Ce este turboalimentarea este cunoscut celor cărora le place să înghesuie o parte în alta, adică noi suntem alături de tine. Mai recent au fost optiuni electrice turbină și compresor 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 turbo-urile și compresoarele. În esență, ambele dispozitive cresc densitatea amestec aer-combustibil care intră în motor combustie interna unde are loc comprimarea si arderea amestecului. 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 poate fi crescută această densitate? Prin comprimarea aerului de intrare cu o suflantă. Dacă compresorul este acţionat de curea, acesta este un compresor acţionat mecanic. Dacă de la turbină, care extrage energie din flux gaze de esapament, acesta 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 are nevoie de timp pentru a învârti turbina, ceea ce îi afectează eficiența.
Se poate presupune că dacă la aceste sisteme s-ar adăuga o funcție „electrică”, atunci aceste dezavantaje nu ar mai exista. Și va fi adevărat.
De fapt, vreau să vorbesc despre trei mecanisme: supraîncărcarea electrică mecanică, turboalimentarea electrică și acea prostie care se vinde pe internet. Scăpăm imediat de ceea ce se oferă pe internet. Și ce anume oferă, de exemplu, pe eBay poate fi vizualizat la link.
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 de evacuare sau un ventilator inutil de la un computer la o priză de aer pentru un scop necunoscut. Tot nu vei vedea nicio modificare. Toate aceste lucruri care se conectează la sistemul tău electric de 12 volți pentru a rula „compresorul” sunt o gunoi complet.
V cel mai bun caz, aceste minuni ale tehnologiei vor fi conectate la generator pentru a porni un ventilator inutil, care tot nu are suficienta putere pentru compresia normala. Dimpotrivă, cel mai probabil veți pierde ceva putere din cauza fluxului limitat de aer forțat. După cum se spune, nu vă lăsați păcăliți.
Deci, supraîncărcătoare electrice mecanice adevărate încă există și, de fapt, sunt aceleași supraîncărcătoare ca cele cu care suntem obișnuiți. De asemenea, aceștia 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 același manechin de 12 volți de pe eBay. Acest lucru va necesita un sistem de cel puțin 48 de volți. Compresia aerului consumă multă energie, deci este dificil de dezvoltat sisteme electrice.
Majoritatea bateriilor și a sistemelor electrice tradiționale din mașini pur și simplu nu pot furniza atât de multă putere suficient de rapid pentru a alimenta 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 ca vehiculele electrice și hibride folosind principiul frânării regenerative.
De exemplu, Mazda folosește deja un supercondensator în sistemul său i-eLoop. Și deși nu este un supraîncărcător electric, este totuși un condensator destul de mare care este deja fabricat și instalat în mașini. Acest lucru ne dă speranța că această tehnologie va deveni în curând omniprezentă.
Turbo-urile electrice sunt confuze și ne fac să credem că sunt diferite de supraalimentatoarele electrice. De fapt, nu există prea multe de la turboalimentare electrică în ele. Sunt pur și simplu 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.
În general, sarcina principală a unui turbocompresor electric este de a scăpa de întârzierea turbo și de a ajuta turbocompresorul convențional până când turația motorului atinge 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 și când volumul gazelor de eșapament este suficient. , transferă munca la un turbocompresor convențional.
Un supraalimentator mecanic, sau cum se mai numește și supraalimentator, este principalul parte integrantăîntregul mecanism. Rolul său este de a crea o presiune peste cea atmosferică, care se formează în tractul de admisie.
A primit acest nume datorită legăturii directe cu arbore cotit, cu care este conectat printr-o unitate specială.
Acționare compresor cu arbore cotit
Beneficiile folosirii unui compresor
Muncă acest aparat construit după următoarea schemă:
- admisie a aerului;
- comprimare;
- forțând aerul în sistemul de admisie propriu-zis.
Pentru a aspira cantitatea necesară de aer, în interiorul supraalimentatorului se formează un vid. În ceea ce privește crearea presiunii, aceasta se realizează prin rotirea rapidă a mecanismului (mai mare decât turația motorului). Dar injecția are loc din cauza diferenței existente de presiune.
