Механический компрессор на двигатель: Как устроен механический нагнетатель | Новости автомира

Содержание

✅ Установка компрессора на карбюраторный двигатель

Если вы неплохо разбираетесь в устройстве двигателя, то наверняка уже испытали желание улучшить мотор, установленный в автомобиле. Чаще всего владельцы «десятки», чтобы поднять мощность двигателя, используют компрессор, при этом для установки компрессора на автомобиль будет достаточно обладать минимальными познаниями в автомеханике. Впрочем, помимо установки компрессора существуют и другие способы, позволяющие значительно увеличить мощность мотора.

Важно! Ещё до того как вы займётесь доработкой двигателя, обязательно изучите хотя начальные сведения по автомеханике, чтобы перестать быть совсем «чайником». Помните, что недостаточно просто поставить один девайс на мотор и считать, что после этого всё будет в порядке. Такие кустарные доработки могут оказать негативное влияние на двигатель, вплоть до поломки.

Правила установки наддува на карбюраторный ДВС

В данной статье приведены общие правила и рекомендации по созданию и установке механического нагнетателя с приводом от коленвала на карбюраторных двигателях, на которых нагнетатель полагается располагать перед карбюратором.
1. Если давление наддува составляет более двух атмосфер, то требуется переход на более высокооктановый бензин (из -за существенного роста фактической степени сжатия). Но самодельный нагнетатель вряд ли сможет дать более двух атмосфер, так что достаточно обычной регулировки угла опережения зажигания, уменьшив его на необходимую величину. Если система зажигания снабжена вакуум-корректором угла ОЗ, то необходимо произвести его перенастройку в связи резким изменением давлений в карбюраторе.

2. Если двигатель имеет спортивные (широкие ) фазы газораспределения, то происходит существенный рост расхода топлива из-за выноса части смеси в выпускной коллектор. Так что на спортивные моторы наддув лучше не ставить, если, конечно, не планируется использовать эту машину в соревнованиях.

3. Многие считают, что наддувной двигатель — псих, не умеющий ехать на малых оборотах. На деле же максимальные обороты почти не растут, так как они определяются не столько количеством сгоревшей смеси, сколько массой поршней, шатунов, качеством исполнения впускных и выпускных трактов. Происходит весьма большое увеличение тяги, приёмистости, скорости раскрутки до максимальных оборотов, но роста последних почти не наблюдается.

4. Если после установки наддува двигатель будет эксплуатироваться в таких же режимах, что и до установки, то увеличения расхода топлива не произойдёт. Наоборот, будет достигнута некоторая экономия за счёт существенного сокращения времени разгона, преодоления подъёмов, возможности двигаться на более высокой передаче.

5. Нагнетатели весьма чувствительны к препятствиям потоку воздуха, поэтому крайне желательно произвести полировку впускного коллектора, большого диффузора карбюратора и др. деталей до зеркального блеска (сначала обточив стенки до ровной поверхности, а затем отполировав). Если полировка недоступна, то надо позаботиться об отсутствии поперечных задиров, которые будут завихрять поток. Недопустимо использовать для соединения нагнетателя с карбюратором гофрированные шланги — лучше всего использовать гладкие пластиковые трубы (например , канализационные) с плавными изгибами. Желательно увеличить площадь фильтрации воздушного фильтра (если фильтр поролоновый с масляной пропиткой или, не дай Бог, инерционный, то его желательно заменить на бумажный — нагнетатель не любит разрежения в фильтре и тем более мусора, которого инерционные фильтры на малых скоростях пропускают кучу). Перед бумажным фильтром желательно установить предочиститель из многослойной марли (НЕ ТКАНИ), пропитав его маслом.

6. Так как после установки нагнетателя будет сгорать больше смеси, то возрастает риск доискрового (калильного ) зажигания. Во избежание этого надо вкрутить хорошие свечи, например А23. Для более полного сжигания смеси желательно увеличить энергию искры, что достигается применением коммутаторов. Желательно также применять высоковольтные провода с распределённым сопротивлением (то есть без резисторов)- TESLA и др.

7. Для обеспечения достаточно богатой смеси надо НЕМНОГО увеличить диаметр топливных жиклёров, а в целях обеспечения чистоты воздуха надо загерметизировать карбюратор. В качестве уплотнителя для осей и тяг можно использовать толстые шерстяные нитки, пропитанные маслом. Для этого надо рассверлить на ¼ глубины канал, увеличив диаметр рассверленной части на 2-3 мм и уложить туда нитку. Затем это всё закрывается прокладкой для удержания нитки от осевого перемещения. Все отверстия для забора воздуха из окружающего пространства (мимо воздушного фильтра — винт качества смеси и пр.) необходимо снабдить фильтрами.

8. Колесо компрессора должно иметь достаточный размер и обороты. Например, для двигателей объёмом в 1-2 литра можно применять пылесосные агрегаты АП-600, обеспечивая их вращение с частотой, в 1,5-2 раза больше оборотов коленвала. Впрочем, для каждого сочетания «мотор -вентилятор» передаточное соотношение надо подбирать индивидуально, контролируя давление наддува, чтобы во всех режимах оно лежало в пределах 1,3-2 атм.

9. Если передаточное соотношение привода компрессора будет больше 2,5, то уже целесообразно применение интеркулера — промежуточного охладителя наддувочного воздуха. Дело в том, что на таких оборотах (15 -20 тысяч, в зависимости от оборотов коленвала) воздух уже начинает нагреваться от трения о лопатки. В результате он расширяется и массовое наполнение цилиндров падает. Интеркулер (очень похож на обычный сотовый радиатор для охлаждающей жидкости, только каналы, естественно, пошире и изгибы поплавнее) ставится после компрессора и охлаждает нагретый воздух, что, кстати, благоприятно сказывается и на температуре самого двигателя, особенно поршней, которым при установке турбины достаётся по первое число. Впрочем, никто не осудит за установку интеркулера на любой наддувный двигатель — массовое наполнение цилиндров вырастет на 10-20%, в зависимости от температуры забортного воздуха — чем она выше, тем больше толку будет от «кулера ». Только не вздумайте ставить охладитель на безнаддувный двигатель, массовое наполнение ощутимо упадет, так как интеркулер обладает приличным сопротивлением потоку.

10. Вопрос: где взять этот промежуточный охладитель? Конечно, на обычном развале эту штуку не найти, так как интеркулеры применяются в основном на турбодизелях — как грузовых, так и легковых, так что придётся его заказывать. Из отечественных автомобилей охладители имеют КамАЗ-6460, «Волги » и «Газели » с дизелем Steyr ГАЗ-5601 и… Пожалуй, из доступных вариантов всё. Впрочем, можно изготовить интеркулер самому, из оцинкованной стали, или, что ещё лучше, меди толщиной 0,5-2 мм, и труб — хоть водопроводных. Только этот процесс весьма трудоёмкий, так как требуется хороший тепловой контакт между каналами и рёбрами, что потребует хорошей пайки с использованием кислоты. Главные условия — каналов должно быть побольше, они должны быть поуже и суммарная площадь сечения каналов должна быть минимум в 1,5 раза больше сечения впускной трубы. Это необходимо для того, чтобы воздух в каналах тёк медленнее и чтобы площадь его соприкосновения со стенкой канала была больше для лучшего охлаждения. Например, при внутреннем диаметре впускной трубы 50 мм требуется интеркулер с 4 каналами, каждый диаметром около 30 мм. Вычислить необходимый диаметр каналов можно через формулу площади круга: площадь=3,14*радиус в квадрате. Переход впускной трубы в каналы должен быть максимально плавным — лучше всего сформировать разветвители из стеклоткани, пропитанной эпоксидкой. Ступеньки в каналах тоже ощутимо завихряют и подтормаживают поток, так что их нужно промазать герметиком. Нужно обеспечить хорошую продувку рёбер охладителя, иначе толку от него будет мало — лучше всего выделить ему воздухозаборник. На мотоциклах лучше всего расположить его перед двигателем, обеспечив ему хорошую продувку и защиту от грязи, чего можно достигнуть при помощи дефлекторов и воздуховодов из листового металла или той же стеклоткани, пропитанной эпоксидкой.

Можно ли наддувать в двигатель с карбюраторной системой питания

По многочисленным вопросам «как можно наддувать в карбюратор, если он работает на разряжении?», – отвечаем (речь пойдет об установочных комплектах центробежного компрессора для карбюраторных авто).

Рассмотрим принцип работы поплавкового карбюратора с постоянным сечением распылителя главной дозирующей системы (т.е. карбюратора такого типа, который устанавливался на автомобили семейства ВАЗ) на примере его простейшей модели, состоящей всего из двух частей: поплавковой и смесительной камер.

[1] топливная трубка; [2] запорная игла; [3] поплавок; [4] канал, связывающий поплавковую камеру с атмосферой; [5] дроссельная заслонка; [6] малый диффузор; [7] распылитель; [8] смесительная камера; [9] жиклер; [10] поплавковая камера

Из бензобака в поплавковую камеру [10] подается топливо, уровень которого регулируется плавающим в ней поплавком [3] , который опирается на запорную иглу [2] . По мере расхода топлива поплавок опускается вниз, игла перестает перекрывать подающую трубку [1] , и камера заполняется до уровня, когда игла снова не перекроет топливный канал – цикл повторяется, таким образом поддерживается постоянный уровень топлива. Поплавковая камера через канал [4] связана с атмосферой, т.е. в ней постоянное атмосферное давление. Из поплавковой камеры топливо поступает в смесительную камеру [8] через распылитель [7] , на входе которого стоит жиклер [9] , дозирующий уровень подаваемого топлива.

На такте впуска, когда поршень движется вниз и впускной клапан в ГБЦ открыт, над поршнем возникает область пониженного давления. Из-за разницы между атмосферным давлением и давление над поршнем воздух заполняет цилиндр (можно считать, что воздух засасывается, но хочу акцентировать внимание именно на формулировку «разница давлений», позже мы к этому вернемся). При этом воздух проходит через смесительную камеру карбюратора, внутри которой расположен диффузор [6] , а внутрь которого выведен носик распылителя. По закону Бернулли, в диффузоре поток воздуха ускоряется, а его давление падает. Благодаря разнице давлений в поплавковой камере (как упоминалось выше, в ней давление равно атмосферному) и внутри диффузора топливо поступает (засасывается) в смесительную камеру. Таким образом количество подаваемого в двигатель топлива зависит от соотношения сечений диффузора и сечения топливного жиклера.

Что изменяется, если наддуть компрессором в двигатель через карбюратор? Да принципиально ничего. Во всех системах карбюратора, где было атмосферное давление, появляется дополнительный избыток, который дает компрессор. Если вернуться к первоначальной формулировке вопроса: «как можно наддувать в карбюратор, если он работает на разряжении?», то надо просто понять, что карбюратор работает не на разряжении, а на разнице давлений (помните, я акцентировал внимание на этом термине). И с компрессором эта разница просто увеличивается. Практически симулируется работа карбюратора в географических областях ниже уровня моря, где атмосферное давление больше. Лишь два фактора при установке компрессора являются «нестандартными»:

1. Повышенное давление только внутри карбюратора, снаружи – атмосферное, поэтому, если не обеспечивается должная герметичность между частями карбюратора, то из имеющихся щелей «потечет».

2. Поскольку в поплавковой камере давление уже выше атмосферного, то бензонасосу, подающему бензин в камеру, необходимо преодолеть избыток давления. Компрессор в пике «выдает» 0,5 бар, а штатный механический насос максимум 0,2..0,25 бар избытка относительно атмосферного давления, поэтому рекомендуется дополнительно устанавливать электрический насос низкого давления, иначе на оборотах, при которых избыточное давление от компрессора «передавит» давление топлива от насоса, топливоподача прекратится, и двигатель заглохнет.

Реальный карбюратор отличается от своей упрощенной модели, т. к. в нем есть ряд вспомогательных систем, обеспечивающих правильную топливоподачу на переходных режимах двигателя: система холостого хода, насос-ускоритель, эконостат, пусковое устройство и т.д. Но установка компрессора никак не влияет на эти системы, и не требует каких-либо других систем, поскольку рост давления, обеспечиваемый центробежным компрессором, происходит по линейному закону. Нарастание / спадание давления прямо пропорционально рабочим оборотам двигателя в конкретный момент, поскольку рабочее колесо компрессора (крыльчатка) жестко связано с коленвалом ременной передачей; нет никаких скачков и провалов, требующих дополнительных корректировок топливоподачи. Только компрессор центробежного типа способен работать в паре с «атмосферным» карбюратором, при прочих системах наддува (турбокомпрессор, компрессор Рутса или Лисхольма) такой карбюратор правильно работать не сможет.

Механический наддув двигателя своими руками: установка компрессора

Как известно, мощность любого атмосферного двигателя сильно зависит от рабочего объема, а также является в достаточной степени ограниченной физическим рабочим объемом ДВС. Если просто, а наружный воздух благодаря разрежению, которое возникает в результате движения поршней в цилиндрах.

При этом от количества поступающего воздуха напрямую зависит и количество топлива, которое можно в дальнейшем эффективно сжечь. Другими словами, чтобы сделать атмосферный двигатель мощнее, необходимо увеличивать рабочий объем цилиндров, наращивать количество цилиндров или комбинировать то и другое.

Среди нагнетателей воздуха следует выделить турбонаддув и механический компрессор. Каждое из решений имеет как свои плюсы, так и минусы, при этом установить механический нагнетатель воздуха своими руками на практике вполне может оказаться несколько проще, чем грамотно выполнить работы по установке турбонаддува. Далее мы поговорим о том, можно ли поставить компрессор на двигатель своими руками и что нужно учитывать в рамках такой инсталляции.

Какой компрессор выбрать?

В каждом отдельном случае это решается индивидуально в зависимости от наличия ресурсов и навыков работы с автомобилем у владельца машины. Если человек не обладает большим количеством денежных средств и серьёзными знаниями об устройстве двигателя ВАЗ 2107 инжектор, то лучшим выбором для него станет заводской КИТ-комплект китайского производства. В том случае, когда владелец автомобиля желает выделиться и имеет для этого финансовые возможности, время и соответствующие навыки, он может попробовать использовать компрессор от иномарки. При этом можно затратить больше денежных средств и установить данную деталь не в своём гараже, а руками опытных специалистов в автосервисе. Также следует быть готовым к тому, что установленному на инжектор б/у компрессору придётся периодически уделять внимание, чтобы его параметры совпадали с теми, которые имеет карбюратор. В противном случае можно потратить свои деньги и время впустую.

Кит-комплект на инжектор ВАЗ

Наддув двигателя механический: что нужно знать

Начнем с того, что установка любого типа нагнетателя (механический или турбонаддув) возможна как на инжекторном, так и на карбюраторном двигателе. В обоих случаях предполагается ряд доработок силового агрегата, однако установить турбину на двигатель несколько сложнее и дороже по сравнению с компрессором.

Становится понятно, что механический нагнетатель является более доступным способом повышения мощности двигателя, такое решение проще установить на мотор, причем работы можно выполнить даже самостоятельно. При этом общий принцип действия нагнетателя достаточно прост.

Устройство фактически можно сравнить с навесным оборудованием (генератор, насос ГУР или компрессор кондиционера), то есть агрегат приводится от двигателя. В результате работы механического компрессора воздух сжимается и поступает в цилиндры под давлением.

Это позволяет лучше продувать (вентилировать) цилиндры от остатков отработавших газов, в значительной степени улучшается наполнение цилиндра, количество воздуха в камере сгорания повышается, что делает возможным сжечь больше топлива и увеличить мощность двигателя.

Также компрессор имеет прямую зависимость от оборотов мотора. Чем сильнее раскручен двигатель, тем больше воздуха подается в камеры сгорания и, соответственно, увеличивается мощность. При этом нет ярко выраженного эффекта турбоямы (турболаг), который встречается на моторах с турбонаддувом. Турбояма проявляется в виде провала на низких оборотах, когда энергии выхлопа еще недостаточно для раскручивания турбины и создания необходимого давления для эффективной подачи воздуха в цилиндры.

Другими словами, все работы выполняются комплексно, что в дальнейшем позволяет форсированному силовому агрегату успешно и стабильно работать без значительного сокращения его моторесурса. Теперь давайте рассмотрим некоторые особенности такой установки.

Конструктивные особенности

Сегодня существует большое количество компрессоров, отличающихся конструктивным разнообразием. Но все нагнетатели делятся на 2 разновидности:

  • Турбо – используют в качестве движущей силы выхлопные газы;
  • Не турбо – движущей силой является привод.

Приводной компрессор вне зависимости от конструктивных особенностей обладает неоспоримым преимуществом. Для его установки не нужно перерабатывать стандартные системы смазки и отвода выхлопных газов.

Приводной компрессор соединяется с коленвалом, что создает эффективное взаимодействие между двигателем и нагнетателем. Особенно эта связь проявляется во время набора автомобилем скорости. Тут действует правило прямой взаимосвязи, чем выше обороты, тем быстрее вращение коленвала и нагнетателя. Такая конструкция обеспечивает минимальное проявление «турбоямы», когда автомобиль с опозданием реагирует на прибавку газа. Еще один плюс – отсутствие высокой температуры, что значительно увеличивает моторесурс агрегата и позволяет обойтись без дополнительного оборудования: турботаймеров и бустконтроллеров. Этих преимуществ нет у нагнетателей типа турбо. Купить компрессор на ВАЗ – обеспечить комфортную эксплуатацию транспортного средства и улучшить его технические характеристики.

Установка механического комперссора на двигатель: тонкости и нюансы

Начнем с того, что главной задачей является подбор механического нагнетателя, который будет соответствовать ряду требований (вес, габариты, производительность, режимы работы, особенности смазки, исполнение привода и т. д.).

Для этих целей можно приобрести компрессор от какого-либо автомобиля или же заказать готовый тюнинг-комплект для форсирования двигателя. Также отмечены случаи, когда нагнетатель изготавливался самостоятельно, однако такие самодельные решения достаточно редки, особенно на территории СНГ.

Единственным минусом можно считать относительно высокую цену проверенных предложений на рынке, тогда как более доступные по цене наборы могут иметь сомнительное качество и быстро выйти из строя.

Также не следует забывать о том, что большая мощность достигается за счет сжигания большего количества топлива. Закономерно, что выделение тепла в этом случае также сильно увеличивается, а мотор потребует более интенсивного охлаждения.

Что в итоге

Сразу отметим, что установка нагнетателя воздуха вполне возможна своими руками, особенно если речь идет об использовании готового набора под конкретный двигатель. Также с учетом вышесказанного становится понятно, что хотя увеличение мощности двигателя при помощи механического компрессора вполне можно реализовать, при этом ошибочно полагать, что достаточно будет только поставить компрессор, после чего двигатель сразу станет намного мощнее.

На самом деле, для получения ярко выраженного эффекта силовой агрегат нужно дорабатывать, причем во многих случаях достаточно серьезно (производится расточка блока для увеличения рабочего объема, затем также увеличивается ход поршня путем замены коленвала, самих поршней и шатунов, меняются клапана, распредвалы и т.д.).

Единственное, если давление наддува не выше 0.5 бара, штатную систему питания на многих авто можно не модернизировать. Также двигатель в этом случае может и вовсе не нуждаться в глубоком тюнинге. Ресурс «неподготовленного» мотора, само собой, после установки механического компрессора сократится, однако если давление наддува не будет высоким, такой двигатель вполне может нормально проработать достаточно долгий срок.

