Компресор е всяко устройство, което е предназначено да компресира и подава въздух, както и други газове под налягане. Къде се използва това устройство?
Автомобилните инженери, производителите на състезателни автомобили и любителите на скоростта непрекъснато работят за увеличаване на мощността на двигателя. Един от начините за увеличаването му е да се изгради двигател с голям вътрешен обем, но големите двигатели тежат много и освен това разходите за тяхното производство и поддръжка са много високи.
Снимка. ProCharger D1SC - центробежен компресор
Вторият начин за увеличаване на интензивността на двигателя е да се създаде единица със стандартен размер, но по-ефективна за използване. По-ефективен откат може да се постигне чрез изпомпване на повече въздух в горивната камера, което позволява подаване на повече гориво към цилиндъра, което означава, че се постига повече мощност поради високото налягане и съответно силното отделяне на газ. Именно компресорът, който също се нарича компресор, ви позволява да увеличите подаването на въздух и да увеличите мощността на двигателя.
В допълнение към компресора има и турбокомпресор. Разликата между двете устройства е в начина, по който извличат енергия. Конвенционалният компресор се захранва от енергия, която механично се прехвърля от коляновия вал на двигателя чрез ремък или верижно задвижване. Що се отнася до турбокомпресора, той работи благодарение на компресирания поток от отработени газове, който върти турбината.
Как работи компресорът
За да разберете как работи този механизъм, помислете за работата на конвенционален четиритактов двигател с вътрешно горене. С движението на буталото надолу се създава разреждане на въздуха, който под въздействието на атмосферното налягане навлиза в горивната камера. След като въздухът влезе в двигателя, той се комбинира с горивната смес, за да създаде заряд, който може да се преобразува в използваема кинетична енергия чрез изгаряне. Свещта създава горене. След като настъпи реакцията на окисление на горивото, се отделя голямо количество енергия. Силата на тази експлозия задвижва буталото, а силата на това движение отива към колелата, карайки ги да се въртят.
По-плътният поток на сместа гориво/въздух в заряда ще създаде по-силни експлозии. Но трябва да се разбере, че за изгарянето на определено количество гориво е необходимо определено количество кислород. Счита се за правилното съотношение: 14 части въздух към 1 част атмосферен въздух. Тази пропорция е много важна за ефективната работа на силовия агрегат на автомобила и изразява правилото: „за да изгорите повече гориво, трябва да подадете повече въздух“.
Това е работата на компресора. Той компресира въздуха, когато навлиза в двигателя, позволявайки повече въздух да се напълни в двигателя и създава нарастване на налягането. В същото време повече гориво може да влезе в двигателя, което води до увеличаване на мощността. Средно компресорът добавя 46% мощност и 31% въртящ момент.
Механичният компресор се стартира със задвижващ ремък, увит около шайба, която е свързана към зъбното колело. Задвижващата предавка задвижва зъбното колело на вентилатора. Роторът на компресора изтегля въздух, компресира го и го изхвърля във всмукателния колектор. Скоростта на въртене на компресора е 50-60 хиляди оборота в минута. В резултат на това вентилаторът увеличава подаването на въздух към двигателя на машината с около 50%.
Тъй като горещият въздух се свива, той губи своята плътност и не може да се разшири много по време на експлозия. В този случай той не може да даде толкова енергия, колкото се произвежда при запалване на по-хладна горивно-въздушна смес със свещ. Може да се заключи, че за да работи вентилаторът с максимална ефективност, сгъстеният въздух на изхода от устройството трябва да бъде охладен. Интеркулерът участва в процеса на въздушно охлаждане. Горещият въздух се охлажда в тръбите на интеркулера с помощта на студен въздух или студена течност, в зависимост от вида на механизма. Понижаването на температурата на въздуха, увеличаването на неговата плътност прави заряда, който влиза в горивната камера, по-силен.
Видове компресори
Компресорите са три вида: двувинтови, ротационни и центробежни. Основната разлика между двете е начинът, по който въздухът се подава към всмукателния колектор на автомобилния двигател.
Вентилаторът с два винта се състои от два ротора с циркулиращ въздух вътре. Този дизайн създава много шум под формата на свистене на сгъстен въздух, което се заглушава от специални методи за шумоизолация на двигателя.
Снимка. Двувинтов компресор
Ротационният компресор обикновено се намира в горната част на автомобилния двигател и се състои от въртящи се разпределителни валове, които придвижват атмосферния въздух във всмукателния колектор. Той е тежък и прави превозното средство по-тежко. В допълнение, въздушният поток в този тип компресори има периодична структура, което го прави най-малко ефективен в сравнение с други видове компресори.
