Motor combustie interna Este o invenție foarte veche. Cu toate acestea, aproape imediat, inginerii au început să vină cu cum să crească coeficientul acțiune utilă motorul fără a interfera prea mult cu dispozitivul său. În acest moment, a fost inventată suflanta de aer. Principiul de funcționare al motorului se bazează pe faptul că la intrare, un amestec de combustibil și oxigen intră în cilindrii motorului, care arde, formând gaze în expansiune. Cu toate acestea, pentru arderea de înaltă calitate și eficientă a combustibilului, este necesară o anumită cantitate de oxigen. De-a lungul timpului, s-a calculat că raportul optim oxigen/combustibil este de 1: 14,7. Suflanta de aer dubleaza puterea motorului.
Adică, în limba rusă simplă, dacă se adaugă încă o atmosferă la presiunea unei atmosfere, atunci de două ori oxigenul care intră în cilindri va fi eliberat. De exemplu, motor conventional 1,5 litri la o presiune a compresorului egală cu puțin mai mult decât atmosfera va crește puterea la nivelul de 3 motor de litri fara compresor. Și aceasta nu este niciodată oprirea finală: puteți găuri carterul și chiulasa la un volum mai mare, ceea ce înseamnă mai mult flux de oxigen și și mai multă putere. Cu toate acestea, de obicei, compresorul este instalat pe motoarele cu volum redus pentru a crește puterea motor mic. Principalele tipuri de suflante sunt:
- Centrifugal
- Rădăcini
- Şurub
Câteva informații istorice
În general, ideea de a utiliza un compresor mecanic a fost inventată și dezvoltată aproape imediat după inventarea motorului cu ardere internă în sine, deja în 1885, omul de știință Gottlieb Daimler a depus un brevet pentru suflantul său de aer. În exterior, ideea lui era ușor diferită de înțelegerea noastră a esenței supraalimentatoarelor: el a sugerat că o anumită pompă sau un ventilator special ar pompa în motor mai mult decât, de obicei, o porție de oxigen. Curând, doar 7 ani mai târziu, în 1902, Louis Renault a primit brevetul său pentru proiectarea unei suflante centrifugă. Renault a făcut chiar lansarea unei serii mici de mașină cu compresor, dar ulterior proiectul a fost abandonat. Alfred Büchi a inventat și propriul său turbocompresor în 1905, care a funcționat folosindu-se gaze de esapament... Celebrele rădăcini poartă numele de familie al inventatorilor lor, inventat încă din 1859 de frații Roots. Rădăcinile sunt compresoare cu angrenaje rotative. Compresor cu șurub a fost inventat mult mai târziu, în 1936, brevetul aparține lui Alpha Lisholm, inginer șef al SRM. Toate aceste dispozitive au unul punct general, la un moment dat, și asta cu aproape 100 de ani în urmă, nu au primit o distribuție adecvată din cauza inhibării generale proces tehnic... Dar acum compresorul este o componentă importantă a unei mașini moderne.
Suflanta centrifuga
Compresorul mecanic centrifugal este acum larg răspândit printre fanii tuningului mașinilor lor. Din punct de vedere structural, o suflantă de aer centrifugă este cea mai apropiată de încărcarea turbo, deoarece principiile designului lor sunt foarte apropiate. Principiul de bază de funcționare este următorul. Un rotor este instalat în interiorul carcasei, cea mai importantă parte a compresorului. În general, rotorul este o roată cu pale, care seamănă vag cu elicea unei nave. Pentru că cât de bine și de corect executată această roată depinde de cât de eficientă va fi suflanta de aer. În general, aerul intră în „melc” și este captat de palele rotorului. Lamele de aer prinse sunt răsucite și cu ajutorul forța centrifugă aruncați-l în părți îndepărtate ale carcasei, unde există un difuzor care prinde acest aer. Difuzorul este proiectat să absoarbă aerul furnizat de rotor astfel încât presiunea generată să nu se piardă. În plus, aerul este introdus într-un tunel inelar care înconjoară întregul corp. Din cauza acestui tunel, o suflantă de aer centrifugă se numește melc. Acest design creează condiții pentru creșterea presiunii aerului. Concluzia este că aerul care se mișcă de-a lungul canalului se mișcă rapid și are presiune scăzută, iar apoi capătul canalului se extinde brusc. Din acest motiv, viteza aerului scade oarecum, dar presiunea crește semnificativ.
De fapt, presiunea pe care o creează acest compresor este egală cu viteza rotorului înmulțită cu ea însăși. Vitezele pot fi diferite, în principal de la 40.000 rpm. Mecanismul în sine este destul de zgomotos, deoarece este antrenat de o curea dintr-un scripete arbore cotit mașină. Unii producători instalează și un overdrive în carcasă, care permite economisirea resursei turbinei până la 80.000 km și reducerea semnificativă a zgomotului pe care compresorul îl creează în timpul funcționării.