Выбор механического нагнетателя или турбокомпрессора. Конструкция, основные преимущества и недостатки решений, установка на атмосферный тюнинговый мотор.

Увеличение мощности атмосферного и турбированного двигателя. Глубокий или поверхностный тюнинг ДВС. Модификация впускной и выпускной системы. Прошивка ЭБУ.

Возможность установки турбокомпрессора на двигатель с карбюратором. Основные преимущества и недостатки турбонаддува на карбюраторном авто.

Особенности установки ГБО на мотор с турбонаддувом. Какое газобалонное оборудование лучше ставить на двигатели с турбиной. Советы и рекомендации.

Как увеличить мощность двигателя на «классических» моделях ВАЗ. Тюнинг двигателя увеличение рабочего объема, впуск, выпуск, ГБЦ. На что обратить внимание.

Форсирование двигателя. Плюсы и минусы доработки мотора без турбины. Главные способы форсирования: тюнинг ГБЦ, коленвал, степень сжатия, впуск и выпуск.

Доработки выпускной системы

Доработки выпускной системы состоят из нескольких мероприятий:

  1. Установка пламегасителя.
  2. Замена штатного глушителя на модель Turbo tema.
  3. Для приглушения рева усовершенствованного сверхмощного мотора вваривается резонатор Гельмгольц.
  4. Для глушителя добавить еще один кронштейн и еще одну фиксирующую подушку глушителя.
  5. Замена штатного ресивера ресивером 128.
  6. Практически все детали, которые потребуются для доработки систем и узлов автомобиля Лада Приора, входят в комплект для тюнинга двигателя.

Немного теории

Наиболее эффективно проводить подобные усовершенствования получается у того, кто имеет четкое представление о своих действиях. Для этого необходимо разбираться в теоретической части.

Итак, мощность автомобиля и расход топлива зависят от качества и степени обогащения топливно-воздушной смеси, поступающей в цилиндры, а также от ее объема.

Разумеется, объем сжигаемой смеси можно увеличить путем увеличения камеры сгорания, а также наращивания количества цилиндров. Однако оптимальных результатов это не принесет, так как двигатель становится большим и тяжелым, сильно увеличивается расход топлива. Турбонаддув решает эту проблему.

Дело в том, что обычный двигатель при работе сам себе нагнетает воздух за счет разрежения, которое создается поршнем. В турбированном силовом агрегате эту работу выполняет турбокомпрессор. При этом воздух предварительно сжимается, что позволяет закачать больший его объем. То есть, можно сжигать больший объем горючего. В результате получается возрастание мощности двигателя по отношению к объему двигателя и потребленного горючего.

Один важный момент: воздух, как известно, при сильном сжатии нагревается. Вторично он будет нагреваться при сжатии в камере сгорания. При этом возможно возникновение детонации. А, кроме того, вследствие нагрева плотность воздуха в цилиндре будет уменьшаться, из-за чего закономерно уменьшиться эффективность всей системы. Чтобы убрать эти негативные явления, применяются интеркулеры – охладители воздуха из турбины. Они представляют собой радиатор.

Обычно турбокомпрессоры устанавливались на двигатели с электронным впрыском топлива (бензин или дизель), а механические компрессоры на карбюраторные ДВС. При этом турбина на карбюраторный мотор тоже может быть установлена, однако возникают дополнительные сложности, о которых будет рассказано немного позже.

Как уже было сказано, существует два типа компрессоров:

  • Турбокомпрессор, работающий за счет использования энергии выхлопных газов. Отработанные газы попадают на крыльчатку и вращают ее, благодаря чему и происходит нагнетание воздуха;
  • Компрессор с механическим приводом. Он работает от привода двигателя. При этом снижается КПД и возрастает расход топлива по сравнению с первым вариантом компрессора, так как механический нагнетатель отбирает часть мощности у ДВС.

Вся система, кроме самой турбины, включает в себя еще несколько важных узлов, о которых необходимо помнить при установке:

  • регулировочный клапан, который поддерживает заданное давление;
  • перепускной клапан, который обеспечивает возврат сжатого воздуха назад, во впускные патрубки компрессора, если дроссельная заслонка двигателя закрыта;
  • стравливающий клапан, который сбрасывает сжатый воздух в атмосферу при закрытой дроссельной заслонке;
  • воздушные патрубки;
  • масляные патрубки (служат для смазывания и охлаждения турбины).

Сложности установки турбины на карбюраторный двигатель

  • Сам процесс установки турбины во многом напоминает процедуру на инжекторном ДВС (установка интеркулера, турбокомпрессора, элементов управления турбиной и т.д.). Главные трудности связаны с карбюратором.
  • Из-за того, что в цилиндры топливная смесь подается через жиклеры, когда устанавливается турбина на карбюраторный двигатель, приходится менять их на другие, большего диаметра, чтобы смесь не переобеднялась. А подобрать неродные жиклеры на карбюратор и обеспечить нормальную его работу во всех режимах очень непросто.

Большинство карбюраторов не предназначены для работы в паре с турбиной. Хотя, некоторые заводы выпускали в небольшом количестве карбюраторные двигатели, изначально оборудованные турбокомпрессорами.

  • За счет того, что у турбодвигателей другая степень сжатия, чем у атмосферных, необходимо помнить о детонации и способах ее устранения. Как правило, проверенным способом является решение увеличить объем камеры сгорания. Это достигается путем установки дополнительных прокладок под головку блока цилиндров.
  • Также придется отрегулировать работу системы так, что при разных оборотах двигателя давление воздуха из турбины тоже было соответствующим. В противном случае проявятся излишки или нехватка воздуха во впускном коллекторе по отношению к объему подаваемого топлива.

Это основные проблемы, с которыми придется столкнуться, устанавливая компрессор на карбюраторный мотор. Но кроме этого возможны дополнительные трудности, которые будут зависеть от модели авто, а также от режимов его эксплуатации.

Из самых главных преимуществ такой установки стоит выделить следующие:

  • Уменьшение расхода топлива при грамотной эксплуатации ТС при повседневной езде. Речь идет о возможности поднять крутящий момент, что, в свою очередь, существенно снизит частоту переключения передач на пониженные в условиях городских загруженных дорог в плотном потоке. Опять-таки, это приведет к снижению расхода топлива.
  • Снижение шума во время работы двигателя, так как нет необходимости крутить агрегат до высоких оборотов. Также при комплексном тюнинге имеется возможность дополнительно и весьма значительно улучшить отдачу от мотора;

Как установить компрессор на атмосферный двигатель? Пошаговое руководство

А вы знали, что установка компрессора на атмосферный двигатель нужна для повышения его мощности? Выбирая автомобиль, многие покупатели даже не задумываются над тем, какой тип двигателя установлен в облюбованной ими модели машины. А зря, поскольку это является одним из важнейших факторов, которые необходимо знать каждому автомобилисту.
В атмосферных моторах процесс подачи топлива осуществляется через инжектор или карбюратор, и используется определенный объем воздуха для приготовления топливной смеси, которая способна привести подвижные части мотора в рабочее состояние и заставить их вращаться.

У атмосферных двигателей есть несколько преимуществ перед их турбированными собратьями. Срок эксплуатации может исчисляться многими сотнями тысяч километров пробега, причем эта цифра может достигать полумиллионного показателя без необходимости ремонтировать движок. Конструктивно атмосферные двигатели настолько просты, что могут работать даже с горюче-смазочными материалами довольно низкого качества.

Ну, и, конечно же, нельзя не упомянуть о том, что если возникнет необходимость такого двигателя в ремонте, то расходы будут на порядок меньше, чем при варианте двигателя с турбонаддувом.

Выводы

Как видно, карбюраторный двигатель с турбиной имеет право на существование и может даже оказаться более выгодным по сравнению с обычным атмосферным, хотя такое переоборудование доставит хлопот и потребует серьезных переделок и денежных затрат. По понятным причинам на практике турбированные карбюраторные ДВС встречается очень редко, тем более на гражданских авто.

Также перед установкой компрессора стоит предварительно определиться с тем, в каких режимах планируется эксплуатация автомобиля: скоростная езда по трассе или обычные повседневные поездки по городу.

Еще важно подобрать и правильно настроить турбину в соответствии с рабочим объемом самого силового агрегата. Как правило, процесс настройки является не менее трудоемким, чем монтаж.

Что касается ресурса двигателя, в большинстве случаев установка наддува на атмосферный агрегат так или иначе уменьшает срок службы мотора и КПП, особенно если двигатель и трансмиссия не были для этого специально подготовлены и доработаны.

Что понадобится для установки?

Для удобства монтажа необходимо будет приобрести готовый комплект, включающий в себя сам компрессор и все нужные для установки, комплектующие, благодаря которым можно будет настроить и отрегулировать работу двигателя. Можно присмотреть данный комплект от иномарок, которые могут быть адаптированы под многие типы двигателей.

Однако установка компрессора на атмосферный двигатель иностранного производства может потребовать серьезного вмешательства в плане доработок. Тут уже не обойтись без необходимой прошивки мотора, установки интеркуллера для обеспечения нужного уровня давления, пайпинга, модернизации топливной системы, а также определенных настроек, подходящих строго для определенного типа моторов.

Поэтому такую достаточно сложную работу целесообразней будет доверить специалистам автоцентров, которые не только помогут определиться с выбором комплекта нагнетателя, идеально подходящего Вашему автомобилю, но и смогут качественно выполнить монтажно-регулировочные работы.

Суперчарджер | Тюнинг ателье VC-TUNING

Автомобилестроительный концерн Daimler (Германия) впервые запатентовал систему автоматического наддува для двигателя внутреннего сгорания в 1900 году. Первый суперчарджер (нагнетатель) по внешнему виду походил на двухроторный воздушный насос. Он был изобретен и запатентован американцем Френсисом Рутсом (компрессор Рутса). Первые автомобили, оснащенные компрессором, сошли с конвейеров компаний Mercedes и Bentley в 1920-х. Их примеру последовали многие производители, пополнив линейный ряд новыми автомобилями с системой автоматического наддува. Двигатели усовершенствовались, появлялись более современные. Это дало толчок для развития новой отрасли, производства запчастей и аксессуаров для тюнинга.


Устройство и принцип работы компрессора
Суперчарджеры, способствуют увеличению мощности двигателя за счет дополнительного воздуха (кислорода), нагнетаемого под давлением. При этом возрастает расход топлива. Приток кислорода обеспечивает лучшую реакцию горения смеси в клапанах, что создает дополнительный импульс, и мощность увеличивается. Механические компрессоры приводятся в действие двигателем, посредством ремня от шестерней и вала, либо цепью от коленчатого вала. Ременной привод позволяет компрессору вращаться со скоростью до 50 000 оборотов в минуту, что способствует увеличению наддува.

Компрессоры бывают объемные и динамические. Разница в том, что объемные поддерживают постоянное давление наддува, а динамические нет. В динамических компрессорах давление нагнетателя возрастает по мере ускорения вращения двигателя. Они устроены немного сложнее, чем объемные компрессоры.

Установка и настройка
Установка компрессора – ответственный процесс, требующий четких и последовательных действий. Оптимальное соотношение топлива и воздуха, которого стоит придерживаться – 14:1, то есть 14 частей воздуха на 1 часть бензина.

Перед установкой компрессоров (также как и турбонагнетателей) нужно проверить исправность зажигания, уровень компрессии, подачу топлива и многое другое.

Нагнетаемый воздух обладает высокой температурой. Чтобы его охладить и повысить плотность для лучшего горения смеси в цилиндрах, нужен интеркулер.

Важно отметить, что если поступающий воздух слишком горячий, давление наддува слишком высокое, зажигание выставлено на опережение, и при этом используется бензин с низким октановым числом, может произойти детонация двигателя. Детонация – это самопроизвольное возгорание рабочей смеси в цилиндре (бензин и воздух), в результате которой образуется ударная волна, способная вывести из строя двигатель. Большинство мастеров знают, как обойти этот неприятный эффект. Один из способов – использовать бензин с высоким октановым числом.

Механическому нагнетателю не нужно время чтобы остыть, поскольку он не смазывается маслом во время работы. То есть можно сразу глушить мотор, а не оставлять его работать на холостых оборотах. Однако в подшипниках (в компрессоре) есть некоторое количество масла для смазки, поэтому нагнетатель лучше запускать, когда двигатель прогрет.

Виды механических нагнетателей
Центробежный нагнетатель
В центробежном компрессоре крыльчатка вращается на высоких оборотах и загоняет воздух в воздухосборник. Воздух всасывается в центральной части рабочего колеса, а затем выталкивается наружу центробежной силой. Вокруг крыльчатки имеются стабилизаторы, которые уменьшают давление скоростного воздушного потока. Центробежные компрессоры весьма эффективны. Они обладают малым весом, компактны и просты в установке (крепятся к передней части двигателя). Во время вращения создают специфический шум.

Компрессор Рутса
Компрессор Рутса считается самой старой моделью нагнетателя. Принцип работы прост: две прямозубые шестерни вращаются в разных направлениях, перекачивая воздух от впускного к выпускному коллектору. Таким образом, воздух буквально вдувается (воздуходув) во впускной коллектор. 

Винтовой нагнетатель
Принцип работы винтового нагнетателя точно такой же, как и у компрессора Рутса. Воздух захватывается двумя смежными роторами и проталкивается в воздушные карманы. Благодаря конической форме роторов, воздух сжимается на пути к выпускному отверстию. Винтовые нагнетатели также эффективны, но их настройка и установка обойдется дороже. Во время работы создают примечательный шум/свист.

Автомобили, выпускаемые с суперчарджерами:
Есть две причины, по которым производители устанавливают на автомобили механические нагнетатели. Во-первых, потому что это самый простой способ повысить мощность, а во-вторых, обеспечить хорошую производительность автомобилей даже с небольшим объемом двигателя.

Преимущества и недостатки механического нагнетателя.

Преимущества:

Технологии ремонта компрессора | moscowsupercharge

 Что же умеем делать Мы?  

— Мы ремонтируем компрессоры с применением оригинальных комплектующих Ina, SKF, FAG, Nachi и других именитых фирм. 

— В процессе ремонта меняются задние и все подвижные части: подшипники роторов, подшипники муфты, сальники, масло. 

— При критическом износе роторов и корпусов мы также их заменяем на имеющиеся в наличии работоспособные. 

Почему Мы так уверены в успехе? 

За годы работы мы проверили итоги ремонтов тысячами километров пробега. Первые отремонтированные компрессора прошли уже более 200тыс км. Наши клиенты это не только частные лица, но также автомобили проката и такси, которые трудятся в самых сложных условиях. Мы работаем с автосервисами не только в Москве но и в регионах! 

 

                                                                                              Как известно, сжатие воздуха, подаваемого в камеру сгорания, позволяет увеличить его массу

                                                                                        в цилиндре.

А это, в свою очередь, существенно расширяет возможности для совершенствования

                                                                               рабочего процесса — повышения топливной экономичности или мощности, снижению вредных выбросов

                                                                      или теплонапряженности. 

 

Несмотря на почтенный возраст, такие агрегаты наддува применяют и ныне. Но еще более популярны

устройства, в которых компрессор приводится не от коленчатого вала, а энергией отработавших газов, вращающих колесо турбины. Последнее, как правило, устанавливают на одном валу с колесом компрессора, поэтому название агрегата — «турбокомпрессор» — звучит вполне логично. 
Из конструкций, которые пользовались успехом в первой трети прошлого столетия, сегодня наиболее распространены роторные нагнетатели типа 

«Рутс». В них порция воздуха проталкивается лопастями роторов к впускному коллектору. 

Преимущества и недостатки механических устройств обусловлены их жесткой связью с валом двигателя.

Именно из-за нее двигатель и механический компрессор всегда согласованы, независимо от

режимов работы двигателя. Однако, нагнетая свежий заряд в цилиндры, механические агрегаты

отнимают мощность у мотора, что ведет к повышению, а не снижению расхода топлива.

Раньше механические компрессоры в основном устанавливали на двигатели большого

объема для увеличения их мощности.

Сегодня, наоборот, их чаще ставят на относительно небольшие моторы и настраивают так,

чтобы они улучшали продувку цилиндров, снижая токсичность выхлопа и повышая КПД

поршневой части. Уже при незначительном приросте лошадиных сил такого двигателя

его удельный (отнесенный к мощности) расход топлива может снизиться. 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С турбонаддувом ситуация похожая… но с точностью до наоборот.

Основные характеристики двигателя, включая мощность, крутящий момент и расход

топлива, от установки турбокомпрессора заметно выигрывают.

Но конструкторам приходится потрудиться, чтобы согласовать работу самого мотора

с агрегатом наддува и преодолеть вызванный форсировкой рост концентрации окислов

азота в выхлопе.

Немного забегая вперед, скажем, что решение первой проблемы заставило инженеров

изобретать различные способы управления системой наддува, а борьба со вторым злом

породила рециркуляцию отработавших газов — довольно странную на первый взгляд

процедуру возврата их части обратно в цилиндр. 

Любые нагнетатели помогают существенно поднять крутящий момент двигателя и, что еще

важнее, добиться от него более выгодной нагрузочной характеристики.

 

 

Так, двигатель «Мерседес-Бенц» объемом 2,3 л развивает 280 Н.м уже при 2500 об/мин и сохраняет эту величину до 4800 об/мин. Немецкая фирма — одна из пионеров использования нагнетателей, придерживается «классики» до сих пор, хотя, разумеется, постоянно ее совершенствует. Например, роторы компрессора «Рутс» заставили вращаться с частотой свыше 12 000 об/мин, ранее казавшейся нереальной. Для покрытия таких роторов применяют особые полимеры, позволяющие максимально уменьшить зазор между ними, а значит, и перетечки воздуха в обход роторов. В результате даже на невысоких оборотах отдача двигателя улучшается более чем на 30%. 

Хотя турбокомпрессор изобрели еще в 1905 году, его широкое применение началось лишь многие годы спустя. Основу агрегата турбонаддува составляет вал, на который с одной стороны насажено колесо турбины, с другой — компрессора.

Турбина, используя энергию отработавших газов, раскручивает общий вал, а вместе с ним и компрессор, который отправляет свежий заряд (для дизеля — воздух, для бензинового мотора — воздух или топливовоздушную смесь) в цилиндры.Очевидно, производительность компрессора

зависит от того, в каких условиях трудится турбина. Если водитель давит на акселератор, в цилиндры подается много топлива — энергия отработавших газов высока и компрессору хватает сил для работы. Но стоит педаль отпустить — агрегат останется на голодном пайке

и, когда от него вновь потребуют отдачи, может забастовать. Вот и выходит, что двигатель в режиме прибавления нагрузки дымит

и «проваливается в турбояму». Чтобы справиться с переходными режимами, колесо турбины увеличивают —

тогда оно лучше будет раскручиваться выхлопными газами и никакой «ямы» не будет. Но возникает другая

опасность: когда мотор выйдет на нормальный режим, турбина будет предлагать в распоряжение

компрессора слишком большую мощность.

Как быть? Агрегат наддува снабжают системой управления, способной согласовать возможности

турбины и потребности компрессора. Турбокомпрессоры особенно эффективны на дизелях,

поскольку у них выше степень сжатия и давление отработавших газов. Каждый из подвидов

наддувных агрегатов постепенно обрастает новыми высокотехнологичными устройствами.