Caracteristici de design
Acest design are un intercooler. Acesta este un radiator special conceput pentru răcire aer comprimat. Faptul este că în timpul compresiei, aerul se încălzește, iar acest lucru implică o scădere semnificativă a presiunii și a densității.
Intercooler-ul poate fi de 2 tipuri:
- lichid;
- aer.
Unitatea prin care are loc conexiunea arbore cotitși supraalimentator mecanic, are mai multe tipuri:
- drept - compresorul este fixat pe flanșa arborelui cotit;
- lanț - un lanț metalic este folosit pentru comunicare;
- centura - aplica tipuri diferite curele. Poate fi o curea plată, dințată sau în V;
- electric - este un motor electric;
- angrenajul este o cutie de viteze cilindrica.
Designul acestor dispozitive poate varia.
Tipuri de supraalimentatoare mecanice
De-a lungul istoriei, au fost dezvoltate destul de multe tipuri de aceste unități. Unele dintre ele sunt încă instalate pe mașini, dar multe au fost uitate, pentru că nu s-au ridicat la nivelul așteptărilor.
Merită menționat dispozitive precum: paletă (paletă), spirală, pompe cu piston și altele. Toate aceste tipuri, dintr-un motiv sau altul, fie nu au fost introduse în producție de masă, fie au fost scoase de pe linia de asamblare.
În prezent, cele mai populare și solicitate sunt 3 tipuri de supraalimentatoare mecanice (foto de mai sus):
- Cam (Rădăcini);
- Șurub (Lysholm);
- Centrifugal.
Supraalimentatoare cu came
În onoarea numelui creatorilor săi, un astfel de dispozitiv se numește Roots, dar în oamenii obișnuiți este numit „suflante”. Acest tip desenele pot fi numite pe bună dreptate cele mai vechi. Utilizarea sa a început încă din 1900. De atunci, acestea au fost îmbunătățite constant.
Astăzi, un astfel de compresor are rotoare formate din 3 sau 4 came care se rotesc una spre alta. Dispunerea lor seamănă cu o spirală și se extinde prin întregul rotor. Datorită unghiului de înclinare calculat cu precizie al acestor came, echilibru optim pierderi și injecție. Funcționează pe principiul injecției externe, timp în care camele captează aerul și îl forțează în conductă (admisie). Un principiu similar de funcționare este cea mai comună pompă de ulei.
Avantajul incontestabil al unui astfel de dispozitiv este o injecție de aer foarte rapidă la nivelurile cerute, precum și o creștere a acestei presiuni în paralel cu o creștere a rotației arborelui cotit.
Dar și acest avantaj reversul. Acest tip trebuie să fie echipat cu un sistem de control al presiunii. În caz contrar, din cauza injecției necontrolate de aer, se formează un exces de presiune, ceea ce duce la blocaje în canal (admisie). Din acest motiv, puterea motorului scade.
Pentru a efectua ajustarea, se folosesc 2 metode:
- Ocolirea aerului - în acest caz, supraalimentatorul funcționează tot timpul și, dacă este necesar, supapa de bypass se deschide;
- Oprirea compresorului mecanic.
Pentru a asigura funcţionare corectă a întregului sistem, acesta este finalizat diverși senzori(temperatura în galeria de admisie, presiune și altele), ECU, precum și mecanisme executive. Acestea din urmă includ: solenoid ambreiaj, modul de antrenare supapă de bypass alte.
Supraalimentatoarele mecanice de acest tip sunt destul de scumpe, deoarece precizia fabricării lor este foarte mare. Puritatea aerului aspirat este, de asemenea, de mare importanță, deoarece chiar și resturile mici pot scoate întregul sistem din funcțiune. Dispozitivul în sine este destul de greu și creează un fundal de zgomot vizibil, pentru a compensa care rezonatoare, amortizoare sunt instalate, designul carcasei este îmbunătățit și așa mai departe.