Compresor de rădăcini
Suflanta de aer de tip Roots este un reprezentant al clasei de suflante cu deplasare pozitivă.În ceea ce privește designul său, un astfel de compresor mecanic este foarte simplu și mai ales seamănă cu o pompă convențională cu angrenaj de ulei. Corpul are o formă ovală. În interiorul acestuia sunt instalate osii, pe care se rotesc părți opuse două rotoare. Se menține un spațiu special între rotoare și carcasă. Această suflantă de aer diferă de toate celelalte prin faptul că aerul nu este comprimat în carcasă, ci în conducta externă. Din acest motiv, rădăcinile sunt adesea denumite „compresor mecanic de compresie externă”. Datorită rotației rotoarelor, aerul este antrenat și forțat prin micile goluri dintre carcasă și rotor în conductă sub presiune. Cu toate acestea, deși un astfel de sistem are ventilatoare, este și principalul dezavantaj. Deoarece suflanta de aer se comprimă în afara carcasei sale, poate face acest lucru doar până la anumite valori, după care aerul începe să se scurgă în direcția opusă. Acest moment poate fi corectat prin creșterea vitezei rotorului, dar și acest lucru este posibil doar în anumite limite. Un compresor mecanic de tip Roots are încă un dezavantaj: atunci când aerul intră în conductă fără presiune, se creează turbulențe, din cauza căreia aerul se încălzește și mai mult. Deoarece temperatura aerului este deja în creștere datorită faptului că este comprimat, iar aici temperatura crește și mai mult. Aspecte pozitive puteți numi un zgomot semnificativ mai mic de la muncă în comparație cu „melcul”; și absența fluierului lor caracteristic: rădăcinile au propria lor tonalitate aparte. Cu toate acestea, din cauza principiul rotativ presurizarea este însoțită de pulsația de presiune. Inginerii au reușit să facă față pulsației suficient de repede - rotorilor li s-a dat o formă spiralată, iar forma de intrare și de ieșire a fost schimbată în triunghiulară. Cu ajutorul unor astfel de trucuri, a fost posibil să se realizeze o uniformă și munca linistita... Un alt mare plus este că o astfel de suflantă de aer își arată eficiența chiar și la viteze mici ale arborelui cotit, spre deosebire de una centrifugă, care are un efect foarte pozitiv asupra dinamicii accelerației vehiculului.
Suflantă de aer cu șurub
Un compresor mecanic pentru o mașină de acest tip are o asemănare uimitoare cu nimic altceva decât o mașină de tocat carne, singura diferență este că există două melci. În ceea ce privește forma și principiul de bază, cele cu șuruburi seamănă cu „rădăcini”, dar au principala diferență - aerul este comprimat în interiorul carcasei. Cele două rotoare au urechi și găuri complementare, se rotesc întotdeauna în cuplare, dar cu un spațiu mic între ele. Elicele trec în aer, care este comprimat între rotoare și este alimentat în continuare prin mișcarea de rotație a elicelor. Pierderea de compresie este extrem de mică, iar raportul de compresie este foarte mare. Cu toate acestea, dacă turația rotorului este prea mare, poate fi necesară răcirea externă a carcasei. Dar la viteze standard de rotație, efectul creșterii puterii apare la orice viteză a arborelui cotit al mașinii. De asemenea, avantajele pot fi numite compactitatea designului cu de mare putere, durabilitate și lipsă de zgomot în timpul funcționării. Acest compresor mecanic are suficiente plusuri, ar trebui să aibă și minus suflantele cu șurub nu sunt utilizate pe scară largă din cauza costului lor ridicat. Este foarte dificil să le produci, prin urmare prețul este mare. Cu toate acestea, unele studiouri de tuning instalează un compresor cu șurub pe mașinile lor.
Rezumatul supraalimentatoarelor
Când vine vorba de instalarea unui compresor pentru o mașină, mulți oameni spun că compresorul va reduce semnificativ durata de viață a motorului. Acest lucru nu este în întregime adevărat.
Este necesar să se respecte măsura și să se înțeleagă când compresorul are un efect benefic asupra motorului mașinii și când nu. Turațiile prea mari pot duce într-adevăr la defecțiunea motorului, dar utilizarea unui compresor la turații mici pentru a crește cuplul, dimpotrivă, nu va avea decât un efect pozitiv asupra resursei.
Cu toate acestea, dacă suflantul va fi folosit pentru a obține de mare putereîn prealabil, este necesar să înlocuiți multe piese cu altele mai durabile, pentru a nu da vina pe compresor pentru defecțiunea motorului.
Nu chiar
Cei cărora le place să înghesuie o piesă în alta știu ce este turboalimentarea, adică noi suntem alături de tine. Mai recent, au existat opțiuni electrice pentru turbină și supraalimentare cu antrenare mecanică(sau supraalimentator). Care sunt versiunile electrice ale acestor compresoare și cum funcționează?
Înainte de a intra în discuție, să ne perfecționăm cunoștințele despre cum funcționează turbinele și compresoarele. Practic, ambele dispozitive cresc densitatea amestec aer-combustibil, care intră în motorul cu ardere internă, unde amestecul este comprimat și aprins. Cu cât densitatea amestecului aer-combustibil este mai mare, cu atât cursa pistonului și funcționarea motorului vor fi mai puternice, chiar și fără creșterea volumului fizic al cilindrilor motorului.
Acesta este motivul pentru care motoare mici motoarele turbo sunt mai puternice decât omologii lor mai mari: motorul primește mai multă putere de la fiecare cursă a pistonului. Cum se poate crește această densitate? Prin comprimarea aerului de intrare cu o suflantă. Dacă suflanta este acţionată de o curea de transmisie a motorului, este o suflantă cu acţionare mecanică. Dacă dintr-o turbină care extrage energie din fluxul de gaze de eșapament, atunci aceasta este.