Пример — интеркулер, он же промежуточный охладитель .

Поскольку при сжатии воздух нагревается, его плотность снижается. Это мешает компрессору «накачать» в цилиндры столько свежего заряда, сколько он теоретически способен.

Соответственно качество газообмена и КПД двигателя оказываются не столь высоки, как могли бы быть. Чтобы избежать этого недоразумения, после компрессора воздух пропускают через специальный радиатор (как правило, алюминиевый), по конструкции аналогичный тому, что стоит в системе охлаждения. Иногда для снижения температуры наддувочного воздуха используют охлаждающую жидкость, а порой — другой поток воздуха, набегающий при движении машины. Промежуточный охладитель, или по-английски интеркулер, не только увеличивает мощность двигателя, но и снижает тепловые нагрузки, уменьшает выбросы окислов азота и расход топлива. 
 

Конструкции с двумя турбоагрегатами из экспериментальных машин уже переселились в серийные. На мощных современных V-образных моторах, например, «Майбаха» «запараллелены» два компактных турбонагнетателя. Каждая из турбин приводится выхлопными газами от «своей» группы цилиндров и быстрее реагирует на нажатие педали газа. Последовательные схемы включения используют, когда на выходе турбины необходимо получить давление свыше 3,5 бар, что крайне сложно достичь одним агрегатом наддува.

Воздух прогоняют сначала через нагнетатель низкого давления, затем он «дожимается» компактным турбокомпрессором высокого давления и только потом попадает в двигатель. В эту цепочку обычно включают два промежуточных охладителя. 

Устройство автомобиля. Как работает компрессор?

Как работает компрессор
 
С момента изобретения двигателя внутреннего сгорания автомобильные инженеры, любители скорости и проектировщики гоночных автомобилей все время находились в поисках путей увеличения мощности моторов. Один из способов увеличения мощности – построение двигателя большого внутреннего объема. Но большие двигатели, которые больше весят и обходятся существенно дороже в производстве и обслуживании, не всегда однозначно лучше.
Другой путь добавления мощности – это создание двигателя нормального размера, но более эффективного. Вы можете достичь этого, нагнетая больше воздуха в камеру сгорания. Большее количество воздуха дает возможность подать в цилиндр дополнительное количество топлива, что обозначает, что будет произведен более сильный взрыв и будет достигнута большая мощность. Добавление компрессора к впускной системе является отличным способом достижения усиленной подачи воздуха. В этой статье мы объясним, что такое компрессоры (их также еще называют нагнетателями), как они работают и чем отличаются от турбокомпрессоров (турбонаддува).
Компрессором является любое устройство, которое создает давление на выходе выше атмосферного. И компрессоры, и турбокомпрессоры способны это делать. На самом деле, турбокомпрессор является сокращенным названием от «турбонагнетателя» — его официального названия.
Различие между данными агрегатами заключается в способе получения энергии. Турбокомпрессоры приводятся в действие за счет плотного потока выхлопных газов, вращающих турбину. Компрессоры работают за счет энергии, передаваемой механическим путем через ременный или цепной привод от коленчатого вала двигателя.
В следующем разделе мы подробно рассмотрим, как компрессор выполняет свою работу.
 
Основы компрессора
Обычный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания использует один из тактов для впуска воздуха. Этот такт можно разделить на три шага:
  • Поршень перемещается вниз
  • Это создает разрежение
  • Воздух под атмосферным давлением засасывается в камеру сгорания
Как только воздух поступит в двигатель, он должен быть объединен с топливом для формирования заряда – пакета потенциальной энергии, которую можно превратить в полезную кинетическую энергию в результате химической реакции, известной как горение. Свеча зажигания инициирует эту реакцию путем воспламенения заряда. Как только топливо подвергается реакции окисления, сразу же высвобождается большое количество энергии. Сила этого взрыва, сконцентрированная над днищем поршня, толкает поршень вниз и создает возвратно-поступательное движение, которое в конечном итоге передается на колеса.
Подача большего количества топливно-воздушной смеси в заряд будет порождать более сильные взрывы. Но вы не можете просто так подать больше топлива в двигатель, так как требуется строго определенное количество кислорода для сжигания определенного количества топлива. Химически-верная смесь – 14 частей воздуха к одной части топлива – имеет очень большое значение для эффективной работы двигателя. Итог – чтобы сжечь больше топлива, придется подать больше воздуха.
Это работа компрессора. Компрессоры увеличивают давление на входе в двигатель путем сжатия воздуха выше атмосферного давления без образования вакуума. Это заставляет большему количеству воздуха попадать в двигатель, обеспечивая повышение давления. С дополнительным количеством воздуха больше топлива может быть добавлено, что вызывает увеличение мощности двигателя. Компрессор добавляет в среднем 46 процентов мощности и 31 процент крутящего момента. В условиях высокогорья, где мощность двигателя снижается за счет того, что воздух имеет меньшую плотность и давление, компрессор обеспечивает более высокое давление воздуха в двигателе, что позволяет ему работать в оптимальном режиме.

Рис.1 ProCharger D1SC – центробежный компрессор
 
В отличие от турбокомпрессоров, которые используют отработанные газы для вращения турбины, механические компрессоры приводятся в действие непосредственно от коленчатого вала двигателя. Большинство из них приводятся в движение с помощью приводного ремня, который обернут вокруг шкива, который подключен к ведущей шестерне. Ведущая шестерня, в свою очередь, вращает шестерню компрессора. Ротор компрессора может быть по-разному спроектирован, но, не смотря на это, в любом случае его работа сводится к захвату воздуха, сжатию воздуха в меньшем пространстве и сбросу его во впускной коллектор. Для того чтобы создавать давление воздуха, компрессор должен вращаться быстрее, чем сам двигатель. Создание ведущей шестерни большей, чем шестерни компрессора, заставляет компрессор вращаться быстрее. Компрессоры способны вращаться со скоростью, превышающей 50,000-60,000 оборотов в минуту. Компрессор, вращающийся со скоростью 50,000 оборотов в минуту, способен повысить давление с шести до девяти дюймов на квадратный дюйм (PSI). Это дополнительная прибавка с шести до девяти фунтов на квадратный дюйм. Атмосферное давление на уровне моря составляет 14,7 фунтов на квадратный дюйм, так что типичный эффект от применения компрессора – это увеличение подачи воздуха в двигатель примерно на 50 процентов.
Постольку поскольку воздух сжимается, он становится более горячим, а это значит, что он теряет свою плотность и не может столь сильно расширяться во время взрыва. Это обозначает, что он не может высвободить столько же энергии, сколько высвобождается при воспламенении свечой зажигания более холодной топливно-воздушной смеси. Для того чтобы компрессор работал на пике своей эффективности, сжатый воздух на выходе из компрессора должен быть охлажден перед подачей во впускной коллектор. Интеркулер несет ответственность за данный процесс охлаждения. Интеркуллеры бывают двух констуркций: «воздух-воздух» и «воздух-жидкость». Оба работают по принципу радиатора, с более холодным воздухом или жидкостью, циркулирующей по системе трубок или каналов. Горячий воздух, выходя из компрессора, попадает в трубки интеркулера и охлаждается там. Снижение температуры воздуха увеличивает его плотность, что делает плотнее заряд, поступающий в камеру сгорания.
Далее мы рассмотрим различные типы компрессоров.
 
 
Роторный компрессор Roots
Существует три вида компрессоров: роторный, двухвинтовой и центробежный. Главное отличие между ними заключается в способе подачи воздуха во впускной коллектор двигателя. Роторный и двухвинтовой компрессоры используют различные типы кулачковых валов, а центробежный компрессор – крыльчатку, которая увлекает воздух внутрь. Хотя все эти конструкции обеспечивают прибавку мощности, они значительно отличаются по своей эффективности. Каждый из этих типов компрессоров может быть доступен в различных размерах, в зависимости от того, какого результата хотите вы достичь – просто повысить мощность автомобиля или подготовить его к участию в гонках.
Конструкция роторного компрессора является самой древней. Братья Филандер и Фрэнсис Рутс в 1860 году запатентовали конструкцию своего компрессора в качестве машины, способной обеспечивать вентиляцию в шахтах. В 1900 году Готтлиб Вильгельм Даймлер включил роторный компрессор в конструкцию автомобильного двигателя.
 

Рис.2  Роторный компрессор
 
Так как кулачковые валы вращаются, воздух, находящийся в пространстве между кулачками, оказывается между стороной наполнения и напорной стороной. Большое количество воздуха перемещается во впускной коллектор и создает условия для образования положительного давления. По этой причине рассматриваемая конструкция является не чем иным, как объемным нагнетателем, а не компрессором, при этом термин «нагнетатель» по-прежнему часто используется для описания всех компрессоров.
Роторные компрессоры, как правило, имеют довольно большие размеры и располагаются в верхней части двигателя. Они популярны в автомобилях дрэгстеров и роддеров, поскольку зачастую выступают за габариты капотов. Тем не менее, они являются наименее эффективными компрессорами по двум причинам:
  • Они существенно увеличивают вес транспортного средства.
  • Они создают дискретный прерывистый воздушный поток, а не сглаженный и непрерывный.
 
Двухвинтовой компрессор
Двухвинтовой компрессор работает, проталкивая воздух через два ротора, напоминающих набор червячных передач. Как и в роторном компрессоре, воздух внутри двухвинтового компрессора оказывается в полостях между лопастями роторов. Но двухвинтовой компрессор сжимает воздух внутри корпуса роторов. Это происходит за счет того, что роторы имеют коническую форму, при этом воздушные карманы уменьшаются в размерах по мере продвижения воздуха из стороны наполнения в напорную сторону. Воздушные полости сжимаются, и воздух выдавливается в меньшее пространство.
 

Рис.3 Двухвинтовой компрессор
 
Это делает двухвинтовой компрессор более эффективным, но они стоят дороже, потому что винтовые роторы требуют дополнительной точности в ходе процесса производства. Некоторые типы двухвинтовых компрессоров располагаются над двигателем, подобно роторному компрессору типа Roots. Они также порождают много шума. Сжатый воздух на выходе из компрессора издает сильный свист, который следует приглушить с помощью специальных методов поглощения шума.
 
Центробежный компрессор
Центробежный компрессор – это крыльчатка, напоминающая собой ротор, которая вращается с очень высокой скоростью и нагнетает воздух в небольшой корпус компрессора. Скорость вращения крыльчатки может достигать 50,000-60,000 оборотов в минуту. Воздух, попадающий в центральную часть крыльчатки, под действием центробежной силы увлекается к ее краю. Воздух покидает крыльчатку с высокой скоростью, но под низким давлением. Диффузор – множество стационарно расположенных вокруг крыльчатки лопаток, которое преобразует высокоскоростной поток воздуха с низким давлением в поток воздуха с малой скоростью, но высоким давлением. Скорость молекул воздуха, встретивших на своем пути лопатки диффузора, уменьшается, что влечет за собой увеличение давления воздуха.
 

Рис. 4  Центробежный компрессор

 
Центробежные компрессоры являются наиболее эффективными и самым распространенными устройствами из всех систем принудительного повышения давления. Они компактные, легкие и устанавливаются на передней части двигателя, а не сверху. Они также издают характерный свист по мере роста количества оборотов двигателя, способный заставить случайных прохожих на улице поворачивать головы в сторону вашего автомобиля.
Monte Carlo и Mini-Cooper S – два автомобиля, которые доступны в версиях с компрессором. Любой из рассмотренных выше типов компрессоров может быть добавлен к транспортному средству как дополнительная опция. Несколько компаний предлагают комплекты, состоящие из всех необходимых частей для собственноручного дооснащения автомобилей компрессорами. Такие доработки также являются неотъемлемой частью культуры «машин для фана» (смешных машинок) и автомобилей из мира спорта «Fuel Racing». Некоторые производители даже включают компрессоры в оснащение своих серийных моделей автомобилей.
Далее мы узнаем обо всех преимуществах компрессора, установленного в ваш автомобиль.
 
Преимущества компрессора
Самое главное преимущество компрессора – это увеличение мощности двигателя, измеряемой в лошадиных силах. Добавьте компрессор к любому обычному автомобилю или грузовику, и он станет вести себя как автомобиль с двигателем большего внутреннего объема или просто как с более мощным двигателем. Но как узнать, какой из нагнетателей выбрать – механический компрессор или турбокомпрессор? Этот вопрос горячо обсуждался авто инженерами и энтузиастами, но, в целом, механические компрессоры имеют несколько преимуществ над турбокомпрессорами. Механические компрессоры лишены такого недостатка как лага (отставания) двигателя – термина, используемого для описания времени, прошедшего с момента нажатия водителем педали газа до момента ответа двигателя на это внешнее воздействие. Турбокомпрессоры, к сожалению, подвержены явлению отставания, постольку поскольку требуется некоторое время, прежде чем выхлопные газы достигнут скорости, достаточной для полноценного раскручивания крыльчатки турбины. Механические компрессоры не имеют такого лага, так как они приводятся в действие непосредственно от коленчатого вала двигателя. Одни компрессоры наиболее эффективны при работе в диапазоне низких скоростей вращения коленчатого вала, в то время как другие раскрывают весь свой потенциал лишь на высоких оборотах. Например, роторный и двухвинтовой компрессоры обеспечивают большую мощность на низких оборотах. Центробежные компрессоры, которые становятся все более эффективными по мере роста скорости вращения крыльчатки, обеспечивают большую мощность в диапазоне высоких оборотов.
Установка турбокомпрессора требует обширной переделки выпускной системы двигателя, в том время как механические компрессоры могут быть легко привинчены к передней части двигателя или сверху. Это делает их дешевле в установке и проще в эксплуатации и обслуживании.
Наконец, при использовании компрессора не требуется никакой специальной процедуры остановки двигателя. Это обусловлено тем, что они не смазываются моторным маслом и могут быть остановлены привычным образом. Турбокомпрессоры должны отработать на холостом ходу 30 секунд и более для того, чтобы дать возможность моторному маслу остыть. С учетом сказанного, для компрессоров имеет важное значение предварительный прогрев, так как они работают наиболее эффективно при нормальной рабочей температуре двигателя.
Компрессоры являются характерной составляющей частью двигателей внутреннего сгорания самолетов. Это имеет смысл, если учесть, что самолеты проводят большую часть своего времени на больших высотах, где значительно меньше кислорода доступно для сгорания. Внедрение компрессоров позволило самолетам летать на большей высоте без снижения производительности двигателя.
Компрессоры, установленные на авиационные двигатели, работают на основе тех же самых принципов, которые заложены в конструкцию автомобильных компрессоров. Компрессоры получают энергию непосредственно от вала двигателя и способствуют подаче в камеру сгорания смеси, находящейся под давлением.
Далее рассмотрим некоторые недостатки компрессоров.
 
Недостатки компрессоров
Самый большой недостаток компрессоров является также и их определяющей характеристикой: постольку поскольку компрессор приводится в движение коленчатым валом двигателя, он отнимает несколько лошадиных сил у двигателя. Компрессор может потреблять до 20 процентов общей выходной мощностью двигателя. Но так как компрессор способен прибавить до 46 процентов мощности, большинство автолюбителей склоняется к тому, что игра стоит свеч. Компрессор дает дополнительную нагрузку на двигатель, который должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать дополнительный импульс и более сильные взрывы в камере сгорания. Большинство производителей учитывают это и создают усиленные узлы для двигателей, предназначенных для работы в паре с компрессором. Это в свою очередь удорожает автомобиль. Компрессоры также дороже в обслуживании, а большинство производителей предлагают использовать высокооктановое горючее премиум класса.
Несмотря на свои недостатки, нагнетатели по-прежнему являются наиболее экономически эффективным способом увеличения количества лошадиных сил. Компрессор может дать от 50 до 100 процентов увеличения мощности, что делает его находкой для гоночных автомобилей, автомобилей, перевозящих тяжелые грузы, а также для водителей, желающих получить от вождения своего автомобиля новую порцию острых ощущений.
 
 
Источник: https://auto.howstuffworks.com/supercharger.htm

Турбо – Автомобили – Коммерсантъ

&nbspТурбо

       В двух предыдущих номерах рассматривались системы питания двигателей. При этом речь шла, в основном, о подаче бензина. В этой статье речь пойдет о втором, не менее важном компоненте топливо-воздушной смеси — о воздухе. И об устройствах для увеличения его подачи в двигатель.

       Задача повышения мощности и крутящего момента двигателя была актуальна всегда. Самое простое решение — увеличить рабочий объем: чем больше сгорает топлива, тем выше мощность. Однако при этом существенно увеличиваются габариты и масса конструкции.
       Альтернативный подход — оставить рабочий объем двигателя прежним, но подавать в единицу времени больше топлива. Увеличить подачу бензина несложно, особенно, в системах впрыска. Но при этом для сохранения состава топливной смеси необходимо пропорционально увеличить и количество подаваемого в двигатель воздуха. Возможности двигателя самостоятельно всасывать воздух ограничены, поэтому не обойтись без специального устройства, повышающего давление и, следовательно, количество воздуха на впуске. Эти устройства обычно называют нагнетателями или компрессорами.
       
Механический нагнетатель
       Механические нагнетатели применялись в автомобильных двигателях еще в 30-е годы, тогда их чаще всего называли компрессорами. Сейчас этот термин обычно относят к турбокомпрессорам, о которых речь пойдет ниже. Конструкций механических нагнетателей довольно много, и интерес к ним разработчики проявляют до сих пор. На рисунках 1—4 представлены схемы некоторых устройств, принцип работы которых не требует дополнительных пояснений.
       Есть конструкции и не совсем обычные. Одна их них — волновой нагнетатель Comprex (рис. 5) — принадлежит фирме Asea-Brown-Boweri. Ротор этого компрессора имеет аксиально расположенные камеры, или ячейки. При вращении ротора в ячейку поступает свежий воздух, после чего она подходит к отверстию в корпусе, через которое в нее попадают горячие отработавшие газы двигателя. При их взаимодействии с холодным воздухом образуется волна давления, фронт которой, движущийся со скоростью звука, вытесняет воздух в отверстие впускного трубопровода, к которому ячейка за это время успевает подойти. Поскольку ротор продолжает вращаться, отработавшие газы в это отверстие попасть не успевают, а выходят в следующее по ходу ротора. При этом в ячейке образуется волна разряжения, которая всасывает следующую порцию свежего воздуха и т. д.
       Нагнетатель Comprex уже опробован несколькими автомобильными производителями, а Mazda использует его на одном из своих серийных двигателей с 1987 года.
       Еще одна не совсем обычная конструкция — это спиральный, или G-образный (по форме буквы G, напоминающей спираль) нагнетатель. Идея запатентована еще в начале столетия, но из-за технических и производственных проблем на выпуск такого нагнетателя долго никто не решался. Первой, в 1985 году была фирма Volkswagen, которая применила его на двигателе купе Polo (1,3 л, 113 л. с.). В 1988 году появился более мощный нагнетатель G60, которым в течение нескольких лет комплектовались двигатели Corrado и Passat (1,8 л, 160 л. с.,), а Polo G40 выпускался вплоть до прошлого года.
       Схематично (рис. 6) конструкцию G-образного нагнетателя можно представить в виде двух спиралей, одна из которых неподвижна и является частью корпуса. Вторая — вытеснитель — расположена между витками первой и закреплена на валу с эксцентриситетом в несколько миллиметров. Вал приводится от двигателя ременной передачей с отношением около 1:2.
       При вращении вала внутренняя спираль совершает колебательные движения и между неподвижной (корпус) и обегающей (вытеснитель) спиралями образуются серпообразные полости, которые движутся к центру, перемещая воздух от периферии и подавая его в двигатель под небольшим давлением. Количество перемещаемого воздуха зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя.
       Система имеет сравнительно высокий (около 65%) КПД. Трущихся частей почти нет, поэтому износ деталей незначителен. Установленный на двигателе Polo нагнетатель G40 (40 и 60 в маркировке нагнетателей Volkswagen — это ширина спиральных камер в миллиметрах) имеет внутреннюю степень сжатия 1,0; максимальное давление наддува составляет 0,72 бар. При номинальной частоте вращения ротора 10200 об./мин. за один оборот подается 566 см куб. воздуха, т. е. почти 6000 л/мин.
       Схема управления механическим нагнетателем довольно проста (рис. 7). При полной нагрузке заслонка перепускного трубопровода закрыта, а дроссельная открыта — весь поток воздуха поступает в двигатель. При работе с частичной нагрузкой дроссельная заслонка закрывается, а заслонка трубопровода открывается — избыток воздуха возвращается на вход нагнетателя.
       Входящий в схему охладитель наддувочного воздуха (Intercooler) является почти непременной составной частью всех, не только механических, систем наддува. При сжимании воздух, как известно, нагревается, а его плотность и, соответственно, количество кислорода в единице объема уменьшаются. Больше кислорода — лучше сгорание и выше мощность. Поэтому перед подачей в двигатель сжатый нагнетателем воздух проходит через охладитель, где его температура снижается.
       Преимущества спирального нагнетателя, как и большинства компрессоров с механическим приводом: достаточно большой крутящий момент и повышенная мощность двигателя при низких оборотах, быстрая, практически мгновенная реакция на нажатие педали газа. Недостатки: относительная сложность и нетехнологичность конструкции, большие потери в приводе.
       