Suflante cu șurub
Puteți găsi un alt nume pentru un astfel de dispozitiv - Lysholm. Acest tip este similar cu tipul cu came. Este format din ele 
2 rotoare cu șurub cu formă conică specială. Unul dintre ele cu proeminențe la suprafață, iar celălalt cu crestături.
În timpul funcționării, aerul este captat de melci și comprimat în timpul rotației acestora, după care este forțat în conducta de admisie. Principala diferență dintre un dispozitiv cu șurub și un dispozitiv cu came este injecția internă a aerului. Aceasta metoda mai eficient.
Dar utilizarea pe scară largă a acestui tip de design este limitată. preț mare pe dispozitiv, ceea ce se explică prin costuri semnificative în fabricarea acestuia. Scopul principal al acestor supraalimentare este mașinile scumpe sport și curse.
Suflante centrifuge
Acest tip este aproape același cu . Este echipat cu un rotor (roată), care se rotește foarte repede (frecvența ajunge la aproximativ 50-60 de mii de rotații pe minut). Invenția acestui supraalimentare a avut loc aproape simultan cu camera - în zorii secolului al XX-lea.
În primul rând, aerul este aspirat în partea centrală a rotorului. Sub acțiunea forței centrifuge, se repezi de-a lungul lamelor având formă specială. La iesire aerul are o presiune scazuta si viteza mare. În această stare, se ciocnește cu difuzorul. Datorită acestui lucru, acolo flux de aer presiune ridicata la viteză mică.
Acest tip de supraalimentare are multe avantaje față de celelalte:
- greutate redusă;
- compactitate;
- eficienţă;
- multe opțiuni de montare pe motor;
- cost scăzut.
Dar există și dezavantaje, principalul dintre care este dependența eficienței dispozitivului de viteza arborelui cotit. Din acest motiv, este necesar să instalați o unitate cu raport de transmisie tip variabil.
Principalul dezavantaj al tuturor supraalimentatoarelor mecanice
Constă în faptul că munca lor se bazează pe utilizarea unei părți din puterea creată de motor. Aceasta este principala diferență dintre compresor și cel care funcționează pe energia gazelor (de evacuare). Aceasta înseamnă că puterea care ar putea fi folosită pentru a crește viteza mașinii este folosită pentru a conduce „supraalimentatorul”. Și aceste pierderi sunt foarte semnificative, mai ales la viteză mare.
Aplicație
Aceste dispozitive sunt utilizate atât în producția de mașini, cât și în timpul tuningului. În general, există 3 domenii principale de aplicare:
- producția de mașini în serie;
- tuning;
- producția de mașini sport.
Pe mașini în serie supraalimentatoarele mecanice sunt instalate rar, dar ca pentru versiuni sportive, atunci nu se pot descurca fără acest dispozitiv. La reglare, montarea unui compresor pe un motor nu este neobișnuită. În scopul lor instalare corectă producatorii realizeaza truse speciale care includ toate piesele pentru o instalare corecta.
Un compresor mecanic este una dintre variantele sistemului de presurizare a aerului, pentru a crește puterea motorului. Sarcina principală a operațiunii unei astfel de soluții este de a crea o presiune semnificativ crescută peste presiunea atmosferică în interiorul galeriei de admisie.
Dispozitivele de acest fel sunt numite mecanice deoarece antrenarea este de la arborele cotit al motorului. Prin aceasta, ele diferă de alte sisteme de forțare a masei de aer în cilindri.
Dispozitivul este similar în principiu cu un turbocompresor. Ea, ca și turbinele, îndeplinește o listă întreagă de funcții interconectate. Dispozitivul trage aer din exterior, efectuând procesul de comprimare a acestuia, urmat de injectare în sistemul de admisie al motorului. Aerul este aspirat datorită vidului creat în interiorul colectorului. Pentru implementare nivelul corect suflantele sub presiune de acest tip trebuie să se rotească viteza crescutaînaintea motorului. Aerul este forțat în admisie din cauza diferenței de presiune din sistem.