Dezavantajul unui turbocompresor este că durează ceva timp pentru ca motorul să producă suficiente gaze de eșapament. Acest cârlig enervant se numește turbo lag. Supraalimentatorul nu are o astfel de întârziere, dar și motorul ia timp pentru a învârti turbina, ceea ce îi afectează eficiența.
Se poate presupune că, dacă la aceste sisteme s-a adăugat o funcție „electrică”, atunci aceste dezavantaje nu vor mai exista. Și va fi adevărat.
De fapt, vreau să vorbesc despre trei mecanisme: presurizarea mecanică electrică, turboalimentare electricăși prostiile care se vinde pe internet. Scăpăm imediat de ceea ce se oferă pe internet. Și ce anume este oferit, de exemplu, pe eBay, puteți vedea linkul.
Trebuie să spun imediat că aceasta nu este o opțiune pentru a vă face PT Cruiser și mai puternic. Aceasta este o modalitate de a atașa o pompă sau un ventilator inutil de la un computer la o priză de aer fără un motiv aparent. Oricum nu vei vedea nicio modificare. Toate aceste lucruri care se conectează la sistemul dvs. electric de 12 volți pentru a rula „compresorul” sunt o mizerie completă.
V cel mai bun caz, aceste minuni tehnice se vor conecta cu un generator pentru a porni un ventilator inutil care inca nu are suficienta putere pentru compresia normala. Dimpotrivă, cel mai probabil veți pierde puțină putere din cauza debitului limitat de aer de refulare. După cum se spune, nu vă lăsați păcăliți.
Deci, suflante electrice mecanice reale există și, de fapt, sunt aceleași suflante cu cele cu care suntem obișnuiți. De asemenea, învârt compresorul pentru a crește densitatea aerului, dar în loc să fie acționați cu curea, sunt acționați de un motor electric.
Dar motorul electric nu este manechinul acela de 12 volți de la eBay. Acest lucru necesită un sistem de cel puțin 48 de volți. Compresia aerului consumă multă energie, prin urmare este dificil de dezvoltat sisteme electrice.
Majoritatea bateriilor și a sistemelor electrice tradiționale din mașini pur și simplu nu pot furniza acea cantitate de energie suficient de rapid pentru a rula un supraîncărcător electric. Din acest motiv, supraîncărcătoarele electrice vin de obicei cu supercondensatoare de mare capacitate care pot stoca energie și apoi eliberează energie electrică foarte rapid. Astfel de condensatoare pot fi, de asemenea, reîncărcate, cum ar fi electrice și mașini hibride conform principiului frânării regenerative.
De exemplu, Mazda folosește deja un supercondensator în sistemul său i-eLoop. Și, deși acesta nu este un supraîncărcător electric, este totuși un condensator destul de mare, care este deja produs și instalat în mașini. Acest lucru ne dă speranța că această tehnologie va deveni în curând omniprezentă.
Turbocompresoarele electrice sunt confuze și ne fac să credem că sunt diferite de supraalimentatoarele electrice. De fapt, nu există prea mult un turbocompresor electric în ele. Acestea sunt doar mici compresoare electrice conectate la un turbocompresor convențional cu gaz de eșapament.
Chiar și prin definiție, un turbocompresor își extrage energia din gazele de eșapament, așa că termenul îndrăgit de „turbocompresor electric” pur și simplu nu are niciun sens.
Practic, sarcina principală a unui turbocompresor electric este să scape de turbo lag-ul și să ajute un turbocompresor convențional până când turația motorului ajunge la punctul în care turbina este cea mai eficientă. Pentru a face acest lucru, unul electric (care poate fi amplasat în același loc cu un turbocompresor convențional sau separat, dar alimentat de același rotor) învârte compresorul la pornire și la turații mici, iar când volumul gazelor de eșapament este suficient, transferă munca la un turbocompresor convențional.
Vreau să ridic astăzi subiect interesant, în principiu, aceasta este o continuare logică a articolului,. Dacă mergi puțin înainte pe subiect, se dovedește că acum toate motoarele cu turbocompresoare folosesc compresoare de aer mecanice, această abordare are multe avantaje și multe dezavantaje. Dar recent, multe companii au început să se gândească la electroturbine, care nu va folosi gazele de eșapament ale mașinii și, de asemenea, nu va avea conexiuni mecanice și transmisii, iar aerul va fi pompat de un motor electric, care va fi „alimentat” de la sistem de bord …
Nu e o idee rea! La urma urmei, multe dezavantaje ale sistemelor mecanice pot fi evitate, în special turbinele care funcționează pe gaze de eșapament, cum ar fi:
2) Răcirea turbinei
3) Ungerea cu ulei de motor
4) Consumul de ulei
5) OU și, desigur, resursa
Dacă tragi o linie, poți înțelege asta sisteme mecanice sunt departe de a fi ideale. Desigur, vor fi mai de încredere. Cu toate acestea, au și dezavantaje, aceasta este aceeași transmisie care folosește o curea obișnuită pentru funcționare, care se uzează în timp.
În general, dezvoltatorii s-au gândit și au realizat că mecanica poate fi înlocuită cu electrică! Sau nu?
