Motor s kompresorem: zařízení, výhody a nevýhody

Mechanický kompresor na motoru auta: výhody a nevýhody

Po vzniku prvního DVS bylo hlavním úkolem návrhářů a inženýrů od samého počátku zvýšení produktivity elektrárny. Jinými slovy, hlavním účelem je zvýšení výkonu motoru. Jak víte, nejjednodušším způsobem je fyzické zvýšení pracovního objemu motoru a počtu válců. Motor "nasává" z atmosféry více vzduchu, v důsledku toho můžete spálit více paliva.

Zároveň jsou takové jednotky s vyšším pracovním objemem velké velikosti a hmotnosti, jsou nákladné, není vždy možné umístit takový motor do kapoty kompaktního sportovního automobilu apod. Dalším způsobem, jak zvýšit výkon motoru, je sestavit takový agregát, který "uvolní" potřebný výkon a točivý moment bez zvýšení objemu spalovací komory.

Řešení problému umožňuje nucené vstřikování vzduchu do válců pod tlakem. Pro vstřikování vzduchu na mnoha turbochip ICE je dalším řešením kompresor (mechanický kompresor). V tomto článku budeme zvažovat,jak funguje kompresor automobilu na motoru a jaký plus a minus má motor kompresoru.

Kompresor pro atmosférický motor

Za prvé, že instalace kompresoru (dmychadla) do sacího systému motoru může dosáhnout požadované množství přívodu vzduchu pro spalování více paliva. Pokud je zařízení kompresorem, který je schopen vytvořit výstupní tlak, který je vyšší než atmosférický tlak.

Tento problém je řešen jak běžnými mechanickými kompresory, tak i turbodmychadlem. Tak hlavní rozdíl od kompresoru turbodmychadla je, že turbodmychadlo točí vyvolané výfukovými plyny, přičemž mechanický kompresor poháněn klikovým hřídelem motoru.

Jak kompresor zvyšuje výkon motoru

Atmosférická spalovací motor vykonává vnějšího vzduchu v okamžiku, kdy se píst pohybuje směrem dolů ve válci a za sníženého tlaku, čímž je vzduch nasáván do spalovací komory. Množství přiváděného vzduchu je fyzikálně omezena pracovní objem, který má válec a spalovací komoru.Poté je vzduch smíchán s palivem v určitých poměrech, po němž spaluje (směs paliva a vzduchu) ve válcích.

Zdá se, že ke zvýšení výkonu motoru je třeba dát více paliva, ale ve skutečnosti to není. Je-li to jednoduché, přebytek paliva povede k tomu, že bez odpovídajícího množství vzduchu paliva nebude účinně spalovat. Ukazuje se, že pro spalování více paliva potřebujete současně dodat více vzduchu.

Pokud vezmeme v úvahu, že objem motoru se nezmění, musí být vzduch nuceně tlačen pod tlakem. Toto je hlavní úkol kompresoru. Kompresory vytvářejí tlak ve vstupu, čerpávají vzduch do válců. V tomto případě zůstává pouze vstřikovat více paliva, po kterém se taková směs účinně spálí a zanechá energii pístu. V praxi je kompresor schopen zvýšit výkon motoru o 35-45%, ve srovnání se stejným atmosférickým analogem je zaznamenáno přibližně 30% zvýšení kroutícího momentu.

Mechanický kompresor: kompresorové zařízení na motoru vozidla a pracovní princip

Jak již bylo uvedeno výše, mechanické kompresory jsou poháněny klikovým hřídelem. Nejčastěji se k tomu používá hnací řemen.Co se týče kompresoru, je založen na rotoru, který vytváří tlak vzduchu.

V tomto případě by se měl kompresor otáčet rychleji než motor. Za tímto účelem je hnací pastorek větší než převodovky kompresoru. Kompresor se otáčí frekvencí asi 50 000 ot / min a zvyšuje tlak PSI o 6 až 9 palců na čtvereční palec. Vzhledem k tomu, že atmosférický tlak je přibližně 14,7 psi, kompresor zvyšuje přívod vzduchu ve skutečnosti na polovinu.

Dodáváme, že vzduch čerpaný pod tlakem je silně stlačen a ohříván a ztrácí svou hustotu. Jednoduše řečeno, čím menší je hustota, tím menší množství vzduchu se dostane do válců. Abyste zvýšili množství vzduchu, musí být před vstupem do přívodu vzduchu ještě chlazen.

Pro chlazení je mezichladič, který je vzduch a kapalina. Intercoolers jsou radiátor, kde horký stlačený vzduch vstupuje po opuštění kompresoru pro chlazení.

Typy mechanických kompresorů

Mechanické kompresory, které jsou instalovány na spalovacím motoru:

  • rotační kompresor,
  • dvojitý kompresor;
  • odstředivý kompresor;

Mezi hlavní rozdíly patří způsob, jakým je dodávka vzduchu realizována. Kompresní rotační a dvojitý šroub mají ve svém zařízení různé typy vačkových hřídelů. Odstředivé kompresorové čerpadlo je vybaveno oběžným kolem, který vzduch stlačuje směrem dovnitř. Pamatujte také, že v závislosti na velikosti a typu kompresoru závisí jeho účinnost přímo.

