Как работают механический, электрический, центробежный нагнетатели воздуха

Содержание

Как это работает

Для начала стоит обсудить непосредственно сам механический нагнетатель воздуха для автомобиля и попытаться уловить его суть.

Не путать с турбиной, то есть с турбокомпрессором.

Это разновидность наддува, который бывает агрегатный и безагрегатный. Среди безагрегатных популярность получил динамический (инерционный наддув). Но когда речь идет об увеличении мощности ДВС, в ход обычно идут агрегатные наддувы. Их некоторые даже собирают своими руками.

У компрессора и нагнетателя задача примерно одна, но установить нагнетатель проще и дешевле. Отсюда его популярность в области тюнинга.

В теории такая система для автомобилей способна повысить производительность ДВС до 40%. Но расход топлива увеличиваться не будет. На многих машинах штатно стоит такая система.

нагнетатель мех

Суть в том, что механизм активно создает давление, которое выше атмосферного, во впускном тракте. Это позволяет выдать максимум мощности при незначительных затратах горючего.

Есть разные способы увеличить производительность ДВС. В числе методов и впрыск воды, о котором мы подробно ранее рассказывали.

Насколько хорошо работает такая система?

Этот нагнетатель, обладающий высоким КПД (у лучших образцов он достигает 80%!), способен развивать значительное давление наддува и не требует чрезмерных затрат энергии на собственные нужды. Недостаток у него лишь один, но весьма серьезный — эффективность зависит от частоты вращения его колеса, а значит, и коленвала, с которым оно связано через редуктор с постоянным передаточным отношением. И зависимость эта, как говорят математики, существенно нелинейна: при увеличении оборотов, скажем, на двадцать процентов, давление наддува (а с ним и крутящий момент двигателя!) может вырасти раза в полтора. Соответственно, при снижении оборотов тяга так же быстро упадет, что субъективно воспринимается как полное ее исчезновение.

Немного исторических сведений

Использовать нагнетатель воздуха в своих разработках первыминачали;Alfa Romeo Mercedes и Fiat.Вообще же идея применять механический компрессор была придумана и разработана практически сразу же после изобретения самого ДВС уже в 1885 г ученый Готтлиб Даймлер оформил патент на свой нагнетатель воздуха. Внешне его идея немного отличалась от нашего понимая сути нагнетателей: он предлагал, что некий насос или специальный вентилятор будет нагнетать в двигатель большую нежели, обычно порцию кислорода. Вскоре, всего через 7 лет, в 1902 году Луис Рено получил свой патент на конструкцию центробежного нагнетателя. Рено даже сделали выпуск малой серией автомобиля с нагнетателем, однако в дальнейшем проект забросили. Альфред Бюхи так же в 1905 году придумал свой турбонагнетатель, который работал с использованием выхлопных газов. Известные roots носят фамилию своих изобретателей изобрели их еще аж 1859 году братья Рутс. Из себя рутс представляют роторно-шестерёнчатые компрессоры. Винтовой компрессор был изобретен значительно позже, в 1936 году, патент принадлежит Альфу Лисхольму, главному инженеру SRM. У всех этих устройств есть один общий момент, в свое время, а это почти 100 лет назад, они не получили должного распространения ввиду заторможенности общего технического процесса. Зато ныне компрессор — это важная составляющая современного автомобиля.

Нагнетатель воздуха – зачем он нужен?

Для понимания места и роли нагнетателя воздуха необходимо вспомнить основы работы ДВС. В цилиндры двигателя авто поступает топливно-воздушная смесь (ТВС), сгорание которой и обеспечивает работу мотора. Соотношение между бензином и воздухом поддерживается на определенном уровне и зависит от режимов работы и нагрузки двигателя. Количество ТВС в цилиндре при обычных условиях ограничено его объемом, попадает она туда благодаря создаваемому разрежению на такте впуска, тогда мотор авто всасывает необходимое количество смеси.

kak-rabotayut-mehanicheskiy-elektricheskiy-centrobezhnyy-nagnetateli-vozduha-10.jpg

Вот здесь и скрыта тонкость, позволяющая повысить мощность двигателя. Если в него подавать ТВС под давлением, то в тот же самый объем ее поместится гораздо больше, и значит, в процессе сгорания смеси выделится больше энергии и увеличится мощность, которую способен развивать силовой агрегат. Для увеличения объема воздуха, идущего в цилиндры двигателя авто, используется нагнетатель (компрессор). Так называется механизм для сжатия и подачи газа под давлением.

