Приводний нагнітач (компресор)

Механічний приводний нагнітач (компресор) дозволяє збільшити потужність двигуна до 50%. Основна перевага механічних нагнітачів перед турбокомпресорами - рівномірне збільшення потужності незалежно від оборотів.

Для збільшення потужності двигуна використовують два основних види нагнітачів - турбокомпресор, що працює від енергії потоку вихлопних газів, і механічний компресор з приводом від колінчастого вала.

Історія появи нагнітачів компресорного типу

Ідея установки нагнітача для збільшення подачі потужності двигуна належить німецькому інженеру Готтліб Даймлер. Вперше він встановив компресор на автомобіль власної розробки в 1885 році. Перший патент на оригінальну конструкцію нагнітача повітря для двигуна внутрішнього згоряння оформив в 1902 році Луї Рено.

Турбокомпресори застосовувалися для підвищення потужності двигунів внутрішнього згоряння ще на етапі розвитку цього виду технологій. Запатентований американцем Альфредом Бюхи в 1911 році турбокомпресор на зорі свого розвитку зіграв значну роль у військовій авіації - турбовані бензинові двигуни ставились на винищувачі і бомбардувальники для підвищення їх висотності. vk.com/v_korche Своє застосування в автомобільному дізелестіроеніі технологія знайшла відносно недавно. Першим серійним автомобілем з турбованим дизелем був з'явився в 1978 р Mercedes-Benz 300 SD, а в 1981 р за ним послідував VW Turbodiesel. Надалі застосування механічних нагнітачів пішло двома паралельними шляхами. Першими їх цінність визнали інженери, які займалися будівництвом дизельних двигунів, для яких характерна висока ступінь стиснення, і потрібно примусове нагнітання повітря, тобто в двотактних дизелях, або там, де потрібна підвищена питома потужність. Друга гілка розвитку - установка в гоночні автомобілі для отримання надлишкової потужності.

Історія автомобілебудування налічує велику кількість видів приводних нагнітачів, або компресорів. Але в даний час найчастіше використовуються три типи: гвинтові, роторні і відцентрові. Найбільш традиційно використання приводного нагнітача для американської та німецької промисловості, тоді як японці, наприклад, тяжіють до використання турбокомпресорів.

Відмінність приводного нагнітача від турбокомпресора

Приводні нагнітачі і турбокомпресори виконують одну і ту ж функцію - нагнітають повітря під тиском в камеру згоряння. Однак при цьому вони мають абсолютно різну конструкцію приводу, і по-різному впливають на характер роботи двигуна.

Обертає силою турбокомпресора є потік відпрацьованих газів двигуна, а нагнітача - механічна сила обертання колінчастого вала, яка передається на вал колінчастого вала за допомогою шківа і приводного ременя.

Принцип збільшення потужності за допомогою приводного нагнітача

Приводний нагнітач або турбокомпресор доставляє в циліндри силової установки додатковий повітря. Система управління двигуном, запрограмована на приготування оптимального складу робочої суміші, збільшує при цьому подачу палива. Згораючи, такий склад виділяє значно більше енергії, а значить потужність двигуна збільшується.

Продуктивність компресора залежить від частоти обертання двигуна, тому він дозволяє забезпечувати необхідний наддув в кожен конкретний момент роботи силової установки.

Пристрій і принцип роботи роторного компресора

Говорячи про особливості роторних компресорів, слід зазначити простоту їх конструкції, довговічність і позитивну залежність між частотою обертання роторів і мінливими режимами роботи двигуна.

У робочій порожнині нагнітача не відбувається стиснення повітря, тому для такого типу компресорів прийнято назву «із зовнішнім стисненням». vk.com/v_korche При рівних відносинах тисків нагнітання і всмоктування, роторний компресор досить ефективний, його ККД починає падати зі збільшенням тиску на впуску.

Складається роторний компресор з корпусу з поперечно розташованими впускним і випускним вікнами, двох роторів, приводних і синхронізуючих шестерень і шківа.

Ротори мають спіральну форму. Це дещо покращує рівномірність наддуву і знижує шум роботи компресора. Клиноподібна форма вікон корпусу нагнітача сприяє зменшенню пульсації тиску повітря. З цією ж метою використовуються, замість двухзубчатих, кущ ротори.

До недоліків роторних компресорів відносяться сильне нагрівання при роботі, підвищений шум, пульсуюче тиск нагнітання і прямий взаємозв'язок ККД пристрою і ступінь його зношеності.

Залежно від конструктивних особливостей, роторні компресори створюють позитивний тиск 0,5-0,6 бару і широко використовуються на легкових автомобілях.

Пристрій і принцип роботи гвинтових компресорів

Приводні нагнітачі гвинтового типу компактні, особливо надійні і високопродуктивні.

У конструкцію гвинтового компресора входять два ротора. Вони мають форму колеса, на якому з великим кутом нахилу розташовані спіральні зуби. Синхронизирующие шестерні, що знаходяться на валах ротора, не допускають зіткнення зубів роторів з корпусом і між собою.

Кількість зубів роторів залежить від кількості зубів шестерень, установлених на їх валу. У гвинтовому компресорі ротор з западинами є розподільчим, а профілі цих виїмок повністю відповідають профілю зубів роторів.

Компресори гвинтового типу забезпечують діагональний рух повітря, що нагнітається в проточній частині. vk.com/v_korche Велика швидкість обертання пристрою дозволяє значно знизити його габарити, а високий тиск повітря дає можливість встановлювати такий тип приводного нагнітача на найшвидкісніші і потужні автомобілі.

Головними перевагами гвинтових компресорів вважаються їх збалансованість, надійність і чистота повітря, що нагнітається, в якому відсутні домішки масла.

Однак, складна форма роторів і їх масивність є причиною високої вартості гвинтових компресорів. Крім цього, при внутрішньому стисненні повітря, виникає високочастотний шум, що є безсумнівним недоліком.

Гвинтові компресори володіють високим ККД - понад 80% - і створюють тиск близько 1-го бару.

Наслідки поломки приводного нагнітача

Через зменшення обсягу поступаемого в циліндри палива, знижується потужність двигуна. У разі зносу деталей компресора його необхідно відремонтувати або замінити.