Aerul comprimat de dispozitiv se caracterizează printr-o creștere a temperaturii în timpul compresiei. Acest lucru duce la o scădere a densității, iar rezultatul va fi un nivel redus de presiune. sistem mecanic echipat cu un intercooler pentru a rezolva această problemă. Racitorul este un radiator cu aer sau lichid, care raceste calitativ masele de aer comprimat dupa trecerea aparatului.
Caracteristici de antrenare a compresorului
Suflantă mecanică de aer pentru o mașină cu motor cu ardere internă constructiv poate avea unele diferențe față de alte soluții similare. Principala diferență față de sistemele similare este în principal sistemul său de propulsie proeminent.
Unitatea de antrenare a supraalimentatorului poate fi după cum urmează:
- sistem de antrenare directă, cu care dispozitivul descris are elemente de fixare pentru conectarea directă la flanșa arborelui cotit;
- curele de transmisie cu curele dintate sau plate;
- o unitate bazată pe o transmisie cu lanț;
- angrenaj, ceea ce înseamnă o cutie de viteze cilindrică;
- acționare electrică, implicând prezența unui motor electric separat.
Acum merită să luați în considerare fiecare dintre soiuri tip mecanic in detaliu.
Modern vehicule poate fi echipat cu o varietate de compresoare.
Există 3 tipuri principale de dispozitive utilizate pe scară largă:
- came;
- şurub;
- centrifugal;
Tipul camerei
Un astfel de supraalimentator mecanic este una dintre primele evoluții. A început să fie instalat pe vehicule încă de la începutul secolului trecut.
În prezent în curs de implementare acest design astfel încât compresorul să fie echipat cu o pereche de rotoare. Pot avea trei sau patru pumni care se rotesc unul împotriva celuilalt.
Camele sunt dispuse astfel încât să fie așezate elicoidal pe toată lungimea rotoarelor menționate mai sus. Unghiul de răsucire al acestor elemente este ales pentru a asigura cel mai eficient proces de injectare a aerului, ținând cont de pierderile care apar în paralel cu acesta. Design general iar principiul de funcționare al versiunii cu came sunt similare cu angrenajul pompă de ulei, instalat sistem de lubrifiere GHEAŢĂ.
Aerul care apare în compresor este prins de pumnii rotorului, se deplasează în spațiul camelor și între pereții compresorului. În acest proces, este comprimat, iar după aceea începe procesul de forțare a aerului în admisie. Acest principiu se numește injecție tip extern. Astfel de compresoare se disting prin faptul că realizează presiunea necesară într-un ritm ridicat.
O creștere a presiunii de mai sus se înregistrează și concomitent cu o creștere a frecvenței de rotație a arborelui cotit al vehiculului.
Uneori, unitatea cu came este capabilă să creeze o presiune foarte puternică peste nivelul cerut. Drept urmare, educația blocaje de aerîn canalul de descărcare și deteriorarea eficienței presiunii, ceea ce determină o scădere generală a puterii unității de putere într-o varietate de moduri de funcționare. Pentru a evita astfel de consecințe nedorite, în procesul de utilizare a unităților de tip mecanic în fara esec implementați măsuri suplimentare pentru controlul și reglarea presiunii.
Presiunea de mai sus este reglată prin două metode comune:
- Prima dintre acestea implică reglarea presiunii prin oprirea unității. În cea mai mare parte, această metodă se realizează cu ajutorul unui ambreiaj de tip electromagnetic;
- A doua opțiune presupune lansarea aerului în scenă muncă continuă dispozitive. Masa de aer este permisă prin supapa de bypass;
Acum soluțiile de presurizare de tip mecanic sunt echipate cu scheme de reglare ca aceasta. Versiunea complexă include senzori de presiune de admisie și de supraalimentare, unități de control electronice etc.