Principiul structurii
Trebuie menționat că acum unii producători germani au astfel de supraalimentatoare în motoarele lor. Și sunt plasate, după cum înțelegeți, în sistemul de admisie a aerului. Primul care a folosit astfel de suflante Mercedes, BMW și AUDI.
Principiul aici este simplu - este instalat un „ventilator” puternic, care creează o presiune de aproximativ 0,5 atmosferă (și posibil mai mult). Alimentat de sistemul electric al mașinii, pompează oxigen suplimentar în motor pentru a crește puterea. Cu setările de livrare a combustibilului, puteți obține o creștere semnificativă - aproximativ 20 - 30%.
Turbina electrică ar trebui, de asemenea, reglată la anumite rotații, de exemplu, la ralanti, ar trebui să funcționeze mai lent și la turații mari corespunzător mai rapid. Se dovedește un sistem aproape ideal! Dar care este captura, unde sunt contra? Și știi, ei sunt.
Dezavantajele opțiunii electrice
Mulți dintre cititorii mei cred că este foarte simplu să faci un astfel de sistem, trebuie să iei un fel de răcitor și să-l introduci în conducta de admisie a aerului și iată-i fericirea! Astfel de „frigitoare miraculoase” sunt de obicei vândute Internet chinezesc magazine, despre aceste tipuri vom vorbi mai jos.
Cu toate acestea, băieții de aici nu sunt atât de simpli. În modul normal (reactiv), un motor de 1,6 litri cu aspirație naturală consumă aproximativ 300 - 400 litri de aer pe oră de funcționare. Și la viteze mari, să zicem 4000 - 5000, înmulțim această cifră cu 4 - 5, adică 1200 - 1600 litri. Imaginează-ți acest volum! Dacă calculăm consumul pe minut 300/60 = 5 litri pe minut, sau 20 la turații mari.
Deci - turbina electrică ar trebui să mărească această cifră și să nu o încetinească! Daca pui motor slab, nu va pompa presiunea potrivită, dar va crea efectul " ecluză”, Adică, cu lamele sale, va încetini fluxul de aer în motor - interferează cu trecerea normală.
Acum imaginați-vă de ce aveți nevoie optiune electrica motor pentru pomparea unui asemenea volum! Repet, pentru a crește performanța, ai nevoie de minim 6 - 7 litri de aer la ralanti, și 25 la mare, iar asta pentru versiunea de 1,6 litri, pentru volume mari ai nevoie de mai mult.
Dacă facem o analogie cu producătorii germani, atunci acolo se folosește cel puțin un motor electric fără perii de 0,5 kW, care se rotește cu o viteză frenetică, poate ajunge până la 20.000 și capacitatea sa de presiune este de la 1 la 5 atmosfere.
Pentru mai mult mașini puternice sunt aplicate peste motoare puternice până la 0,7 kW.
După cum devine clar, este posibil ca un generator obișnuit să nu poată trage un astfel de consum de energie electrică, așa că este înlocuit cu unul mai puternic sau este instalat unul suplimentar.
Și după cum știți consum mare energia pur și simplu încetinește generatoarele, ceea ce înseamnă că crește frânarea motorului, ceea ce îi va afecta puterea, iar eficiența scade.
Cu toate acestea, experimentele efectuate au relevat o creștere a productivității, cu aproximativ 20 - 30%, aceasta este semnificativă. Dar, datorită complexității și costului ridicat al dispozitivelor, utilizarea pe mașini nu a fost încă produsă în serie.
De exemplu, compresoarele mecanice sunt mult mai ieftine și mai eficiente. Uneori, diferența de preț poate fi de până la 5 - 7 ori.
Câteva cuvinte despre turbinele electrice chinezești
Literal acum 2 ani, „Internetul automat” tocmai a explodat din turbine electrice din China. A fost propus un mic „gizmo”, care a fost instalat în ruptura furtunului de admisie a aerului, care ar fi pompat aer cu presiune în motor, creșterea promisă a puterii până la - 15%! Motorul în sine era un răcitor de neînțeles, nici consumul de energie electrică, nici rpm, nici aer pompat - nu existau indicatori. Dacă îl dezasamblați chiar și vizual, devine clar - că acesta este un cooler asemănător celor avansate de computer, ei bine, ce poate crește? NIMIC! Deci pur și simplu nu cumpărăm - este un DIVORȚ.
Acum, bineînțeles, încep să apară și alte turbine electrice pe aceleași site-uri chinezești, multe sunt chiar realizate sub formă de melc - alăturat un compresor mecanic. Dar din nou, nu există indicatori de presiune, nici consum, nici pompare de aer. Gândește-te înainte de a cumpăra. Urmărim un videoclip educațional.
Este posibil să faci o opțiune electro cu propriile mâini
Ipotetic, este posibil și multe dintre acestea sunt instalate pe mașina lor. Personal, m-am gândit și să-l instalez pe mașină, dar prețul m-a oprit.
Trebuie să rezolvi punctele rad:
1) Cu siguranță instalarea unui generator puternic, care este deja scump pentru o mașină străină.
2) Un motor electric puternic și compact, de preferință fără perii, el este cel care dă viteza mare cu un consum optim de energie. Personal, le-am văzut pentru asta modele compacte, cu toate acestea, cu o capacitate de 0,5 kW sau mai mult, nici nu este ieftin.
