Главная 16 Как все устроено 16 Механический нагнетатель двигателя

Механический нагнетатель двигателя

Механический компрессор представляет собой одну из разновидностей систем наддува воздуха для увеличения мощности двигателя. Главной целью использования такого нагнетателя является создание заметно повышенного давления, которое превышает атмосферное во впускном коллекторе мотора.

Компрессор называется механическим по причине того, что имеет привод непосредственно от коленвала двигателя. В этом состоит и его главное отличие от другой системы нагнетания воздуха в цилиндры под давлением-турбокомпрессора.

Механический нагнетатель еще называется суперчарджер (от англ. supercharger). Механические нагнетатели способны обеспечить прирост мощности двигателя до 50%. Показатель крутящего момента увеличивается до 30%. Недостатком механического нагнетателя заслуженно считается то, что для его работы требуются существенные затраты мощности самого двигателя. Энергия расходуется на привод нагнетателя, а отбор мощности достигает отметки в 30%.

Механический нагнетатель по своему принципу работы напоминает турбокомпрессор. Компрессор аналогично турбине реализует целый список взаимосвязанных функций. Суперчарджер втягивает наружный воздух, осуществляет его сжатие и последующее нагнетание во впускную систему мотора. Втягивание воздуха реализовано на основе созданного в коллекторе разрежения. Для создания необходимого давления механическому нагнетателю необходимо вращаться на более высоких оборотах, опережая при этом двигатель. Нагнетание воздуха во впуск происходит за счет разницы давлений во всей системе.

Механический нагнетатель двигателя

Воздух, который сжимается компрессором, демонстрирует увеличение температуры при сжатии. Это ведет к снижению его плотности, а результатом становится соответственное снижение уровня давления. Механическая система наддува оснащается интеркулером для решения этой проблемы. Интеркулер представляет собой воздушный или жидкостной радиатор, который качественно охлаждает сжатый воздух после прохождения компрессора.

Механический компрессор ДВС конструктивно может отличаться от других похожих решений. Главным отличием от аналогичных систем зачастую выступает система его привода. Нагнетатели могут иметь следующее приводное устройство:

  • систему прямого привода, при которой нагнетатель имеет крепление напрямую к фланцу коленвала;
  • устройство ременного привода, которое включает в себя различные виды поликлиновых, зубчатых или плоских ремней;
  • привод на основе цепи (цепной привод);
  • зубчатую передачу, под которой стоит понимать цилиндрический редуктор;
  • электрический привод, который подразумевает использование отдельного электродвигателя;

Давайте рассмотрим каждый из основных видов механических компрессоров более подробно. Итак, поехали. Современные автомобили могут быть оснащены различными видами нагнетателей. Наибольшее распространение получили три главных вида таких механических систем:

  • кулачковый нагнетатель (Roots);
  • винтовой нагнетатель (Lysholm);
  • центробежный нагнетатель;

Механический нагнетатель двигателя

Данный тип механического нагнетателя представляет собой одну из самых ранних разработок. Кулачковый нагнетатель стали устанавливать на автомобилях с 1900 года. В мире компрессор хорошо известен по имени изобретателей данной системы-Roots.

Современная реализация конструкции кулачкового нагнетателя выглядит таким образом, что нагнетатель имеет пару роторов. Эти роторы могут иметь три или четыре кулачка и вращаются друг другу навстречу.

Кулачки расположены так, чтобы находиться по спирали и размещены по всей длине ротора. Угол закрутки таких кулачков подобран именно для обеспечения наилучшей эффективности нагнетания воздуха при учете возникающих при этом потерь. По своей общей конструкции, а также и по принципу действия такой кулачковый нагнетатель напоминает шестеренный масляный насос, который устанавливается в системе смазки ДВС.

Поступающий воздух в компрессоре захватывается кулачками на роторе, перемещается в межкулачковом пространстве и пространстве между стенками корпуса устройства, сжимается, а затем осуществляется нагнетание во впуск. Такой принцип работы называется внешним нагнетанием.