Дополнительным преимуществом может стать экономия топлива, т. к. необходимой мощности можно добиться от мотора меньшего объема.

Как работает механический нагнетатель воздуха

Чтоб было понятней, что такое нагнетатель воздуха, приведем простое сравнение: больше всего его конструкция схожа с устройством турбонаддува. Обе системы выполняют примерно одинаковые функции. То есть – нагнетают воздух, затем тот поступает в сборник, и только после этого – в систему агрегата.

Устройство имеет одно преимущество относительно турбонаддува. Заключается оно в том, что задержка в срабатывании механизма здесь не столь значительна, ведь устройство потребляет не так много энергии, как его более массивный и мощный собрат. Кроме того, система является более экономичной.

Понятие, плюсы и минусы механического нагнетателя Supercharger

Механический наддув – это процесс увеличения давление некой смеси на впуске двигателя для повышения массы горючей смеси в цилиндре для  увеличения мощности относительно единицы объема двигателя.

Supercharger (cуперчарджер) также известный как компрессор Рутса — это механический нагнетатель использующий для собственного привода энергию коленчатого вала. Он является основным элементом механического наддува.

Главным функциональным плюсом cуперчарджера является то что он может закачивать воздух на минимальных оборотах, абсолютно без задержки, при этом рост силы наддува строго пропорционален оборотам двигателя.

Главным же минусом cуперчарджера является то что он обирает часть мощности двигателя на собственный привод.

На данный момент  механические нагнетатели практически не используются. Их место заменили турбонагнетатели (турбокомпрессоры). За редким исключением их продалжают устанавливают на легковые автомобили, если необходимо сделать разбег по мощности, дабы не изменять конструкции двигателя.

В среднем применение механического нагнетателя обеспечивает увеличение мощности двигателя до 50%, а крутящего момента на 30%. При этом механический нагнетатель отличают существенные потери мощности двигателя из-за затрат энергии на его привод. В разных механических нагнетателях они могут составлять до 30%.

Действие прибора

Принцип работы нагнетателя происходит практически по такой же схеме, что и у турбокомпрессора. Прибор втягивает воздух из окружающего пространства, сжимает его, после чего отправляет во впускной клапан автодвигателя.

Этот процесс реализуется посредством разрежения, созданного в полости коллектора. Давление при этом создаётся вращением нагнетателя. Во впуск мотора воздух попадает благодаря разнице давлений.

Нагнетатель воздуха в автомобиле: устройство, принцип работы, 2 типа конструкции

Воздух, сжимаемый внутри автомобильного нагнетателя, сильно нагревается во время сжатия. Это уменьшает его показатели плотности при нагнетании. Для снижения его температуры применяется интеркулер.

Это приспособление представляет собой радиатор жидкостного или воздушного типа, который позволяет предотвратить перегрев всей системы независимо от того, как работает нагнетатель.

Преимущества механического нагнетателя

Он не зря стал столь популярным среди любителей высоких оборотов и внушительных мощностей. Данный тип компрессора имеет следующие преимущества:

  • низкая цена;
  • простота в установке;
  • невысокое количество потребления энергии;
  • звук от работы компрессора гораздо слабее, чем от турбонаддува.

Именно поэтому они практически вытеснили другие типы нагнетателей воздуха с отечественного рынка.

Виды нагнетателей: кто есть кто

Пришло время разобраться с разновидностями суперчарджеров, и причинами их невысокой популярности у автопроизводителей. Для этого мы попытаемся вспомнить все плюсы и минусы механического нагнетателя воздуха для автомобиля.

Под капотами автомобилей можно встретить такие виды нагнетателей:

  • кулачковый (больше известен в мире как Roots);
  • винтовой (также именуемый Lysholm);
  • центробежный.

История механического нагнетания воздуха в двигатели началась именно с кулачковых устройств. Представляет собой этот агрегат два ротора с кулачками, вращающимися навстречу друг другу. Кулачки имеют специальную форму, благодаря которой наиболее эффективно происходит процесс нагнетания давления.

Кстати, по аналогичному принципу устроены шестерённые масляные насосы. Считается, что нагнетатели Roots отлично работают даже на малых оборотах мотора – давление воздуха повышается очень быстро. Но у этого достоинства есть и обратная сторона.

c7a49988-7997-4200-97cd-f4eb5c06468e.jpg

Дело в том, что на высоких оборотах воздуха может оказаться слишком много, поэтому они оборудуются регуляторами давления, которые при необходимости стравливают излишки.

