Ein Luftgebläse ist der beste Weg, um die Leistung zu erhöhen! Antrieb Kompressor oder Luftgebläse. Rüste dein Auto auf

Wer gerne ein Teil ins andere quetscht, weiß was Turboaufladung ist, das heißt, wir sind bei Ihnen. Kürzlich erschienen elektrische Optionen Turbine und Kompressor mit mechanischer Antrieb(oder Kompressor). Welche elektrischen Versionen dieser Kompressoren gibt es und wie funktionieren sie?

Bevor wir in die Diskussion einsteigen, wollen wir unser Wissen über die Funktionsweise von Turbinen und Kompressoren auffrischen. Grundsätzlich erhöhen diese beiden Geräte die Dichte Luft-Kraftstoff-Gemisch das kommt in den motor Verbrennungs wo das Gemisch komprimiert und entzündet wird. Je höher die Dichte des Luft-Kraftstoff-Gemisches ist, desto stärker sind der Kolbenhub und der Motorbetrieb, auch ohne das physikalische Volumen der Motorzylinder zu vergrößern.

Genau deshalb kleine Motoren Turbomotoren sind leistungsstärker als ihre größeren Pendants: Der Motor erhält mehr Leistung aus jedem Kolbenhub. Wie kann diese Dichte erhöht werden? Durch Verdichten der einströmenden Luft mit einem Gebläse. Wird das Gebläse über einen Riementrieb des Motors angetrieben, handelt es sich um ein mechanisch angetriebenes Gebläse. Wenn von einer Turbine, die der Strömung Energie entzieht Abgase, das ist .

Der Nachteil eines Turboladers ist, dass es eine Weile dauert, bis der Motor genügend Abgas produziert. Diese lästige Störung wird als Turboloch bezeichnet. Der Kompressor hat keine solche Verzögerung, aber der Motor braucht auch Zeit, um die Turbine zu drehen, was sich auf seinen Wirkungsgrad auswirkt.

Es ist davon auszugehen, dass diese Nachteile nicht mehr bestehen, wenn diese Systeme um eine „elektrische“ Funktion erweitert werden. Und es wird wahr sein.

Eigentlich möchte ich über drei Mechanismen sprechen: elektrische mechanische Aufladung, elektrische Turboaufladung und denselben Unsinn, der im Internet verkauft wird. Wir entfernen sofort das Angebot im Internet. Und was genau beispielsweise bei eBay angeboten wird, können Sie dem Link entnehmen.

Ich muss gleich sagen, dass dies keine Option ist, um Ihren PT Cruiser noch leistungsfähiger zu machen. Auf diese Weise können Sie ohne ersichtlichen Grund eine nutzlose Sumpfpumpe oder einen nutzlosen Lüfter von einem Computer an einen Lufteinlass anschließen. Sie werden sowieso keine Änderungen sehen. All dieses Zeug, das an Ihr 12-Volt-Bordnetz angeschlossen wird, um den "Kompressor" zu betreiben, ist kompletter Müll.

V I'm besten fall, diese technischen Wunder werden mit einem Generator verbunden, um einen nutzlosen Lüfter zu starten, der immer noch nicht genug Leistung für die normale Kompression hat. Im Gegenteil, Sie werden durch den begrenzten Abluftstrom höchstwahrscheinlich etwas Leistung verlieren. Wie sie sagen, lass dich nicht täuschen.

Es gibt also echte elektrisch-mechanische Gebläse, und tatsächlich sind es die gleichen Gebläse, an die wir gewöhnt sind. Sie drehen auch den Kompressor, um die Luftdichte zu erhöhen, werden jedoch anstelle eines Riemenantriebs von einem Elektromotor angetrieben.

Aber der Elektromotor ist nicht der 12-Volt-Dummy von eBay. Dies erfordert mindestens ein 48-Volt-System. Die Kompression von Luft verbraucht viel Energie, daher ist sie schwierig zu entwickeln elektrische Systeme.

Die meisten Batterien und herkömmlichen elektrischen Systeme in Autos können diese Energiemenge einfach nicht schnell genug bereitstellen, um einen elektrischen Kompressor zu betreiben. Aus diesem Grund sind elektrische Kompressoren in der Regel mit Hochleistungs-Superkondensatoren ausgestattet, die Energie speichern und dann sehr schnell elektrische Energie abgeben können. Auch diese Kondensatoren lassen sich wie Elektro- und Hybridfahrzeuge nach dem regenerativen Bremsprinzip aufladen.

Mazda verwendet beispielsweise bereits einen Superkondensator in seinem i-eLoop-System. Und obwohl dies kein elektrischer Kompressor ist, ist es immer noch ein ziemlich großer Kondensator, der bereits produziert und in Autos eingebaut wird. Dies lässt hoffen, dass diese Technologie bald allgegenwärtig sein wird.

Elektrische Turbolader sind verwirrend und lassen uns denken, dass sie sich von elektrischen Kompressoren unterscheiden. Tatsächlich steckt in ihnen nicht viel von einem elektrischen Turbolader. Dabei handelt es sich lediglich um kleine elektrische Kompressoren, die mit einem konventionellen Abgasturbolader verbunden sind.

Schon per Definition bezieht ein Turbolader seine Energie aus den Abgasen, daher macht der geliebte Begriff „elektrischer Turbolader“ einfach keinen Sinn.

Grundsätzlich besteht die Hauptaufgabe eines elektrischen Turboladers darin, das Turboloch zu beseitigen und einem herkömmlichen Turbolader zu helfen, bis die Motordrehzahl den Punkt erreicht, an dem die Turbine am effizientesten ist. Dazu dreht ein elektrischer (der sich an der gleichen Stelle wie ein konventioneller Turbolader oder separat befinden kann, aber vom gleichen Laufrad angetrieben wird) den Verdichter beim Start und bei niedrigen Drehzahlen, und wenn das Abgasvolumen ausreichend ist, er überträgt die Arbeit auf einen konventionellen Turbolader.