3) Rotor și carcasă. De asemenea, trebuie să o faceți singur sau să o cumpărați pentru o injecție maximă de aer. De asemenea, nu este o sarcină ușoară.
4) Și bineînțeles un stabilizator sau invertoare pentru a alimenta motorul electric.
Sarcinile nu sunt ușoare, unele mașini străine nu au generatoare puternice, așa că este foarte greu de făcut!
Dar mulți meșteri instalează pe mașinile lor în garaj, creșterea puterii poate fi într-adevăr atinsă până la 20 - 30%.
Și mulți pun senzor suplimentar consumul de aer în conducta de ramificație din fața turbinei, „vede” volumul pompat și reglează automat o alimentare mare cu combustibil (alimentează valorile către ECU), pentru a îmbogăți amestec de combustibil... Deci firmware-ul poate să nu fie necesar.
Pentru a rezuma, se dovedește - o turbină electrică pe o mașină, este posibil, voi spune chiar și mai multe, pe care le puteți face cu propriile mâini, dar nu totul este atât de simplu și adesea „jocul nu merită lumânarea ”. La urma urmei, trebuie să refaceți nu numai sistemul electric al mașinii, ci și sistemul de alimentare cu combustibil, este posibil să aveți nevoie de el.
Cred că a fost interesant, sincer AUTOBLOGGER-ul tău.
Una dintre principalele sarcini cu care se confruntă dezvoltatorii încă de la nașterea motorului cu ardere internă a fost creșterea puterii acestuia. O soluție frontală a problemei - o creștere a numărului de cilindri - duce la o creștere a masei și dimensiunilor motorului și provoacă și alte dificultăți. Cu toate acestea, chiar și la primele motoare, a fost stabilită o opțiune destul de simplă pentru a crește puterea cu până la cincizeci la sută, păstrând în același timp toate celelalte caracteristici. unitate de putere... Acest lucru poate fi realizat printr-un compresor, care furnizează o cantitate suplimentară de aer motorului mașinii.
Suflantă de aer - de ce este necesară?
Pentru a înțelege locul și rolul unui suflante de aer, trebuie să vă amintiți elementele de bază Operare ICE... Un amestec combustibil-aer (FA) intră în cilindrii motorului mașinii, a cărui ardere asigură funcționarea motorului. Raportul dintre benzină și aer se menține la un anumit nivel și depinde de condițiile de funcționare și de sarcina motorului. Numărul de ansambluri de combustibil din cilindru la conditii normale este limitat de volumul său, ajunge acolo datorită vidului creat la cursa de admisie, apoi motorul auto aspiră cantitatea necesară de amestec.
Aici este ascunsă subtilitatea, ceea ce vă permite să creșteți puterea motorului. Dacă ansamblurile de combustibil sunt introduse în el sub presiune, atunci mult mai mult din el se va potrivi în același volum, ceea ce înseamnă că în procesul de ardere a amestecului va fi eliberată mai multă energie și puterea pe care unitatea este capabilă să o dezvolte va crește. Pentru a crește volumul de aer care intră în cilindrii unui motor de mașină, se utilizează un compresor (compresor). Acesta este numele mecanismului de comprimare și alimentare cu gaz sub presiune.
Economiile de combustibil pot fi un beneficiu suplimentar, deoarece puterea necesară poate fi obținută de la un motor mai mic.
Suflantă de aer pe o mașină - nu atât de simplu
Cu toate acestea, s-a dovedit a fi destul de dificil să folosești suflanta direct în frunte. Cert este că, deși puterea motorului a crescut în același timp, acest lucru a creat o serie de probleme noi care au necesitat soluția lor pentru introducerea cu succes a presurizării pe mașini. Una dintre ele a fost alocarea semnificativă Mai mult căldură în timpul arderii ansamblurilor de combustibil, din cauza căreia supapele, pistoanele au ars, sistemul de răcire a eșuat.
O altă caracteristică a fost probabilitatea crescută de detonare a motorului pe benzină. Când compresorul furnizează aer suplimentar motorului, atunci temperatură ridicată iar presiunea poate provoca detonație, ducând la defecțiunea motorului sau cel puțin o uzură semnificativă prematură a motorului. Acest lucru poate fi evitat prin utilizarea carburanților cu octan mare sau prin decompresie, care este un alt nume pentru reducerea raportului de compresie.
Noile tipuri de combustibil sunt scumpe, ceea ce crește costul de funcționare a unei mașini, iar decompresia duce la o scădere a puterii de ieșire, adică. efectul utilizării presurizării aerului se pierde.
Suflantă de aer pe o mașină - cum este
Alimentarea cu aer a motorului poate fi efectuată diferite opțiuniîn cazul în care se folosește o suflantă externă sau în condiții care apar în timpul conducerii. Pe baza acestui fapt, este posibil să se determine următoarele metode de presurizare:
- mecanic, atunci când pe mașină este instalat un compresor mecanic, antrenat de arborele cotit al motorului;
- turbocompresor, când se are în vedere utilizarea unui turbocompresor antrenat de gazele de evacuare;
- electric, în acest caz se folosește o suflantă electrică de aer în mașină;
- „Comprex”, cu această metodă lipsește suflantă de antrenare, iar aerul este alimentat la cilindri cu ajutorul gazelor de evacuare;
- combinate, în care mai multe scheme diferite, de regulă, combinați un compresor mecanic și un turbocompresor.