În același timp, se recurge la numeroase mecanisme de execuție. Acestea includ module de antrenare a supapei de bypass de tip electromecanic, cuplaj magnet electric si alte elemente. Supraalimentatoarele de acest tip sunt în mare parte scumpe. Această stare de fapt se datorează toleranțelor dimensiunilor insuficiente în etapa de producție.
Soluțiile de acest fel se caracterizează prin cerințe crescute pentru sterilitatea aerului de intrare. Indiferent de nivelul sau tipul contaminanţilor sau obiecte străineîn interiorul sistemului, unitatea sensibilă poate fi dezactivată cu ușurință.
Dispozitivele din această varietate se caracterizează prin greutate solidă, precum și zgomot ridicat în timpul funcționării lor. Producătorii folosesc în mod eficient un număr mare de măsuri pentru a suprima zgomotul, variind de la caracteristicile de proiectare structurală până la utilizarea rezonatoarelor, amortizoarelor și altele.
tip șurub
Supraalimentatoare tip șurub sunt soluții similare din punct de vedere structural cu variația considerată anterior.
Unitatea luată în considerare include acum 2 rotoare cu șuruburi de o anumită formă. Una dintre ele are proeminențe caracteristice, iar a doua caneluri. Aceste elemente au o formă apropiată de cea conică, iar camera de aer dintre ele este mai mică. Acest lucru va fi observabil dacă vă uitați la lungimea rotoarelor. Amestecuri de gaze externe care intră sunt captate cu șuruburi, apoi mutate și comprimate. Procesul de compresie se realizează prin rotirea șurubului.
Ultima etapă a procesului presupune injectarea aerului comprimat. Principala diferență între dispozitivul luat în considerare și varietatea camei este asigurarea injecției interne. Aerul va fi forțat între șuruburi, iar acest lucru vă permite să o faceți mai eficient.
tip centrifugal
În cazul soiurilor centrifuge, injecția de aer este implementată după un principiu care amintește de principiul de funcționare a unui turbocompresor. Unitatea se bazează pe rotor-rotor. Se rotește cu un foarte, foarte viteza mare, iar din punct de vedere al numărului de rotații poate ajunge la marca de cincizeci sau șaizeci de rotații pe minut.
Principiul de funcționare al soluției centrifuge este că aerul care intră este aspirat în spațiul din interiorul roții de către dispozitiv. Forța centrifugă aerul se mișcă de-a lungul lamelor, iar aerul din roată iese deja viteze mari, dar deja caracterizat prin presiune scăzută.
Este în curs de ieșire de acolo că aerul va trece prin difuzor, care are întreaga linie palete de tip staționar, situate în apropierea rotorului. Fluxurile de aer la viteze mari după trecerea prin difuzor suferă un proces de transformare și transformare a fluxurilor de aer de mare viteză în cele de viteză mică, dar acum cu nivel inalt presiune.
Este important de menționat că această versiune a dispozitivului este cea mai comună dintre toate solutii mecanice. Acest tip de supraalimentare mecanică este foarte comun pe VAZ și altele, relativ mașini disponibile. Principalele avantaje includ compactitatea, greutatea redusă, eficiența operațională, costul rezonabil, precum și o gamă largă de opțiuni diferite de montare pe motor.
Dezavantajele unor astfel de variații sunt: o dependență puternic pronunțată a puterii lor și a vitezei de rotație a arborelui cotit. Productiv, ei încearcă să țină cont de aceste neajunsuri, încercând să le corecteze.
Raportul maxim de antrenare a tipului de viteză necesar pentru a funcționa motorul la turații mici. Nivel minim rapoartele sunt utilizate în cazul funcţionării la viteze mari.
Datorită unui număr de caracteristici de design, primele tipuri de supraalimentare sunt instalate pe vehicule pentru a oferi bun indicatori dinamiciîn timpul accelerației, în timp ce soluțiile centrifuge se descurcă cel mai bine atunci când motorul funcționează la sarcini de vârf și la viteze maxime.
Astfel de dispozitive sunt la mare căutare, ca și în cazul mașini scumpe producție de serie, precum și în cazul mașini sport. Supraalimentatoarele sunt implicate activ în reglarea mașinilor.
