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

Датчик массового расхода воздуха: признаки неисправности и замена

Автомобильный транспорт постоянно совершенствуется. Все вносимые в конструкцию авто доработки направлены на улучшение всевозможных показателей – увеличение мощности, снижение потребления топлива, улучшение аэродинамических показателей и уровня общей комфортабельности. Так выглядит ...

Маркировка пружин по цвету

Как маркируются пружины, что означает цвет пружин автомобилей ВАЗ Пружины подвески выполняют несколько важных функций. Кроме существенного влияния на управляемость и грузоподъемность транспортного средства, они еще сглаживают неровности дорожного покрытия, ...

Какой материал для кузова автомобиля лучше?

Кузов является одной из самых наиважнейших деталей автомобиля. В его основные качества в первую очередь должны входить безопасность, прочность, относительная при этом дешевизна, но в тоже время он должен быть ...

Купить ремонтные шипы

Среди автомобилистов устоялось мнение, что шипы в шинах не подлежат замене. Это было справедливо до недавнего времени. И действительно, бесполезным делом является установка типовых шипов в старые отверстия, так как ...

Дифференциал — устройство и принцип работы

При движении автомобиля крутящий момент от коленвала двигателя передается коробке передач и затем, через главную передачу и дифференциал, на ведущие колеса. Главная передача позволяет увеличивать или уменьшать крутящий момент передаваемый ...

Виды АКПП

Все разнообразие автоматических трансмиссий условно подразделяются на два типа. Для первого типа функции управления и контроля выполняется специальным гидравлическим устройством. А во втором типе функции управления и контроля выполняет электронное ...

Автомобильный турбокомпрессор: принцип работы и назначение

С момента появления двигателя внутреннего сгорания и использования его на автомобильном транспорте, конструкторы бились обеспечением максимально возможно выхода мощности при минимальных переработках силовой установки. Принцип работы турбокомпрессора На данный момент ...

Классификация автомобилей по классу, кузову, типу

Для тех, кто покупает автомобиль в первый раз или выбирает модель по интернету, важно задать правильные критерии поиска. Их может быть достаточно много, но основные сводятся к тому, новый автомобиль ...

Типы свечей зажигания ДВС и как они работают

Свечи зажигания — основные понятия, типы свечей, и принцип действия Свеча зажигания является главной деталью двигателя втнутреннего сгорания и выполняет две основные функции: Воспламенение топливовоздушной смеси Отвод тепла из камеры ...

Лифт подвески рамных внедорожников

Даже самый мощный и дорогой внедорожник не всегда сможет преодолеть серьезные преграды и уж точно соревноваться в offroad не получиться. Чтобы ваш автомобиль стал настоящим покорителем бездорожья, необходимо провести его ...

Инжектор: Устройство и Схема, Электронный Или Механический, Описание и Эксплуатация, Принципы Работы Форсунок, Технические Характеристики, Впрыск Топлива

Инжектор: устройство, принцип работы и возможности ремонта С течением времени азы автомобилестроения менялись и становились всё более далёкими от своих истоков. Так, топливная система транспортных средств подвергалась постоянной модернизации до ...

Словарь автомобильных терминов и сокращений: слэнг автолюбителя

Словарь автомобильных терминов и сокращений: слэнг автолюбителя Жаргонный русский технический словарь технических автомобильных терминов. Двух (2Х) стайдиник — термин относится к двигателю, ГБЦ. Смотри 2-Stage ниже. Трех (3Х) стайдиник — ...

Типтроник в машине с АКПП — что это такое, как и когда им лучше пользоваться

Типтроник в автомобиле – что это такое и как им пользоваться Относительно недавно в обиходе водителей появилось новое слово — «типтроник». Из-за неполноценного понимания что это такое, многие называют его ...

Какие диски лучше: штампованные или литые?

Какие колесные диски лучше — литые или штампованные? Большинству автовладельцев хочется, чтобы их авто выглядело элегантно и опрятно. Для этого важно не только следить за состоянием кузова, но и за ...

Ремонт и техническое обслуживание генератора

Техническое обслуживание и ремонт генератора. Советы Приобретал авто ещё в марте 2012 года, но всё не было времени написать. Вообщем приехал я из Липецкой обл. на поезде заранее созвонившись с ...

Сцепление автомобиля – назначение, типы сцепления, устройство, принцип работы

Сцепление является важным конструктивным элементом трансмиссии автомобиля. Оно предназначено для кратковременного отсоединения двигателя от трансмиссии и плавного их соединения при переключении передач, а также предохранения элементов трансмиссии от перегрузок и ...

Неисправности сцепления: способы устранения

Приветствую вас друзья на сайте ремонт авто ВАЗ своими руками. Одним из основных узлов в авто с «механикой» является сцепление. Его задача–отделить мотор от трансмиссии по команде водителя и дать ...

Система впрыска TCCS — Энциклопедия японских машин — на

Как известно, абсолютное большинство японских автомобилей вообще, и Тойот в частности, оснащаются не карбюраторами, а системами впрыска топлива. Есть мнение, что впрыск — это хорошо, современно и прогрессивно. Также есть ...

Рейтинг@Mail.ru