Схожую конструкцию имеют нагнетатели Lysholm. Их основа – два ротора-шнека конической формы, причём выемки одного совпадают с выступами другого. Воздух, захватывается этими элементами и сжимается при их вращении. Такие варианты встречаются реже кулачковых, так как их цена выше из-за сложности изготовления.

7b211444-92a1-4016-a63b-a2cef2860ddb.jpg

Центробежные нагнетатели по своему конструктиву очень напоминают турбокомпрессоры. Их ключевым элементом выступает крыльчатка, которая, вращаясь на высоких оборотах, разгоняет воздух.

8bec1e56-e218-4eaf-bd29-b820798d7ba8.jpg

Кстати, появились они примерно в одно и то же время, что и кулачковые. Неоспоримым преимуществом центробежных суперчарджеров является их компактность и дешевизна. Благодаря этим факторам, среди любителей тюнинга и тех, кто устанавливает механические нагнетатели своими руками, они пользуются очень широким спросом.

Из недостатков – сильная зависимость эффективности от частоты вращения коленвала двигателя.

Какие существуют виды наддува

auto.mail.ru

Избыточное давление, которое создаёт нагнетатель, потому так и называется, что оно больше окружающего нас атмосферного. Иногда давление наддува указывается в абсолютных величинах: в таком случае рабочее пиковое давление системы в 1,6 бара будет означать 0,6 бара избытка. Чаще всего в разговорах и литературе упоминается именно значение избытка. На фотографии монитор Subaru Forester (читайте соответствующий тест-драйв) показывает давление избытка: поскольку на холостых оборотах в камере сгорания разрежение, то давление меньше атмосферного, и на дисплее указано отрицательное значение

К механическим видам наддува (обычно под наддувом понимаются именно механические схемы) относят приводной компрессор и турбокомпрессор. Приводной нагнетатель, как правило, располагается вдоль блока рядного двигателя или в развале V-образного блока и приводится от коленвала с помощью ременной передачи, прессуя воздух парой винтовых роторов или крыльчаткой. Турбина же приводится в действие вылетающими из цилиндров в коллектор под большим давлением выхлопными газами и утрамбовывает воздух на впуске крыльчаткой. Обычно турбина находится сразу за выпускным коллектором или непосредственно интегрирована в него — как, например, в современных моторах группы Volkswagen.

auto.mail.ru

На оборотах двигателя выше 3500 в бампере Porsche Panamera GTS открываются боковые воздуховоды, и двигатель получает больше воздуха. А на высоких скоростях благодаря рассчитанной форме и сечению патрубков во впускной системе создаётся эффект увеличенного давления воздуха, что позволяет считать такую систему разновидностью наддува

Отдельно можно выделить эксперименты производителей с электротурбинами. Они не отбирают мощность у двигателя и лишены газовой турбоямы, так как колесо компрессора вращает электромотор. Впрочем, к этой схеме у производителей до сих пор остаётся немало вопросов, и подробнее об этом можно прочитать в нашем материале Audi завтрашнего дня.Кроме механического, существует ещё безагрегатный наддув. Так называют повышение давления на впуске с помощью сочетания скорости движения и особой формы и размеров впускных патрубков. Избыточное давление такого типа является мерой дополнительного форсирования преимущественно спортивных атмосферных двигателей. Примером заводской реализации такой схемы может служить впускной тракт хэтчбека Porsche Panamera в особой версии GTS.

Подробнее о нагнетателях

Первыми на свет появились механические нагнетатели. С их помощью инженеры смогли повысить мощностные характеристики автомобилей без увеличения рабочего объема двигателей. Все оказалось очень просто: в единицу времени в двигателе могло сгорать больше топлива, так как его горение обеспечивалось бесперебойной подачей воздуха нужных объемов. Напоминаем, что способность двигателя всасывать воздух крайне ограничена, а вот если в систему добавить нагнетатель, двигатель всегда будет обеспечен кислородом.

Механический нагнетатель двигателя

Механические нагнетатели активно применяли еще в 30-х годах прошлого века. Обычно их называли компрессорами, хотя позже появилось понятие турбокомпрессоров – это несколько иная технология. О ней мы поговорим чуть позже. Конструктивно механические нагнетатели довольно просты, хотя схем их реализации очень много. Обычно их делят на два типа:

  • Объемные;
  • Центробежные.

К примеру, популярные в свое время нагнетатели Roots работали почти так же, как масляные шестеренчатые насосы. Пара роторов, вращающихся в противоположные стороны и связанные друг с другом шестернями на осях, сжимают воздух в трубопроводе. Воздух, получив достаточное ускорение, продвигался в сторону автомобильного двигателя, где и обеспечивал горение топлива.