Снимка. Ротационен компресор
Центробежният вентилатор е най-ефективен за принудително повишаване на налягането вътре в машинния двигател. Това е работно колело, въртящо се с огромна сила и принуждаващо въздух в малък корпус на компресора. Центробежната сила изтласква въздуха към ръба на работното колело, принуждавайки го да напусне кухината си с голяма скорост. Малките лопатки около работното колело преобразуват високоскоростен въздух с ниско налягане във въздух с ниска скорост и високо налягане.
Снимка. Центробежен компресор
Предимства на компресора
Основното предимство на компресора е, разбира се, увеличаването на мощността на двигателя на превозното средство. Експертите смятат, че механичните компресори са малко по-добри от тези с турбо, тъй като двигателите, оборудвани с тях, нямат забавяне в отговор на водача, натискайки педала за газ, тъй като механичните компресори се задвижват директно от коляновия вал на двигателя. Турбокомпресорите от своя страна са склонни към изоставане, тъй като изгорелите газове набират скоростта, необходима за завъртане на турбините само след известно време.
Недостатъци на двигателите
Тъй като компресорът се стартира от коляновия вал на двигателя, това леко намалява мощността на задвижващия агрегат. Компресорът увеличава натоварването на двигателя, така че двигателят трябва да е достатъчно силен, за да издържи на силни експлозии в горивната камера. Съвременните производители на автомобили вземат предвид това условие и създават по-силни агрегати за двигатели, предназначени да работят в тандем с компресор, което увеличава цената на автомобила, както и разходите за поддръжката му.
Като цяло, компресорите са най-ефективният начин за добавяне на конски сили или мощност към двигателя на превозното средство с други думи. Компресорът може да добави от 50 до 100% мощност, поради което често се инсталира в колите си от състезатели и фенове на високоскоростното шофиране.
Механичното компресиране е един от начините за увеличаване на мощността на двигателя. Основният елемент на такава система е механичен компресор (Supercharger или компресор). Това е компресор, задвижван от въртене на коляновия вал. Инсталирането на механичен компресор осигурява увеличаване на мощността на двигателя до 50%. Компресорът изтегля въздух през въздушния филтър, компресира и след това го изпраща към всмукателния колектор на двигателя с вътрешно горене, което допринася за увеличаване на мощността на последния.
Конструкцията и принципът на действие на механичното херметизиране
В съвременната автомобилна индустрия се използват няколко вида механични системи за херметизиране, всяка от които има свои собствени конструктивни характеристики и принципа на впръскване на въздух.
Механично устройство за херметизиране
Механичната система за херметизация се състои от следните елементи:
- механичен вентилатор (компресор);
- интеркулер;
- дроселна клапа;
- байпас амортисьор;
- въздушен филтър;
- датчици за налягане за усилване;
- сензори за температура на въздуха на всмукателния колектор.
Механичният компресор се управлява от дроселовата клапа, която е отворена при високи скорости. В този случай клапанът на тръбопровода е затворен и целият въздух влиза във всмукателния колектор на двигателя. Когато двигателят работи при ниски обороти, дроселната клапа е леко отворена и тръбопроводният клапан е напълно отворен, позволявайки част от въздуха да се върне към входа на компресора.
Въздухът, идващ от компресора, преминава през междинния охладител, което понижава температурата на изходящия въздух с около 10 ° C, допринасяйки за по-висока степен на компресия.
Типове задвижвания за механично налягане
Ремъчно задвижване на гърбичен компресор Предаването на въртящия момент от коляновия вал към механичния компресор може да се извърши по различни начини:
- Система за директно задвижване - Това включва монтиране на компресора директно към фланеца на коляновия вал на двигателя.
- Ремъчно задвижване. Предаването на силите се извършва с помощта на колан. Различните производители използват различни видове ремъци (плоски, V-образни или назъбени). Системите с колани се характеризират с кратък живот и потенциал за приплъзване.
- Верижно задвижване. Той има принцип, подобен на ремъчното задвижване.
- Зъбно задвижване. Недостатъкът на такава система е повишеният шум и големите размери.