Ein mechanischer Kompressor, oder wie er auch Kompressor genannt wird, ist die Hauptsache Teil von der ganze Mechanismus. Seine Aufgabe besteht darin, einen Druck über dem Atmosphärendruck zu erzeugen, der im Ansaugtrakt erzeugt wird.

Es erhielt diesen Namen aufgrund seiner direkten Verbindung mit Kurbelwelle mit dem es durch einen speziellen Antrieb verbunden ist.

Gebläseantrieb mit Kurbelwelle

Vorteile der Verwendung eines Gebläses

Arbeiten Dieses Gerät gebaut nach folgendem Schema:

• Luft einziehen;
• Kompression;
• zwingt Luft in das Ansaugsystem selbst.

Um die erforderliche Luftmenge anzusaugen, wird im Inneren des Gebläses ein Unterdruck erzeugt. Bezüglich des Druckaufbaus geschieht dies durch schnelles Drehen des Mechanismus (schneller als die Motordrehzahl). Aber die Einspritzung erfolgt aufgrund der vorhandenen Druckdifferenz.

Design-Merkmale

Dieses Design hat einen Ladeluftkühler. Dies ist ein spezieller Kühlkörper zum Kühlen Pressluft... Tatsache ist, dass sich die Luft beim Verdichten erwärmt, was zu einer deutlichen Abnahme von Druck und Dichte führt.

Der Ladeluftkühler kann von 2 Typen sein:

1. flüssig;
2. Luft.

Der Antrieb, über den die Verbindung erfolgt Kurbelwelle und mechanisches Gebläse, hat mehrere Arten:

• gerade - der Kompressor ist am Kurbelwellenflansch befestigt;
• kette - eine Metallkette wird zur Kommunikation verwendet;
• Gürtel - angelegt verschiedene Typen Gürtel. Es kann ein Flach-, Zahn- oder Keilriemen sein;
• elektrisch - es ist ein Elektromotor;
• Zahnrad ist ein zylindrisches Getriebe.

Das Design dieser Geräte kann unterschiedlich sein.

Arten von mechanischen Gebläsen

Im Laufe der Geschichte wurden einige Typen dieser Einheiten entwickelt. Einige davon sind noch in Autos verbaut, aber viele wurden vergessen, weil sie nicht den Erwartungen entsprachen.

Erwähnenswert sind solche Geräte wie: Flügelzellen- (Flügel-), Spiral-, Kolbenpumpen und andere. Alle diese Typen wurden aus dem einen oder anderen Grund entweder nicht in die Massenproduktion eingeführt oder vom Fließband genommen.

Derzeit sind die beliebtesten und gefragtesten 3 Arten von mechanischen Gebläsen (siehe Abbildung oben):

1. Cam (Wurzeln);
2. Schraube (Lysholm);
3. Zentrifugal.

Nockengebläse

Zu Ehren des Namens seiner Schöpfer heißt ein solches Gerät Roots, im Volksmund heißt es "Gebläse". Dieser Typ Entwürfe können zu Recht als die ältesten bezeichnet werden. Seine Nutzung begann im Jahr 1900. Seitdem haben sie sich ständig verbessert.

Heute hat ein solcher Kompressor Rotoren, die aus 3 oder 4 Nocken bestehen, die sich gegeneinander drehen. Ihre Anordnung ähnelt einer Spirale und erstreckt sich durch den gesamten Rotor. Dank des genau berechneten Neigungswinkels dieser Nocken, optimale Balance Verluste und Injektion. Es funktioniert nach dem Prinzip der Fremdeinspritzung, bei der die Nocken Luft aufnehmen und in die Rohrleitung (Ansaugung) pumpen. Ein ähnliches Funktionsprinzip und die gebräuchlichste Ölpumpe.

Der unbestreitbare Vorteil einer solchen Vorrichtung ist eine sehr schnelle Lufteinspritzung auf die erforderlichen Werte sowie eine Erhöhung dieses Drucks bei gleichzeitiger Erhöhung der Drehung der Kurbelwelle.

Aber dieser Vorteil hat auch Rückseite... Dieser Typ muss mit einem Druckkontrollsystem ausgestattet sein. Andernfalls entsteht durch unkontrollierte Lufteinblasung ein Überdruck, der zu Verstopfungen im Kanal (Auslass) führt. Aus diesem Grund sinkt die Motorleistung.

Um die Justierung durchzuführen, werden 2 Methoden verwendet:

1. Luftbypass - in diesem Fall arbeitet das Gebläse die ganze Zeit und bei Bedarf öffnet sich das Bypassventil;
2. Abschaltung des mechanischen Gebläses.

Um sicherzustellen richtige Arbeit das gesamte System, es ist fertig verschiedene Sensoren(Ansaugkrümmertemperatur, Druck usw.), ECU und Aktoren... Zu letzteren gehören: Kupplungselektromagnet, Antriebsmodul Bypassventil und andere.

Mechanische Gebläse dieser Art sind wegen ihrer sehr hohen Präzision recht teuer. Auch die Sauberkeit der angesaugten Luft ist von großer Bedeutung, denn schon kleine Verschmutzungen können das gesamte System zerstören. Das Gerät selbst ist recht schwer und erzeugt eine spürbare Geräuschkulisse, welche Resonatoren, Dämpfer verbaut sind, die Gehäusestruktur verbessert wird und so weiter.