Довольно интересное решение было предложено инженером Лисхольмом. В его нагнетателе располагалось два взаимодополняющих шнека, вращающихся в разные стороны. Захватывая воздух, шнеки загоняли его прямо в цилиндры. Казалось бы, особых отличий между нагнетателем Лисхольма и аналогичным агрегатом от Roots нет, но на деле оказалось, что первое устройство более компактно, работает практически бесшумно и имеет минимально возможные потери. К несчастью, шнековый нагнетатель сложно изготавливать – зазоры в нем настолько малы и должны быть так хорошо выверены, что производство агрегатов Лисхольма был экономически нецелесообразным.

Нагнетатель Лисхольма

Появившиеся почти одновременно с объемными, центробежные нагнетали работали по иному принципу. Они очень похожи на современные турбины – та же «улитка», создающая избыточное давление за счет работы компрессорного колеса. Вот только от современного турбонаддува центробежный нагнетатель отличается приводом – он механический.

Существуют и весьма необычные конструкции. Например, волновой нагнетатель Comprex от Asea-Brown-Boweri. Суть его работы сводятся к следующему: при вращении ротора в ячейку попадает атмосферный воздух, ячейка подходит к специальному отверстию, через которое проходят отработавшие газы. За счет взаимодействия с более горячими газами резко возрастает давление и воздух вытесняется во впускной трубопровод. Так как ротор вращается на протяжении всего цикла нагнетания воздуха, отработавшие газы не успевают попасть туда же, куда и воздух. Сразу после вытеснения газов в ячейке резко снижается давление и новая порция воздуха попадает в нее без механических воздействий.

Логично предположить, что при всем многообразии нагнетателей они должны управляться весьма специфическим образом. На самом же деле управляются механические нагнетатели очень просто. Схема выглядит так:

  • Нагрузка двигателя высока – перепускной трубопровод закрыт заслонкой. Дроссельная заслонка открыта и через нее воздух может попасть к двигателю;
  • Нагрузка находится в пределах нормальной – дроссельная заслонка закрыта, заслонка трубопровода открыта частично. Избыток воздуха при этом может вернуться на вход нагнетателя.

Здесь стоит отметить, что в состав систем как механического, так и газотурбинного наддува должен входить охладитель. Он называется интеркулером. Об интеркулерах мы ранее писали в отдельном материале. Такое устройство нужно для уменьшения температуры воздуха. Дело в том, что при сжатии воздух нагревается. Плотность нагреваемого воздуха постепенно уменьшается, следствием чего является падение мощности двигателя – полезный объем горячего воздуха ниже, чем холодного. Снизив температуру наддувочного воздуха хотя бы на 10 °C, можно увеличить мощность нагнетателя на 3%. Мощность двигателя вырастет примерно на тот же процент.

Центробежный нагнетатель

Центробежный механический компрессор сейчас имеет широчайшее распространение среди любителей тюнинговать свои авто. Конструкционно центробежный нагнетатель воздуха наиболее близок к турбо наддуву, так как принципы их конструкции очень близки. Основной принцип работы заключается в следующем. Внутри корпуса установлена крыльчатка самая главная деталь компрессора. Говоря в общем крыльчатка представляет собой колесо с лопастями, отдаленно напоминающее корабельный винт. Оттого насколько хорошо и правильно выполнено это колесо зависит то, насколько нагнетатель воздуха будет результативен. В общем, воздух попадает внутрь «улитки» и его захватывают лопасти крыльчатки. Захваченный воздух лопасти закручивают и с помощью центробежной силы отбрасывают его на отдаленные участки корпуса, где есть диффузор, который ловит этот воздух. Диффузор предназначен для восприятия подаваемого крыльчаткой воздух так, чтобы созданное давление не терялось. Далее воздух подается в кольцевидный тоннель, который идет вокруг всего корпуса. Именно из-за этого тоннеля центробежный нагнетатель воздуха и называют улиткой. Подобная конструкция создает условия для увеличения давления воздуха. Суть в том, что воздух, который движется по каналу движется быстро и имеет маленькое давление, а потом конец канала резко расширяется. Благодаря этому скорость воздуха несколько падает, а вот давление значительно увеличивается.

По факту давление, что создает этот компрессор равно скорости крыльчатки, умноженной на саму себя. Скорости могут быть разными, преимущественно от 40 000 об/мин. Сам механизм довольно шумный, так как в действие он приводится ремнем от шкива коленчатого вала автомобиля. Некоторые производители устанавливают в корпусе еще и повышающую передачу, что позволяет сохранить ресурс турбины до 80 000 км и существенно уменьшить шум, что создает компрессор при работе.