Видове механични компресори
Центробежен компресор Всеки тип усилващо задвижване има свои собствени работни характеристики. Общо има три вида механични вентилатори:
- Центробежен вентилатор. Най-разпространеният тип механичен вентилатор. Основният работен елемент на системата е колело (работно колело), което има подобен дизайн на компресорното колело на турбината. Върти се със скорост около 60 000 оборота в минута. В този случай въздухът се засмуква в централната част на колелото на компресора при висока скорост и ниско налягане. Преминавайки през лопатките на компресора, въздухът се подава към всмукателния колектор, но вече при ниска скорост и високо налягане. Този тип компресор се използва заедно с турбокомпресори за премахване на забавянето на турбокомпресора.
- Винтов вентилатор. Представлява система от два въртящи се конични винта (винтове). Въздухът, влизащ в по-широката част, преминава през компресорните камери и поради въртене се компресира и изтласква във всмукателния колектор. Такива системи се използват главно в спортни и скъпи автомобили, тъй като са доста сложни за производство. Предимството им е висока ефективност на работа.
- Roots cam вентилатор. Един от първите видове механични вентилатори. Конструктивно се състои от два ротора със сложен профил на напречното сечение. Осите на въртене на роторите са свързани с две еднакви зъбни колела. Когато системата се върти, въздухът се движи между стените на корпуса и гърбиците, в резултат на което се изтласква във всмукателния колектор. Недостатъкът на тази система е образуването на свръхналягане, което провокира неизправности в работата на налягането. За да се елиминира това явление, дизайнът на гърбичното нагнетателно устройство предвижда или електрически задвижван съединител (управление с изключване на компресора), или байпасен клапан (без изключване на компресора).
Винтов вентилатор Механичните компресори се използват доста често при автомобили от марките Cadillac, Audi, Mercedes-Benz и Toyota. В същото време гърбичните и винтовите компресори се монтират главно на мощни спортни автомобили с бензинови двигатели, а центробежните са част от системата за двойно турбокомпресор за дизелови двигатели.
Предимства и недостатъци на веригата с механичен вентилатор
В сравнение с турбокомпресор, механичната система за зареждане не се задвижва от изгорелите газове на двигателя, а от въртенето на коляновия вал. Това означава, че от една страна се увеличава мощността на двигателя, а от друга страна възниква допълнително натоварване, което в зависимост от вида на компресора отнема до 30% от производителността на двигателя. Също така недостатъкът на системата е високото ниво на шум, което създава системното устройство.
Използването на механично компресиране при по-високи скорости провокира по-бързото износване на частите на двигателя и следователно те трябва да бъдат изработени от материали с повишена якост.
Основното предимство на механичното задвижване е ниската производствена цена (в сравнение с турбокомпресора), лесната инсталация, както и незабавната реакция на системата при увеличаване на оборотите на двигателя. Така системите с винтови и гърбични компресори осигуряват висока динамика на ускорение, а центробежните вентилатори осигуряват стабилна работа на двигателя при високи обороти.
Преди около 10 години само спортен или тунингован автомобил можеше да се похвали с турбина или компресор. Но днес едва ли ще изненадате някого с "допълнителния мускул" на двигателя, тъй като на много автомобили самият производствен завод инсталира агрегат, който увеличава мощността на двигателя. И ако искате да разберете каква е разликата между атмосферен, турбокомпресор и компресорен двигател, значи сте попаднали на правилното място, защото за това ще ви разкажем.
Като начало ще споменем, че автомобилните двигатели могат да бъдат разделени на 2 групи: атмосферни и компресорни. Конструктивно тези типове са много различни и увеличаването на мощността на двигателя е различно.
Основи на аспирирания двигател
Атмосферният двигател е може би най-сложният в своята конструкция. При атмосферен двигател сместа гориво-въздух се подава в цилиндрите без най-малко съпротивление, което означава, че е претърпял сериозни модификации. Второ, разпределителният вал е много фино настроен, за да се осигури възможно най-дългото отваряне на всмукателния клапан. И накрая, ходът и диаметърът се увеличават, за да се осигури още по-голяма мощност на двигателя. Както можете да видите, атмосферният двигател е конструктивно много сложен, но гъвкав и отзивчив при работа.
Основният акцент на атмосферния двигател е, че той има резерв на мощност при всяка скорост, моментално реагира на натискане на педала на газта. Това означава, че атмосферният двигател е най-добрият при завъртане до максимални обороти. В същото време сред съществуващите недостатъци най-сериозните са високият разход на гориво и относително нисък ресурс на двигателя.
Малко за двигателите с турбокомпресор
Двигателят с турбокомпресор е класика в жанра. Повечето собственици на автомобили предпочитат двигателите с турбокомпресор. Принципът на работа на двигателя с турбокомпресор е приблизително същият като този на атмосферния. Сместа гориво-въздух се изтласква в цилиндрите на двигателя. Разликата е само в налягането. Освен това, в зависимост от желанията на собственика, е възможно да се увеличи налягането, генерирано от турбината, което ще даде увеличение на мощността.
