Un compresor este orice dispozitiv conceput pentru a comprima și a furniza aer și alte gaze sub presiune. Unde este folosit acest dispozitiv?
Inginerii auto, creatorii de mașini de curse și pur și simplu pasionații de viteză lucrează constant pentru a crește puterea motorului. O modalitate de a-l crește este construirea unui motor cu un volum intern mare, dar motoarele mari cântăresc mult și, în plus, costurile producției și întreținerii lor sunt foarte mari.
Fotografie. ProCharger D1SC – compresor centrifugal
A doua modalitate de a crește intensitatea motorului este crearea unei unități marimea standard, dar mai eficient de utilizat. Performanțe mai eficiente pot fi obținute prin pomparea unui volum mai mare de aer în camera de ardere, ceea ce permite alimentarea mai multor combustibil către cilindru, ceea ce înseamnă obținerea unei puteri mai mari datorită presiune ridicatași, în consecință, o eliberare puternică de gaz. Este compresorul, numit și supraalimentare, care vă permite să creșteți alimentarea cu aer și să creșteți puterea motorului.
Pe lângă compresor, există și un turbocompresor. Diferențele dintre aceste două dispozitive sunt modul în care extrag energie. Un compresor convențional este acționat de energia transferată de la arbore cotit motor printr-o curea sau lanț de transmisie mecanic. În ceea ce privește turbocompresorul, funcționează datorită debitului comprimat gaze de esapament, rotind turbina.
Cum funcționează un compresor?
Pentru a înțelege cum funcționează acest mecanism, luați în considerare diagrama de funcționare a unui motor convențional în patru timpi combustie interna. Odată cu mișcarea în jos a pistonului, se creează un vid de aer, care, sub influență presiune atmosferică intră în camera de ardere. Odată ce aerul intră în motor, se combină cu amestecul de combustibil și creează o sarcină care poate fi transformată în energie cinetică utilă prin ardere. Arderea este creată de bujie. Odată ce are loc reacția de oxidare a combustibilului, se eliberează o cantitate mare de energie. Forța acestei explozii mișcă pistonul, iar forța acestei mișcări este aplicată roților, făcându-le să se rotească.
Un flux mai dens de amestec combustibil-aer în încărcătură va crea explozii mai mari. Dar merită să înțelegeți că arderea unei anumite cantități de combustibil necesită o anumită cantitate de oxigen. Raportul corect este: 14 părți aer la 1 parte aer atmosferic. Această proporție este foarte importantă pentru munca eficienta unitate de putere mașină și exprimă regula: „pentru a arde mai mult combustibil, trebuie să furnizați mai mult aer”.
Aceasta este treaba compresorului. Comprimă aerul care intră în motor, permițând introducerea în motor a unor cantități mari din acesta și creând o creștere a presiunii. În același timp, motorul poate primi cantitate mare combustibil, determinând o creștere a puterii. În medie, compresorul adaugă 46% putere și 31% cuplu.
Supraalimentatorul mecanic este antrenat de o curea de transmisie înfășurată în jurul unui scripete care este conectat la angrenajul de antrenare. Angrenajul de antrenare antrenează treapta de supraalimentare. Rotorul compresorului preia aer, îl comprimă și îl aruncă în galeria de admisie. Viteza de rotație a compresorului este de 50 - 60 de mii de rotații pe minut. Ca rezultat, compresorul mărește alimentarea cu aer a motorului mașinii cu aproximativ 50%.
Deoarece aerul cald este comprimat, își pierde din densitatea și nu se poate extinde mult în timpul unei explozii. În acest caz, nu poate furniza atâta energie cât este produsă atunci când bujia aprinde un amestec mai rece combustibil-aer. Se poate concluziona că pentru ca supraalimentatorul să funcționeze la eficiență maximă, aerul comprimat care iese din aparat trebuie să fie răcit. Intercooler-ul se ocupă de procesul de răcire cu aer. Aerul cald este răcit în tuburile intercooler folosind aer rece sau lichid rece, în funcție de tipul mecanismului. Reducerea temperaturii aerului, creșterea densității acestuia, face ca încărcătura care intră în camera de ardere să fie mai puternică.
Tipuri de compresoare
Există trei tipuri de compresoare: cu două șuruburi, rotative și centrifuge. Principala diferență dintre ele este modul în care aerul este furnizat către galeria de admisie a motorului unei mașini.
Un compresor cu două șuruburi este format din două rotoare în care circulă aerul. Acest design creează mult zgomot sub formă de șuierat de aer comprimat, care este înăbușit metode speciale izolare fonică a motorului.
Fotografie. Compresor cu două șuruburi
Un compresor rotativ este de obicei situat în partea de sus a motorului unei mașini și constă din arbori cu came rotativi care se mișcă aerul atmosfericîn galeria de admisie. Are multă greutate și adaugă o greutate semnificativă vehicul. In plus, fluxul de aer in acest tip de compresor are o structura intermitenta, ceea ce il face cel mai putin eficient in comparatie cu alte tipuri de compresoare.