Механические нагнетатели – центробежные.

Основа таких нагнетателей – крыльчатка, вращающаяся на высоких оборотах. Во время работы системы воздух засасывается в крыльчатку, а затем направляется центробежной силой наружу. Из рабочего колеса поток буквально выстреливает, но его давление при этом низкое.

Центробежные нагнетатели небольшого размера, веса, их возможно закрепить на двигателе различными способами, соответственно они нравятся автолюбителям и пользуются спросом.

Разновидности приводных нагнетателей

Всего существует три разновидности приводных нагнетателей, которые отличаются конструктивным устройством:

  • Роторные;
  • Винтовые;
  • Центробежные.

В принципе их устройство практически идентично, разница только в форме нагнетателей. Роторные и винтовые компрессоры создают дополнительное давление воздуха при помощи похожих на цилиндры роторных устройств. Центробежный нагоняет воздух при помощи лопастей и работает по принципу кулера. О нем и пойдет дальше речь.

Особенности нагнетателей объемного типа

Что такое механический нагнетатель и как он работает

Системы нагнетания этого вида отличаются тем, что объемный КПД у них всегда на одном уровне. Чем быстрее вращается коленвал, тем больше обороты на компрессоре и тем выше эффективность работы системы. Такие варианты дают хороший прирост мощности во всем диапазоне оборотов. Если классифицировать компрессоры наддува по приводу и конструктивным отличиям, можно выделить несколько основных разновидностей:

  1. Винтовые.
  2. Спиральные.
  3. Роторно-пластинчатые.
  4. Поршневые.
  5. Поршневые с меняющимся рабочим объемом.

В качестве примера разберем тип изделий Roots как самый популярный и доступный по стоимости для обычных автолюбителей. Главным элементом конструкции являются два ротора особой конфигурации, связанные между собой шестернями. Этот вариант отличает то, что воздух сжимается не в основном тракте, а в нагнетательной части, из-за чего данный тип относят к системам со внешним сжатием.

Что такое механический нагнетатель и как он работает

Вращение роторов провоцирует формирование области с пониженным давлением, которая становится больше с ростом оборотов. За счет этого забор воздуха существенно увеличивается, а когда он проходит через роторы, то сжимается и подается во впуск. Но за счет особенностей конструкции при повышении оборотов возникает турбулентность и часть воздуха теряется, что негативно сказывается на КПД узла.

Из-за турбулентности корпус компрессора для нагнетания воздуха сильно разогревается при езде на высоких оборотах, поэтому система всегда включает в себя интеркулер, чтобы снижать температуру.

Второй вариант подобного компрессора – механический нагнетатель воздуха Lysholm, названный по фамилии шведского инженера, разработавшего его в 30-х годах прошлого века. Роторы точно подогнаны друг к другу, на их поверхности сделано множество канавок, через которые воздух проталкивается во впуск. За счет массивности винтов этот вариант эффективно работает под большой нагрузкой и при этом не перегревается. Но размеры и вес намного больше, а сложность производства делает этот тип востребованным только в премиум-сегменте.

К сведению!

Турбины Лисхольм обеспечивают отличный КПД на любых оборотах, поэтому их используют в гоночных авто.

Винтовые нагнетатели.

Винтовые нагнетатели состоят из: двух роторов-шнеков, в одном из них спецвыемки,а в другом выступы. Роторы-шнеки хватают воздушный поток, вращаются сжимая воздух, нагнетают его в впусковой патрубок. Все это образует внутреннее нагнетение воздушного потока.

Винтовые нагнетатели дороги, ставятся как правило на спортивные дорогие автомобили.

Кто использует нагнетатели?

Спортивным автомобилям нагнетатели нужны больше чем обычныи автомобилям. Но поставить их может любой желающий, часто нагнетатели встречаются на тюнингованных авто. Сейчас производители производят и предлагают различные комплекты для нагнетателей, с возможность подобрать и установить на любые автомобили, а ставить или нет решать вам.

Мнения ставить или нет механический нагнетатель между автолюбителями расходятся, бытует мнение, что установив нагнетатель мы уменьшаем ресурс двигателя, это не верно. Нагнетатель нужно правильно эксплуатировать, используя его на низких и средних оборотах , тогда вреда двигателю не будет. Если хочется значительно увеличить мощность, необходимо заменить производственные детали двигателя, поставив кованные шатуны и поршни вместо штатных.