Независимо от това, въпреки че двигателите с турбокомпресор са най-често срещаните от видовете, които разглеждаме, турбо двигателите все още имат някои недостатъци:
- Първо, турбината дава увеличение на мощността само при високи обороти на двигателя, при ниски обороти практически не се усеща.
- Второ, двигателите с турбокомпресор се характеризират с такова явление като турбовентилатор. Това означава, че турбината не дава веднага увеличение на мощността, след като натиснете педала за газ към пода, а след няколко десети от секундата. Това може да е малко нещо за градско шофиране, но в моторния спорт е сериозен недостатък. И накрая, двигателите с турбокомпресор са много чувствителни към системата за смазване.
Компресорни двигатели
Компресорът на двигателя е вид, който се задвижва от ремъчно задвижване. Това означава, че колкото по-висока е скоростта на двигателя, толкова повече мощност ще получи. Компресорът не само подава смес въздух/гориво към цилиндрите под налягане, но и ги издухва, когато входящите и изходящите клапани са в полуотворено и полузатворено положение. По този начин компресорът не само увеличава мощността, но и почиства цилиндрите, позволявайки на двигателя да работи непрекъснато с максималния си капацитет.
Мотор на компресора двигател с вътрешно горене, обикновено дизелов, при който горивото се подава към цилиндъра с въздух, компресиран до 6 Mn / m 2 (60 кгс/см 2). Според дизайна си дизеловите двигатели се подразделят на двигатели с кръстосана глава. Кръстоглав двигател) и двигатели на багажника (вж. Двигател на багажника),
2- и 4-тактови. В горивна камера с продухване с директен поток средното индикаторно налягане по време на бездимно горене достига 0,8-0,9 Mn / m 2 (8-9 кгс/см 2). Капацитетът на котела е около 2,2-3,7 Mw (3000-5000 л. с.), честота на въртене - 180-500 об/минПоради значителното тегло и размери, както и сложността на регулиране на налягането на въздуха при различни скорости на въртене на коляновия вал, K. d. Не се използват като транспортни средства (с изключение на кораби). Вижте също дизел.
Голяма съветска енциклопедия. - М .: Съветска енциклопедия. 1969-1978 .
Вижте какво е "компресорен двигател" в други речници:
- (турбореактивен двигател) компресорен въздушно-реактивен двигател, при който работата на газовата турбина се изразходва за задвижването на компресора, и потенциал. енергията на газовете зад турбината осигурява създаването на реактивна тяга, когато те изтичат от реактивната дюза (виж фиг.). На… … Голям енциклопедичен политехнически речник
Audi S4 ... Уикипедия
VC Енциклопедия "Авиация"
VC- Ориз. 1. Двигател VK 1. VK - марка авиационни двигатели, създадена под ръководството на В. Я. Климов. Двигатели, създадени под ръководството на неговите наследници (С. П. Изотов и други) в Ленинградската научно-производствена асоциация ... ... Енциклопедия "Авиация"
Отворен компресор (кутия за пълнене)- Компресорен пакет, в който задвижващият двигател не влиза в контакт с хладилния агент и се намира извън картера на компресора. По принцип такива устройства се използват в хладилни камери или в транспорта (автомобили, влакове). Недостатъкът е ... ... Речник на термините за дома и компютъра на Samsung
GOST R 55057-2012: Железопътен транспорт. Съставът се търкаля. Термини и определения- Терминология GOST R 55057 2012: Железопътен транспорт. Съставът се търкаля. Термини и определения оригинален документ: 22 система за аварийна катастрофа: Устройство от железопътен подвижен състав, предназначено да предотвратява или намалява ... ...
GOST 28567-90 Компресори. Термини и определения- Терминология GOST 28567 90: Компресори. Термини и определения оригинален документ: Hubkolbenverdichter oder Membranverdichter, Lage der Zylinder oder Membran rechtwinklig zueinander (Winkelbauart) 68 Дефиниции на термина от различни документи: ... ... Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация
Марката на самолетни двигатели, създадена под ръководството на В. Я. Климов. Двигателите, създадени под ръководството на неговите наследници (С. П. Изотов и други) в Ленинградската научно-производствена асоциация В. Я. Климов, имат други марки. ... ... Енциклопедия на технологиите
BMW M3 ... Уикипедия