Fotografie. Compresor rotativ
Un compresor centrifugal este cel mai eficient pentru creșterea forțată a presiunii în interiorul motorului unei mașini. Este format dintr-un rotor care se rotește cu putere enormăși forțând aerul într-o carcasă mică a compresorului. Forța centrifugăîmpinge aerul spre marginea rotorului, forțându-l să-și părăsească cavitatea cu viteză mare. Paletele mici situate în jurul rotorului transformă fluxul de aer de mare viteză, de joasă presiune, în aer de viteză mică și de înaltă presiune.
Fotografie. Compresor centrifugal
Avantajele compresorului
Principalul avantaj al unui compresor este, desigur, o creștere a puterii motorului vehiculului. Experții consideră că supraalimentatoarele mecanice sunt puțin mai bune decât motoarele cu turbo, deoarece motoarele echipate cu acestea nu au un răspuns întârziat atunci când șoferul apasă pedala de accelerație, deoarece compresoarele mecanice sunt antrenate direct de la arborele cotit al motorului. La rândul lor, turbocompresoarele sunt supuse întârzierii, deoarece gazele de eșapament câștigă viteza necesară pentru a învârti turbinele numai după ce a trecut un timp.
Dezavantajele motoarelor
Deoarece compresorul este pornit folosind arborele cotit al motorului, aceasta reduce puțin puterea unității de putere. Compresorul crește sarcina asupra motorului, astfel încât motorul trebuie să fie suficient de puternic pentru a rezista la explozii puternice în camera de ardere. Producătorii auto moderni iau în considerare această condiție și creează unități mai puternice pentru motoarele proiectate să funcționeze în tandem cu un compresor, ceea ce crește costul mașinii, precum și costul întreținerii acesteia.
În general, supraalimentatoarele sunt cele mai multe metoda eficienta adăugați cai putere sau putere la motorul unui vehicul, cu alte cuvinte. Compresorul poate adăuga de la 50 la 100% din putere, motiv pentru care concurenții și fanii conducerii de mare viteză îl instalează adesea pe mașinile lor.
Supraalimentarea mecanică este o modalitate de a crește puterea motorului. Elementul principal al unui astfel de sistem este un supraalimentator mecanic (Supercharger sau compresor). Este un compresor actionat de rotatia arborelui cotit. Instalarea unui compresor mecanic mărește puterea motorului cu până la 50%. Supraalimentatorul preia aerul prin filtrul de aer, îl comprimă și apoi îl trimite către galeria de admisie a motorului cu ardere internă, ceea ce ajută la creșterea puterii acestuia din urmă.
Proiectarea și principiul de funcționare al supraalimentării mecanice
În industria auto modernă, sunt utilizate mai multe tipuri de sisteme mecanice de supraalimentare, fiecare având propriile sale caracteristici de proiectare si principiul injectiei de aer.
Dispozitiv mecanic de presurizare
Sistemul mecanic de presurizare este format din următoarele elemente:
- supraalimentator mecanic (compresor);
- intercooler;
- clapetei de accelerație;
- supapă de bypass;
- filtru de aer;
- senzori de presiune de supraalimentare;
- senzori de temperatură a aerului în galeria de admisie.
Supraalimentatorul mecanic este controlat folosind o supapă de accelerație, care, atunci când de mare viteză deschis. În acest caz, amortizorul conductei este închis și tot aerul intră în galeria de admisie a motorului. Când motorul funcționează la turație redusă, supapa de accelerație este deschisă la un unghi ușor, iar clapeta de conducte este complet deschisă, permițând returnarea unei cantități de aer la admisia compresorului.
Aerul care vine de la supraalimentare trece prin intercooler, ceea ce reduce temperatura aerului de alimentare cu aproximativ 10°C, promovând mai mult grad înalt compresia acestuia.
Tipuri de propulsie mecanică
Transmisia cu cureaua compresorului cu came Transmiterea cuplului de la arborele cotit la compresorul mecanic poate fi efectuată căi diferite:
- Sistem de acționare directă – presupune montarea compresorului direct pe flanșa arborelui cotit al motorului.
- Transmisia cu curea. Transmiterea forței se realizează cu ajutorul unei curele. Diferiți producători folosesc propriile tipuri de curele (plate, în formă de V sau dințate). Sistemele de curele se caracterizează prin Pe termen scurt serviciu și probabilitatea de alunecare.
- Lant de distributie. Are un principiu similar cu o transmisie prin curea.
- Angrenaj. Dezavantajul unui astfel de sistem este zgomotul crescut și dimensiunile mari.