Турбокомпрессор
       Более широко на современных автомобильных двигателях применяются турбокомпрессоры. Они более технологичны в изготовлении, что окупает ряд присущих им недостатков.
       Турбокомпрессор отличается от вышеописанных конструкций прежде всего схемой привода (рис. 8). Здесь используется ротор с лопатками — турбина, которая вращается потоком отработавших газов двигателя. Турбина, в свою очередь, вращает размещенный на том же валу компрессор, выполненный в виде колеса с лопатками.
       Выбранная схема привода (газовая вместо механической) определяет основные недостатки турбокомпрессора. При низкой частоте вращения двигателя количество отработавших газов невелико, соответственно, эффективность работы компрессора невысока. Кроме того, турбонаддувный двигатель, как правило, имеет т. н. «турбояму» — замедленный отклик на увеличение подачи топлива. Вам нужно резко ускориться — вдавливаете педаль газа в пол, а двигатель некоторое время думает и лишь потом подхватывает. Объяснение простое — требуется время на раскрутку турбины, которая вращает компрессор. На рис. 9 показана реакция нагнетателей различных типов на увеличение числа оборотов двигателя. Приведенные кривые относятся к дизелю, но их характер сохраняется и для бензинового двигателя. Хорошо видно, что самую медленную реакцию имеет турбокомпрессор, волновой нагнетатель реагирует быстрее, механический нагнетатель срабатывает практически мгновенно.
       Избавиться от указанных недостатков конструкторы пытаются разными способами. В первую очередь, снижением массы вращающихся деталей турбины и компрессора. Ротор современного турбокомпрессора настолько мал, что легко умещается на ладони. Легкий ротор повышает эффективность компрессора при низких оборотах двигателя: например, у 2,0 л турбодвигателя SAAB 9000 уже при 1500 об./мин. увеличение крутящего момента за счет наддува составляет 20%. Легкий ротор, кроме того, обладает меньшей инерционностью, что позволяет турбокомпрессору быстрее раскручиваться при нажатии педали газа и уменьшает «турбояму».
       Снижение массы достигается не только конструкцией ротора, но и выбором для него соответствующих материалов. Поиск новых материалов для турбин ведется многими фирмами. Основная сложность — высокая температура отработавших газов. Преуспели больше всего в этой области, пожалуй, японцы — они уже давно занимаются керамикой для двигателей внутреннего сгорания. Монолитная турбина, изготовленная из спеченного карбида кремния, при той же механической прочности весит в 3 раза меньше обычной и, соответственно, обладает гораздо меньшей инерцией. Кроме того, в случае разрыва ротора разлетающиеся осколки будут много легче — это дает возможность сделать корпус компрессора более тонким и компактным. А недавно конструкторам Nissan впервые в мировой практике удалось создать крыльчатку нагнетателя из пластмассы. Из какой — неизвестно, но говорят, получилась очень легкая.
       Избавиться от недостатков турбокомпрессора позволяет не только уменьшение инерционности ротора, но и применение дополнительных, иногда довольно сложных схем управления давлением наддува. Основные задачи при этом — уменьшение давления при высоких оборотах двигателя и повышение его при низких. Одна задача решается довольно легко: избыточное давление наддува на высоких частотах вращения уменьшается, как правило, с помощью перепускного клапана.
       Другая задача сложнее. Полностью решить все проблемы можно было бы использованием турбины с изменяемой геометрией, например, с подвижными (поворотными) лопатками, параметры которой можно менять в широких пределах. Такие турбины широко применяются в авиации и других областях техники. Но в крошечном роторе автомобильного компрессора механизм поворота лопаток разместить трудно.
       Один из упрощенных способов — применение регулятора скорости потока отработавших газов на входе в турбину. В турбокомпрессоре Garrett VAT 25, который более подробно будет рассмотрен ниже, для этого используется подвижная заслонка.
       Схема управления давлением наддува 2,0 и 2,3 литровых двигателей SAAB 9000 показана на рис. 10. Называется она APC — Automatic Performance Control. Система APC во всех режимах работы двигателя поддерживает давление наддува на максимально допустимом уровне, не доводя двигатель до детонации. Для этого использован датчик (knock sensor), по сигналу которого при возникновении детонации блок управления открывает установленный в турбине перепускной клапан, и часть отработавших газов направляется в обход турбинного колеса, что снижает давление наддува и устраняет детонацию. Помимо этого датчика в систему APC входят также и другие, измеряющие частоту вращения двигателя, нагрузку, температуру и октановое число используемого топлива — этими параметрами определяется порог детонации.
       Использование APC позволило не только повысить степень сжатия 2,0 л двигателя до 9, но и сделало возможным использование топлива с низким октановым числом — до 91.
       
Топливная экономичность
       Повышение мощности двигателя, достигается ли оно увеличением его рабочего объема или применением наддува, неизбежно влечет за собой увеличение расхода топлива. Теоретически КПД двигателей с наддувом несколько выше, чем атмосферных, поэтому удельный (на единицу мощности) расход топлива у них должен быть ниже. На практике же за счет потерь при переходных процессах он получается примерно таким же.
       Конечно, и с турбодвигателем можно ехать относительно экономично, но тогда зачем он нужен? Поэтому сегодня конструкторы пытаются решить непростую задачу: уменьшить расход топлива при сохранении высокой мощности. Попробуем рассмотреть разные подходы к этой проблеме, предложенные, например, инженерами Audi и Peugeot.
       Одним из путей повышения экономичности двигателя, как известно, является увеличение степени сжатия. Но в двигателях с наддувом есть ограничение: наддув увеличивает компрессию, что приводит к возникновению детонации, особенно на высоких оборотах. Поэтому степень сжатия приходится искусственно снижать: в современном атмосферном двигателе она составляет около 10, а в двигателе с наддувом обычно не превышает 8.
       Конструкторам Audi удалось в определенной степени это ограничение преодолеть: в 5-цилиндровом 20-клапанном двигателе Audi S2 и Audi S4 объемом 2,2 л и мощностью 230 л. с. степень сжатия доведена до 9,3 — это для турбомотора необычно много. Результат: средний расход топлива при 90 км/ч — 7,5 л, в городе — 14 л/100 км. Двигатель пришел со спортивной Audi 200. Созданный на этой же основе мотор Avant RS2 также имеет довольно высокую степень сжатия — 9, но при таком же объеме развивает мощность 315 л. с. (за счет изменения параметров наддува). В то же время расход топлива в городе составляет лишь 14,5 л/100 км.
       Упоминавшийся выше турбированный 4-цилиндровый двигатель нового SAAB 9000 объемом 2,0 л тоже имеет степень сжатия 9. Мощность поменьше: 165 л. с., но и расход топлива на трассе менее 7, а в городе — около 12 л/100 км.
       Сравните эти параметры, например, с данными для Porsche 968 Turbo S. Спортивная машина, на экономию топлива особого внимания не обращали. Рабочий объем 3 л, 4 цилиндра 2 клапана/цилиндр, степень сжатия 8, мощность 305 л. с., расход топлива в городе — не менее 18 л/100 км.
       Поскольку конструкторы Audi для увеличения экономичности пошли по пути повышения степени сжатия, они смогли ограничиться турбокомпрессором вполне традиционной конструкции: К24 фирмы ККК (Kuhle, Kopp und Kausch). Схема управления наддувом тоже традиционная — избыточное давление при высоких оборотах ограничивается перепускным клапаном. Габариты К24 невелики, а параметры выбраны исходя из получения высокого крутящего момента на низких оборотах. Уже при 1950 об./мин. двигатель достигает своего максимального крутящего момента (350 Нм), который сохраняется до 3000 об./мин. Кривая момента достаточно плоская: 90% его величины расположены в диапазоне частот вращения 2300—5200 об. /мин. Несмотря на простоту схемы управления, «турбояма» у указанного двигателя не ощущается.
       Конструкторы Peugeot выбрали другой подход. Новый 4-цилиндровый 16-клапанный двигатель Peugeot 405 Т16 имеет традиционную для турбодвигателей низкую степень сжатия 8. Но на нем использован довольно хитрый компрессор VAT 25 фирмы Garrett (не путать с VAT 69 — это совсем из другой области!). Применительно к компрессору сокращение VAT — это турбина с изменяемой площадью, или сечением (Variable Area Turbine). На входе отработавших газов в корпус турбины имеется подвижная заслонка с пневматическим приводом (рис. 11). На малых оборотах двигателя заслонка находится в прикрытом положении, уменьшая сечение канала, по которому проходит поток отработавших газов, поэтому даже при малом их объеме скорость потока получается достаточно высокой и обеспечивает необходимую частоту вращения турбины. При увеличении частоты вращения двигателя заслонка открывается, увеличивая проходное сечение — количество отработавших газов возрастает и, соответственно, повышается давление наддува. Поскольку VAT — решение упрощенное, и не в полной мере обеспечивает регулировку, перепускной клапан в схеме управления давлением наддува пришлось сохранить.
       Получилось, в целом, неплохо. Своего максимального крутящего момента 288 Нм двигатель Peugeot достигает при 2600 об./мин., и это значение сохраняется до 4500 об./мин. При этом 90% величины момента расположены в диапазоне 2300—5200 об./мин. При объеме 2,0 литра двигатель развивает мощность 200 л. с. (5000 об./мин.), а расход топлива в городе составляет менее 12 л/100 км.
       
Overboost
       Как правило, турбонаддувные двигатели имеют устройство Overboost, срабатывающее при резком нажатии на педаль газа и дополнительно повышающее давление наддува и максимальный крутящий момент двигателя (примерно на 10%). Это необходимо при резких ускорениях, например, при обгоне.
       На Audi с компрессором К24 включение этого режима достигается, в общем, традиционно: при резком и полном открытии дроссельной заслонки срабатывает электронный блок управления, который быстро закрывает регулировочный клапан давления наддува. Весь поток отработавших газов направляется через турбину, давление наддува дополнительно увеличивается — Overboost. В этом режиме уже при 2100 об./мин. крутящий момент двигателя достигает 380 Нм.
       Конструкторы Peugeot поступили по-другому. У компрессора Garrett VAT 25 (рис. 11) эффект Overboost достигается за счет того, что заслонка в корпусе турбины быстро откидывается в направлении турбинного колеса, резко увеличивая проходное сечение и, соответственно, поступающее количество отработавших газов. Крутящий момент двигателя 405 Т16 в этом режиме повышается до 318 Нм при 2400 об./мин.
       Повышенный крутящий момент сохраняется в течение ограниченного времени: у Audi — 16 секунд, у Peugeot — 45 секунд, что почти идеально для выполнения обгонов. Чтобы не уродовать двигатель, режим Overboost не действует, если частота вращение двигателя превышает 6000 об./мин. (Audi) или если включена 1-я передача (Peugeot).
       
Во что обходится наддув
       Бесплатным, как известно, бывает только ветер в камышах. За повышение мощности двигателей с наддувом приходится платить. И не только увеличением расхода топлива. Повышаются требования к его качеству — для большинства турбированных двигателей требуются бензины с октановым числом 96—98. Несмотря на то, что поршни, кольца, головки и шатуны усилены, ресурс двигателя ощутимо снижается, тем в большей степени, чем выше давление наддува. Можно считать, что в среднем ресурс двигателя с турбокомпрессором не превышает 100 тыс. км, а ресурс самого компрессора составляет около 10 тыс. часов. У механических нагнетателей он выше — около 25 тыс. часов. Для системы смазки турбокомпрессора требуются специальные масла, выдерживающие высокие температуры и частоты вращения более 100 000 об./мин. Температура в турбинной части компрессора доходить до 1000°С, поэтому его подшипники требуют дополнительного водяного охлаждения. Все изложенное для потребителя выливается в довольно значительное увеличение стоимости автомобиля и его обслуживания.
       Для бензиновых двигателей массовых моделей наддув вряд ли можно считать удачным способом повышения мощности. Volkswagen, например, в этом году отказался от упоминавшегося выше наддувного двигателя на Polo. Более перспективными, особенно с точки зрения топливной экономичности, видимо, можно считать такие направления, как многоклапанная техника, совершенствование систем впрыска, переобеднение смеси и ее послойное распределение в цилиндрах.
       Бензиновые двигатели с турбонаддувом — это, пожалуй, удел дорогих, со спортивным характером автомобилей. Maserati, например, может позволить себе выпускать все двигатели с системой наддува, да еще не с одним, а с двумя турбокомпрессорами — на V-образных двигателях. Такую конструкцию называют Twin Turbo. Запомнить легко — как Twin bed в гостинице. Иногда название трансформируется в Biturbo, что сути дела не меняет: турбокомпрессоры стоят параллельно и каждый обслуживает свою секцию цилиндров.
       Такой автомобиль, как правило, могут приобрести немногие. Правда, при нынешней российской налоговой политике, когда приходится платить пошлину с объема двигателя, некоторые могут предпочесть турбированный вариант, благо они все еще имеются в каталогах большинства производителей. Дело вкуса. И денег. Кстати Mercedes-Benz и BMW, продукция которых у нас столь популярна, не имеют сегодня ни одного серийного бензинового турбодвигателя.
       С экономической, экологической, да и многих других точек зрения весьма привлекательно выглядят турбированные дизели. Но об этом в следующий раз.
       
       Виталий Струговщиков
       

Механический нагнетатель — Турбо и Нагнетатели

Работа двигателя внутреннего сгорания (ДВС) построена на том, что топливо должно быть замешено с необходимым количеством окислителя, т. е. кислорода. Это обеспечит полное и эффективное сгорание горючей смеси и позволит достичь максимально возможной мощности. Больше сгорит – больше мощность. Кислорода в воздухе по объему всего 21%, а по массе 23% (это на уровне моря, при определенных давлении и температуре). Для нормальной работы двигателя пропорции смеси топливо–воздух принимаются приблизительно 1:14,7. Если прибавить к стандартному давлению в одну атмосферу, к примеру, еще одну, то получим в 2 раза больше воздуха, а значит, и кислорода, поступающего в цилиндры. Стало быть, мы должны получить от мотора в 2 раза больше мощности. Двигатель объемом 1,5 л при давлении наддува чуть более атмосферы практически эквивалентен трехлитровому «атмосфернику». Это, конечно, грубая арифметика, но идея именно такова. И, кстати говоря, такой прирост отнюдь не предел.

Можно пойти по пути увеличения объема моторов. Больше рабочий объем цилиндра – больше топливовоздушной смеси со всеми вытекающими отсюда последствиями. Так делали американские производители. Огромные, высокообъемные моторы с неимоверным потреблением горючего, но впечатляющим крутящим моментом. В Европе, и особенно в Японии, делали маленькие, компактные и экономичные двигатели. Но мощность, тем не менее, была также востребована покупателями автомобилей. Наверное, это была одна из причин, почему именно на старом континенте появились первые разработки нагнетателей.

История
В качестве первопроходцев, разработавших автомобильные двигатели с наддувом, можно упомянуть такие компании, как Mercedes-Daimler, Fiat, Sunbeam, Alfa Romeo. Сама идея принудительного нагнетания воздуха в цилиндры была предложена вскоре после изобретения самого ДВС. Уже в 1885 г. Готтлиб Даймлер получил немецкий патент на нагнетатель. Идея заключалась в том, что некий внешний вентилятор, насос или компрессор нагнетает в двигатель увеличенный заряд воздуха. В 1902 г. во Франции Луис Рено запатентовал проект центробежного нагнетателя. Было выпущено некоторое количество автомобилей, но затем все работы в данном направлении свернули.

Принцип действия турбонагнетателя, работающего на энергии выхлопных газов, впервые описал и запатентовал швейцарский изобретатель Альфред Бюхи еще в 1905 г., но и здесь технологии того времени притормозили внедрение подобных устройств. Братья Рутс разработали объемный нагнетатель еще в 1859 г. Эти роторно-шестеренчатые компрессоры теперь так и называются – компрессоры типа «roots». На автомобилях устройства подобного типа появились в 20-е годы прошлого века благодаря компании Mercedes. Винтовой компрессор был разработан в 1936 г. Патент получил Альф Лисхолм (Alf Lysholm) – главный инженер SRM (Svenska Rotor Maskiner AB).

Тогдашний уровень развития технологий не способствовал распространению подобных устройств, но сейчас они довольно популярны. Были и другие типы нагнетателей. Со временем они естественным образом разделились на механические (с приводом от коленвала или другим способом) и турбо (с приводом от выхлопной системы). Последние, хоть и имеют общие корни и назначение, все же довольно обособленная ветвь развития нагнетателей. Далее в этой статье речь пойдет о нескольких основных типах механических нагнетателей.

Центробежный нагнетатель
Подобные нагнетатели в тюнинге получили в настоящее время наибольшее распространение. По своей конструкции они наиболее близки к турбонаддуву, поскольку имеют одинаковый принцип нагнетания воздуха. Разняться лишь способы привода. Работа осуществляется следующим образом.