Механический нагнетатель

Использовать механический нагнетатель необходимо вместе с интеркулером, который охлаждает воздух, в связки интеркулер и механический нагнетатель помогут максимально форсировать двигатель.

Также если вы будете использовать нагнетатель в связке с интеркулером необходимо пользоваться высокооктановым топливом и изменить настройки зажигания. Все это необходимо, чтобы уберечь двигатель автомобиля от преждевременного износа, так как высокое давление и высокая температура поступающего в цилиндры воздуха, может вызвать раннюю детонацию топливно – воздушной смеси, поступающей в цилиндры, что может привести к преждевременной детонации топливно-воздушной смеси, это очень вредно для двигателя.

Спиральные компрессоры (нагнетатели)

Леон Креукс в 1905 году подал заявку на патент для создания паровой машины, которая в процессе 10 лет доработки превратилась в компрессор с двумя спиральными витками, восьмью струями вместо четырех, внешней и внутренней камерой расположенными по бокам с разворотом в 180 градусов. Но на тот момент думать о массовом производстве компрессоров было очень рано. Не было материалов способных выдержать рабочую температуру и оборудования для точной обработки деталей. Последнее является решающим фактором, поскольку любая погрешность в изготовлении деталей, качестве или структуре поверхности могла привести к значительной потери КПД, быстрой поломке всего двигателя и нагнетателя в частности. Из-за этого его применение в машиностроении началось гораздо позднее.

Компания «Volkswagen» в середине 80-х годов начала активно экспериментировать с необычными спиральными компрессорами наиболее известными как G-lader устанавливая их на модели «Golf», «Passat», «Polo», «Carrado». Хотя сейчас это направление ею уже свёрнуто, работа инженеров VW в нем никогда не будет забыта. Их наработки продолжает использовать ряд (преимущественно немецких) производителей устанавливая спиральные компрессоры в свои авто.

Преимущества спирального компрессора:

  1. Высокий КПД -76%
  2. Хорошие уплотнения и как следствие хорошая отдача на малых оборотах.
  3. Низки уровень шума

Регулирование турбонаддува

Мощность наддува на некоторых режимах может быть избыточна, то есть воздух может сжиматься слишком сильно. Поэтому работу наддува нужно регулировать.

Сопротивление в линии нагнетания компрессора для регулировки

Для ограничения подачи компрессора можно установить на его входе или выходе сопротивление, в виде шайбы с отверстием расчетного диаметра. При увеличении расхода через отверстие сопротивление будет расти, что в свою очередь будет затруднять поступление воздуха в компрессор и или выход из него, за счет этого будет ограничиваться подача воздуха в двигатель.

Сопротивление в линии всасывания компрессора

Подобное сопротивление можно установить и перед турбиной. Но установка сопротивления увеличивает потери, что отрицательно скажется на КПД.

Сопротивление, установленное на турбине

Для того, чтобы сбрасывать часть воздуха только при определенном давлении на выходе компрессора можно установить предохранительный клапан. Запорный элемент клапан поджат пружиной, когда усилия от давления воздуха будет достаточно, чтобы сжать пружину клапан откроется и сбросить часть воздуха обратно в атмосферу.

Предохранительный клапан на компрессоре наддува

Перепускной клапан

Вестгейт или перепускной клапан позволяет пустить часть отработанных газов в обход турбины. Запорный элемент клапана поджат пружиной.

Перепускной клапан для регулировки турбонаддува

Давление отработанных газов воздействует на запорный элемент клапана, с другой стороны на него действует усилие пружины. Когда усилие от давления газов будет выше чем усилие пружины, клапан откроется и пропустить часть газов в обход пружины. Это достаточно простая и эффективная схема регулирования, которая применяется на большинстве современных двигателей с турбонаддувом. Однако часть энергии тратится впустую, что снижает КПД. Конечно можно направить поток газа не в выхлопную систему, а на другую турбину, для привода вспомогательных механизмов, но это усложнит конструкцию и сделает ее более дорогой.

Особенности установки

Сейчас повсеместно ведется продажа именно центробежных механических нагнетателей. Кто-то устанавливает их своими руками. Других вполне устраивает цена автомастерских, а потому они доверяют специалистам.

Так или иначе, в установке нагнетателя воздуха для машины нет ничего принципиально сложного. Здесь основной акцент следует делать на рекомендациях самого производителя.

Перед установкой нагнетателя рекомендуется заменить прокладку ГБЦ на более толстую и качественную.

Также важно убедиться в соответствии нагнетателя и характеристик самого автомобильного двигателя.