  • Například rotační kompresory mají obvykle velké rozměry a jsou umístěny na horní straně motoru. Základem je velký rotor. V tomto případě je toto řešení méně účinné než analogy, protože hmotnost vozu je značně zvýšena a vytváří se přerušovaný proud vzduchu s "výbuchy" a ne konstantní a stabilní.
  • Dvoušroubový kompresor pracuje na principu tlačení vzduchu přes dvojici menších rotorů, které jsou podobné velikosti šnekové převodovky. V důsledku toho vzduch vstupuje do dutiny mezi lopatkami rotoru. Poté je vzduch stlačen uvnitř skříně rotoru.

Účinnost takového řešení je vyšší, ale náklady na kompresor je vyšší, konstrukce je složitější a méně opravitelná.Dvojšroubový kompresor je také hlučný, je nutné vypnout charakteristický píšťalík vzduchu, který vystupuje pod tlakem pomocí dodatečných řešení.

  • Pokud uvážíme odstředivý kompresor, toto řešení se liší od analogů přítomností oběžného kola, které je podobné rotoru. Oběžné kolo je silně natažené a dodává vzduch do skříně kompresoru. Současně se vzduch pohybuje za oběžným kolem vysokou rychlostí, ale stále pod nízkým tlakem.

Aby se zvýšil tlak, prochází vzduch difuzorem. Uvedený difuzér je lopatka uspořádaná kolem oběžného kola. V důsledku toho se proud vzduchu po průchodu difuzorem začne pohybovat při nízké rychlosti, ale již pod vysokým tlakem. Tento kompresor je nejúčinnější, lehký a malý. Mohou být instalovány před motor a nikoli na motoru shora.

Výhody a nevýhody kompresoru na motoru

Takže začněte s jasnými plusy. Za prvé jde o zvýšení výkonu motoru. Mělo by být také uvedeno relativní jednoduchost a nízké náklady na instalaci s minimálními úpravami sacího systému v porovnání s instalací turbo.Přesto je nutné vyčlenit absence turboyamy díky přímému napojení mechanického kompresoru na klikové hřídeli.

V tomto případě mohou kompresory, v závislosti na typu, vykazovat různou účinnost. Někteří dávají značný nárůst výkonu na „dna“ (kliková hřídel se otáčí na nízké frekvenci), zatímco jiné zvyšují výkon při středních a vysokých rychlostech. Typicky, dvoušnekový rotační kompresor a je určen pro nízké otáčky odstředivé kompresory pracují i ​​při vysokých frekvencích.

Přesto přítomnost kompresoru v rámci dalšího provozu neznamená další požadavky a obtíže. Motor Kompresor může okamžitě vypnout (na přeplňované motory čas potřebný k čekat na chlazení turbíny), snížené nároky na kvalitu motorového oleje, atd

  • Teď se podíváme na nevýhody kompresorů. Hlavní nevýhodou je výběr výkonu motoru, protože kompresor je poháněn z klikové hřídele. V praxi kompresor zabírá až 20% výkonu motoru. Ukazuje se, že celkové zvýšení na 50% ve skutečnosti je skutečný nárůst kapacity o 25-30%.

Doporučujeme také číst článek o tom, jak je turbodmychadlo uspořádáno.V tomto článku se dozvíte o struktuře turbíny a principy výkonu rozhodnutí, stejně jako kolik energie motor dodává turbíny.

Také instalace kompresoru znamená, že motor začne vykazovat vyšší zatížení. Takový motor musí být vyroben z dílů určených pro takové zvýšené zatížení, což umožňuje realizovat potřebnou bezpečnostní rezervu.

V důsledku toho, výroba spalovacího motoru je dražší vůz s kompresorem původně v hodnotě atmosférické verzi. Je stále třeba vzít v úvahu, že kompresor také potřebuje údržbu, což zvyšuje celkové náklady na údržbu vozidla.

Shrňme výsledky

Jak je vidět, mechanické kompresory jsou jedním z dostupných a ekonomicky proveditelných způsobů, jak zvýšit výkon atmosférického motoru. Zpravidla se toto rozhodnutí zůstane v poptávce v různých formách motorsportu, vytvářet jedinečné projekty v průběhu výstavby exkluzivních sportovních vozů, atd.

Doporučujeme také číst článek o zdroji turbíny pomocí příkladu vznětového motoru.Z tohoto článku se dozvíte o životnosti turbodmychadla ao tom, jaké faktory ovlivňují zdroj tohoto zařízení.

výrobců kompresorů často nabízejí ready „velryby“ na klíč, který vám umožní rychle nainstalovat kompresor pro konkrétní model vozu s minimálními úpravami. Pro fanoušky ladění a posílení motoru je toto řešení v mnoha případech opodstatněnější ve srovnání s instalací turbodmychadla na atmosférickém motoru.

Konečně, všimneme si, že se můžete setkat také s motory, které jsou současně instalovány turbínou a kompresorem. Ačkoli praktická realizace je poměrně komplikovaná technicky, tento přístup umožňuje dosáhnout maximální užitek ze zařízení, s přihlédnutím k různým provozních režimů spalovacího motoru a motor zbavit z nevýhod spojených s těmito technologiemi odebraných odděleně.

Například úspěšně realizován + vaz kompresoru turbíny je plně schopen způsobit, že motor provozovat tak, že, když je kompresor poskytuje požadovaný tah „na dno“, odstranění turbolag (turboyamu), pak spojuje motor turbíny po odvinutí. Praktickým provedením tohoto systému je motor 1.4 Volkswagen TSI.

Líbí se vám tento příspěvek? Sdělte prosím svým přátelům: