динамічний наддув
Динамічний наддув.
Крутний момент двигуна безпосередньо залежить від надходження свіжої паливної суміші в камеру згоряння. Для збільшення крутного моменту нам необхідно змінити кількість що подається паливної суміші, а тобто збільшити її. Тому для кращого наповнення циліндрів повітрям нам необхідно стиснути його. Для цього роблять установку на двигун додаткових агрегатів, в ролі яких виступають механічні компресори і турбокомпресори.
А як же домогтися кращого наповнення циліндрів повітрям, не використовуючи вищезгадані пристрої? Виявляється можна!
Робота поршня на такті впуску, в момент відкриття впускного клапана призводить до утворення хвилі противодавления, внаслідок чого у впускного трубопроводу виникають коливання тиску, які можна використовувати для кращого наповнення циліндрів. Це явище засноване на динамічних властивостях повітря. Саме це стало поштовхом до застосування на двигунах динамічного наддуву.
На карбюраторних двигунах і у двигунів з однокрапковим уприскуванням для кращого розподілу суміші краще використовувати короткі окремі патрубки, також бажано, що б вони були однакової довжини. Що стосується двигунів з багатоточковим уприскуванням, то тут поле дій значно ширше, ніж у двигунів з вищепереліченими системами. Все це завдяки тому, що форсунки впорскують паливо вже безпосередньо перед його подачею в циліндр, на впускні клапани, а по впускному трубопроводу рухається один лише тільки повітря. Це говорить про те, що тут можна застосовувати різні конструкції для впускного трубопроводу, так як на його стінках паливо практично не осідає. Тому в системах з багатоточковим уприскуванням немає проблем з рівномірним розподілом паливоповітряної суміші по циліндрах.
Інерційний наддув.
Інерційний наддув застосовується на двигунах з багатоточковим уприскуванням. В його основі лежить використання окремих резонаторних труб 3, з'єднаних між собою збірної камерою 2. Ефект надування в даній системі залежить від геометрії резонаторів труб і частоти обертання колінчастого вала.
Рис 1 - Інерційний наддув.
1 - Дроссельная заслінка. 2 - Збірна камера. 3 - резонаторное труба. 4 - Циліндр.
Діаметр і довжина резонаторних труб розраховується таким чином, що б хвиля стиснення відбивається, на кінці резонатора труби повернулася через відкритий впускний клапан циліндра в необхідному діапазоні обертання колінчастого вала, тим самим забезпечивши краще наповнення циліндра. Короткі і широкі резонаторні труби при інерційному наддуванні, дають більший ефект на високих оборотах колінчастого вала. На низьких же оборотах ефективніше застосовувати довгі і тонкі труби.
Перед конструкторами постало завдання, як домогтися ефекту динамічного наддуву на всіх режимах роботи двигуна. Викрутилися вони з даної ситуації наступним чином, створили впускний трубопровід із змінною геометрією в залежності від режиму. Тобто за допомогою спеціальних заслінок у впускному колекторі з'явилася можливість змінювати довжину і діаметр резонаторних труб.
Рис 2 - Зміна геометрії впускного трубопроводу при інерційному наддуванні.
На низьких оборотах колінчастого вала, заслінка закрита, тому повітря подається до циліндрів в обхід по довгій резонуючій трубі. На високих оборотах заслінка відкривається, і шлях повітря проходить через коротку широку трубу. Таким чином, виходить, що на всіх режимах роботи двигуна досягається максимально ефективне наповнення циліндрів, що позитивно позначається на характеристиках крутного моменту.
Резонансний наддув.
При певній частоті обертання колінчастого вала і при русі поршня вгору вниз, у впускному колекторі виникають резонансні коливання, що в результаті призводить до збільшення тиску і додаткового ефекту наддуву.
Для отримання ефекту резонансного наддуву, ряд циліндрів, об'єднаний короткими трубками з загальної резонансної камерою. Резонансні камери в свою чергу через впускні труби пов'язані з атмосферою або, як зображено на малюнки 3, об'єднані зі збірною камерою. Дана схема дозволяє запобігти перекриття процесів наддуву в двох сусідніх по порядку запалювання циліндрів.
Рис 3 - Резонансний наддув.
1 - Дроссельная заслінка. 2 - Збірна камера. 3 - Резонансний впускний трубопровід. 4 - Резонансна камера. 5 - Коротка впускная труба. 6 - Циліндр.
Для досягнення високих показників резонансного наддуву на певних оборотах колінчастого вала, проводиться розрахунок довжини і діаметру труб, а також самих резонансних камер.
Для отримання ефекту резонансного наддуву на низьких і високих оборотах, також як і в системі інерційного наддуву, стала застосовуватися система зі змінною геометрією впускного трубопроводу. У цій системі з відкриттям резонансної заслінки підключається додатковий резонансний трубопровід, в результаті чого відбувається зміна частоти коливань системи впуску, що сприяє кращому наповненню циліндрів на низьких оборотах колінчастого вала.
Крім інерційної і резонансної системи наддуву існує комбінована включає в себе обидві вищезгадані системи.
Рис 4 - Зміна геометрії впускного трубопроводу при скомбінувати системі (інерційного і резонансного) наддуву.
На високих оборотах колінчастого вала використовується ефект інерційного наддуву. Заслінка 7 відкрита, що в свою чергу призводить до утворення загальної камери для коротких резонують трубок, що характеризуються високою частотою власних коливань.
На середніх і низьких оборотах, заслінка 7 закривається, утворюють систему з резонансним наддувом.