Schraubengebläse

Sie können einen anderen Namen für ein solches Gerät finden - Lysholm. Dieser Typ weist Ähnlichkeiten mit dem Nockentyp auf. Es besteht aus ihnen 2 Schneckenrotoren mit spezieller konischer Form. Einer von ihnen mit Vorsprüngen auf der Oberfläche und der andere mit Rillen.

Während des Betriebs wird Luft von den Schnecken aufgenommen und beim Drehen komprimiert, gefolgt von ihrer Injektion in das Einlassrohr. Der Hauptunterschied zwischen einem Schraubgerät und einem Nockengerät ist die interne Lufteinblasung. Diese Methode effizienter.

Aber die weit verbreitete Annahme dieser Art von Design wird zurückgehalten. hoher Preis am Gerät, was durch die erheblichen Kosten bei seiner Herstellung erklärt wird. Das Haupteinsatzgebiet dieser Kompressoren liegt in teuren Sport- und Rennwagen.

Radialgebläse

Dieser Typ ist praktisch gleich mit. Es ist mit einem Laufrad (Rad) ausgestattet, das sich sehr schnell dreht (die Frequenz erreicht etwa 50-60.000 Umdrehungen pro Minute). Die Erfindung dieses Kompressors geschah fast gleichzeitig mit der Nockenwelle - zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts.

Zuerst wird Luft in den mittleren Teil des Laufrades gesaugt. Unter Einwirkung der Zentrifugalkraft rast es an den Schaufeln entlang, die Sonderform... Am Auslass hat die Luft einen niedrigen Druck und schnelle Geschwindigkeit... In diesem Zustand kollidiert es mit dem Diffusor. Das führt zu Luftstrom hoher Druck mit niedriger Geschwindigkeit.

Diese Art von Gebläse hat viele Vorteile gegenüber den anderen:

• Leicht;
• Kompaktheit;
• Effizienz;
• viele Befestigungsmöglichkeiten am Motor;
• kostengünstig.

Es gibt jedoch auch Nachteile, deren wichtigste die Abhängigkeit des Wirkungsgrades der Vorrichtung von der Kurbelwellendrehzahl ist. Aus diesem Grund ist es notwendig, ein Laufwerk mit Übersetzungsverhältnis variabler Typ.

Der Hauptnachteil aller mechanischen Gebläse

Es besteht darin, dass ihre Arbeit auf der Nutzung eines Teils der vom Motor erzeugten Leistung basiert. Dies ist der Hauptunterschied zwischen dem Kompressor und dem, der aufgrund der Energie der Gase (Abgas) arbeitet. Das bedeutet, dass die Leistung, die zur Erhöhung der Geschwindigkeit des Autos verwendet werden könnte, zum Antrieb des "Kompressors" verwendet wird. Und diese Verluste sind vor allem bei hoher Geschwindigkeit ziemlich groß.

Anwendung

Diese Geräte werden sowohl bei der Herstellung von Autos als auch beim Tuning verwendet. Generell gibt es 3 Hauptanwendungsgebiete:

1. Produktion von Serienmaschinen;
2. Abstimmung;
3. Produktion von Sportwagen.

Auf der Serienmaschinen mechanische Gebläse werden selten installiert, aber Sportversionen, dann können sie auf dieses Gerät nicht verzichten. Bei der Abstimmung eines Kompressors auf den Motor ist das keine Seltenheit. Um zu richtige Installation Hersteller produzieren spezielle Kits, die alle Teile für die korrekte Installation enthalten.

Ein mechanischer Kompressor ist eine der Variationen des Luftdrucksystems, um die Leistung des Motors zu erhöhen. Die Hauptaufgabe beim Betrieb einer solchen Lösung besteht darin, einen deutlich erhöhten Druck zu erzeugen, der den Indikator des Atmosphärendrucks im Ansaugkrümmer überschreitet.

Geräte eines solchen Plans werden als mechanisch bezeichnet, da sie von der Kurbelwelle des Motors angetrieben werden. Darin unterscheiden sie sich von anderen Systemen zum Einblasen von Luft in die Zylinder.

Das Gerät ähnelt im Prinzip einem Turbolader. Sie führt wie Turbinen eine ganze Reihe miteinander verbundener Funktionen aus. Das Gerät saugt Luft von außen an, führt den Prozess der Kompression durch, gefolgt von der Einspritzung in das Ansaugsystem des Motors. Durch das im Kollektor erzeugte Vakuum wird Luft angesaugt. Implementieren das richtige Niveau Druck, Gebläse dieses Typs müssen sich um . drehen erhöhte Drehzahlen vor dem Motor. Aufgrund der Druckdifferenz im System wird Luft in den Einlass gedrückt.

Die vom Gerät komprimierte Luft zeichnet sich durch einen Temperaturanstieg während der Kompression aus. Dies führt zu einer Abnahme der Dichte und das Ergebnis ist ein verringertes Druckniveau. Mechanisches System mit einem Ladeluftkühler ausgestattet, um dieses Problem zu lösen. Der Kühler ist ein Luft- oder Flüssigkeitskühler, der die komprimierten Luftmassen nach dem Durchgang durch das Gerät effizient kühlt.

Eigenschaften des Kompressorantriebs

Mechanisches Luftgebläse für Autos mit Verbrennungsmotor konstruktiv können gewisse Unterschiede zu anderen ähnlichen Lösungen aufweisen. Der Hauptunterschied zu ähnlichen Systemen ist hauptsächlich das hervorstehende Antriebssystem.

Die Gebläseantriebsvorrichtung kann wie folgt sein:

• Direktantriebssystem, bei dem die beschriebene Vorrichtung Befestigungselemente zur direkten Verbindung mit dem Kurbelwellenflansch aufweist;
• Zahn- oder Flachriemenantriebsriemen;
• einen Antrieb basierend auf einem Kettenantrieb;
• einen Getriebezug, der ein Stirnradgetriebe ist;
• Elektroantrieb, was das Vorhandensein eines separaten Elektromotors impliziert.