Majoritatea mașinilor sport sunt echipate doar cu astfel de supraalimentare sau solutii complexe, incluzând atât o unitate mecanică, cât și un turbocompresor simultan.
De asemenea, trebuie remarcat faptul că cel mai mult mașini de masă, în special clasa de mijloc, sunt extrem de rar echipate cu compresoare de tipurile descrise mai sus.
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 la cincizeci la sută, păstrând în același timp toate celelalte caracteristici ale unității de putere. Acest lucru se realizează printr-un compresor, care furnizează aer suplimentar motorului mașinii.
Suflantă de aer - de ce este necesară?
Pentru a înțelege locul și rolul unui suflante de aer, este necesar să vă amintiți elementele de bază Operare ICE. Amestecul 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 modurile de funcționare și de sarcina motorului. Numărul de ansambluri de combustibil din cilindru la conditii normale limitat de volumul său, ajunge acolo datorită vidului creat pe 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 va fi eliberată mai multă energie în timpul arderii amestecului și puterea pe care o poate dezvolta va crește. unitate de putere. Un compresor (compresor) este utilizat pentru a crește volumul de aer care intră în cilindrii motorului unei mașini. 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 totul este atât de simplu
Cu toate acestea, sa dovedit a fi destul de dificil să folosești o suflantă de aer direct pe frunte. Cert este că, deși puterea motorului a crescut în același timp, acest lucru a creat o serie de probleme noi care au necesitat o soluție pentru introducerea cu succes a supraalimentării pe o mașină. Una dintre ele a fost eliberarea unei cantități semnificativ mai mari de căldură în timpul arderii ansamblurilor de combustibil, din cauza căreia supapele și pistoanele au ars, iar sistemul de răcire a eșuat.
O altă caracteristică a fost probabilitatea crescută de detonare a motorului pe benzină. Când compresorul furnizează aer suplimentar motorului, compresia rezultată temperatură ridicată iar presiunea poate provoca detonații, ducând la o posibilă distrugere a motorului sau cel puțin la uzura semnificativă prematură a acestuia. Utilizarea carburanților cu octan ridicat sau decompresia, care este un alt nume pentru reducerea raportului de compresie, va ajuta la evitarea acestui lucru.
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, de exemplu. se pierde efectul utilizării aerului sub presiune.
Suflantă de aer pe o mașină - cum se întâmplă
Aerul poate fi furnizat motorului opțiuni diferite, în care se utilizează un compresor extern sau se dezvoltă condiții în procesul de mișcare. 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, atunci când se are în vedere utilizarea unui turbocompresor acționat de gaze de eșapament;
- electric, în acest caz, se folosește mașina suflanta electrica aer;
- „Comprex”, cu această metodă este absent conduce compresorul, iar aerul este alimentat la cilindri cu ajutorul gazelor de evacuare;
- combinate, în care mai multe diverse scheme, de regulă, combinați un compresor mecanic și turboalimentare.
Există și alte modalități de a furniza aer motorului unei mașini, dar cele mai frecvent utilizate pe mașini sunt notate mai sus. Pe casă, apropo, inclusiv în familia VAZ, astfel de dispozitive nu au fost instalate în serie.
Supraalimentator mecanic pentru o mașină 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 dintre cele mai comune opțiuni pentru construirea unor astfel de dispozitive, cele mai faimoase dintre ele sunt prezentate 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 cutie închisă. De-a lungul timpului, s-au schimbat la ceea ce se arată în fotografie. Un astfel de supraalimentare funcționează destul de simplu - paletele rotative ale rotorului creează un flux de aer de la intrare 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.
- Supraalimentator LYSHOLM. Se referă la dispozitivele de 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 impulsului. 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 aruncă la periferia corpului. Deplasându-se de-a lungul corpului, 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 viteză mare. Asigurarea acestui 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-au făcut cele mai populare printre alte tipuri de supraalimentare. Mai ales des sunt folosite pentru reglarea mașinilor, inclusiv familia VAZ.
