Це видно на наведеному малюнку.
До недоліків таких компресорів можна віднести помітну залежність ККД пристрою від величини проміжків між працюючими деталями, великий нагрівання, пульсацію тиску нагнітання і сильний шум, які помітні при застосуванні простих у виготовленні прямозубих роторів. Виходячи з цього, роторні компресори в основному використовують для створення позитивного тиску зі значеннями трохи більше 0,5-0,6 бара.
Намагаючись зменшити шум і покращити рівномірність подачі повітря, ротори роблять спіральну форму. Але навіть ці хитрощі, як і застосування вікон клиноподібної форми, лише зменшують пульсацію тиску. Усунути її повністю в компресорі із зовнішнім стиском практично неможливо. Помітне зменшення амплітуди пульсацій дозволяє домогтися застосування тризубчастих роторів замість двозубчастих. У цьому випадку період пульсації тиску та швидкості у проточній частині пристрою відповідає 60° кута повороту роторів.
Гвинтові компресори
На відміну від роторного типу пристроїв, гвинтові компресори забезпечують діагональний рух повітря у проточній частині. Внутрішнє стиск досягається зміною обсягу порожнин між корпусом і гвинтовими роторами, що обертаються. Така конструкція дозволяє отримувати досить високий рівень підвищення тиску повітря при високому ККД (понад 80%). Велика швидкість обертання компресора (до 12 тис. об/хв) дозволила зменшити його габарити, до того ж з'явилася можливість використовувати привід від газової турбіни.
Основними перевагами гвинтового компресора є його висока надійність та врівноваженість. Повітря, що нагнітається, не містить домішок масла, тому він найбільш придатний для роботи з поршневим двигуном.
Недоліком такого компресора часто називають особливу складність форми роторів та їхню масивність, що веде до їх високої вартості. При роботі гвинтовий компресор здійснює шум високої частоти, який викликається пульсаціями тиску в режимах всмоктування та нагнітання.
Розглянемо конструкцію гвинтового компресора на малюнку:
Його ротори є зубчастими колесами зі спіральними зубами, які мають великий кут нахилу спіралі. Профілі зубів та виїмок роторів повністю відповідають один одному. У процесі роботи зуби роторів не стикаються з корпусом і між собою, що досягається застосуванням синхронізуючих шестерень на валах роторів. При цьому відношення кількості зубів шестерень дорівнює відношенню кількості зубів відповідних роторів. Основним розподільчим органом у своїй виступає ротор з западинами.
Гвинтові компресори можуть створювати тиск до 1 бару, а в деяких випадках і вище, тому найчастіше застосовуються на потужних та швидкісних автомобілях.
Відцентрові компресори
Найбільшого поширення у двигунах внутрішнього згоряння набули відцентрові компресори. Цей тип пристроїв відноситься до лопаткових машин, принцип дії яких заснований на взаємодії потоку повітря з лопатками робочого колеса та нерухомих елементів машини. У порівнянні з іншими конструкціями, відцентрові компресори мають компактніші розміри і відносно прості у виготовленні.
Конструкція відцентрового компресора складається з вхідного пристрою, робочого колеса (крильчатки), і дифузора, який включає безлопаточну і лопаткову частини, причому остання може бути відсутня. Також є повітрозбірник, найчастіше виконується у вигляді равлика. У відцентровому компресорі повітря, пройшовши через фільтр, потрапляє у вхідний пристрій, який для стійкості потоку поступово звужується у напрямку руху і служить для його рівномірного підведення до колеса при мінімальних втратах. Робоче колесо встановлюється на шліцях, але у разі невеликих розмірів може кріпитися на гладкому валу, який через механічну передачу зв'язується з колінвалом двигуна або робочим колесом газової турбіни.
Основними параметрами відцентрового компресора є: витрата повітря, ступінь підвищення тиску та ККД компресора. У сучасних пристроях, які застосовуються для наддуву двигунів внутрішнього згоряння, ці параметри можуть бути змінені в широкому діапазоні. Так, наприклад, ступінь підвищення тиску в компресорах, що рухаються валом двигуна, може досягати 1,2 одиниць. А у разі використання відцентрового компресора у форсованому комбінованому двигуні її значення може досягати 3-3,5.
Відцентрові компресори мають багато спільного з турбокомпресорами. Вони досить компактні, мають невелику ціну та досить довговічні. Звичайно, вони не відрізняються великим ККД і втрачають свою ефективність на малих оборотах, але часто застосовуються на вітчизняних автомобілях ВАЗ.
Хорошим прикладом такого пристрою може бути. Він може бути встановлений на модель Лада-Пріора, що оснащена ГУР або кондиціонером. У комплекті використовується серійний тиск, що створює надлишковий тиск наддуву до 0,5 бар при швидкості обертання 5200 об/хв. Для його встановлення не потрібно внесення змін до конструкції двигуна, тільки рекомендується знизити ступінь стиснення шляхом заміни штатної прокладки головки блоку на товщу. Розробники спочатку розраховували на максимальне спрощення установки компресора, тому він може бути встановлений автолюбителем самостійно.