Сам же процесс установки состоит из нескольких этапов. От автомобилиста потребуется:

  • настроить фильтр;
  • установить конструкцию на кронштейны;
  • подключиться к приводу;
  • закрепить ремни.

В теории, за счет механического нагнетателя происходит увеличение мощности силовой установки примерно на 50%. Параллельно можно поднять обороты на 30% от заводских значений. По этой ссылке посмотрите наглядные примеры из истории автомобилестроения.

При таком приросте мощности и производительности, практически не происходит изменений по расходу топлива.

Только рассчитывать на максимальный прирост всех рабочих характеристик, просто установив самодельный нагнетатель, не стоит. Подобный тюнинг требует более серьезного вмешательства, как и при установке термоленты на глушитель. Часто с заменой таких компонентов как коленвал, шатуны, поршни, клапана, распределительный вал и не только.

Теперь будет интересно послушать ваше мнение. А также почитать комментарии тех, кто сам занимался чем-то подобным и ставил себе нагнетатель.

Как впечатления? Насколько изменились реальные характеристики двигателя? Стоит ли устанавливать систему?

Обязательно пишите свои ответы. Будет интересно их почитать и обсудить.

Спасибо всем за внимание!

Подписывайтесь, оставляйте комментарии, задавайте актуальные вопросы и рассказывайте о нас своим друзьям!

Поршневые компрессоры

Одна из самых распространённых схем среди обычных воздушных компрессоров является поршневые компрессоры (нагнетатели). На данный момент они совершенно не используются в автомобиле строении, в отличие от судоходства, где устанавливаются почти на все крупные судна. Основным действующим элементом поршневого компрессора как это ни странно звучит, является поршень. При движении в нижнюю мертвую точку (НМТ) он выталкивает весь находящейся под ним сжатый воздух.

Итог

Выбирая модель самостоятельно, следует знать особенности использования и классификацию. Надо учитывать, что во время сжигания значительного объёма топлива выделяется дополнительное тепло. Перед проведением монтажа дорабатываются цилиндры с учётом повышения КПД, система охлаждения и топливоподача. Как правило, производится замена форсунок и бензонасоса.

По материалам сайта vaznetaz.RU.

Применение компрессоров на авто

Использование механических компрессоров особенно популярно и среди дорогостоящих машин, и среди спортивных авто. Такие нагнетатели часто применяются в целях автотюнинга. Большая часть автомобилей спортивного типа оснащена именно механическими компрессорами или их модификациями.

Широкая популярность этих агрегатов поспособствовала тому, что многие компании сегодня предлагают полностью готовые решения для установки на атмосферный двигатель. В таких комплектах содержатся все необходимые детали, подходящие практически всем моделям силовых установок.

Но машины серийного производства, особенно средней стоимости, достаточно редко оборудуются механическими нагнетателями.

Видео

alexey-del.jpgАлексей Дель14 апреля, 2020

Основной автор сайта и основатель нескольких автомобильных интернет-проектов

Итоги о нагнетателях

Когда речь зайдёт об установке нагнетателя для автомобиля от очень многих можно услышать, что компрессор существенно уменьшит ресурс двигателя. Это не совсем правда.

Требуется соблюдать меру и понимать, когда компрессор благоприятно влияет на двигатель автомобиля, а когда нет. Слишком высокие обороты могут действительно привести к поломке двигателя, а вот на применение нагнетателя на низких оборотах для повышения крутящего момента наоборот только положительно повлияет на ресурс.

Однако если нагнетатель будет использоваться для получения большой мощности заранее необходимо заменить многие детали на более прочные, чтобы не винить компрессор в поломке двигателя.

Охлаждение воздуха

Так как воздух в процессе прохождения через нагнетатель спрессовывается и соприкасается с горячими деталями агрегата, он нагревается и сам. Тёплый воздух имеет меньшую плотность, а порог разрушающей мотор детонации при использовании горячего воздуха становится ниже. Вот почему можно ощутить, что в жару автомобиль с наддувным двигателем «не едет» — в условиях недостатка воздуха (по сравнению с идеальными условиями) система управления двигателем готовит меньше горючей смеси, ограничивая до нужного соотношения и подачу топлива. Поэтому для охлаждения воздуха между нагнетателем и впускным коллектором в системах наддува предусмотрен промежуточный охладитель или, иными словами, интеркулер. Он представляет собой теплообменник (то есть радиатор), через который по пути в камеру сгорания проходит весь нагнетаемый воздух. По конструкции интеркулеры делятся на системы вида: «воздух-воздух» и «воздух-вода».