Jetzt lohnt es sich, jede der Sorten in Betracht zu ziehen. mechanischer Typ genauer.

Modern Verkehrsmittel kann mit einer Vielzahl von Kompressoren ausgestattet werden.

Drei Haupttypen von Geräten sind weit verbreitet:

• Nocken;
• Schraube;
• zentrifugal;

Nockentyp

Ein solches mechanisches Gebläse ist eine der ersten Entwicklungen. Es wurde seit Anfang des letzten Jahrhunderts in Fahrzeugen installiert.

Heute wird es umgesetzt dieses Design so dass der Kompressor mit einem Rotorpaar ausgestattet ist. Sie können drei oder vier Fäuste haben, die gegeneinander rotieren.

Die Achsschenkel sind spiralförmig entlang der gesamten Länge der oben erwähnten Rotoren positioniert. Der Verdrehwinkel dieser Elemente wird so gewählt, dass unter Berücksichtigung der parallel dazu auftretenden Verluste ein möglichst effizienter Lufteinblasvorgang gewährleistet ist. Allgemeines Design und das Funktionsprinzip der Nockenversion ist ähnlich wie beim Getriebe Ölpumpe eingestellt von Schmiersystem EIS.

Die Luft im Gebläse wird von den Fäusten des Rotors erfasst und bewegt sich im Nockenraum und zwischen den Gebläsewänden. Dabei wird es komprimiert, und danach beginnt der Prozess, Luft in den Einlass zu drücken. Dieses Prinzip nennt man Injektion externer Typ... Solche Kompressoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie den erforderlichen Druck mit hoher Geschwindigkeit realisieren.

Der Anstieg des obigen Drucks wird auch gleichzeitig mit einer Zunahme der Rotationsfrequenz der Kurbelwelle des Fahrzeugs aufgezeichnet.

Manchmal kann die Nockeneinheit sehr starke Drücke von mehr als erzeugen Benötigtes Level... Als Ergebnis - Bildung Luftstau in der Auslassöffnung und eine Verschlechterung des Druckwirkungsgrads, was zu einer Gesamtabnahme der Leistung des Aggregats in einer Vielzahl von Betriebsmodi führt. Um solche unerwünschten Folgen zu vermeiden, wird bei der Verwendung von mechanischen Einheiten in verpflichtend zusätzliche Maßnahmen zur Druckkontrolle und -regelung durchführen.

Der obige Druck wird durch 2 gängige Methoden reguliert:

• Die erste beinhaltet die Druckregulierung durch Abschalten des Gerätes. Zum größten Teil wird dieses Verfahren mittels einer elektromagnetischen Kupplung durchgeführt;
• Die zweite Möglichkeit besteht darin, Luft auf der Bühne zu starten kontinuierliche Arbeit Geräte. Die Luftmasse wird durch das Bypassventil abgelassen;

Heutzutage sind mechanische Druckbeaufschlagungslösungen mit Einstellkreisen wie folgt ausgestattet. Die komplexe Version umfasst Eingangslade- und Ansaugdrucksensoren, elektronische Steuergeräte usw.

Gleichzeitig wird auf zahlreiche Ausführungsmechanismen zurückgegriffen. Dazu gehören elektromechanische Bypassventilantriebsmodule, Kupplung Elektromagnet und andere Elemente. Kompressoren dieser Art sind überwiegend teuer. Dieser Zustand ist auf unzureichende Maßtoleranzen im Produktionsstadium zurückzuführen.

Derartige Lösungen zeichnen sich durch erhöhte Anforderungen an die Sterilität der in den Innenraum eintretenden Luft aus. Unabhängig von Grad oder Art der Verschmutzung oder fremde Objekte innerhalb des Systems kann die empfindliche Einheit leicht beschädigt werden.

Geräte dieser Art zeichnen sich durch ein solides Gewicht sowie eine hohe Geräuschentwicklung im Betrieb aus. Hersteller setzen eine Vielzahl von Maßnahmen zur Geräuschunterdrückung effektiv ein, die von konstruktiven Gestaltungsmerkmalen bis hin zum Einsatz von Resonatoren, Dämpfern und anderen reichen.

Schraubentyp

Gebläse Schraubentyp sind strukturell ähnliche Lösungen zu der zuvor betrachteten Variante.

Die betrachtete Einheit umfasst nun 2 Rotorschnecken einer bestimmten Form. Einer von ihnen hat charakteristische Vorsprünge und der zweite hat Rillen-Rillen. Diese Elemente haben eine konische Form, und die Luftkammer zwischen ihnen ist kleiner. Dies fällt auf, wenn Sie sich die Länge der Rotoren genau ansehen. Die ankommenden externen Gasgemische werden von den Schnecken erfasst, dann bewegt und komprimiert. Der Verdichtungsvorgang erfolgt durch eine Schneckenrotation.

Die letzte Stufe des Prozesses beinhaltet das Einblasen von Druckluft. Der Hauptunterschied zwischen dem betrachteten Gerät und dem Nockentyp besteht darin, eine interne Einspritzung bereitzustellen. Luft wird zwischen die Schnecken gepresst, was sie effizienter macht.

Zentrifugaltyp

Bei zentrifugalen Varianten erfolgt die Lufteinblasung nach einem Prinzip ähnlich dem eines Turboladers. Die Einheit basiert auf dem Laufrad Laufrad. Es dreht sich mit einem sehr, sehr schnelle Geschwindigkeit, und in Bezug auf die Anzahl der Umdrehungen ist er in der Lage, die Marke von fünfzig oder sechzig Umdrehungen pro Minute zu erreichen.