Для встановлення на модель Нива-Шевроле призначено . У пристрої застосований компресор ПК-23, який при своєчасній заміні ременя та підшипників має необмежений ресурс. Створюючи тиск наддуву до 0,5 бар, пристрій відрізняється порівняно невеликими габаритами та безшумністю роботи. Цей комплект може встановлюватись на двигуни з максимальним об'ємом 2 л.
Всім відомо, що потужність атмосферних двигунів внутрішнього згоряння залежить від робочого об'єму. Також потужність обмежена фізичним розміром двигуна. Якщо говорити простими словами, то атмосферні мотори затягують повітря з вулиці за допомогою розрідження, що виникає внаслідок руху поршнів у циліндрах. При цьому від кількості повітря залежить кількість палива, яке надалі згорить. Щоб підвищити потужність атмосферних двигунів, необхідно збільшувати робочий об'єм, але можна також зробити простіше - встановити компресор для двигуна.
Так, потужність зросте за рахунок подачі до камер згоряння повітря під певним тиском. Об'єм циліндра та кількість камер згоряння можна не збільшувати. Повітря нагнітатиметься всередину двигуна в примусовому порядку, що автоматично збільшить кількість палива в паливній суміші. Такий заряд згорить із максимальною віддачею. Це не що інше, як наддува.
Для технічної реалізації наддуву використовують системи турбонаддува та механічні компресори для двигуна. Кожне рішення має свої недоліки та переваги. При цьому нагнітач механічного типу можна встановити навіть власноруч на будь-який атмосферний двигун автомобіля.
Історія наддуву
Вперше ідея примусової подачі двигун більшої кількості повітря за допомогою енергії обертання з'явилася в світлій голові Готтліба Даймлера в 1885 році. Потім в 1905 Альфред Бюхи, австрієць, запатентував аналогічне рішення, що працює на потужності вихлопних газів. Однак, перш ніж це змогли реалізувати, минуло небагато часу. Перша машина, оснащена механічним компресором для двигуна, з'явилася лише 1921 року.
Тоді необхідно вирішити проблему втрати потужності при наборі висоти. Цією першою машиною виявився "Мерседес-Бенц". Конкретну модель історія замовчує. Потім технологія наддуву знайшла застосування у вантажних автомобілях та у вантажоперевезеннях загалом. Додаткова потужність була дуже доречною на дизельних силових агрегатах суден та поїздів. Легковий автомобіль, на який вперше було встановлено примусовий нагнітач, - Oldsmobile Jetfire з V8 на 215 кінських сил.
Види наддуву
До наддувів, а під цим варто розуміти лише механічні схеми, відносять компресор з механічним приводом та турбокомпресор. Привідні нагнітач найчастіше встановлюються вздовж блоку циліндрів на рядних двигунах. На V-подібних блоках компрес можна виявити у розвалі між половинками двигуна. Такий компресор для двигуна приводиться в дію за допомогою приводного ременя, а момент, що крутить, відбирається від колінчастого валу. Повітря пресує двома гвинтовими роторами або крильчаткою. Влаштування популярних моделей компресорів ми розглянемо пізніше.
Щодо турбіни, то вона приводиться в дію за рахунок вихлопних газів, які вилітають із камер згоряння під високим тиском. Ці гази і змушують обертатися крильчатку турбіни. Найчастіше турбокомпресор встановлений за випускним колектором. У деяких моделях групи VAG ("Фольксваген", "Ауді" та "Шкода") турбіна є частиною компресора.
Окремо стоять електричні компресори на атмосферний двигун. Їхня перевага в тому, що немає відбору потужності від двигуна і при роботі відсутня турбояма, характерна для турбокомпресорів, тому що він приводиться в дію від електричного двигуна. Але ця схема поки що провокує масу питань.
Також є й безагрегатні системи наддуву. Це підвищення тиску на впускному тракті за рахунок швидкості руху повітря та особливої форми та розмірів повітряних патрубків. Надлишковий тиск – це додатковий захід підвищення потужності для атмосферних моторів. Така схема реалізована в автомобілі "Панамера GTX" від "Порше".
з приводом
У цій групі можна виділити такі рішення, як компресор Рутса, Лінсхольма, а також відцентровий компресор. Розглянемо їх пристрій та особливості.
Усі види приводних нагнітачів поєднують загальні переваги. Це простота: на двигун зможуть навіть люди, далекі від тюнінгу. Також приводні конструкції ефективні на різних обертах колінчастого валу. Вони немає турбоями, яка є особливістю турбін.
Недоліком вважається те, що момент, що крутить, відбирається від двигуна. Двигун втрачає потужність, на нього підвищується навантаження. Однак після монтажу можна відчути приріст потужності до 46 відсотків.