Основная деталь центробежного нагнетателя – рабочее колесо, или крыльчатка. Она имеет довольно сложную конусообразную форму. Лопатки крыльчатки играют самую главную роль. От того, насколько правильно они спроектированы и изготовлены, зависит результирующая эффективность всего нагнетателя. Итак, воздух, пройдя по сужающемуся воздушному каналу в нагнетатель, попадает на радиальные лопасти крыльчатки. Лопасти закручивают и отбрасывают его центробежной силой к периферии кожуха, где имеется диффузор. Зачастую диффузор имеет лопатки (порой с регулировкой угла атаки), призванные снизить потери давления. Далее воздух выталкивается в окружной воздушный туннель (воздухосборник), который чаще всего имеет улиткообразную форму (воздухосборник, описывая окружность, постепенно расширяется в диаметре). Такая конструкция создает необходимое давление воздушного потока на выходе из нагнетателя. Дело в том, что внутри кольца воздух поначалу движется быстро, и его давление мало. Однако в конце улитки русло расширяется, скорость воздушного потока понижается, а давление увеличивается. Так создается необходимый подпор для накачки цилиндров «спрессованной атмосферой».

В силу самого принципа работы у центробежного нагнетателя есть один существенный недостаток. Для эффективной работы крыльчатка должна вращаться не просто быстро, а очень быстро. Фактически производимое центробежным компрессором давление пропорционально квадрату скорости крыльчатки. Скорости могут быть 40 тысяч об/мин и более, а для высоконапорных компрессоров дизелей они приближаются к цифре 200 тыс. об/мин. И поскольку привод осуществляется от коленвала посредством ременной передачи на шкив турбины, шум от такого устройства довольно сильный. Хотя многим именно этот характерный свист греет душу. Появились даже обманки, имитирующие звучание работающей турбины. Проблема шумности и ресурса элементов привода частично снимается введением дополнительного мультипликатора.

Здесь стоит упомянуть интересное решение компании Powerdyne. Внутри единого корпуса нагнетателя располагается дополнительная повышающая ременная передача. Она не требует обслуживания, смазки и рассчитана на пробег более 80 тыс. км. Это позволяет уменьшить передаточное число внешней, основной ременной передачи, чем снизить ее рабочие нагрузки.

Высокие рабочие обороты накладывают особые требования на качество используемых материалов и точность изготовления (учитывая огромные нагрузки от центробежных сил). К минусам самого принципа нагнетания можно также отнести некоторую задержку в срабатывании, хотя нужно отметить, что эта задержка не столь заметна, как у турбонагнетателей. И еще одно замечание. Как правило, центробежный нагнетатель дает прибавку на довольно высоких оборотах двигателя. Сначала давление нарастает медленно, но затем, с увеличением оборотов, довольно резко возрастает. Эта особенность делает центробежные нагнетатели наиболее пригодными для тех случаев, когда более важно поддержание высоких скоростей, а не интенсивность разгона.

Как было отмечено выше, центробежные нагнетатели очень популярны. Сравнительно низкая цена и, самое главное, простота установки способствовали тому, что компрессоры этого типа почти вытеснили другие, более дорогие и сложные типы. Особенно в сфере тюнинга. В настоящее время центробежные нагнетатели производятся рядом компаний. Вот лишь самые известные из них: Paxton Automotive, Powerdyne Automotive, ATI ProCharger, RK Sport, Vortech. Нагнетатели большинства производителей доступны и у нас, в России.

ROOTS
Компрессоры типа «рутс» относятся к классу объемных нагнетателей. Конструкция их довольно проста и более всего напоминает масляный шестеренчатый насос двигателя. В корпусе овальной формы вращаются в противоположные стороны два ротора, имеющие специальный профиль. Роторы насажены на оси, связанные одинаковыми шестернями. Между самими роторами и корпусом поддерживается небольшой зазор. Основное отличие этого метода нагнетания в том, что воздух сжимается не внутри, а как бы снаружи компрессора, непосредственно в нагнетательном трубопроводе. Именно поэтому их иногда называют компрессорами с внешним сжатием. Воздух как бы зачерпывается кулачками (попадая в пространство между роторами и корпусом) и выжимается в нагнетательный трубопровод.

Главным минусом такого способа нагнетания является то, что, раз процесс сжатия воздуха осуществляется вовне компрессора, его эффективная работа возможна лишь до определенных значений наддува. Как бы точно ни были выполнены детали компрессора, с ростом давления в нагнетательном трубопроводе увеличивается просачивание воздуха назад, и его КПД ощутимо снижается. Увеличивая скорость вращения роторов, можно несколько снизить утечки воздуха, но это возможно лишь до определенных пределов. Далее мощность, затрачиваемая на вращение самого нагнетателя, может превысить добавочную мощность двигателя. Чтобы повысить давление наддува, применялись конструкции с двумя и более ступенями. Они позволяли поднять итоговые значения давления в 2, 3 раза и больше. Но в силу того, что эти компрессоры теряли одно из своих главных преимуществ – компактность, такие многоярусные конструкции не прижились.

Еще один существенный недостаток. В компрессорах подобного типа при выдавливании несжатого воздуха в сжатый в нагнетательном трубопроводе создается турбулентность, способствующая росту температуры воздушного заряда. То есть, наряду с обычным ростом температуры от непосредственно повышения давления, в рутс-компрессорах происходит дополнительный нагрев. В этой связи подобные нагнетатели в обязательном порядке оснащаются интеркулерами (особое устройство для охлаждения воздуха). Шум от работы объемных компрессоров не столь сильный, как у центробежных, и имеет несколько иную тональность. Но, в отличие от последних, работа роторно-шестеренчатых нагнетателей сопровождается пульсациями давления. Происходит это по причине неравномерности подачи воздуха. Для снижения шума и амплитуды пульсаций последнее время наибольшее распространение получили трехзубчатые роторы спиральной формы. Кроме того, для тех же целей впускное и выпускное окно компрессора делают треугольным. Эти конструктивные ухищрения позволяют добиться того, что такие компрессоры работают достаточно тихо и равномерно.

В настоящее время современные технологические возможности вывели подобные компрессоры на очень высокий уровень производительности. Такие автогиганты, как DaimlerChrysler, Ford и General Motors, устанавливают на некоторые свои автомобили механические нагнетатели именно рутс-типа. Тому есть несколько причин. В первую очередь объемные нагнетатели, в отличие от центробежных, эффективны уже на малых и средних оборотах двигателя. Эта особенность рутс-компрессоров сделала их наиболее пригодными для дрегрейсинга, где ценится прежде всего именно динамика разгона.

Другой важный плюс – относительная простота конструкции. Малое количество движущихся частей и малые скорости вращения делают эти нагнетатели одними из самых надежных и долговечных. Однако сложность в изготовлении и установке, а значит, и высокая цена (относительно центробежных) несколько снизили их рыночную популярность. Если не считать перечисленных выше производителей, для вторичного рынка подобные нагнетатели производит несколько компаний. Вот некоторые из них: Jackson Racing, Kenne Bell Superchargers, Magna Charger. Отдельно стоит отметить компанию Eaton Automotive. Именно она является, что называется, локомотивом раскрутки нагнетателей рутс-типа. Кстати, это ее компрессоры и устанавливаются на двигатели Ford и GM. В России такие нагнетатели в силу дороговизны не столь популярны, но, по крайней мере, пара марок представлены и у нас.

Винтовые компрессоры или объемные нагнетатели типа Лисхольм
По имени отца-основателя эти компрессоры иногда называют объемными нагнетателями типа Лисхольм. Они несколько напоминают рутс-компрессоры с роторами спиральной формы, но более всего эта конструкция похожа на мясорубку. С одним лишь отличием: шнек не один, их два, и они особым образом входят в зацепление, имея взаимодополняющие профили. Два ротора («папа» и «мама»), захватывая поступающий воздух, начинают взаимное встречное вращение. Порция воздуха проталкивается вперед, как мясо вдоль шнека мясорубки. Роторы имеют между собой чрезвычайно малые зазоры. Это обеспечивает высокую эффективность и довольно малые потери. Основное отличие винтового компрессора от объемных роторно-шестеренчатых нагнетателей – наличие внутреннего сжатия. Это обеспечивает им высокую эффективность нагнетания практически на всей шкале оборотов двигателя. Для достижения больших значений давления может потребоваться охлаждение корпуса компрессора. Зато при стандартных, не экстремально больших давлениях наддува воздух нагревается не столь сильно, как в рутс-компрессорах.

Еще плюсы: высокая эффективность, надежность и компактная конструкция. Кроме того, винтовые компрессоры довольно тихие. Работают они почти «шепотом» (разумеется, при правильном, точном проектировании и изготовлении). Вот тут-то и кроется, возможно, единственный их минус. Дело в том, что такие компрессоры довольно сложны в производстве и, как следствие, дороги. По этой причине они практически не встречаются в массовом автомобильном производстве. По той же причине и компаний, производящих эти прогрессивные нагнетатели, не так много. Мне удалось найти из серьезных производителей лишь два бренда: Comptech Sport и Whipple Superchargers. Подобные устройства выпускают также некоторые западные тюнинговые ателье – например, Kleemann, AMG. Самое интересное то, что такие совсем недешевые нагнетатели можно найти и у нас.

Шиберные или лопастные нагнетатели
Я просто обязан упомянуть, на мой взгляд, незаслуженно забытые шиберные, или лопастные, нагнетатели. Это были довольно простые по конструкции и принципу действия машины. Представьте себе цилиндрический корпус с двумя отверстиями, как правило, растянутыми во всю длину цилиндра и находящимися на одной его стороне, т. е. не строго друг против друга. Внутри корпуса находится ротор диаметром примерно в три четверти от внутреннего диаметра корпуса. Ротор смещен к одной из сторон корпуса, примерно посредине отверстий. В роторе несколько продольных канавок, в которых находятся шиберы (лопатки). При вращении ротора благодаря заложенному конструкцией эксцентриситету и шиберам, выдвигающимся за счет центробежных сил, воздух сперва всасывается в одну из долей, образованных парой соседних лопаток, а затем сжимается до момента подхода к выпускному отверстию.

Будучи качественно изготовленными, такие компрессоры нагнетали довольно большое давление. В сравнении с рутс-компрессорами они обладали более высоким КПД, меньше пропускали воздуха, практически не нагревали его и были менее шумными. Да и мощности двигателя они отнимали меньше. Более того, при правильном конструктиве шиберный нагнетатель может быть практически на 50% более производительным, нежели рутс-компрессор. В силу своей конструкции самой большой проблемой шиберных машин были высокие фрикционные нагрузки между шиберами и корпусом. По мере износа КПД компрессора заметно падал из-за увеличения протечек воздуха. В связи с этой проблемой шиберные компрессоры делали низкооборотистыми, но довольно габаритными. Странно, но на то время это стало практически непреодолимой проблемой, и шиберные компрессоры были забыты. Правда, мне удалось найти патенты на ряд конструктивных решений, которые могут возродить шиберные насосы, и, если это произойдет, они по сумме характеристик способны не просто потеснить, но и практически монополизировать рынок компрессоров. Автомобильных в том числе.

Прочие типы
В 80-х годах прошлого столетия компания Volkswagen экспериментировала с довольно необычными спиральными нагнетателями. В автомобильном применении они более известны как G-Lader. Сейчас это направление компанией VW свернуто. Однако еще можно встретить автомобили Golf, Passat и Corrado с такими нагнетающими устройствами, и, кроме того, ряд фирм (преимущественно немецких) продолжают производить такие компрессоры. Поршневые нагнетатели, самая распространенная схема обычных воздушных компрессоров в настоящее время, в автомобилях не прижились совсем. А вот на судовых моторах они использовались достаточно широко.

Интересен метод нагнетания подпоршневым насосом. Здесь в качестве нагнетателя используется сам поршень, который при движении к НМТ (нижняя мертвая точка) выталкивает находящийся под ним воздух. Интересен тот факт, что изначально знаменитый роторный двигатель Ванкеля был спроектирован как нагнетатель. И, между прочим, некоторое время с успехом использовался в данном качестве. Существуют и так называемые осевые компрессоры. Движение воздуха в них осуществляется в осевом направлении.

Сейчас можно встретить электрические «воздуходувки», построенные по этому принципу. Один или пара последовательных либо параллельных вентиляторов с моторчиком, будучи установленными в воздушном тракте, проталкивают воздух вдоль себя назад, в фильтр или уже после него во впускной коллектор. Некоторые производители подобных изделий заявляют о 20 л. с. и более прибавки мощности. Не буду утверждать обратного, но, если эти устройства преодолевают хотя бы сопротивление фильтрующих элементов, эффект уже неплохой.

Другое интересное решение, которое фактически не является искусственным методом нагнетания воздуха, – система резонансного наддува. Идея основана на том факте, что для лучшего наполнения цилиндров необходимо обеспечить избыточное давление перед впускным клапаном непосредственно в момент его открытия. А стало быть, нужно просто «оседлать» волну сжатия, а именно так ведет себя воздух во впускном коллекторе при работе двигателя: чередование приливов и отливов. С изменением оборотов амплитуда этих колебаний меняется. И для того, чтобы «поймать» волну, нужно менять длину впускного коллектора. Поначалу пошли по довольно примитивному по смыслу, но довольно сложному по воплощению пути: несколько воздуховодов разной длины и клапана, открывающие тот или иной канал. В настоящее время эта идея нашла свое логическое воплощение в устройствах впускного коллектора переменной длины. Например, компания BMW применяет устройство, которое обеспечивает изменение длины впускного тракта. Разумеется, это не полноценная замена наддуву, но определенная выгода от этого есть. И энергии мотора на такой «нагнетатель» практически не тратится.

Выводы
Многие считают, что использование нагнетателей может негативно сказаться на ресурсе двигателя. Это и так, и не так. Во всем нужна мера. Начать с того, что, как правило, поломку мотора вызывают повышенные обороты. Стало быть, использование нагнетателя, повышающего крутящий момент на низких и средних оборотах, может, наоборот, благоприятно сказаться на ресурсе двигателя. С другой стороны, если добиваться действительно большого роста мощности, многие штатные детали придется заменить на более прочные. Так, например, кованые поршни и шатуны будут совсем нелишними. В особенности, учитывая более серьезные тепловые нагрузки в камере сгорания, проявляющиеся у наддувных моторов.

При использовании нагнетателей температура оказывает и вполне фундаментальное воздействие. Физику не обманешь. Так уж выходит, что сжатие воздуха всегда сопряжено с повышением его температуры. В некоторых компрессорах это повышение не столь существенно, но в любом случае для увеличения воздушного заряда и снижения потери мощности на привод нагнетателя (за счет снижения противодавления) воздух необходимо охлаждать.

Но еще более важна другая проблема, о которой мало кто задумывается, – детонация. Дело в том, что высокая температура и давление подаваемого в цилиндры воздуха может привести к тому, что в конце такта сжатия, когда поршень спрессует в цилиндре и так уже сжатую топливо-воздушную смесь, ее температура и давление могут оказаться настолько высокими, что это вызовет преждевременную ее детонацию, т. е. взрыв. Дабы избежать подобных проблем (а детонация может «убить» мотор довольно быстро), можно перейти на более высокооктановые сорта топлива, но чаще всего этого оказывается мало. При достаточно больших значениях давления приходится производить декомпрессию, т. е. снижать степень сжатия. Кроме того, следует внимательно подойти к регулировке угла опережения зажигания. При использовании нагнетателей рекомендуется изменить настройку по зажиганию. Правильный подбор свечей зажигания также немаловажен. На самом деле при установке наддува вопросов возникает куда больше. Установка компрессора на серийный двигатель может привести к различным результатам. И даже готовые комплекты от известных фирм не могут предусмотреть всех нюансов вашего автомобиля. В любом случае установка наддува требует высокого профессионализма инсталляторов, которые могут правильно подобрать компрессор и грамотно настроить двигатель. Тогда есть уверенность в том, что результат не приведет к нежелательным последствиям.

< Предыдущая   Следующая >

«БЭСТАВТО» Автозапчасти для иномарок в наличии и на заказ Магнитогорск. Механический нагнетатель

Механический нагнетатель — Supercharger

Работа двигателя внутреннего сгорания (ДВС) построена на том, что топливо должно быть замешено с необходимым количеством окислителя, т. е. кислорода. Это обеспечит полное и эффективное сгорание горючей смеси и позволит достичь максимально возможной мощности. Больше сгорит – больше мощность. Кислорода в воздухе по объему всего 21%, а по массе 23% (это на уровне моря, при определенных давлении и температуре). Для нормальной работы двигателя пропорции смеси топливо–воздух принимаются приблизительно 1:14,7. Если прибавить к стандартному давлению в одну атмосферу, к примеру, еще одну, то получим в 2 раза больше воздуха, а значит, и кислорода, поступающего в цилиндры. Стало быть, мы должны получить от мотора в 2 раза больше мощности. Двигатель объемом 1,5 л при давлении наддува чуть более атмосферы практически эквивалентентрехлитровому «атмосфернику». Это, конечно, грубая арифметика, но идея именно такова. И, кстати говоря, такой прирост отнюдь не предел. Можно пойти по пути увеличения объема моторов. Больше рабочий объем цилиндра – больше топливовоздушной смеси со всеми вытекающими отсюда последствиями. Так делали американские производители. Огромные, высокообъемные моторы с неимоверным потреблением горючего, но впечатляющим крутящим моментом. В Европе, и особенно в Японии, делали маленькие, компактные и экономичные двигатели. Но мощность, тем не менее, была также востребована покупателями автомобилей. Наверное, это была одна из причин, почему именно на старом континенте появились первые разработки нагнетателей. История В качестве первопроходцев, разработавших автомобильные двигатели с наддувом, можно упомянуть такие компании, как Mercedes-Daimler, Fiat, Sunbeam, Alfa Romeo. Сама идея принудительного нагнетания воздуха в цилиндры была предложена вскоре после изобретения самого ДВС. Уже в 1885 г. Готтлиб Даймлер получил немецкий патент на нагнетатель. Идея заключалась в том, что некий внешний вентилятор, насос или компрессор нагнетает в двигатель увеличенный заряд воздуха. В 1902 г. во Франции Луис Рено запатентовал проект центробежного нагнетателя. Было выпущено некоторое количество автомобилей, но затем все работы в данном направлении свернули. Принцип действия турбонагнетателя, работающего на энергии выхлопных газов, впервые описал и запатентовал швейцарский изобретатель Альфред Бюхи еще в 1905 г., но и здесь технологии того времени притормозили внедрение подобных устройств. Братья Рутс разработали объемный нагнетатель еще в 1859 г. Эти роторно-шестеренчатые компрессоры теперь так и называются – компрессоры типа «roots». На автомобилях устройства подобного типа появились в 20-е годы прошлого века благодаря компании Mercedes. Винтовой компрессор был разработан в 1936 г. Патент получил Альф Лисхолм (Alf Lysholm) – главный инженер SRM (Svenska Rotor Maskiner AB). Тогдашний уровень развития технологий не способствовал распространению подобных устройств, но сейчас они довольно популярны. Были и другие типы нагнетателей. Со временем они естественным образом разделились на механические (с приводом от коленвала или другим способом) и турбо (с приводом от выхлопной системы). Последние, хоть и имеют общие корни и назначение, все же довольно обособленная ветвь развития нагнетателей. Далее в этой статье речь пойдет о нескольких основных типах механических нагнетателей.