Das Funktionsprinzip der Zentrifugallösung besteht darin, dass die einströmende Luft vom Gerät in den Innenraum des Rades gesaugt wird. Zentrifugalkraft Luft bewegt sich entlang der Schaufeln und die Luft aus dem Rad tritt bereits aus hohe Geschwindigkeiten, aber bereits durch Unterdruck gekennzeichnet.

Dort wird die Luft gerade durch den Diffusor geleitet, der ganze Zeile stationäre Schaufeln in der Nähe des Laufrades. Luftströme mit hoher Geschwindigkeit durchlaufen nach dem Durchgang durch den Diffusor einen Prozess der Umwandlung und Umwandlung von Luftströmen mit hoher Geschwindigkeit in solche mit niedriger Geschwindigkeit, jedoch jetzt mit hohes Level Druck.

Es ist wichtig zu erwähnen, dass diese Version des Geräts unter allen am häufigsten ist mechanische Lösungen... Diese Art von mechanischem Kompressor ist für VAZ und andere relativ verbreitet verfügbare Autos... Zu den Hauptvorteilen zählen Kompaktheit, geringes Gewicht, Betriebseffizienz, vernünftige Kosten sowie vielfältige Befestigungsmöglichkeiten am Motor.

Die Nachteile solcher Variationen sind: eine stark ausgeprägte Abhängigkeit ihrer Leistung und der Drehzahl der Kurbelwelle. Sie versuchen produktiv, diese Mängel zu berücksichtigen und zu korrigieren.

Die maximale Anzahl von Getriebeübersetzungen ist erforderlich, damit der Motor bei niedrige Drehzahlen. Mindestniveau die Beziehung wird im Fall einer Hochgeschwindigkeitsbetriebsart verwendet.

Aufgrund einer Reihe konstruktiver Eigenschaften werden die ersten Gebläsetypen in Fahrzeugen eingebaut, um eine gute dynamische Leistung beim Beschleunigen, während Fliehkraftlösungen am besten funktionieren, wenn der Motor mit Spitzenlast und maximaler Drehzahl läuft.

Solche Geräte sind wie im Fall sehr gefragt teure Autos Serienproduktion und im Fall von Sportwagen... Kompressoren werden beim Autotuning aktiv eingesetzt.

Die meisten Sportwagen sind mit solchen Kompressoren ausgestattet oder komplexe Lösungen, die gleichzeitig eine mechanische Einheit und einen Turbolader umfasst.

Es ist erwähnenswert, dass die meisten Massenautos, insbesondere die Mittelklasse, sind selten mit den oben beschriebenen Kompressortypen ausgestattet.

Die Leistungssteigerung war eine der Hauptaufgaben der Entwickler seit der Geburtsstunde des Verbrennungsmotors. Eine frontale Lösung des Problems - eine Erhöhung der Zylinderzahl - führt zu einer Zunahme der Masse und der Abmessungen des Motors und verursacht auch andere Schwierigkeiten. Nichtsdestotrotz wurde bereits bei den allerersten Motoren eine ziemlich einfache Option gefunden, um die Leistung auf fünfzig Prozent zu steigern, während alle anderen Eigenschaften des Aggregats beibehalten wurden. Dies kann durch einen Kompressor erreicht werden, der dem Automotor eine zusätzliche Luftmenge zuführt.

Luftgebläse – warum wird es benötigt?

Um den Platz und die Rolle eines Luftgebläses zu verstehen, müssen Sie sich an die Grundlagen erinnern ICE-Betrieb... Ein Kraftstoff-Luft-Gemisch (FA) tritt in die Zylinder des Automotors ein, dessen Verbrennung den Betrieb des Motors gewährleistet. Das Verhältnis zwischen Benzin und Luft wird auf einem bestimmten Niveau gehalten und hängt von den Betriebsbedingungen und der Motorlast ab. Die Anzahl der Brennelemente im Zylinder bei normale Bedingungen durch sein Volumen begrenzt ist, gelangt es aufgrund des beim Ansaugtakt erzeugten Unterdrucks dorthin, dann saugt der Automotor die erforderliche Menge des Gemisches an.

Hier verbirgt sich die Feinheit, mit der Sie die Motorleistung erhöhen können. Werden ihm unter Druck Brennelemente zugeführt, so passt viel mehr davon in das gleiche Volumen, wodurch bei der Verbrennung des Gemisches mehr Energie freigesetzt wird und die entwickelbare Leistung steigt. Triebwerk. Um das in die Zylinder eines Automotors einströmende Luftvolumen zu erhöhen, wird ein Kompressor (Kompressor) verwendet. Dies ist der Name des Mechanismus zum Komprimieren und Zuführen von Gas unter Druck.

Kraftstoffeinsparungen können ein zusätzlicher Vorteil sein, da die erforderliche Leistung aus einem kleineren Motor bezogen werden kann.

Luftgebläse am Auto – nicht so einfach

Es stellte sich jedoch als eher schwierig heraus, den Luftbläser direkt in der Stirn zu verwenden. Tatsache ist, dass trotz gleichzeitiger Erhöhung der Motorleistung eine Reihe neuer Probleme auftrat, die für die erfolgreiche Einführung der Druckbeaufschlagung in Autos deren Lösung erforderten. Einer davon war die Freisetzung einer viel größeren Wärmemenge bei der Verbrennung von Brennelementen, wodurch Ventile und Kolben durchbrannten und das Kühlsystem ausfiel.

Ein weiteres Merkmal war die erhöhte Wahrscheinlichkeit einer Detonation des Benzinmotors. Wenn der Kompressor dem Motor zusätzliche Luft zuführt, dann erhöhte Temperatur und Druck können eine Detonation verursachen, die zu einem Motorausfall oder zumindest zu einem vorzeitigen erheblichen Motorverschleiß führt. Dies kann durch die Verwendung von hochoktanigen Kraftstoffen oder durch Dekompression, eine andere Bezeichnung für die Reduzierung des Verdichtungsverhältnisses, vermieden werden.