Нагнетатели типа Roots отличаются тем, что быстро создают необходимое давления наддува. Отмечается также рост указанного давления параллельно с увеличением частоты вращения коленвала силовой установки автомобиля. В некоторых случаях компрессор может создать такое давление, которое превысит необходимое. Результатом станут воздушные пробки в нагнетательном канале и падение эффективного давления наддува, что и приводит к общему снижению итоговой мощности силового агрегата в различных режимах его работы.

Для того чтобы избежать таких негативных последствий, при использовании механических компрессоров различных видов обязательно реализуется дополнительный контроль и регулирование давления наддува. Давление наддува регулируется двумя доступными способами:

  1. К первому способу можно отнести регулировку давления путем отключения нагнетателя. Зачастую такое отключение происходит при помощи электромагнитной муфты;
  2. Ко второму способу относится перепускание воздуха в процессе непрерывной работы компрессора. Воздух перепускается при помощи перепускного клапана;

Сегодня системы механического наддува оснащаются электронными схемами регулирование такого наддува. Комплексное решение состоит из входных датчиков давления наддува, датчика во впуске, электронных управляющих блоков и т.д. Параллельно используются многочисленные механизмы исполнения, к которым относят электромеханические модули привода перепускного клапана, электромагнит муфты и другие устройства.

Компрессоры данного типа имеют солидный вес, а также характеризуются высоким уровнем шума в процессе их работы. Производители эффективно используют ряд мер для шумоподавления, начиная от специальной конструкции корпуса и заканчивая демпфирующими пластинами, резонаторами, демпферами и т.п.

Среди лидеров по производству нагнетателей Roots можно особо выделить компанию Eaton, которая специализируется на изготовлении четырехкулачковых нагнетателей Twin Vortices Series повышенной эффективности (в переводе с англ. это означает «двойная серия вихрей»). Такие механические нагнетатели штатно установлены на серийные моторы Cadillac, Audi, Toyota. Встречаются моторы, на которых кулачковые нагнетатели являются составным элементом системы вместе с турбонагнетателями. Для примера стоит упомянуть двигатели семейства TSI с двойным наддувом.

Механический нагнетатель двигателя

Винтовой нагнетатель является конструктивно схожим решением с нагнетателем Roots. Такие нагнетатели еще имеют наименование по имени их создателя и называются нагнетателем Lysholm.

Указанный компрессор состоит из двух роторов-шнеков особой формы. На одном роторе имеются характерные выступы, а на другом выемки-канавки. Данные роторы напоминают по форме конус, а воздушные камеры между роторами становятся меньшего размера. Это видно в том случае, если следовать по длине ротора. Поступающий воздух захватывается шнеками, далее перемещается и сжимается. Сжатие происходит в результате вращения шнеков.

Последним этапом становится нагнетание сжатого воздуха во впускной патрубок. Главным отличием винтового нагнетателя от кулачкового является то, что такой компрессор обеспечивает внутреннее нагнетание. Воздух нагнетается между шнеками, что делает способ более эффективным.

Механический нагнетатель двигателя

Что касается центробежного нагнетателя, то процесс нагнетания воздуха в нем реализован по такому принципу, который напоминает турбокомпрессор. В своей основе он имеет рабочее колесо-крыльчатку. Колесо вращается с очень высокой скоростью, а число оборотов может достигать отметки в 50000-60000 об/мин.

Работает нагнетатель по следующему принципу, когда поступающий воздух засасывается компрессором в центральную часть колеса. Благодаря центробежной силе воздух направляется по лопастям особой формы. Воздух из рабочего колеса выходит уже на большой скорости, но еще имеет низкое давление.

Именно во время выхода из колеса воздух проходит через особый диффузор, который имеет множество стационарных лопаток, расположенных вокруг рабочего колеса. Поток воздуха на высокой скорости и с низким давлением после прохождения диффузора проходит процесс преобразования и превращается в поток воздуха низкой скорости, но уже с высоким давлением.