Există și alte metode care asigură alimentarea cu aer a motorului mașinii, dar cele mai des folosite la mașini sunt notate mai sus. Pe casă, apropo, inclusiv în familia VAZ, astfel de dispozitive nu au fost instalate în serie.
Supraalimentator mecanic pentru mașini cu carburator - opțiuni de construcție
Supraalimentatorul mecanic a fost unul dintre primele care au fost create, aproape după apariția motorului cu ardere internă. Este conectat direct la arborele cotit al motorului mașinii și începe să funcționeze imediat după pornire, asigurând alimentarea cu aer proporțional cu turația motorului. Acesta este un avantaj fără îndoială, dar un astfel de compresor ia o parte din puterea motorului pentru funcționarea sa.
Există câteva opțiuni cele mai comune pentru construirea unor astfel de dispozitive, cele mai faimoase dintre ele sunt afișate în fotografie. Al lor caracteristici de proiectare discutat mai jos:
- Supercharger ROOTS. Inițial, acestea erau două roți dințate obișnuite care se roteau laturi diferite plasat într-o incintă închisă. De-a lungul timpului, s-au schimbat la ceea ce se arată în fotografie. Un astfel de supraalimentare funcționează destul de simplu - creează palele rotative ale rotorului flux de aer de la intrare până la ieșire. Principalul dezavantaj al unor astfel de dispozitive este că alimentarea cu aer este neuniformă, ceea ce duce la pulsații de presiune. În plus, după trecerea prin dispozitiv, turbulența aerului rezultată face ca acesta să se încălzească. Avantajele includ simplitatea, compactitatea și fiabilitatea, nivel scăzut zgomot.
- Suflanta LYSHOLM. Se aplică dispozitivelor tip șurub... Un dispozitiv similar funcționează într-un mod similar - fluxul de aer este creat de rotoarele rotative. Datorită decalajului mic dintre ele, este asigurată calitatea necesară a fluxului de aer. Principala diferență între un astfel de dispozitiv va fi comprimarea aerului din interiorul carcasei. Cu toate acestea, complexitatea proiectării și fabricării unor astfel de produse le provoacă cost ridicat, ceea ce limitează utilizarea lor în productie in masa auto.
- Suflanta centrifuga. Este cel mai comun tip și este folosit atât independent, sub formă de compresor, cât și ca parte a dispozitivelor turbo. Lamele rotative captează aerul și îl propulsează la periferia carcasei. Deplasându-se de-a lungul carcasei, care are o formă de melc, fluxul de aer la ieșire capătă presiunea necesară.
Pentru ca o suflantă centrifugă să funcționeze eficient, rotorul său trebuie să se rotească cu o viteză mare. Asigurarea unui astfel de mod de funcționare este asociată cu dificultățile de lubrifiere a rulmenților și crearea unor astfel de condiții. Cu toate acestea, simplitate și relativ cost scăzut dispozitivele în sine, le-a făcut cele mai populare printre alte tipuri de suflante. Ele sunt folosite în special pentru tuningul mașinilor, inclusiv familia VAZ.
Supraalimentator de aer turbo
Această abordare de a furniza motorului cu aer suplimentar este cea mai populară. Este folosit atât pentru motoarele diesel, cât și motoare pe benzină... Principiul din spatele unui astfel de supraalimentare este clar din următoarea figură:
Practic, este o combinație de două dispozitive - o turbină care folosește energia din gazele de eșapament și un compresor. Trebuie remarcat imediat că modul turbo, folosit pentru a crește puterea motoarelor diesel, este folosit mult mai des decât injecția de aer la motoarele pe benzină. La acestea, creșterea presiunii este limitată de apariția detonației, iar introducerea modului turbo necesită adoptarea unor măsuri speciale de protecție.
Utilizarea energiei gazelor reziduale este asociată cu o serie întreagă de probleme, în primul rând cu materialele utilizate. Paletele turbinei trebuie să reziste la temperaturi de până la o mie de grade și, în același timp, viteza lor de rotație depășește adesea zece mii de rotații pe minut. Cu toate acestea, modul turbo, în care aer suplimentar intră în motorină, îl face mai ușor de operat.
Pe baza caracteristicilor de mai sus, turbo boostul va fi realizat în cel mai bun mod la turații mari ale motorului, când turbina este puternic rotită. O altă caracteristică a acestui regim este așa-numita întârziere. Pe moment apăsare greu pedale, în timp ce boostul este declanșat în modul turbo, durează ceva timp, ceea ce provoacă o defecțiune a caracteristicii.
Pentru a ocoli, special solutii tehnice... Unul dintre opțiuni posibile vor fi două compresoare turbo, dintre care unul funcționează la turații mici și celălalt la turații mari. Fiecare dintre producătorii auto rezolvă această problemă în felul său - cineva folosește un compresor puternic care asigură un flux excesiv de aer în toate modurile și, dacă este necesar, își descarcă excesul, cineva folosește mai multe compresoare mici în loc de unul mare, cineva implementează diverse combinații dintre primele două variante.
Dacă vorbim despre modul turbo pentru motoarele pe benzină, atunci trebuie menționat că este cel mai eficient la motoarele cu injecție. Motor carburator poate funcționa în modul turbo, dar are nevoie de ceva rafinament - instalarea de jeturi mai mari, schimbarea nivelului camera plutitoareși o serie de alte măsuri. întrucât pentru motor cu injecție totul se rezumă la utilizarea noului firmware.