Suflanta turbo
Această abordare de a furniza motorului cu aer suplimentar este cea mai populară. Este folosit atât pentru motoarele diesel, cât și pe benzină. Principiul pe care funcționează un astfel de supraalimentare este clar din figura de mai sus:
De fapt, aceasta este o combinație de două dispozitive - o turbină care utilizează energia gazelor de eșapament și un compresor. Aici 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, ușurează lucrul.
Pe baza caracteristicilor de mai sus, turbo va fi cel mai bine amplificat turații mari motorul când turbina este puternic rotită. O altă caracteristică a acestui regim este așa-numita întârziere. Pe moment apăsare greu pedale, până la activarea boost-ului în modul turbo, trece ceva timp, ceea ce provoacă o scădere a caracteristicii.
Pentru a o ocoli, special solutii tehnice. Unul dintre Opțiuni va exista utilizarea a două turbocompresoare, dintre care unul funcționează la viteze mici, iar celălalt la viteze 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 aruncă excesul, cineva folosește mai multe compresoare mici în loc de unul mare, cineva implementează diverse combinații de primele două variante.
Apropo de modul turbo pt motoare pe benzină, este de remarcat faptul că este cel mai eficient pe 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 mai vechi, inclusiv pe familia VAZ, cu toate acestea, în acest caz, impulsul electric este cel mai des utilizat.
Supraalimentator electric pentru motor auto
Sunt combinate sisteme similare care implementează modul turbo. Ei folosesc cel mai adesea un motor electric, care lucrează împreună cu compresor centrifugal. Avantajul acestei abordări, atunci când unitatea este realizată ca o unitate electrică, este versatilitatea sa. Nu este conectat direct la funcționarea motorului, cum ar fi impulsul mecanic, iar motorul electric poate fi utilizat în orice condiții.
Datorită unei astfel de acționări precum cea electrică, poate fi evitată o scădere a caracteristicilor supraalimentatorului. La turații medii și mici ale motorului funcționează un compresor electric, la turații mari pornește turbina și Mod normal turbo. Asemenea posibilități de supraîncărcare folosind o unitate precum cea electrică atrag atenția unei game tot mai largi de producători auto.
Este demn de remarcat faptul că supraalimentatorul 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 flux sporit aerul este trimis către galeria de admisie. De fapt, în acest fel ventilatorul (electro) asigură presurizarea.
Avantajele pe care le posedă un 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) poate face adesea față furnizării cantității suplimentare de aer necesare cilindrilor motorului.
Utilizarea unui astfel de echipament vă permite să reglați cu ușurință mașinile vechi, de exemplu, cum ar fi VAZ-urile din primii ani de producție.
Supraalimentator pentru VAZ
V 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 atmosferic. 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 supraalimentării.
Cu toate acestea, acest lucru nu este atât de ușor de făcut pe cât pare la prima vedere. Creșterea puterii motorului VAZ, ca oricare altul, ar trebui să fie însoțită de modificări suplimentare care oferă utilizarea corectă o astfel de îmbunătățire. În caz contrar, motorul modificat se va defecta foarte repede.
În același timp, datorită reglajului motorului, vechiului 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 în mod competent și corect o suflantă de aer pe VAZ, care va oferi o creștere cu aproximativ treizeci la sută a puterii 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 oferi 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 obținere mai multă putere de la motoare relativ mici, însă, supuse unui număr de reguli. Dar, cu toate acestea, această abordare este utilizată pe scară largă de către dezvoltatori. diverse mărci auto.
Este prea devreme pentru a refuza motorul cu ardere internă. Pentru cateva motive. Prin urmare, mulți producători lucrează la tehnologii care se vor optimiza sisteme de alimentare folosind combustibili cu hidrocarburi. O astfel de tehnologie este suflantul electric. Inginerii germani cred că turbocompresorul electric va înlocui supraalimentarea tradițională în viitor și va ajuta la ca motoarele cu ardere internă să fie mai mici, mai economice și, în același timp, mai puternice.