Центробежный нагнетатель

Подобные нагнетатели в тюнинге получили в настоящее время наибольшее распространение. По своей конструкции они наиболее близки к турбонаддуву, поскольку имеют одинаковый принцип нагнетания воздуха. Разняться лишь способы привода. Работа осуществляется следующим образом: Основная деталь центробежного нагнетателя – рабочее колесо, или крыльчатка. Она имеет довольно сложную конусообразную форму. Лопатки крыльчатки играют самую главную роль. От того, насколько правильно они спроектированы и изготовлены, зависит результирующая эффективность всего нагнетателя. Итак, воздух, пройдя по сужающемуся воздушному каналу в нагнетатель, попадает на радиальные лопасти крыльчатки. Лопасти закручивают и отбрасывают его центробежной силой к периферии кожуха, где имеется диффузор. Зачастую диффузор имеет лопатки (порой с регулировкой угла атаки), призванные снизить потери давления. Далее воздух выталкивается в окружной воздушный туннель (воздухосборник), который чаще всего имеет улиткообразную форму (воздухосборник, описывая окружность, постепенно расширяется в диаметре). Такая конструкция создает необходимое давление воздушного потока на выходе из нагнетателя. Дело в том, что внутри кольца воздух поначалу движется быстро, и его давление мало. Однако в конце улитки русло расширяется, скорость воздушного потока понижается, а давление увеличивается. Так создается необходимый подпор для накачки цилиндров «спрессованной атмосферой». В силу самого принципа работы у центробежного нагнетателя есть один существенный недостаток. Для эффективной работы крыльчатка должна вращаться не просто быстро, а очень быстро. Фактически производимое центробежным компрессором давление пропорционально квадрату скорости крыльчатки. Скорости могут быть 40 тысяч об/мин и более, а для высоконапорных компрессоров дизелей они приближаются к цифре 200 тыс. об/мин. И поскольку привод осуществляется от коленвала посредством ременной передачи на шкив турбины, шум от такого устройства довольно сильный. Хотя многим именно этот характерный свист греет душу. Появились даже обманки, имитирующие звучание работающей турбины. Проблема шумности и ресурса элементов привода частично снимается введением дополнительного мультипликатора. Здесь стоит упомянуть интересное решение компании Powerdyne. Внутри единого корпуса нагнетателя располагается дополнительная повышающая ременная передача. Она не требует обслуживания, смазки и рассчитана на пробег более 80 тыс. км. Это позволяет уменьшить передаточное число внешней, основной ременной передачи, чем снизить ее рабочие нагрузки. Высокие рабочие обороты накладывают особые требования на качество используемых материалов и точность изготовления (учитывая огромные нагрузки от центробежных сил). К минусам самого принципа нагнетания можно также отнести некоторую задержку в срабатывании, хотя нужно отметить, что эта задержка не столь заметна, как у турбонагнетателей. И еще одно замечание. Как правило, центробежный нагнетатель дает прибавку на довольно высоких оборотах двигателя. Сначала давление нарастает медленно, но затем, с увеличением оборотов, довольно резко возрастает. Эта особенность делает центробежные нагнетатели наиболее пригодными для тех случаев, когда более важно поддержание высоких скоростей, а не интенсивность разгона. Как было отмечено выше, центробежные нагнетатели очень популярны. Сравнительно низкая цена и, самое главное, простота установки способствовали тому, что компрессоры этого типа почти вытеснили другие, более дорогие и сложные типы. Особенно в сфере тюнинга. В настоящее время центробежные нагнетатели производятся рядом компаний. Вот лишь самые известные из них: Paxton Automotive, Powerdyne Automotive, ATI ProCharger, RK Sport, Vortech. Нагнетатели большинства производителей доступны и у нас, в России.

3 типа воздушных компрессоров для промышленных двигателей

Вы решили, что вашему текущему приложению требуется сжатый воздух. Вы также выяснили, сколько воздуха вам нужно, как вы собираетесь приводить в действие компрессор и какой двигатель вы собираетесь использовать для его питания. Теперь пришло время решить, какой тип воздушного компрессора лучше всего подходит для ваших нужд!

Существует 3 типа воздушных компрессоров, обычно используемых в мобильных промышленных приложениях :

  • Поршневые поршневые компрессоры
  • Винтовые компрессоры
  • Ротационно-пластинчатые компрессоры

Каждый из этих воздушных компрессоров имеет свои преимущества и недостатки, которые мы рассмотрим в этой статье.

Поршневые компрессоры  

Поршневые компрессоры — это наиболее распространенные воздушные компрессоры, которые можно найти в мобильных приложениях , и это тот тип, с которым знакомо большинство людей. Во всем мире существует множество производителей и поставщиков, предлагающих множество вариантов.

Преимущества

Из трех типов компрессоров поршневые воздушные компрессоры обычно имеют самую низкую начальную цену покупки. Они подходят для операций с низким рабочим циклом.В отличие от многих пластинчатых и винтовых компрессоров, большинство поршневых компрессоров можно обслуживать или ремонтировать в полевых условиях с помощью простых ручных инструментов.

Вызовы

Поршневые компрессоры, как правило, самые большие и тяжелые по сравнению с компрессорами равного CFM. У них больше всего движущихся частей, и, как и в лопастном компрессоре, увеличивается количество переносимого масла. Из-за того, как поршневые компрессоры производят воздух, требуется дополнительная обработка для снижения температуры воздуха и пульсации, прежде чем сжатый воздух достигнет ваших инструментов и оборудования.Воздушный ресивер также требуется для поршневого воздушного компрессора и занимает дополнительное место.

Винтовые компрессоры

Традиционно винтовые компрессоры применялись в стационарных условиях и не были широко распространены в мобильных приложениях. Однако времена изменились! Винтовые компрессоры стали более доступными, а их преимущества получили все большее признание в различных отраслях промышленности. Сегодня ротационные винтовые воздушные компрессоры используются во многих отраслях промышленности и производятся компаниями по всему миру, включая VMAC

.

Преимущества Винтовые компрессоры

известны своим долгим сроком службы и высокой производительностью воздушного потока при относительно компактных размерах. Роторно-винтовые компрессоры подходят для приложений с высоким рабочим циклом, поскольку они рассчитаны на работу в течение 100 % времени. Как правило, для работы винтового компрессора ресивер не требуется. По сравнению с другими типами компрессоров, винтовые воздушные компрессоры имеют меньше изнашиваемых деталей, а техническое обслуживание обычно заключается в замене фильтров и масла.

Вызовы

Винтовые компрессоры обычно имеют более высокую первоначальную стоимость по сравнению с другими типами компрессоров, но служат дольше, поскольку в них меньше изнашиваемых деталей. Поскольку большинство винтовых компрессоров, применяемых в мобильных устройствах, имеют впрыск масла, они имеют независимый контур смазки. В результате используемое масло специфично для компрессора, и система требует регулярного обслуживания.

Ротационно-пластинчатые компрессоры  

Из трех распространенных типов компрессоров, используемых в мобильных устройствах, пластинчато-роторный компрессор встречается реже всего. Производителей пластинчатых компрессоров меньше, чем поршневых компрессоров, и найти запасные части может быть сложнее.

Преимущества

Как и ротационный винтовой компрессор, роторно-пластинчатый воздушный компрессор имеет меньше движущихся частей по сравнению с поршневым вариантом. Лопастные компрессоры имеют компактные размеры по сравнению с поршневыми и винтовыми компрессорами при сравнении равных компрессоров CFM. Они предназначены для непрерывной работы и подают относительно свободный от пульсаций поток воздуха к вашим инструментам или оборудованию.Роторно-пластинчатый компрессор обычно имеет более низкую первоначальную стоимость покупки.

Вызовы

Как и в случае с другими быстроизнашивающимися компрессорами, унос масла увеличивается по мере увеличения срока службы. Чтобы этого не произошло, требуется полная перестройка, что является дорогостоящим процессом. Поиск запасных частей и поддержки также может быть проблемой.

Выбор воздушного компрессора

При выборе компрессора для мобильного приложения необходимо учитывать множество факторов. Первоначальная цена покупки, простота и стоимость обслуживания, размер, доступность, воздушный поток и долговечность важны для вашего общего удовлетворения от вашего компрессора.Знание того, какой компрессор соответствует вашим потребностям, является важным шагом в окончательной доработке вашей промышленной компрессорной системы.

Посетите нашу OEM-страницу, чтобы узнать, как VMAC может помочь вам создать собственное промышленное приложение!

 

Механика воздушного компрессора — объяснение

Итак, вы всегда хотели знать, как работают воздушные компрессоры с дизельным двигателем, в частности, все тонкости и преимущества эксплуатации этих невероятных машин.

Одним из наиболее распространенных применений воздушных компрессоров является крупное оборудование — все, от дрелей до пистолетов для гвоздей, шлифовальных машин, краскопультов, шлифовальных машин и даже степлеров.До появления современных воздушных компрессоров у нас были только большие и сложные системы ремней и колес.

Сегодня их больше нет, от небольших пневматических инструментов, которые у большинства людей стоят в гаражах, до колоссальных машин на заводах.

Большим преимуществом пневматического привода является то, что каждому инструменту не нужен собственный громоздкий двигатель. Вместо этого один двигатель компрессора преобразует электрическую энергию в кинетическую энергию . Это позволяет создавать легкие, компактные, простые в обращении инструменты, которые работают тихо и имеют меньше изнашиваемых деталей.

Если вам интересно узнать, как работают различные воздушные компрессоры и как они могут помочь вам в повседневной жизни, вы обратились по адресу — читайте дальше, чтобы узнать все, что вам нужно знать.

Устройство дизельных воздушных компрессоров

Проще говоря, воздушные компрессоры работают, делая именно то, на что они похожи, — они используют давление воздуха для выполнения своей работы.

Во-первых, они сжимают его воздухом в меньший объем по сравнению с тем, что было изначально. Как только это произошло, вновь сжатый воздух нагнетается в резервуар для хранения. Когда давление в баке достигает максимального значения, воздушный компрессор отключается, и вы можете использовать сжатый воздух внутри.

Компоненты, которые вы найдете внутри воздушных компрессоров, обычно очень похожи, независимо от их размера или области применения. Некоторые из наиболее распространенных частей включают –

  • Двигатель
  • Впускной клапан
  • Выпускной клапан
  • Насос для сжатия воздуха
  • Резервуар для хранения
  • Бак первичного маслоотделителя

Хотя не все компрессоры поставляются с накопительными баками, в большинстве более крупных моделей они есть.Поэтому, если модель не является особенно портативной, имеет смысл использовать резервуар для хранения.

Как работают дизельные воздушные компрессоры?

В основном воздушный компрессор работает по принципу вытеснения воздуха. Это просто означает, что воздух сжимается при попадании в компрессионную камеру. Смещение также подразделяется на положительное и динамическое смещение.

Прямое смещение

Это наиболее распространенный метод, который важно понимать в технике.В поршневых компрессорах воздух втягивается в камеру, и объем камеры уменьшается для сжатия воздуха.

Динамическое перемещение

Этот метод просто означает, что вращающиеся лопасти подают воздух в камеру. Движение лопастей очень быстро создает давление в камере и создает большие объемы сжатого воздуха. По сути, существует два типа компрессоров с динамическим объемом: центробежные компрессоры и осевые компрессоры.

Типы дизельных воздушных компрессоров

В этой статье мы рассмотрим три основных типа воздушных компрессоров.

Винтовые компрессоры
Винтовые компрессоры

обычно используются в промышленности и бывают разных размеров. Два винта вращаются внутри электродвигателя в противоположных направлениях. Это движение в ротационных винтовых воздушных компрессорах создает вакуум для вытягивания воздуха. Вращающийся шнековый воздух, втянутый в резьбу шнека, сжимается и, наконец, выбрасывается через выпускной клапан.

Поршневые компрессоры (также известные как поршневые поршневые компрессоры)

Поршневой воздушный компрессор работает, когда поршень движется с целью сжатия поступающего атмосферного воздуха.Впускной клапан (иногда называемый всасывающим клапаном) подает воздух в цилиндр. Поршневой компрессор обычно имеет резервуар для хранения сжатого воздуха — это снижает износ и повышает эффективность.

Большинство воздушных компрессоров (с дизельным двигателем) имеют поршневой привод и представляют собой автономный блок, в котором двигатель и компрессор расположены рядом друг с другом.

Роторные (пластинчатые) компрессоры

Работают с вращающимися лопастями разных размеров. В пластинчато-роторных компрессорах воздух всасывается в камеры при вращении автоматически регулируемых рычагов.Когда двигатель вращается, он перемещает воздух вместе с ним, так что лопасти приближаются к выходу, тем самым создавая меньшее пространство между лопастями и корпусом. Это, в свою очередь, приводит к образованию сжатого воздуха.

Ступени сжатия воздуха

Одноступенчатые компрессоры

В большинстве поршневых компрессоров используется одноступенчатый цикл. Это означает, что воздух сжимается за один такт двигателя.

Двухступенчатые компрессоры

В двухступенчатом цикле один поршень сжимает воздух, прежде чем он перемещается в другую, меньшую камеру, которая еще больше сжимает воздух.Компрессоры такого типа выделяют много тепла при работе и обычно должны охлаждать воздух между циклами.

Некоторые важные аспекты воздушных компрессоров

Регуляторы
Регуляторы

работают за счет уменьшения или увеличения давления, выходящего из выпускного клапана. Регулятор нажимает на пружину, которая сужает клапан, снижая давление. Обычно это делается для обеспечения надлежащего давления, необходимого для работы ваших пневматических инструментов.

Портативность

Портативность — это действительно то, в чем дизельный воздушный компрессор работает очень хорошо. Обычно они устанавливаются на колесную систему и могут буксироваться практически любым транспортным средством. Они созданы для работы в любых климатических условиях и могут без проблем использоваться часами или днями. Пока у вас есть масло и дизельное топливо, ваш компрессор будет продолжать работать.

Наличие многочисленных опций

Еще одна область, в которой блестят портативные дизельные компрессоры, — это адаптивность. Существует почти бесконечное количество дополнений, которые вы можете сделать, чтобы расширить возможности использования вашего компрессора, в том числе:

  • Входные фильтры для очень запыленного поступающего воздуха
  • Нагреватели воздуха (для нагревания охлажденного воздуха – предотвращает попадание влаги)
  • Воздухоохладители (для охлаждения сжатого воздуха)
  • Адаптеры фаркопа
  • Холодный пуск (для запуска в очень холодных регионах)

Элементы безопасности

Есть также несколько функций безопасности, которые могут оказаться неоценимыми. Если вы используете свой компрессор в зоне, где есть легковоспламеняющиеся элементы, вам следует инвестировать средства в искрогаситель, чтобы предотвратить взрывы.

Дизельные компрессоры

работают так же, как и традиционные электрические модели, но с дополнительным преимуществом в виде дизельного привода и отсутствия зависимости от электричества.

Дизельные двигатели

Как мы упоминали выше, каждый компрессор содержит двигатель, приводящий в действие насос. В случае воздушного компрессора двигателя внутреннего сгорания двигатель обычно подключается непосредственно к самому компрессору.Некоторые системы соединяют дизельный двигатель с рядом шкивов и ремней, которые помогают регулировать двигатель.

Как правило, воздушный компрессор на дизельном топливе имеет простую систему управления. Сильно отличается от более крупных и сложных стационарных моделей, которые вы можете увидеть в заводских цехах. Способ управления двигателем обычно механический и привязан к самому компрессору.

Для управления используется простая кнопка запуска и остановки (а иногда и кнопка загрузки/выгрузки).

Найдите идеальный воздушный компрессор для себя

Теперь, когда вы понимаете основы работы воздушных компрессоров с дизельным двигателем, вы сможете понять, какой из них вам нужен.

Ознакомьтесь с нашим каталогом новых и бывших в употреблении воздушных компрессоров, чтобы выбрать то, что подойдет именно вам. Или, если вам нужна дополнительная информация, ознакомьтесь с нашим обзором воздушного компрессора Ingersoll Rand

.

Патент США на воздушный компрессор с механическим регулятором скорости двигателя. Патент (Патент № 9,638,184, выдан 2 мая 2017 г.)

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ

Это приложение является U.Заявка S. National Stage в соответствии с 35 U.S.C. §371, испрашивая преимущества ранее поданной международной заявки PCT/JP2011/006360, поданной 15 ноября 2011 г., в которой международная заявка испрашивает приоритет от 7 декабря 2010 г. на основании ранее поданной заявки на патент Японии номер 2010-272370 , полное содержание которого включено в настоящее описание посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к устройству сжатия воздуха.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Обычно воздушный компрессор монтируется в качестве источника воздуха на транспортном средстве, включая грузовик, для подачи сжатого воздуха на сервоблок или т.п. пневматического тормоза (см., например, патентный документ 1).

Как правило, упомянутый выше воздушный компрессор приводится в действие двигателем транспортного средства и подает сжатый воздух в воздушный резервуар во время работы под нагрузкой. Кроме того, когда сжатый воздух заполнен в воздушном ресивере, воздушный компрессор работает без нагрузки в соответствии с движением регулятора, и подача сжатого воздуха в воздушный ресивер прекращается. Соответственно снижается потребляемая мощность воздушного компрессора. Обратите внимание, что смазка воздушного компрессора осуществляется путем отвода моторного масла от двигателя.

Патентный документ 1: Публикация нерассмотренной заявки на патент Японии № H08-193576

РАСКРЫТИЕ Проблемы, которые необходимо решить быстрое изменение давления создается во время начала движения, и имеются возможности для улучшения в том, что количество масла, подаваемого от двигателя к воздушному компрессору, мгновенно увеличивается.

Ввиду вышеупомянутых обстоятельств изобретение обеспечивает способ подавления количества масла, поднимающегося от двигателя к воздушному компрессору.

Средства для решения проблем

Устройство для сжатия воздуха в соответствии с аспектом настоящего варианта осуществления включает в себя воздушный резервуар, воздушный компрессор и регулятор. Воздушный компрессор подает сжатый воздух в воздушный резервуар, используя мощность двигателя во время работы под нагрузкой, т. е. работает под нагрузкой и прекращает подачу сжатого воздуха в воздушный ресивер во время работы на холостом ходу, e.грамм. разгруженный ход. Регулятор переключается между работой под нагрузкой и работой без нагрузки воздушного компрессора. Кроме того, регулятор изменяет, когда частота вращения двигателя равна или превышает пороговое значение, время переключения для переключения воздушного компрессора с работы без нагрузки на работу под нагрузкой по сравнению со временем, когда частота вращения двигателя меньше порогового значения. пороговое значение.

В упомянутом выше устройстве сжатия воздуха регулятор может задерживать момент переключения, когда частота вращения двигателя равна или превышает пороговое значение, по сравнению со временем, когда частота вращения двигателя меньше порогового значения.Кроме того, регулятор может принудительно переключать воздушный компрессор на работу под нагрузкой, когда давление в воздушном резервуаре падает до предельного давления.

Действие

Когда частота вращения двигателя равна или превышает пороговое значение, количество масла, поднимающееся от двигателя к воздушному компрессору, может быть дополнительно подавлено путем изменения времени переключения для переключения воздушного компрессора с работы на холостом ходу до нагрузки, по сравнению со временем, когда частота вращения двигателя меньше порогового значения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

РИС. 1 представляет собой вид, показывающий пример общей конфигурации устройства для сжатия воздуха в соответствии с вариантом осуществления.

РИС. 2 представляет собой вид, показывающий пример конфигурации воздушного компрессора.

РИС. 3 представляет собой вид, показывающий пример конфигурации регулятора.

РИС. с 4( по ) по 4( с ) представляют собой изображения, показывающие примеры движения устройства для сжатия воздуха в соответствии с вариантом осуществления.