Cu toate acestea, modul turbo este adesea implementat pe mașinile vechi, inclusiv pe familia VAZ, cu toate acestea, în acest caz, supraîncărcarea electrică este cel mai des utilizată.
Supraalimentator electric pentru motor auto
Astfel de sisteme care implementează modul turbo sunt combinate. Ei folosesc cel mai adesea un motor electric care funcționează împreună cu o suflantă centrifugă. Avantajul acestei abordări, atunci când unitatea este realizată ca o unitate electrică, este versatilitatea sa. Nu are legătură directă cu funcționarea motorului, ca un impuls mecanic, iar un motor electric poate fi folosit în orice condiții.
Datorită unei astfel de acționări precum cea electrică, este posibil să se evite o scădere a caracteristicilor supraalimentatorului. La turații medii și mici ale motorului funcționează un compresor electric, la turații mari, turbina pornește și este implementată Mod normal turbo. Asemenea posibilități de a construi supraîncărcare folosind o unitate precum cea electrică atrag atenția unei game tot mai largi de producători de automobile.
Trebuie remarcat faptul că compresorul electric este atractiv pentru tuning mașini, inclusiv familia VAZ. Pe aceasta piata exista (diferit de cele deja descrise) un supraalimentator electric axial. Un ventilator (electric) este plasat de-a lungul axei conductei. Când funcționează, atunci debit crescut aerul este îndreptat spre galeria de admisie... De fapt, așa asigură ventilatorul (electric) suflarea.
Avantajele unui astfel de încărcător electric includ simplitatea implementării sale. Pentru a crea un astfel de sistem de presurizare, nu sunt necesare sisteme și dispozitive complexe din punct de vedere tehnic; un ventilator de uz casnic obișnuit (electric) se va descurca adesea cu furnizarea cantității suplimentare de aer necesare cilindrilor motorului.
Utilizarea acestei tehnici face posibilă reglarea cu ușurință a mașinilor vechi, de exemplu, cum ar fi VAZ din primii ani de producție.
Supraalimentator pentru VAZ
V în acest caz problema ar trebui considerată oarecum mai largă - adesea nu este vorba în mod specific despre o mașină din familia VAZ, ci, în general, despre îmbunătățirea motor aspirat natural... Aceasta este o problemă destul de complexă și nu are o soluție clară. Desigur, atunci când decideți să îmbunătățiți caracteristicile unei mașini vechi, de exemplu, un model VAZ sau Moskvich, atunci când utilizați un motor standard, puterea acestuia poate fi crescută numai cu ajutorul presurizării.
Cu toate acestea, acest lucru este departe de a fi atât de ușor de făcut pe cât pare la prima vedere. O creștere a puterii motorului VAZ, ca oricare altul, trebuie să fie însoțită de modificări suplimentare care oferă utilizarea corectăîmbunătățire similară. În caz contrar, motorul modificat se va defecta foarte repede.
În același timp, datorită reglajului motorului, vechi vaz sau oricare altul masina asemanatoare, poate obține viață nouă, mai ales că realizarea unor astfel de îmbunătățiri este destul de simplă și nu prea costisitoare. Este mult mai ușor să puneți corect și corect o suflantă de aer pe VAZ, care va oferi o creștere cu aproximativ treizeci la sută din puterea motorului, decât să vă angajați într-o modificare completă a motorului în căutarea acelorași treizeci la sută din putere. .
Dar acesta este un subiect complet diferit, inclusiv în legătură cu mașinile vechi VAZ și, deși nu este mai puțin interesant, trebuie luat în considerare independent.
Utilizarea unui volum suplimentar de aer pentru a asigura o creștere a puterii motorului, inclusiv familia VAZ, este o tehnică destul de cunoscută și stăpânită de mult de constructorii de mașini. Vă permite să rezolvați multe probleme legate de obținerea mai multă putere de la motoare relativ mici, totuși, sub rezerva unei serii de reguli. Dar, cu toate acestea, această abordare este utilizată pe scară largă de către dezvoltatori. diferite mărci auto.
De ce turboalimentarea electrică este bună
Care este conceptul de turboalimentare electrică, care se regăsește din ce în ce mai mult în ultimele actualizări industria auto? Să ne dăm seama. În efortul de a face mașinile cât mai eficiente din punct de vedere al consumului de combustibil, producătorii de automobile reduc din ce în ce mai mult motoarele echipându-le cu tehnologie de turboalimentare. Într-adevăr, pentru ca un motor compact să rămână puternic, este necesar să-l „ajuți” furnizând aer cilindrii forțat, sub presiune.
„Scăderea dimensiunii motorului este una dintre principalele modalități de reducere a consumului de combustibil al unei mașini”, spune un purtător de cuvânt al Valeo, un furnizor francez de automobile. "La motor subcompact s-ar putea dezvolta putere mare, producătorii folosesc de obicei turbine cu gaze de evacuare. Din păcate, totuși, motoarele cu turbo au o capacitate de răspuns slabă la turații mici, denumit „efect turbo lag” sau „turbo lag”.