К минусам центробежных нагнетателей относят сильно выраженную зависимость их производительности от скорости вращения коленвала двигателя. Разработчики сегодня особо учитывают эту особенность. Для центробежных нагнетателей широко используют привод с переменным передаточным отношением. Указанное передаточное отношение привода на максимальной отметке потребуется тогда, когда двигатель работает на низких оборотах, минимальное же отношение используется при режиме работы на высоких оборотах.

Благодаря ряду особенностей конструкции нагнетатели типа Roots и Lysholm устанавливают на автомобили для обеспечения высоких показателей динамики при разгоне, а центробежные нагнетатели наиболее эффективны при работе мотора в режиме пиковых нагрузок и максимально высокой скорости.

Применение механических компрессоров на автомобилях

Применение механических нагнетателей очень востребовано как для серийных дорогих авто, так и на спортивных моделях. Компрессоры активно используются для тюнинга автомобилей. Большинство спортивных автомобилей оборудованы механическим нагнетателем или комплексным решением, которое включает в себя одновременно механический и турбокомпрессор.

Напоследок хотелось бы добавить, что серийные массовые автомобили, особенно среднего ценового сегмента, оснащаются механическими нагнетателями довольно редко.

Механический нагнетатель двигателя

Что лучше: турбина или механический компрессор? . Если говорить о механическом компрессоре, то двигатель и КПП также дорабатывают, но.

Механический нагнетатель двигателя

Механический нагнетатель при этом отключается. Система управления задействует компрессор только во время резких ускорений.

Механический нагнетатель двигателя

Что касается турбомоторов, главным их отличием от атмосферного агрегата является наличие механического компрессора или турбокомпрессора.

Механический нагнетатель двигателя

Последствия после циклических скачков давления воздуха за компрессором могут быть плачевны. . Турбокомпрессор или механический нагнетатель?

Механический нагнетатель двигателя

Корпус компрессора алюминиевый. Ротор крепится на оси турбины аналогично крыльчатке. . Турбокомпрессор или механический нагнетатель?

Механический нагнетатель двигателя

Турбонагнетатель повсеместно устанавливается на современные ДВС, окончательно вытеснив механический компрессор.

О admin

x

Check Also

Качественная химчистка салона автомобиля своими руками

Качественная химчистка салона автомобиля своими руками Опубликовано: 02.04.2014 | 92979 Наводить «марафет» в салоне намного важнее, чем следить за чистотой снаружи, т. к. водитель и его пассажиры находясь внутри машины, ...

Износ тормозных колодок

Износ тормозных колодок — как определить когда пришла пора менять колодки Доброго времени суток, уважаемые автовладельцы! Такие маленькие, неприметные детали тормозной системы – тормозные колодки. Мы так редко о них ...

Сезонное хранение шин — разбираемся вместе

Сезонное хранение шин — как правильно это делать? 1. Сезонное хранение шин – роскошь или необходимость? 2. Хранение шин на дисках – особенности консервации 3. Как хранить покрышки без дисков ...

Как часто менять воздушный фильтр своего автомобиля?

Зачем нужен воздушный фильтр и как часто его необходимо менять? Зачем нужен воздушный фильтр и как часто его необходимо менять? Доброго времени суток, уважаемые коллеги. Залог долголетия мотора Вашего автомобиля ...

Генератор в машине: что это такое?

Генератор в автомобиле (автомобильный генератор) представляет собой устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую. В конструкции транспортных средств автогенератор является генератором переменного тока и выполняет следующие функции: обеспечение зарядки АКБ; ...

Краш-тесты: как проходят испытания на безопасность

При разработке современного автомобиля не обойтись без компьютерного моделирования, но никакой компьютер не в силах обнаружить потенциальные недостатки в безопасности машины. Выявить все слабые места модели можно лишь в «боевых» ...

Шины Run Flat

Шины Run Flat не бояться прокола. Преимущества и недостатки Сегодня крупные производители автомобильных шин пытаются делать упор на производстве покрышек, которым не страшен прокол или порез. Такие шины получили название ...