РИС. с 5( по ) по 5( с ) представляют собой виды, показывающие примеры движения обычного устройства для сжатия воздуха в соответствии со сравнительным примером.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ Описание варианта осуществления

РИС. 1 представляет собой вид, показывающий пример общей конфигурации устройства для сжатия воздуха в соответствии с вариантом осуществления. Устройство для сжатия воздуха в соответствии с вариантом осуществления установлено в транспортном средстве, таком как, например, грузовик, и функционирует как источник воздуха, который подает сжатый воздух к сервоблоку 1 пневматического тормоза транспортного средства.Кроме того, устройство для сжатия воздуха согласно варианту осуществления осуществляет сжатие воздуха с использованием мощности двигателя 2 транспортного средства.

Устройство для сжатия воздуха включает в себя ресивер для воздуха 3 , воздушный компрессор 4 и регулятор 5 .

Резервуар для воздуха 3 резервирует сжатый воздух, который подается от воздушного компрессора 4 . Воздушный трубопровод воздушного резервуара 3 соединен с каждым из воздушных компрессоров 4 , сервоблоком 1 , который является местом распределения сжатого воздуха, и регулятором 5 . Обратите внимание, что ресивер 3 включает в себя блок обнаружения 6 (например, датчик давления), который обнаруживает достижение предельного давления на стороне нижнего предела ресивера 3 . Предельное давление – это пневматическое давление, которое может обеспечить движение пневматического тормоза. Кроме того, сигнальный выход блока обнаружения 6 соединен с регулятором 5 . Обратите внимание, что на фиг. 1 жирной стрелкой показан воздушный трубопровод, тонкой стрелкой показана сигнальная линия.

Компрессор воздушный 4 представляет собой компрессор поршневого типа, осуществляющий сжатие воздуха за счет мощности двигателя 2 . ИНЖИР. 2 представляет собой вид, показывающий пример конфигурации воздушного компрессора 4 . Компрессор воздушный 4 имеет коленчатый вал 11 , шток 12 , поршень 13 , цилиндр 14 , впускной клапан 15 , выпускной клапан 6 0 клапан 17 . Коленчатый вал 11 вращается от мощности двигателя 2 и перемещает вверх и вниз поршень 13 внутри цилиндра 14 через поршневой шток 12 . Кроме того, каждый из впускного клапана 15 и выпускного клапана 16 расположен на верхней поверхности цилиндра 14 . Обратите внимание, что разгрузочный клапан 17 опускается под давлением воздуха регулятора 5 .

Здесь, когда разгрузочный клапан 17 не опускается, воздушный компрессор 4 работает под нагрузкой.Во время работы под нагрузкой впускной клапан 15 открывается, а выпускной клапан 16 закрывается, когда поршень 13 опускается, и в цилиндр 14 всасывается наружный воздух. Кроме того, когда поршень 13 поднимается, впускной клапан 15 закрывается, а выпускной клапан 16 открывается, и, таким образом, выпускаемый сжатый воздух подается в воздушный резервуар 3 .

Напротив, когда разгрузочный клапан 17 опускается, воздушный компрессор 4 работает без нагрузки.Во время работы на холостом ходу, поскольку разгрузочный клапан 17 продолжает нажимать на впускной клапан 15 , воздушный компрессор 4 не выполняет сжатие воздуха и подачу сжатого воздуха от воздушного компрессора . 4 к воздушному ресиверу 3 остановлен.

Кроме того, к воздушному компрессору 4 подсоединяется трубопровод, распределяющий моторное масло из масляной магистрали. Кроме того, коленчатый вал 11 и поршневой шток 12 смазываются моторным маслом (на ФИГ.1 и 2, изображения масляной магистрали и трубопровода моторного масла опущены).

Возвращаясь к РИС. 1, регулятор 5 переключается между работой под нагрузкой и работой без нагрузки воздушного компрессора 4 в соответствии с изменением пневматического давления в воздушном ресивере 3 .

РИС. 3 представляет собой вид, показывающий пример конфигурации регулятора 5 . Регулятор 5 имеет цилиндр 21 , поршень 22 и пружину регулятора 23 .

Поршень 22 приводится в движение нижней поверхностью цилиндра 21 пружиной регулятора 23 . Кроме того, поршень 22 имеет первый проточный канал для выпуска воздуха в атмосферный воздух и второй проточный канал для направления воздуха к боковой поверхности поршня 22 . Кроме того, выпускной клапан 24 предусмотрен на стороне нижней поверхности поршня 22 . Выпускной клапан 24 открывает и закрывает первый проточный канал путем перемещения поршня 22 в направлении скольжения.

Кроме того, воздухопровод от ресивера 3 соединяется с нижней поверхностью цилиндра 21 в регуляторе 5 . Кроме того, боковая поверхность цилиндра 21 снабжена портом 25 для подсоединения воздушной магистрали от разгрузочного клапана 17 воздушного компрессора 4 .

Здесь, когда пневматическое давление в воздушном ресивере 3 достигает давления отключения на стороне высокого давления, давление воздуха на стороне нижней поверхности цилиндра преодолевает пружину регулятора 23 и поршень 22 выдвигается вверх в регуляторе 5 , при этом второй канал потока поршня 22 и порт 25 соединяются.Кроме того, поскольку выпускной клапан 24 закрыт давлением воздуха на стороне нижней поверхности цилиндра, первый канал потока поршня 22 закрыт. Соответственно, поскольку воздух в воздушном ресивере 3 давит на разгрузочный клапан 17 воздушного компрессора 4 , чтобы двигаться вниз, воздушный компрессор 4 работает на холостом ходу.

Напротив, когда пневматическое давление в воздушном ресивере 3 постепенно снижается, чтобы достичь давления включения на стороне более низкого давления, пружина регулятора 23 толкает поршень 22 вниз, а порт 25 закрыт поршнем 22 .Кроме того, выпускной клапан 24 преодолевает пневматическое давление на стороне нижней поверхности открываемого цилиндра, и открывается первый проточный канал. Соответственно, поскольку разгрузочный клапан 17 воздушного компрессора 4 не сжимается воздухом в регуляторе 5 , разгрузочный клапан 17 перемещается вверх, и воздушный компрессор 4 работает под нагрузкой.

Кроме того, регулятор 5 согласно варианту осуществления получает ввод частоты вращения двигателя от двигателя 2 через сигнальную линию и изменяет синхронизацию (время переключения) для переключения воздушного компрессора 4 с нет -нагрузка работает на нагрузку работает, в зависимости от оборотов двигателя.

В качестве примера, как показано на РИС. 3, регулирующий клапан 26 , который управляется в зависимости от частоты вращения двигателя, может быть установлен в середине воздухопровода от ресивера 3 для воздуха. Согласно варианту осуществления, когда частота вращения двигателя меньше порогового значения, регулирующий клапан 26 открывается и сбрасывает часть воздуха из ресивера 3 в регулятор 5 . Напротив, когда частота вращения двигателя высокая, равная или превышающая пороговое значение, регулирующий клапан 26 может быть закрыт.Соответственно, когда двигатель 2 вращается с высокой скоростью, пневматическое давление на стороне нижней поверхности цилиндра в регуляторе 5 становится относительно выше по сравнению со временем, когда скорость двигателя меньше порогового значения. В результате, когда двигатель 2 вращается с высокой скоростью, разгрузочный клапан 17 с трудом перемещается вверх, и время переключения на работу под нагрузкой задерживается.

Здесь указанное выше пороговое значение, определяющее время высокоскоростного вращения двигателя 2 , может соответствующим образом регулироваться с учетом типа двигателя, коэффициента увеличения скорости между двигателем и воздушным компрессором 4 , и тому подобное.В соответствии с вариантом осуществления величина задержки времени переключения составляет, например, приблизительно от 1 секунды до 3 секунд.

Кроме того, вышеупомянутый регулирующий клапан 26 открывается независимо от частоты вращения двигателя, в зависимости от выходного сигнала блока обнаружения 6 , в то время, когда давление в воздушном ресивере 3 достигает вышеуказанного значения. упомянутое предельное давление. Соответственно, когда давление в воздушном ресивере 3 снижается до предельного давления, воздушный компрессор 4 может быть принудительно переключен на работу под нагрузкой, и, таким образом, может быть обеспечено движение пневматического тормоза.

Далее работа и эффект устройства для сжатия воздуха в соответствии с вариантом осуществления будут описаны в сравнении со сравнительным примером.

Во-первых, со ссылкой на фиг. 5 будет описан пример движения обычного устройства для сжатия воздуха, который является сравнительным примером. ИНЖИР. 5 ( и ) представляет собой вид, показывающий изменение давления в воздушном резервуаре согласно сравнительному примеру, в котором вертикальная ось указывает давление, а горизонтальная ось указывает время.ИНЖИР. 5(b ) представляет собой вид, показывающий изменение скорости вращения двигателя согласно сравнительному примеру, в котором вертикальная ось указывает скорость вращения двигателя, а горизонтальная ось указывает время. ИНЖИР. 5(c ) представляет собой вид, показывающий изменение давления нагнетания и разрежения на впуске в воздушном компрессоре в соответствии со сравнительным примером, в котором вертикальная ось указывает давление, а горизонтальная ось указывает время.

В устройстве для сжатия воздуха в соответствии со сравнительным примером воздушный компрессор переключается на работу под нагрузкой по давлению включения, а воздушный компрессор переключается на работу без нагрузки по давлению отключения, не принимая с учетом частоты вращения двигателя (см. РИС.5( a ) и 5(b )). При этом, если воздушный компрессор переключается на работу под нагрузкой при высоких оборотах двигателя вблизи пика (например, непосредственно перед сменой смены), значения давления нагнетания и разрежения на входе воздушного компрессора мгновенно становятся большими ( см. фиг. 5 ( с )). В упомянутом выше случае количество моторного масла, поднимающегося в поршне воздушного компрессора, мгновенно увеличивается.

Напротив, на фиг.4 представляет собой вид, показывающий пример движения воздушного компрессора в соответствии с вариантом осуществления. ИНЖИР. 4 ( и ) представляет собой вид, показывающий изменение давления в воздушном резервуаре согласно варианту осуществления, в котором вертикальная ось указывает давление, а горизонтальная ось указывает время. ИНЖИР. 4(b ) представляет собой вид, показывающий изменение скорости вращения двигателя согласно варианту осуществления, в котором вертикальная ось указывает скорость вращения двигателя, а горизонтальная ось указывает время. ИНЖИР. 4(c ) представляет собой вид, показывающий изменение давления нагнетания и разрежения на впуске в воздушном компрессоре согласно варианту осуществления, в котором вертикальная ось указывает давление, а горизонтальная ось указывает время.

В устройстве для сжатия воздуха согласно варианту осуществления, когда частота вращения двигателя высокая, равная или превышающая пороговое значение, время переключения для переключения воздушного компрессора 4 на работу под нагрузкой задерживается по сравнению с время достижения давления включения (см. фиг. 4 ( и ) и 4 (b )). Соответственно, в варианте осуществления можно заставить воздушный компрессор 4 начать подачу сжатого воздуха в состоянии низкой частоты вращения двигателя, а значения давления нагнетания и отрицательного давления на входе в воздушный компрессор 4 становятся сравнительно небольшими во время начала работы под нагрузкой (см. 4( с )). Соответственно, в варианте осуществления можно эффективно подавлять увеличение мгновенной величины подъема масла в воздушный компрессор 4 .

Модифицированный пример варианта осуществления

В упомянутом выше варианте осуществления, когда частота вращения двигателя равна или превышает пороговое значение, описан пример, в котором регулятор 5 задерживает время переключения воздушного компрессора 4 до нагрузки, по сравнению со временем достижения давления включения.Однако в варианте осуществления, упомянутом выше, когда скорость двигателя равна или превышает пороговое значение, регулятор 5 может изменить время переключения воздушного компрессора 4 на работу под нагрузкой до достижения давления включения. .

В этом модифицированном примере регулирующий клапан 26 может быть закрыт, когда частота вращения двигателя меньше порогового значения, а регулирующий клапан 26 может быть открыт, когда частота вращения двигателя равна или превышает пороговое значение . Соответственно, когда двигатель 2 вращается с высокой скоростью, пневматическое давление на стороне нижней поверхности цилиндра в регуляторе 5 относительно снижается по сравнению со временем, когда скорость двигателя меньше порогового значения. В результате, когда двигатель 2 вращается с высокой скоростью, разгрузочный клапан 17 имеет тенденцию перемещаться вверх, и время переключения на работу под нагрузкой увеличивается.

В соответствии с вышеприведенным подробным описанием особенности и преимущества варианта осуществления будут очевидны.Это предназначено для того, чтобы формула изобретения охватывала признаки и преимущества варианта осуществления, как указано выше, в объеме, не выходящем за рамки сущности и объема настоящего изобретения. Кроме того, считается, что специалисты в данной области техники могут легко понять любое улучшение и модификацию, и настоящее изобретение не предназначено для ограничения вышеприведенным описанием объема варианта осуществления, имеющего изобретательский уровень, но может быть основано на соответствующих улучшениях. и эквиваленты, которые включены в объем, раскрытый в варианте осуществления.

Многие признаки и преимущества варианта осуществления очевидны из подробного описания, и, таким образом, прилагаемая формула изобретения предназначена для охвата всех таких признаков и преимуществ варианта осуществления, которые соответствуют его истинной сущности и объему. Кроме того, поскольку специалистам в данной области техники легко прийти в голову многочисленные модификации и изменения, нежелательно ограничивать вариант осуществления изобретения конкретной проиллюстрированной и описанной конструкцией и работой, и, соответственно, можно прибегнуть ко всем подходящим модификациям и эквивалентам, попадающим в рамки его объем.

Газовый компрессор — механическое устройство, повышающее давление газа за счет уменьшения его объема

Газовый компрессор

Из Википедии, свободной энциклопедии

Газовый компрессор — это механическое устройство, повышающее давление газа за счет уменьшения его объема. Сжатие газа естественным образом увеличивается его температура.

Компрессоры тесно связаны с насосами: оба повышают давление на жидкости, и оба могут транспортировать жидкость по трубе.Как газы сжимаемы, компрессор также уменьшает объем газа, тогда как основной результат насоса, повышающего давление жидкости это позволить транспортировать жидкость в другое место.

Конструкция воздушного компрессора

* Поршневые компрессоры — с поршневым приводом коленчатым валом. Они бывают как стационарными, так и переносными, могут быть одиночными или многоступенчатые, и могут приводиться в действие электродвигателями или двигателем внутреннего сгорания. двигатели.Обычно используются небольшие поршневые компрессоры мощностью от 5 до 30 л.с. наблюдается в автомобильных приложениях и, как правило, для прерывистого долг. Поршневые компрессоры большей мощности до 1000 л. с. встречаются в крупных промышленных приложениях, но их количество сокращается поскольку они заменены менее дорогостоящими винтовыми компрессорами. Увольнять давление может колебаться от низкого давления до очень высокого давления (> 5000 psi или 35 МПа).

 

* Ротационно-винтовые компрессоры — используют два вращающиеся винтовые винты с принудительным смещением, чтобы нагнетать газ в меньшее пространство.Обычно они предназначены для непрерывного, коммерческого и промышленного применения и бывают как стационарными, так и переносными. Их применение может быть от 5 л.с. (3,7 кВт) до более 500 л.с. (375 кВт) и от низкого давления до очень высокого давления (> 1200 фунтов на квадратный дюйм или 8,3 МПа).

 

* Безмасляный вращающийся винт компрессоры — Разработаны специально для применений, требующих высочайшего уровня чистоты, такие как фармацевтические производство, пищевая промышленность и критическая электроника, Абсолютный класс. Абсолютно нулевой класс. Получите многолетний опыт работы с безмасляными сжатый воздух для критически важных приложений работает на вас.

 

* VSD (Variable Speed ​​Drive) Винтовые компрессоры — предложения постоянная подача сжатого воздуха, независимо от колебаний потребности.

Подробная информация о продукте со смазкой »

Подробная информация о безмасляном продукте »

Преимущества частотно-регулируемого привода (VSD) общепризнаны.Компрессоры VSD просто измеряют давление в системе и поддерживают постоянное давление подачи в узком диапазоне давлений (около +/- 1,5 фунта на кв. Изменяя скорость приводного двигателя, преобразователь частоты может обеспечить точное необходимая производительность по воздуху, поэтому при снижении потребности в воздухе преобразователь частоты будет снизить подачу воздуха и потребление электроэнергии. Это приводит к большей экономии энергии, так как каждое снижение на 2 фунта на кв. дюйм дает снижение на 1% в энергопотреблении.Интегрированные пакеты VSD предлагают преимущества, выходящие за рамки экономия энергии, в том числе менее регулярное техническое обслуживание, меньший риск повреждение и более длительный срок службы оборудования.

 

* Винтовые компрессоры низкого давления — воздуходувки — уменьшает энергозатраты в среднем на 30% по сравнению с лопастной технологией. Воздуходувки ZS обеспечивают непрерывную и надежная подача 100% безмасляного воздуха – сертифицирована по ISO 8573-1 КЛАСС 0 (2010 г.).Объединяя проверенные преимущества винтовой технологии, серия ZS сократит ваши затраты на электроэнергию в среднем на 30 % по сравнению с к лобовой технологии.

 

* Спиральный компрессор — аналогичный к винтовому устройству, включающему в себя два чередующихся спиралевидных прокручивается до сжать газ. Безмасляные спиральные воздушные компрессоры серий SF и SF+ объединить обширный опыт и знания Atlas Copco в ведущем в своем классе упаковка.В то время как серия SF включает в себя стандартный пневматический контроллер, серия SF+ может похвастаться высококлассным контроллером Elektronikon®. Надежный и компактный, они оба отвечают вашим требованиям благодаря инновационным технологиям и высочайшему энергоэффективность без ущерба для качества.

 

Ступенчатое сжатие

Поскольку при сжатии выделяется тепло, сжатый воздух необходимо охлаждать. между ступенями, что делает сжатие менее адиабатическим и более изотермическим.Межступенчатые охладители вызывают конденсацию, что означает водоотделители. со сливными клапанами присутствуют. Маховик компрессора может приводить в движение вентилятор.

Например, в обычном компрессоре для дайвинга воздух сжимается в три этапа. Если каждая ступень имеет степень сжатия 7 к 1, Компрессор может выдавать 343-кратное атмосферное давление (7 x 7 x 7 = 343).

Первичные двигатели

Существует множество вариантов «первичного двигателя» или двигателя, которые питание компрессора:

* газовые турбины питают осевые и центробежные компрессоры, являются частью реактивных двигателей
* паровые турбины или водяные турбины возможны для больших компрессоров
* электродвигатели дешевы и бесшумны для статических компрессоров.Маленькие моторы подходит для бытового электроснабжения использовать однофазный переменный ток. Двигатели большей мощности можно использовать только там, где промышленная электрическая сеть трехфазного переменного тока ток питания есть.
* дизельные двигатели или бензиновые двигатели подходят для переносных компрессоров и вспомогательные компрессоры, используемые в качестве нагнетателей от собственной мощности коленчатого вала. Они используют энергию выхлопных газов для питания турбокомпрессоров

.

ГИКОРИ, Северная Каролина — ШАРЛОТТА, Северная Каролина — СОЛИСБЕРИ, Северная Каролина


РОЛИ, Северная Каролина — РИЧМОНД, Вирджиния — ПРИЛИВНАЯ ВОДА, Вирджиния

Штаб-квартира в Солсбери, Северная Каролина, с системными инженерами и техниками, обслуживающими Северную Каролину, Южную Каролину и Центральную Вирджинию.