Această „scădere” în setul de revoluții cauzată de inerția turbinei, a devenit „călcâiul lui Ahile” al motoarelor turbo. În parte, problema a fost rezolvată prin utilizarea unei turbine cu două role geometrie variabilă, sau folosind o a doua turbină mică pentru a o ajuta pe prima. În ambele cazuri, turbinele funcționează mai mult gamă largă turația motorului, totuși, încă nu a fost posibil să se elimine complet „turbolag”. Din păcate, este foarte dificil pentru unitățile turbo să ofere un răspuns instantaneu la apăsarea pedalei de accelerație, ceea ce este natural pentru motoarele cu aspirație naturală.
Și acum a venit în ajutor noul fel turbocompresor - electric. Ce este această „fiară” și poate turboalimentarea electrică „schimba regulile jocului”?
Studiind modul în care funcționează vehiculele electrice, producătorii auto au descoperit că motoarele electrice răspund instantaneu. Astăzi este încă nerealist ca toată lumea să treacă la transportul electric. Datorită dimensiunilor lor mari, motoarele și bateriile vehiculelor electrice sunt scumpe, iar kilometrajul limitat al mașinilor electrice cu o singură încărcare a bateriei nu se va potrivi tuturor.
Dar de ce să nu folosiți un mic motor electric pentru a alimenta compresorul motor turbo? La urma urmei, atunci va fi posibil să pompați aer în motor fără ajutorul gazelor de eșapament! Acesta este tocmai principiul de funcționare al unei suflante electrice.
Ideea de folosit turboalimentare electrică nu este nou - companii precum Mercedes-Benz, BMW și Ferrari au raportat despre evoluțiile din acest domeniu în urmă cu câțiva ani. Dar poate mai mult decât altele suflanta electrica Interesat în preocupare Volkswagen- Grupul VW investește în prezent masiv în dezvoltarea tehnologiei turbo electrice sau turboalimentare electrică.
Marc Gilles, Dezvoltarea comunicațiilor tehnologice din America de Nord divizia Volkswagen, numește principalul avantaj al turboalimentării electrice „că oferă accelerație la turații mici, în timp ce turbo-urile convenționale, alimentate de gaze de eșapament, creează presiunea potrivită a aerului la un minim de 1500 rpm”.
„Motorul electric este capabil să răspundă la pedala de accelerație instantaneu (în 250 de milisecunde)”, spune Valeo, adăugând că prin utilizarea turboalimentării electrice, „consumul de combustibil poate fi redus cu 7-20 la sută”.
Audi, o parte din preocupare Grupul Volkswagen, și-a demonstrat recent realizările recenteîn domeniul turboalimentării electrice cu conceptul Clubsport TT Turbo ca exemplu. Mașină cu tracțiune integrală dezvolta o putere de 600 CP. și un cuplu de 649 Nm datorită faptului că motorul său de 2,5 litri cu cinci cilindri este echipat cu două turbine - tradiționale și electrice.
Compresorul electric este alimentat de un subsistem de 48 de volți în portbagaj și spre deosebire de acesta turbină convențională, oferă cuplu „la cerere”. Una peste alta, Clubsport TT Turbo accelerează până la 100 km/h în doar 3,6 secunde.
„Un compresor alimentat electric are avantaje semnificative”, spune Brad Sterz, care se ocupă de centrale electriceîn divizia nord-americană a Audi. „Se rotește la maximum rapid, fără nicio întârziere perceptibilă și continuă să creeze presiunea aerului atunci când unei turbine tradiționale îi lipsește energia de evacuare.”
„Acest principiu de funcționare ne permite să creăm turbocompresoare tradiționale, special „ascuțite” pentru a furniza mai mult presiune ridicatași, în consecință, oferind mai multă putere a motorului, în timp ce compresorul electric va fi responsabil pentru răspuns instantaneu și smucituri puternice de la turații miciîn orice moment”, adaugă Sturtz.
De altfel, conceptul Clubsport TT Turbo nu este prima încercare a Audi de a experimenta cu un compresor electric. Anul trecut producator german livrat cu un compresor electric de 3,0 litri motor diesel prin adăugarea acesteia la o turbină tradițională. Acest design a fost instalat pe coupe sport RS5. Ieșirea este o mașină care poate „schimba prima sută” în 4 secunde, consumând în același timp doar 5 litri de combustibil la 100 de kilometri. Adică, RS5 supraalimentat electronic s-a dovedit a fi atât mai rapid, cât și de două ori mai economic decât omologul său „obișnuit”.
Deci, când ar trebui să se aștepte turboalimentarea electrică în mase? Anul urmator! Potrivit producătorului suflantei electrice Valeo, primul mașină de producție, care va fi implementat tehnologie nouă, va fi SUV-ul sport Audi SQ7, unde turboalimentarea electrică va primi un motor diesel V8 cu un volum de aproximativ 4 litri. Puterea acestei unități de putere este de așteptat să depășească 400 CP, iar accelerația de la oprire la 100 km/h este de 5,5 secunde. SQ7 va fi pus în vânzare în 2016.
Companii precum Volvo, Hyundai, Kia și Producator american Honeywell.
Deci, poate, în curând turboalimentarea electrică va deveni norma, iar proprietarii de mașini turbo vor uita de „turbo lag”, bucurându-se de o tracțiune excelentă aproape cu viteza de mers în golși cifre modeste ale consumului de combustibil.