Neue Kraftstoffarten sind teuer, was den Betrieb eines Autos verteuert, und die Dekompression führt zu einer Verringerung der Ausgangsleistung, d. die Wirkung der Verwendung von Luftdruck geht verloren.

Luftgebläse an einem Auto - wie ist das?

Die Luftzufuhr zum Motor kann erfolgen verschiedene Optionen wenn ein externes Gebläse verwendet wird oder Bedingungen während der Fahrt auftreten. Darauf aufbauend lassen sich folgende Druckbeaufschlagungsmethoden bestimmen:

• mechanisch, wenn ein mechanischer Kompressor am Auto installiert ist, der von der Motorkurbelwelle angetrieben wird;
• Turboaufladung, wenn beabsichtigt ist, einen Turbolader zu verwenden, der von den Abgasen angetrieben wird;
• elektrisch, in diesem Fall wird das Auto verwendet elektrisches Gebläse Luft;
• "Comprex", bei dieser Methode fehlt Antriebsgebläse, und den Zylindern wird mit Hilfe von Abgasen Luft zugeführt;
• kombiniert, in dem mehrere verschiedene Schemata, kombinieren in der Regel einen mechanischen Kompressor und eine Turboaufladung.

Es gibt andere Methoden, die den Automotor mit Luft versorgen, aber die am häufigsten bei Autos verwendeten sind oben erwähnt. Im Inland übrigens, einschließlich der VAZ-Familie, wurden solche Geräte nicht serienmäßig installiert.

Mechanischer Kompressor für Vergaserautos - Konstruktionsoptionen

Der mechanische Kompressor war einer der ersten, der fast nach dem Aufkommen des Verbrennungsmotors entstand. Es ist direkt mit der Kurbelwelle des Automotors verbunden und beginnt sofort nach dem Starten zu arbeiten, indem es die Luftzufuhr proportional zur Motordrehzahl liefert. Dies ist ein unbestrittener Vorteil, aber ein solcher Kompressor nimmt für seinen Betrieb einen Teil der Motorleistung weg.

Es gibt mehrere gängige Optionen zum Bau solcher Geräte, die bekanntesten sind auf dem Foto zu sehen. Ihr Design-Merkmale nachfolgend diskutiert:

1. Supercharger ROOTS. Anfangs waren dies zwei gewöhnliche Zahnräder, die sich ineinander drehen verschiedene Seiten in ein geschlossenes Gehäuse gelegt. Im Laufe der Zeit haben sie sich zu dem geändert, was auf dem Foto gezeigt wird. Ein solches Gebläse funktioniert ganz einfach - die rotierenden Flügel des Rotors erzeugen einen Luftstrom vom Einlass zum Auslass. Der Hauptnachteil solcher Geräte besteht darin, dass die Luftzufuhr ungleichmäßig ist, was zu Druckpulsationen führt. Zudem kommt es nach dem Passieren des Gerätes durch die entstehenden Luftturbulenzen zu einer Erwärmung des Gerätes. Zu den Vorteilen zählen Einfachheit, Kompaktheit und Zuverlässigkeit, niedriges Niveau Lärm.
2. LYSHOLM-Gebläse. Bezieht sich auf das Gerät vom Schraubentyp. Ein ähnliches Gerät funktioniert ähnlich - der Luftstrom wird durch rotierende Rotoren erzeugt. Durch den geringen Abstand zwischen ihnen wird die erforderliche Luftstromqualität sichergestellt. Der Hauptunterschied zwischen einem solchen Gerät besteht in der Kompression der Luft im Gehäuse. Die Komplexität des Designs und der Herstellung solcher Produkte führt jedoch dazu, dass sie Hohe Kosten, was ihre Verwendung in einschränkt Massenproduktion Auto.
3. Zentrifugalgebläse. Es ist der gebräuchlichste Typ und wird sowohl unabhängig in Form eines Kompressors als auch als Teil von Turbogeräten verwendet. Die rotierenden Flügel fangen Luft ein und treiben sie zum Umfang des Gehäuses. Entlang des schneckenförmigen Gehäuses erhält der Luftstrom am Auslass den erforderlichen Druck.

Damit ein Zentrifugalgebläse effektiv arbeiten kann, muss sich sein Laufrad mit hoher Geschwindigkeit drehen. Die Bereitstellung einer solchen Betriebsweise ist mit den Schwierigkeiten bei der Schmierung der Lager und der Schaffung solcher Bedingungen verbunden. Jedoch Einfachheit und relativ kostengünstig die Geräte selbst, hat sie unter anderen Gebläsetypen zu den beliebtesten gemacht. Sie werden besonders häufig zum Tunen von Autos, einschließlich der VAZ-Familie, verwendet.

Turbo-Luftkompressor

Dieser Ansatz, den Motor mit zusätzlicher Luft zu versorgen, ist am beliebtesten. Es wird sowohl für Diesel- als auch für Benzinmotoren verwendet. Das Prinzip eines solchen Kompressors wird aus der folgenden Abbildung deutlich:

Im Grunde handelt es sich um eine Kombination aus zwei Geräten – einer Turbine, die Energie aus den Abgasen nutzt, und einem Kompressor. Es sei gleich darauf hingewiesen, dass der Turbomodus, der zur Leistungssteigerung von Dieselmotoren verwendet wird, viel häufiger verwendet wird als die Lufteinspritzung bei Benzinmotoren. Bei ihnen wird der Druckanstieg durch das Auftreten von Detonationen begrenzt, und die Einführung des Turbomodus erfordert die Ergreifung spezieller Schutzmaßnahmen.