Роторний компресор Roots
Нині на авто можна зустріти це рішення. Наприклад, такий компресор двигуна на "Мерседес" у 230-му кузові. Він практично не змінювався з часів винаходу. Два ротори, що обертаються назустріч один одному з двома, трьома або чотирма лопатями, подають повітря безпосередньо у впускний колектор двигуна, створюючи в ньому тиск. З колектора повітря подається вже до камер згоряння.
Гвинтові компресори
Ці пристрої працюють трохи на іншому принципі. Так, в одному корпусі розташовуються два гвинти, що мають складну форму.
Вони також обертаються назустріч один одному. Гвинти за рахунок особливостей захоплюють повітря та доставляють його до випуску, одночасно стискаючи. Потужність та продуктивність цих моделей значно вища, ніж характеристики роторних рішень. Компресор не створює турбулентності повітряних потоків на високих обертах двигуна.
Особливості
І перший, і другий варіанти функціонують без додаткових мастильних матеріалів. Змащені лише підшипники на валах. Корпус, елементи, що обертаються, розділяються між собою невеликими зазорами. Тому немає потреби і охолодження компресора після того, як двигун зупиниться.
Обертання валів синхронізується за допомогою шестерної передачі від ведучого валу. Він з'єднаний ременем з колінчастим валом. Далі момент, що крутить, передається на ведений. Так домагаються високої точності роботи без сильного тертя та перегрівів.
Пристрій відцентрового компресора
У конструкції є лише один-єдиний вал. На ньому надійно встановлена крильчатка. Коли вона обертається, захоплюється потік повітря з центру і відкидається по периметру. Далі повітряний потік надходить у спеціальний напірний патрубок. Це дозволяє зробити компресор з мінімальними розмірами, невеликою вагою та високою продуктивністю.
Турбокомпресор
Конструкція такого нагнітача також дуже проста. На одному валу встановлені крильчатки. Кожна з цих двох крильчаток обертається у своєму окремому корпусі. Одна обертається за рахунок потоку вихлопних газів. Друга, пов'язана з першою, обертається та здавлює повітря у впускний тракт. Чим вище обороти колінчастого валу, тим вища потужність компресора.
Особливість у цьому, що є залежність оборотів турбіни немає від частоти обертання колінчастого валу, як від сили потоку вихлопних газів. Тут є зв'язок із так званою турбоямою – це затримка реакції спрацьовування турбіни при натисканні на педаль газу. Зовні - це секундна задумливість двигуна, яка потім відразу змінюється різким підхопленням. Інженери всіма силами борються з цією проблемою різними методами - так, наприклад, встановлюють електричний двигун для повітряного компресора, балон зі стисненим повітрям.
Процес установки пов'язані з певними труднощами. Так як навантаження досить висока, а кількість обертів турбіни може досягати 300 тисяч обертів, то турбіні потрібне постійне мастило. Її приєднують до масляної магістралі та підводять під тиском мастило. Тому поставити компресор на двигун такого плану можна лише за допомогою спеціалістів. Проведений самостійний монтаж нічого хорошого не приведе.
Подвійний наддув
Це не що інше, як дві турбіни, з'єднані паралельно, послідовно чи східчасто.
Спочатку рішення призначалося для того, щоб усунути турбояму, але також потужність двигуна компресора тут вища, а значить, вища і потужність двигуна. Крім того, вдалося оптимізувати режими роботи двигуна та знизити витрату пального.
Наддув із паралельними турбінами
Система і двох турбін, мають однакові характеристики. Вони підключені один до одного паралельно. Таким наддувом можна комплектувати потужні V-подібні агрегати. Кожен турбокомпресор поєднується з окремим відгалуженням випускного колектора. Плюси тут у тому, що можна ставити маленькі турбіни. Вони легко розкручуються, за рахунок чого і зменшується турбояма.
Послідовне з'єднання
Тут також працює дві турбіни. Одна із них задіяна постійно. Друга запускається за необхідності. Повітря з двох турбін подається до одного впускного колектора.
Двоступінчастий наддув
Це складне, проте цікаве та ефективне рішення. Тут працюють дві турбіни, з'єднані послідовно. Вони мають різні розміри, з'єднані між собою патрубками та перепускними клапанами. На невеликих оборотах задіяна менша турбіна. Вона легша, і інерція її менша. На середніх обертах двигуна спрацьовує велика турбіна. Обидві завжди працюють послідовно. Але це ще не всі нюанси. На максимальних обертах колінчастого валу ДВЗ велика турбіна вимикається.
Регулювання системи здійснюється за допомогою датчиків та електромагнітних клапанів, які відкривають або закривають певні ділянки випускного тракту.
Встановлення
Найчастіше купують вже готові настановні комплекти, які включають все необхідне, але їх вартість досить висока. Також можна купити комплект від іномарок, адаптований до різних моделей двигунів. Ще один варіант – китайські комплекти. Тут при монтажі потрібні лише мінімальні доопрацювання. Робота потребуватиме знань та навичок. Потрібно як мінімум вміти відрізняти турбіну від двигуна компресора кондиціонера.