auto.mail.ru

Двигатель Subaru с интеркулером верхнего расположения. Для большей эффективности на некоторых модификациях WRX STI для внутреннего рынка установлена система водяного орошения интеркулера. По нажатию кнопки в салоне кулер через установленные на нём форсунки омывается водой из находящегося в багажнике специального бака 

auto.mail.ru

Двигатель BMW с интеркулером фронтального расположения

auto.mail.ru

Из-за заднемоторной компоновки интеркулеры Porsche 911 Turbo находятся по бокам в задних крыльях

Первые дешевле в производстве, легче и в целом компактнее, но менее эффективны и дают меньшую гибкость в компоновке моторного отсека. Охлаждение наддувного воздуха осуществляется в них посредством попадающего на рёбра интеркулера набегающего воздуха через воздухозаборники переднего бампера (фронтальное расположение, например, у Mitsubishi Lancer Evolution и вообще у большинства современных автомобилей) или капота (Subaru Impreza WRX, Toyota Caldina GT-T и прочие автомобили с «ноздрёй» над мотором). Интеркулер же типа «воздух-вода» остужает воздух с помощью циркулирующей по встроенному контуру жидкости, имеющей отдельно вынесенный радиатор охлаждения. Такая система обеспечивает меньшую длину впускного тракта, а значит, и меньший турболаг, а также позволяет более гибко выбирать месторасположение кулера. Среди её минусов — повышенная сложность и масса конструкции, а соответственно и цена такого решения.

Нагнетатель на ВАЗ

В данном случае проблему надо рассматривать несколько шире – речь зачастую идет не конкретно о каком-то автомобиле семейства ВАЗ, а вообще об улучшении атмосферного двигателя. Это достаточно сложная проблема, и она не имеет однозначного решения. Конечно, решаясь улучшить характеристики старого автомобиля, например какой-то модели ВАЗ или Москвича, при использовании штатного двигателя его мощность можно увеличить только с помощью наддува.

Однако это далеко не так просто сделать, как кажется с первого взгляда. Повышение мощности мотора ВАЗ, как и любого другого, должно сопровождаться дополнительными изменениями, обеспечивающими правильное использование подобного усовершенствования. В противном случае измененный двигатель очень быстро выйдет из строя.

kak-rabotayut-mehanicheskiy-elektricheskiy-centrobezhnyy-nagnetateli-vozduha-16.jpg

В то же время благодаря тюнингу двигателя, старый ВАЗ или любой другой подобный автомобиль, может получить новую жизнь, тем более что сделать подобные улучшения достаточно просто и не слишком дорого. Гораздо проще грамотно и правильно поставить на ВАЗ нагнетатель воздуха, что обеспечит прирост порядка тридцати процентов мощности двигателя, чем заниматься полной переделкой мотора в поисках тех же самых тридцати процентов мощности.

Но это уже совсем другая тема, в том числе и в отношении старых автомобилей ВАЗ, и хотя она не менее интересна, ее рассмотрение надо проводить самостоятельно.

Использование дополнительного объема воздуха для обеспечения прироста мощности двигателей, в том числе и семейства ВАЗ, довольно известный и давно освоенный автостроителями прием. Он позволяет решить многие вопросы, связанные с получением большей мощности от сравнительно небольших моторов, правда, при соблюдении ряда правил. Но, тем не менее, этот подход достаточно широко применяется разработчиками различных марок авто.

Поделитесь с друзьями в соц.сетях:

Обслуживание систем наддува

Хоть выше мы уже и писали о том, что определенные системы наддува являются довольно капризными, в этом разделе мы уделим внимание лишь основным моментам, касающихся их правильной эксплуатации. Автолюбители хорошо знают, что системы турбонаддува очень чувствительны к характеристикам масла и его качеству. Вот о чем не стоит забывать владельцам автомобилей с системами наддува двигателя:

  1. Вовремя меняйте воздушные и масляные фильтры, а также само масло;
  2. Выбирайте масло, рассчитанное на высокие температуры.

Если вам пришлось подливать стандартное масло, то ни в коем случае не доводите обороты двигателя до высоких значений. Ехать лучше медленно и осторожно. По приезду домой поменяйте как масло, так и масляный фильтр. Не забывайте и о правилах эксплуатации автомобиля с наддувом: давайте двигателю прогреться после запуска, а перед остановкой и паркованием дайте агрегату проработать 2-5 минут на холостых. При соблюдении этих правил любая система наддува двигателя будет работать долго.

Ремкомплект турбины

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...