Die Nutzung von Abgasenergie ist mit einer ganzen Reihe von Problemen verbunden, vor allem mit den verwendeten Materialien. Die Turbinenschaufeln müssen Temperaturen von bis zu tausend Grad standhalten, gleichzeitig überschreitet ihre Drehzahl oft zehntausend Umdrehungen pro Minute. Der Turbomodus, bei dem zusätzliche Luft in den Diesel gelangt, erleichtert jedoch die Bedienung.

Basierend auf den oben genannten Funktionen wird der Turbo-Boost am besten ausgeführt, wenn hohe Drehzahlen Motor, wenn die Turbine stark gedreht wird. Ein weiteres Merkmal dieses Regimes ist die sogenannte Verzögerung. In dem Moment hart drücken Pedale, während im Turbomodus der Boost ausgelöst wird, dauert es einige Zeit, was zu einem Ausfall der Kennlinie führt.

Um es zu umgehen, speziell technische Lösungen... Einer von Möglichkeiten Es wird zwei Turbolader geben, von denen einer bei niedrigen und der andere bei hohen Drehzahlen läuft. Jeder der Autohersteller löst dieses Problem auf seine Weise – jemand verwendet einen leistungsstarken Kompressor, der in allen Modi für einen übermäßigen Luftstrom sorgt und ggf der beiden ersten Optionen.

Wenn wir über den Turbomodus sprechen für Benzinmotoren, es ist erwähnenswert, dass es bei Einspritzmotoren am effektivsten ist. Vergasermotor kann im Turbo-Modus betrieben werden, erfordert jedoch einige Verfeinerungen - größere Jets installieren, die Stufe ändern Flutkammer und eine Reihe weiterer Maßnahmen. Während für Einspritzmotor Es kommt darauf an, die neue Firmware zu verwenden.

Trotzdem wird der Turbomodus häufig bei alten Autos, einschließlich der VAZ-Familie, implementiert. In diesem Fall wird jedoch am häufigsten die elektrische Aufladung verwendet.

Elektrischer Kompressor für Automotor

Solche Systeme, die den Turbomodus implementieren, werden kombiniert. Sie verwenden meistens einen Elektromotor, der in Verbindung mit Zentrifugalgebläse... Der Vorteil dieses Ansatzes, wenn der Antrieb als Elektroantrieb ausgeführt wird, ist seine Vielseitigkeit. Es hängt nicht direkt mit dem Betrieb des Motors zusammen, wie ein mechanischer Boost, und ein Elektromotor kann unter allen Bedingungen verwendet werden.

Durch einen solchen Antrieb als Elektroantrieb kann ein Einbruch der Kompressorkennlinie vermieden werden. Bei mittleren und niedrigen Drehzahlen arbeitet ein elektrischer Kompressor, bei hohen Drehzahlen schaltet sich die Turbine ein und wird umgesetzt normaler Modus Turbo. Solche Möglichkeiten, eine Aufladung mit einem solchen Antrieb wie einem Elektroantrieb zu konstruieren, ziehen die Aufmerksamkeit einer immer breiteren Palette von Automobilherstellern auf sich.

Es sei darauf hingewiesen, dass der elektrische Kompressor für Tuning-Autos, einschließlich der VAZ-Familie, attraktiv ist. Auf diesem Markt gibt es (anders als die bereits beschriebenen) einen axialen elektrischen Kompressor. Entlang der Kanalachse ist ein Ventilator (elektrisch) angebracht. Wenn es funktioniert, dann erhöhter Durchfluss Luft wird geleitet Ansaugkrümmer... Tatsächlich sorgt der Lüfter (elektrisch) für das Blasen.

Zu den Vorteilen eines solchen elektrischen Kompressors gehört die Einfachheit seiner Implementierung. Um ein solches Druckhaltesystem zu schaffen, sind keine technisch aufwendigen Systeme und Vorrichtungen erforderlich, ein gewöhnlicher Haushaltsventilator (elektrisch) wird oft die erforderliche zusätzliche Luftmenge an die Motorzylinder liefern.

Der Einsatz dieser Technik ermöglicht es, alte Autos, wie zum Beispiel VAZ der frühen Produktionsjahre, einfach zu tunen.

Kompressor für VAZ

V in diesem Fall das Problem sollte etwas breiter betrachtet werden - es geht oft nicht speziell um ein Auto der VAZ-Familie, sondern allgemein um die Verbesserung Saugmotor... Dies ist ein ziemlich komplexes Problem, für das es keine eindeutige Lösung gibt. Wenn Sie sich entscheiden, die Eigenschaften eines alten Autos, beispielsweise eines VAZ- oder Moskwich-Modells, zu verbessern, kann die Leistung bei Verwendung eines Standardmotors natürlich nur mit Hilfe der Druckbeaufschlagung erhöht werden.

Dies ist jedoch bei weitem nicht so einfach, wie es auf den ersten Blick scheint. Eine Leistungssteigerung des VAZ-Motors muss wie jeder andere von zusätzlichen Änderungen begleitet werden, die dies bieten richtige Verwendungähnliche Verbesserung. Andernfalls wird der modifizierte Motor sehr schnell ausfallen.

Gleichzeitig dank Motortuning ein alter VAZ oder ein anderer ähnliches Auto, kann bekommen neues Leben, zumal solche Verbesserungen recht einfach und nicht zu teuer sind. Es ist viel einfacher, ein Luftgebläse richtig und korrekt auf den VAZ zu setzen, das eine Erhöhung der Motorleistung um etwa dreißig Prozent bewirkt, als eine vollständige Änderung des Motors auf der Suche nach den gleichen dreißig Prozent der Leistung vorzunehmen .