Давление в шинах автомобиля зимой и летом: таблица по марке и размеру шин

Давление в шинах автомобиля нужно проверять хотя бы один раз в неделю. Современные бескамерные покрышки очень чувствительны к давлению, поэтому его снижение или повышение в шине всего на 15-20% может ...

Разработки двигателей Euro 4 и Euro 5 в России – Основные средства

Оценка удорожания двигателя Euro 4 при использовании разных технологий Стоимость компонентов EGR (сажевый фильтр + теплообменник + клапан рециркуляции + пневмоклапан управления заслонкой) – $1940. Стоимость компонентов SCR (каталитический нейтрализатор ...

Лучшее за 2015

Многие из нас вспоминают о давлении в покрышках два раза в год. Когда шиномонтажник при замене зимних колёс на летние (или наоборот) вдруг спрашивает: «Скока качать-то?». А правда, сколько? Вроде ...

Как открыть шиномонтаж. Что для этого нужно?

Áèçíåñ-ïëàí øèíîìîíòàæà: êàê âûéòè íà áûñòðóþ îêóïàåìîñòü Ðûíîê àâòîìîáèëåé â íàøåé ñòðàíå ïîñòîÿííî ðàñòåò, ïîýòîìó óâåëè÷èâàåòñÿ è ïîòðåáíîñòü â îáñëóæèâàíèè. Ñðåäè ìíîãîîáðàçèÿ óñëóã, êîòîðûå ìîæíî îêàçûâàòü àâòîòðàíñïîðòíîìó ñðåäñòâó, íàèáîëåå âûãîäíûì ...

Гидроусилитель руля (ГУР) против электроусилителя руля (ЭУР)

Гидроусилитель руля (ГУР) против электроусилителя руля (ЭУР). Взвешиваем все «ЗА» и «ПРОТИВ» Те, кому довелось обучаться азам водительского мастерства на автомобилях отечественного производства, таких к примеру как: «Москвич» или «копейка», ...

Гелевый аккумулятор

Пока автомобиль не заведён, аккумулятор является в нём самой важной составляющей. Это автономный источник энергии, который приводит в движение все остальные узлы автомобиля. От его состояния и характеристик зависит «холодный» ...

Самодиагностика двигателя

Что такое самодиагностика — бортовая диагностика двигателя? САМОДИАГНОСТИКА ДВИГАТЕЛЯ: ВЗГЛЯД В БУДУЩЕЕ Развитие автомобильной отрасли идет стремительно. Автомобили все глубже входят в нашу жизнь. Но, как и всякая стоящая вещь, ...

Ремонт карбюратора своими руками: диагностика неисправностей (почему стреляет, западает игла, мембрана, поплавок) и методы устранения, что входит в ремкомплект, как собрать и поставить видео

Как провести диагностику неисправностей и ремонт карбюратора своими руками Карбюраторные модели автомобилей были особенно популярны в ХХ веке, пока им на смену не пришли более современные ДВС инжекторного типа. Однако ...

Сцепление автомобиля — принцип работы, устройство

Представим себе автомобиль, у которого двигатель соединен на прямую с коробкой передач. Завели автомобиль и… поехали? Не тут то было! Автомобиль начнет рывками трогаться с места, переключить передачу станет невозможным, ...

Android Auto поможет вам управлять автомобилем удобно и безопасно!

Android Auto поможет вам управлять автомобилем удобно и безопасно! Многие из сегодняшних автомобилей имеют встроенные функции голосового управления, интеллектуальные информационно-развлекательные системы и средства навигации на приборной панели. Однако большинство из ...

Все о свечах зажигания: принцип работы, особенности эксплуатации и ухода, Автоновости и полезные советы для автолюбителей

Все о свечах зажигания: принцип работы, особенности эксплуатации и ухода. Доброго времени суток! Приветствую Вас на страницах этого блога. Далеко не последнее место, в этом сложнейшем механизме, как автомобиль, занимают ...

Рейтинг@Mail.ru