Телефон: (800) 745-0348 Местный: 704-637-7055
Запросить предложение, услугу или дополнительную информацию

Аварийная служба в нерабочее время

У нас есть специалисты по обслуживанию, которые доступны 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Для аварийная служба в нерабочее время звоните (800) 745-0348

Мы принимаем все основные кредитные карты.

Компрессор со свободным поршнем для компактного робота | Машиностроение

В этой статье основное внимание уделяется использованию компрессора со свободно-жидкостным поршнем (FPEC) для компактного робота. Представленный в статье ФЭК объединяет двигатель и компрессор в единый блок. FPEC, форма срабатывания с высокой плотностью мощности, может помочь управлять роботами человеческого масштаба. Источник энергии, который обеспечивает пневматическую мощность, представляет собой привлекательную альтернативу, которая решает многие проблемы масштабируемости гидравлики, сохраняя при этом высокую удельную мощность срабатывания. Система также предоставляет дополнительные преимущества, такие как питание по требованию без простоя. Использование поршня с высокой инерцией, воздуха под высоким давлением и топлива с высоким давлением паров позволяет двигателю работать в цикле впрыскивания и воспламенения.Динамически FPEC похож на схему преобразователя ошибок в том, что поток усиливается, а поршень с высоким коэффициентом наследования играет ту же энергетическую роль, что и индуктор. Данные свидетельствуют о том, что пневматические системы, использующие FPEC в качестве источника энергии, будут демонстрировать плотность энергии системы, сравнимую, если не лучшую, с лучшими электрохимическими системами.

Роботы человеческого масштаба, работающие ниже 1 кВт, обычно питаются от батарей. Учитывая низкую плотность энергии современных перезаряжаемых батарей, время работы этих систем составляет всего порядка 15-30 минут 1 .Проблема низкой плотности энергии таких систем часто усугубляется срабатыванием с низкой плотностью мощности, что приводит к тому, что тяжелая система потребляет потенциал для выполнения задач, выходящих за рамки базовой мобильности. Что необходимо, чтобы преодолеть этот технологический барьер, так это система с портативным источником питания с высокой плотностью энергии, соединенная с формой привода с высокой плотностью мощности.

Одна такая система с альтернативным источником энергии и приводом видна на BigDog компании Boston Dynamic, в которой используется двигатель внутреннего сгорания/гидравлический насос и гидравлическая система привода. Двигатель BigDog обеспечивает мощность около 1 лкВт в течение более 2,5 часов 2 . Однако этот подход трудно уменьшить из-за массы рабочей жидкости, а также таких компонентов, как обратные линии, аккумуляторы, регулирующие клапаны и шланги.

Источник энергии, обеспечивающий пневматическую мощность, представляет собой привлекательную альтернативу, которая решает многие проблемы масштабируемости гидравлики, сохраняя при этом высокую удельную мощность срабатывания.Современные малогабаритные двигатели, соединенные с компрессорами, имеют необоснованно низкий КПД системы и, как следствие, низкую плотность энергии. Представленный здесь свободнопоршневой двигатель/компрессор (FPEC) объединяет двигатель и компрессор в единый блок. Этот подход обеспечивает достаточно эффективное преобразование химического потенциала в пневматическую потенциальную энергию за счет создания динамической нагрузки, обеспечиваемой жидкостным поршнем, при одновременном снижении общей массы системы преобразования по сравнению с обычным решением. Система также предоставляет дополнительные преимущества, такие как питание по требованию без простоя. Достигая даже скромной эффективности и разумной массы FPEC, высокая плотность энергии углеводородного топлива (~ 45 МДж / кг) приводит к тому, что плотность энергии системы во много раз превышает плотность энергии лучших батарей (~ 700 кДж / кг).

Компрессоры двигателя со свободным поршнем работают путем отделения камеры сгорания от головки компрессора с помощью «свободного поршня», который перемещается в ответ на силы давления с обеих сторон.Хотя это компактное средство объединения двигателя и компрессора было изобретено в 1928 году 3 , трудности с управлением помешали его широкому внедрению. Управление синхронизацией впуска и выпуска в двигателях со свободными поршнями является сложной задачей, поскольку ход поршня не ограничен кинематически, а положение поршня часто трудно измерить. Поэтому типичное управление на основе кулачка, наблюдаемое в двигателях без свободного поршня, обычно недоступно. FPEC решает эти проблемы, измеряя состояние давления в головке компрессора 4,5 .

Жидкостный поршень FPEC сконструирован путем улавливания воды в трубе между двумя эластичными мембранами (высокотемпературный силикон), таким образом объединяя массу и пружинный элемент в компактном корпусе. Это расположение схематично показано на рис. 1 . Поперечное сечение жидкостного поршня больше на концах и меньше в промежуточной области, что увеличивает инерционность поршня при уменьшении массы.

Схема FPEC при (а) эффективной ВМТ и (б) эффективной НМТ.

Использование преимуществ поршня с высокой инерцией, воздуха под высоким давлением и топлива с высоким давлением паров позволяет двигателю работать по циклу «впрыск и зажигание», который значительно отличается от 4-тактных или 2-тактных двигателей. В этом инжекционно-пламенном режиме работы сжатый воздух и топливо впрыскиваются на стенку поршня.Инерция поршня представляет собой высокую динамическую нагрузку, так что сжатие сохраняется до тех пор, пока не закончится впрыск и искра не сможет воспламенить смесь. Давление сгорания ускоряет поток воды по трубе, расширяя противоположную мембрану в головку компрессора, нагнетая воздух в резервуар для воздуха высокого давления, как показано на рис. 2 . Затем открывается выпускной клапан на головке сгорания, эластичные мембраны возвращают поршень в исходное положение, и в головку компрессора вдувается атмосферный воздух.Затем часть сжатого воздуха используется в следующем цикле.

(a) Головка компрессора во время накачивания (b) Головка компрессора в НМТ (c) Головка компрессора во время вдоха.

Компрессор двигателя со свободным поршнем прошел через три различных прототипа, как показано на рис. 3 . Каждый прототип был смоделирован, а затем проверен экспериментально.Утвержденная модель каждой версии использовалась для руководства и уточнения дизайна следующего прототипа. Основное усовершенствование между первым прототипом (, рис. 3a, ) и вторым (, рис. 3b, ) заключалось в увеличении инерционности поршня и меньшей массе поршня. Первый прототип имел отдельную камеру сгорания, которая открывалась к упругой стенке поршня в ответ на давление сгорания. В этой отдельной камере сгорания не было необходимости во втором прототипе из-за высокой динамической нагрузки, создаваемой инерцией для поддержания давления перед сгоранием.

а) Прямая конфигурация, б) Петлевая конфигурация, в) Конфигурация, показанная на рис. 8. (a, b и c не в масштабе относительно друг друга).

Основным усовершенствованием второго и третьего прототипов (рис. 3c) была конфигурация поршня в форме восьмерки для уменьшения сил динамической реакции во время работы. В отличие от двигателей с твердым поршнем, жидкостный поршень обеспечивает балансировку двигателя в однопоршневом двигателе. В таблице 1 показано сравнение рассчитанных силы, момента, импульса и углового импульса для каждой из трех конфигураций прототипа.

Таблица 1

Реакции для различных конфигураций жидкостного поршня.

Метрика реакции Прямой петли Рисунок 8
9076 9
Максимальная сила (N) 894 159 103
Максимальный момент (N * M ) 0 116 0
Максимальный импульс (Н*с) 4. 61 1,02 0,533
Макс. Угловой импульс (N * M * S) 0 0 0.567 0
Прямой Loop Рисунок 8
Максимальная сила (N ) 894 159 159 103
Максимальный момент
0 116 0
Максимальный импульс (N * S) 4. 61 1,02 0,533
Макс. Угловой импульс (Н*м*с) 0 0,567 0

Динамически FPEC похож на схему обратного преобразователя (показана на рис. 4 ) в том, что поток усиливается, а высокоинерционный поршень играет ту же энергетическую роль, что и индуктор.

Схема FPEC, энергетически представленная в виде понижающего преобразователя.

В понижающем преобразователе источник высокого напряжения/малого тока преобразуется в низкое напряжение/большой ток через нагрузку с высокой эффективностью с использованием катушки индуктивности, диода и переключателя. В FPEC из головки компрессора выходит больше массы, чем входит в головку сгорания. Впускаемый воздух и топливо при сгорании создают высокое давление, аналогичное напряжению источника понижающего преобразователя. Затем этот источник нагружает поршень с высокой инерцией, как это делается с катушкой индуктивности в понижающем преобразователе.Затем кинетическая энергия, запасенная в поршне, преобразуется в более высокую доставляемую массу при более низком давлении, чем в источнике.

Большинство экспериментальных результатов, представленных ниже, относятся ко второму прототипу, который содержал более обширную аппаратуру для проверки модели динамической системы и полной энергетической характеристики устройства. Массу и размеры лучше всего характеризует прототип номер три. Как автономное устройство, третий прототип включал встроенный микроконтроллер и всю вспомогательную электронику, но содержал минимальное количество инструментов. Что касается второго прототипа, измеренный КПД (низшая теплотворная способность пропанового топлива по отношению к потенциальной энергии воздуха) варьировался от 3,45% до 6,63% при диапазоне выходной мощности от 9,6 Вт до 17,9 Вт 16 . Подход к управлению виртуальным кулачком, примененный к этому прототипу, позволил улучшить диапазон эффективности от 4,4% до 8,1% при диапазоне выходного давления от 380 кПа до 720 кПа (от 40 до 90 фунтов на кв. дюйм) и немного более высокой выходной мощности 4, 14 . Опытный образец номер три имел массу 5,9 кг и был способен подавать сжатый воздух до 1,5 т.2 МПа (157 фунтов на кв. дюйм изб.), улучшение по сравнению со вторым прототипом в значительной степени связано с изменениями конструкции обратного клапана головки компрессора и инерционных форсунок 17 на основе модели .

Хотя эти КПД кажутся низкими, следует помнить, что это комбинированный КПД двигателя внутреннего сгорания и компрессора в относительно небольшом корпусе. Данные свидетельствуют о том, что пневматические системы, использующие FPEC в качестве источника энергии, будут демонстрировать плотность энергии системы, сравнимую, если не лучше, с лучшими электромеханическими системами.Экспериментально продемонстрированная плотность энергии FPEC колеблется от 2040 кДж/кг до 3750 кДж/кг (результирующая накопленная пневматическая потенциальная энергия на килограмм топлива) по сравнению с примерно 700 кДж/кг для литий-ионных аккумуляторов. С учетом примерно 50% эффективности приведения в действие (пневматические приводы или двигатели с редукторами) это соответствует удельной работе от 1020 кДж/кг до 1875 кДж/кг для системы с приводом FPEC с пневматическими приводами по сравнению с примерно 350 кДж. /кг для системы с питанием от литий-ионных аккумуляторов и серводвигателями постоянного тока.Такое тройное преимущество в сочетании с присущими пневматическим приводам преимуществами удельной мощности (и, следовательно, веса) по сравнению с серводвигателями постоянного тока, такие устройства, как FPEC, позиционируют системы с пневматическим приводом как привлекательный вариант для не привязанных роботизированных систем человеческого масштаба. Также возможна дальнейшая оптимизация конструкции и управления FPEC.

Слева направо: Нитин С. Кумар, Эрик Дж. Барт и Марк Э.Хофакер

(PDF) измерение мощности механических потерь в экспериментальном возвратно-поступательном воздухе компрессорное воздействие поршневых групп

Saša Milojević, Radivoje Pešić, Dragan Taranović, Aleksandar Davinić

490

для испытания экспериментального компрессора на тестовой установке предложили

использование ACACA ProtocolTM 2000. Протокол определяет стандартную процедуру испытаний для измерения

свободной подачи воздуха и производительности насоса.

Благодарность

Статья является результатом исследования в рамках проекта TR 35041, финансируемого Министерством науки и технологического развития

Республики Сербия.

ССЫЛКИ

[1] Европейская комиссия. Climate Action, от

https://ec.europa.eu/clima/policies/transport/vehicles/heavy_en, доступ по телефону

02.03.2019.

[2] Милоевич, С. (2016). Реконструкция существующих городских автобусов на дизельном топливе для привода

на водороде.Журнал Applied Engineering Letters, vol. 1, нет. 1, с. 16-23.

[3] Скруцаны Т., Милоевич С., Семанова Ш., Чехович Т., Фиглус Т., Синак Ф.

(2018). Энергоэффективность использования электрической энергии как тяги на транспорте.

Транспортная техника и технология, вып. XIV, нет. 2, с. 9-14.

[4] Милоевич С., Скручаны Т., Милошевич Х., Станоевич Д., Пантич М., Стоянович Б.

(2018). Альтернативные системы привода и экологически чистый общественный транспорт

Пассажирский транспорт.Журнал Applied Engineering Letters, vol. 3, нет. 3, с. 105-

113.

[5] Милоевич, С., Пешич, Р. (2011). Автобусы на КПГ для чистого и экономичного города

Транспорт. Журнал Mobility & Vehicle Mechanics (MVM), vol. 37, нет. 4, с. 57-71.

[6] Песич Р., Милоевич С. Эффективность и экологические характеристики дизельного двигателя VCR

. Журнал Автомобильная техника, вып. 14, нет. 5, с. 675-681.

[7] Милоевич, С. (2017). Устойчивое использование природного газа в качестве моторного топлива в городских автобусах

: Преимущества и ограничения.Журнал прикладных инженерных наук, вып. 15,

нет. 1, с. 81-88.

[8] Нинкович, Д., Таранович, Д., Милоевич, С., Пешич, Р. (2013). Моделирование клапана

Динамика и расход в поршневых компрессорах. Журнал Mobility & Vehicle

Механика (МВМ), том. 39, нет. 3, с. 47-63.

[9] Пешич, Р. (2004). ASMATA – замена автомобильных стальных деталей на алюминий

. Журнал Mobility & Vehicle Mechanics (MVM), Special Edition, vol.30.

[10] Кеннеди М., Хоппе С., Эссер Дж. (2012). Покрытие поршневых колец снижает трение бензинового двигателя

. МТЗ Motortechnische Zeitschrift, том. 73, нет. 5, с. 40-43.

[11] Милоевич С., Пешич Р., Таранович Д. (2015). Трибологические принципы

Конструирование поршневых машин. Журнал Трибология в промышленности, вып. 37,

нет. 1, с. 13-19.

[12] Таранович Д., Нинкович Д., Давинич А., Пешич Р., Глишович Дж., Милоевич С.

(2017). Динамика клапанов в поршневых компрессорах автомобилей. Tehnički

Vjesnik, vol. 24, нет. 2, с. 314-319.

Руководство по закупкам воздушных компрессоров – Покупка

Содержание
– Введение
– Тенденции
– Типы
– Характеристики
– Выбор продавца

Введение

Пневматические инструменты стали основным продуктом на многих рабочих площадках благодаря простоте и преимуществам, которые они обеспечивают. На самом деле, считается, что почти каждая отрасль в настоящее время в той или иной степени зависит от инструментов для работы со сжатым воздухом.Одним из их самых больших преимуществ является то, что они обеспечивают свободу от электричества и не требуют собственного двигателя, что особенно полезно в сельской местности или временных местах, таких как ярмарочные площади или музыкальные фестивали. Но для того, чтобы эти инструменты работали в разных местах, от городских до сельских, им требуется поддержка соответствующего воздушного компрессора.

Воздушные компрессоры

приводят в действие все, от крупного промышленного производственного оборудования до отдельных трещоточных и ударных гайковертов, распылителей краски и финишных гвоздезабивателей.В этом широком применении вы часто найдете еще пару основных преимуществ воздушной системы: универсальность и мощность. Независимо от масштаба или местоположения вашего проекта, воздушный компрессор вмещает весь спектр совместимых инструментов, переключаясь так же быстро и легко, как замена сверла. Кроме того, по сравнению со стандартными инструментами модели с пневматическим приводом часто обеспечивают больший крутящий момент и более высокие обороты.

Три типа
Доступны воздушные компрессоры трех основных типов:

  1. Поршневые – Нагнетательные компрессоры, обеспечивающие повышенное давление воздуха за счет ограничения объема воздуха. Доступные в одноступенчатом и двухступенчатом исполнении, они обычно имеют мощность от 1 до 15 л.с.
  2. Винтовой – поршневые компрессоры, которые считаются простыми в эксплуатации и обслуживании. Благодаря своей способности обеспечивать непрерывную работу, их конструкция обеспечивает охлаждение внутри компрессора, предохраняя отдельные части от экстремальных рабочих температур и позволяя им обеспечивать выходную мощность в диапазоне от 7,5 до 100 л.с. и выше.
  3. Центробежный – Компрессоры, в которых не используется принудительное вытеснение и которые наиболее эффективны при работе на полную мощность, что делает их идеальными для рабочих сред, в которых спрос непрерывен, а необходимая мощность начинается примерно со 100 л.с.

В целом, воздушные компрессоры являются очень прочными инструментами. Например, предполагается, что роторный компрессор проработает от 40 000 до 60 000 часов, что эквивалентно постоянной работе от 20 до 30 лет. Срок службы поршневых компрессоров при регулярном техническом обслуживании составляет от 10 до 15 лет. Каждый из трех типов также имеет ряд преимуществ и недостатков, которые мы рассмотрим более подробно ниже.

Важность профессионального дилера
Вы быстро обнаружите, что дилеры воздушных компрессоров часто специализируются на определенной марке.Причина в том, что производители обычно требуют эксклюзивности среди своих сетей. Хотя это влечет за собой немного больше сравнительных покупок с вашей стороны, в конечном итоге это становится плюсом. Специализация позволяет дилерам лучше ознакомиться с каждой из продаваемых ими моделей, конкретными приложениями, для которых они были разработаны, и типом обслуживания, необходимого для поддержания их в рабочем состоянии.

Этот опыт позволяет им консультировать по точному типу оборудования, наиболее подходящего для ваших предполагаемых задач, а также предлагать выгодные пакеты услуг по фиксированной цене, которые могут помочь вам сохранить инвестиции в будущем. На самом деле, по некоторым оценкам, техническое обслуживание и ремонт могут составлять до 20% от общих инвестиций в легкие или промышленные воздушные компрессоры.

Ориентировочная стоимость
Чем больше энергии вам нужно, тем больше вы можете заплатить. Но, учитывая универсальность воздушного компрессора, одна инвестиция может в конечном итоге сэкономить вам на покупке дополнительных инструментов и оборудования.

Вот примерная стоимость популярных спецификаций:

[таблица] Тип, Мощность, CFM, PSI, Портативный/Стационарный, Ориентировочная стоимость
Поршневой, 3 — 5 л.с., 10.3 — 15,5 куб. футов в минуту, 135 фунтов на кв. дюйм, портативный, «800-1400 долларов США»
Поршневой, 7,5 л.с., 24 куб. футов в минуту, 175 фунтов на кв. дюйм, портативный, «1900-2200 долларов США» $2,700 — $5,200″
Вращающийся винт, 15 л.с., 46 куб. футов в минуту, 175 psi, портативный, «$2,900 — $7,500»
Вращающийся винт, 80 л.с., 185 куб. — 200 л.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.