Dies ist jedoch ein ganz anderes Thema, auch in Bezug auf alte VAZ-Autos, und obwohl es nicht weniger interessant ist, muss es unabhängig betrachtet werden.

Die Verwendung eines zusätzlichen Luftvolumens zur Erhöhung der Motorleistung, einschließlich der VAZ-Familie, ist eine von Autobauern ziemlich bekannte und seit langem beherrschte Technik. Es ermöglicht Ihnen, viele Probleme im Zusammenhang mit der Beschaffung zu lösen mehr Macht B. von relativ kleinen Motoren, unterliegt jedoch einer Reihe von Regeln. Trotzdem wird dieser Ansatz von Entwicklern häufig verwendet. verschiedene Marken Auto.

Es ist zu früh, auf den Verbrennungsmotor zu verzichten. Aus mehreren Gründen. Daher arbeiten viele Hersteller an Technologien, die optimieren Energiesysteme Verwendung von Kohlenwasserstoff-Kraftstoffen. Eine solche Technologie ist das elektrische Luftgebläse. Deutsche Ingenieure gehen davon aus, dass der elektrische Turbolader künftig die klassische Aufladung ablösen und dazu beitragen wird, den Verbrennungsmotor kompakter, sparsamer und zugleich leistungsstärker zu machen.

Lassen Sie uns zunächst herausfinden, was ein Turbo oder ein Turbolader ist. Ein Verbrennungsmotor läuft ja bekanntlich nicht mit dem Kraftstoff selbst, sondern mit Kraftstoff-Luft-Gemisch... Bei einem Benzinmotor sollte das Verhältnis wie folgt sein: 1 Teil Benzin auf 13-15 Teile Luft. Bereits Ende des 19. Jahrhunderts erkannte der berühmte Gottlieb Daimler, dass nicht die Treibstoffzufuhr, sondern die Luft erhöht werden musste. Lange Zeit Dies musste durch eine Vergrößerung des Zylindervolumens erreicht werden, weshalb sich die Einheiten als groß und gefräßig herausstellten. Doch 1905 patentierte der Schweizer Ingenieur Alfred Büchi das weltweit erste Zylinder-Luftgebläsegerät, das die Energie der Abgase zum Betrieb nutzte.

In den 90er Jahren des letzten Jahrhunderts begannen Ingenieure mit der Turboaufladung nicht nur, um die Motorleistung in Personenkraftwagen sondern auch um Kraftstoff zu sparen und Emissionen zu reduzieren gefährliche Substanzen... Seitdem ist die Turboaufladung nicht mehr Teil des Tunings, sondern wurde in die Grundkonfiguration Dieselautos viele Marken.

Geschichte elektrischer Turbolader hat erst vor kurzem angefangen. Seit 2000 entwickelt es das britische Unternehmen CPT (Controlled Power Technologies). 9 Jahre später stellte das Unternehmen einen Turbolader vor, der von Bordnetz mit einer Spannung von 12 Volt. Den Ingenieuren gelang es, das Problem eines mechanischen Kompressors zu lösen - das sogenannte "Turbo-Lag", dh die geringe Fähigkeit, bei niedrigen Geschwindigkeiten zu arbeiten.

Elektrische Kompressoren werden von einem kleinen Elektromotor angetrieben, im Gegensatz zur mechanischen Turboaufladung, die einen Teil der Leistung (1-5%) des Motors aufnimmt. Darüber hinaus kann das CPT-Gerät selbst Energie erzeugen: Gegendruck erzeugt durch den Ausstoß von Abgasen, dreht die Turbinenschaufeln und hilft dabei, Strom zum Laden der Batterie zu erzeugen.

Der erste Prototyp eines Autos mit elektrischem Kompressor wurde von der deutschen Firma AVL List entwickelt. Die CPT-Aufladung wurde für einen 2-Liter-Benzinmotor mit direkte Injektion Kraftstoff im VW Passat verbaut. Das Auto emittiert 20 % weniger Schadstoffe in die Atmosphäre als Analoga mit einem mechanischen Kompressor.

In dieser Phase koordiniert Controlled Power Technologies seine Maßnahmen mit solchen Großunternehmen wie Ford, Valeo und Ricardo. Basierend auf der CPT-Technologie wird der elektrische Hyboost-Kompressor entwickelt, bei dem die Turbine von einer Valeo Micro-Hybrid-Einheit angetrieben wird, die Energie aus regenerativem Bremsen erhält.

Der Ford Focus, der mit einem neuen 3-Zylinder-EcoBoost mit VTES (Variable Torque Boost) und Hyboost-Kompressor ausgestattet ist, reduzierte den Kraftstoffverbrauch um 30-35% im Vergleich zu Motoren mit ähnlichen Leistungswerten. Es ist erwähnenswert, dass ein Motor mit einem Volumen von nur 1 Liter 145 . erzeugt Pferdestärke bei 240 Nm Drehmoment!

Auch BMW arbeitet an einem eigenen elektrischen Turbolader. Die Entwicklung des bayerischen Unternehmens verzichtet auf eine starre Verbindung zwischen Kompressor und Rotor - zwischen ihnen erschien eine zusätzliche Einheit, die einen Elektromotor und ein Kupplungspaar umfasst.

Bei Leerlaufdrehzahl dreht sich der Rotor frei vom Kompressor, wodurch die Belastung des Motors reduziert wird. Der Elektromotor arbeitet in diesem Moment auch und passt seine Drehzahl an die Drehzahl der Kompressorwelle an. Durch Drücken des Gaspedals wird die Kupplung zwischen Elektromotor und Kompressor geschlossen. In diesem Fall dreht der Kompressor nur aufgrund des Elektromotors hoch, was ein Turboloch vermeidet.

Der erste BMW mit elektrischem Turbolader soll der M3 der nächsten Generation sein.