Mai întâi, să ne dăm seama ce este un turbocompresor sau un turbocompresor. După cum știți, motorul cu ardere internă nu funcționează cu combustibilul în sine, ci pornit amestec combustibil-aer. În cazul unui motor pe benzină, proporțiile ar trebui să fie următoarele: 1 parte benzină la 13-15 părți aer. Înapoi la sfârșitul secolului al XIX-lea, faimosul Gottlieb Daimler și-a dat seama că nu era necesar să se mărească aprovizionarea cu combustibil, ci aerul. Pentru mult timp acest lucru trebuia realizat prin creșterea volumului cilindrilor, motiv pentru care unitățile s-au dovedit a fi mari și vorace. Însă în 1905, inginerul elvețian Alfred Büchi a brevetat primul suflante de aer în cilindru din lume, care folosea energia gazelor de eșapament pentru a funcționa.
În anii 90 ai secolului trecut, inginerii au început să folosească turboalimentarea nu numai pentru a crește puterea motorului în autoturism dar și pentru a economisi combustibil și a reduce emisiile Substanțe dăunătoare. De atunci, turboalimentarea a încetat să mai facă parte din tuning și a devenit parte a acestuia echipament de bază mașini diesel multe branduri.
Poveste turbocompresor electricînceput foarte recent. Din 2000, compania britanică CPT (Controlled Power Technologies) îl dezvoltă. După 9 ani, compania a introdus un turbocompresor capabil să funcționeze de la rețeaua de bord cu o tensiune de 12 volți. Inginerii au reușit să rezolve problema unui compresor mecanic - așa-numitul „turbo lag”, adică o capacitate scăzută de a lucra la viteze mici.
Supraalimentatoarele electrice sunt alimentate de un mic motor electric, spre deosebire de turboalimentarea mecanică, care utilizează o fracțiune din puterea (1-5%) a motorului. În plus, dispozitivul CPT în sine poate genera energie: presiune din spate, care apare atunci când gazele de eșapament sunt aruncate, rotește paletele turbinei, ajutând la generarea de energie electrică pentru încărcarea bateriei.
Primul prototip de mașină cu compresor electric a fost dezvoltat de compania germană AVL List. Supraalimentare CPT adaptată pentru un motor pe benzină de 2 litri cu injecție directă combustibil instalat pe VW Passat. Mașina a emis în atmosferă cu 20% mai puține substanțe nocive decât analogii cu un compresor mecanic.
În această etapă, Controlled Power Technologies se coordonează cu acestea marile companii precum Ford, Valeo și Ricardo. Pe baza tehnologiei CPT, a fost dezvoltat supraalimentatorul electric Hyboost, în care turbina este rotită de o unitate micro-hibridă Valeo, care primește energie din frânarea regenerativă.
Echipat cu noul EcoBoost cu 3 cilindri cu VTES (Variable Torque Boost) și compresor Hyboost, Ford Focus a îmbunătățit economia de combustibil cu 30-35% în comparație cu motoarele de putere similare. Este de remarcat faptul că motorul cu un volum de doar 1 litru produce 145 Cai putere la 240 Nm de cuplu!
BMW lucrează și la propriul turbocompresor electric. Dezvoltarea companiei bavareze este lipsită de o legătură rigidă între compresor și rotor - între ele a apărut o unitate suplimentară, care include un motor electric și o pereche de ambreiaje.
La ralanti, rotorul se rotește liber din compresor, reducând sarcina motorului. Funcționează și motorul electric în acest moment, ajustându-și turația la viteza de rotație a arborelui compresorului. Când apăsați pedala de accelerație, ambreiajul dintre motorul electric și compresor se închide. În acest caz, compresorul se învârte doar datorită motorului electric, care evită blocajele turbo.
Zvonurile spun că primul BMW care va avea un turbocompresor electric va fi M3 de următoarea generație.
— ecoconceptcars.com —