Tipuri de compresoare mecanice
Compresor centrifugal Fiecare tip de propulsie are propriile caracteristici operaționale. Există trei tipuri de supraalimentatoare mecanice:
- Suflanta centrifuga. Cel mai comun tip de supraalimentatoare mecanice. Principalul element de lucru al sistemului este roata (rotorul), care are un design similar cu roata compresorului turbinei. Se rotește cu o viteză de aproximativ 60.000 de rotații pe minut. În acest caz, aerul este aspirat în partea centrală a roții compresorului la viteză mare și presiune scăzută. După trecerea prin lamele supraalimentatorului, aerul este furnizat către galeria de admisie, dar la viteză mică și presiune mare. Acest tip de compresor este utilizat împreună cu turbocompresoare pentru a elimina turbo lag-ul.
- Suflantă cu șurub. Este un sistem de două melcuri rotative (șuruburi) de formă conică. Aerul, care intră în partea mai largă, trece prin camerele compresorului și, datorită rotației, este comprimat și forțat în conducta galeriei de admisie. Astfel de sisteme sunt utilizate în principal pe mașini sport și scumpe, deoarece sunt destul de complexe de fabricat. Avantajul lor este randamentul ridicat de operare.
- Suflantă cu came (rădăcini). Unul dintre primele tipuri de supraalimentatoare mecanice. Din punct de vedere structural, este format din două rotoare cu profil complex secțiuni. Axele rotorului sunt conectate prin două angrenaje identice. Pe măsură ce sistemul se rotește, aerul se deplasează între pereții carcasei și came, ceea ce duce la forțarea acestuia în galeria de admisie. Dezavantajul acestui sistem este formarea unei presiuni excesive, care provoacă defecțiuni în funcționarea boost-ului. Pentru a elimina acest fenomen, designul suflantei cu came include fie un ambreiaj acţionat electric (controlul opririi supraalimentatorului), fie supapă de bypass(fără a opri supraalimentatorul).
Suflantă cu șurub Supraalimentatoarele mecanice sunt destul de des folosite pe mașinile mărcilor Cadillac, Audi, Mercedes-Benz și Toyota. În același timp, compresoarele cu came și șurub sunt instalate în principal pe mașinile sport puternice cu motoare pe benzină, iar cele centrifugale sunt incluse în sistemul dublu turbo pentru motoarele diesel.
Avantajele și dezavantajele unui circuit cu supraalimentare mecanică
Comparativ cu un turbocompresor sistem mecanic Boosterul este acţionat nu de gazele de eşapament ale motorului, ci de rotaţia arborelui cotit. Aceasta înseamnă că, pe de o parte, puterea motorului crește și, pe de altă parte, apare o sarcină suplimentară, care, în funcție de tipul de compresor, ia până la 30% din performanța motorului. De asemenea, un dezavantaj al sistemului este nivel inalt zgomotul generat de unitatea sistemului.
Utilizarea supraalimentării mecanice la viteze mari provoacă o uzură mai rapidă a pieselor motorului și, prin urmare, acestea trebuie să fie realizate din materiale cu rezistență sporită.
Principalul avantaj al unei acționări mecanice este costul său scăzut de producție (comparativ cu turbocompresiunea), ușurința de instalare, precum și răspunsul imediat al sistemului la creșterea turației motorului. Astfel, sistemele cu compresoare cu șurub și came asigură o dinamică de accelerație ridicată, iar compresoarele centrifuge asigură funcționarea stabilă a motorului la turații mari.
Cu doar 10 ani în urmă, doar o mașină sport sau tuned se putea lăuda cu o turbină sau un compresor. Dar astăzi puțini oameni vor fi surprinși de „mușchiul suplimentar” al motorului, deoarece pe multe mașini producătorul însuși instalează o unitate care crește puterea motorului. Iar dacă vrei să știi care este diferența dintre un motor atmosferic, turbo și cu compresor, atunci ai ajuns la locul potrivit, pentru că tocmai despre asta vă vom spune.
Pentru început, să menționăm că motoarele auto pot fi împărțite în 2 grupe: aspirate natural și supraalimentate. Din punct de vedere structural, aceste tipuri sunt foarte diferite, iar creșterea puterii motorului este diferită.
Bazele motorului aspirat
Motorul atmosferic este poate cel mai complex în design. Într-un motor cu aspirație naturală, amestecul combustibil-aer este furnizat cilindrilor fără cea mai mică rezistență, ceea ce înseamnă că a suferit modificări serioase. În al doilea rând, arborele cu came este reglat foarte fin pentru a asigura cea mai lungă deschidere posibilă a supapei de admisie. În cele din urmă, cursa și alezajul sunt mărite pentru a oferi și mai multă putere motorului. După cum puteți vedea, un motor atmosferic este foarte complex constructiv, dar elastic și receptiv în funcționare.
Principalul punct culminant al motorului cu aspirație naturală este că are o rezervă de putere la orice viteză și răspunde instantaneu la apăsarea pedalei de accelerație. Aceasta înseamnă că cel mai bine motorul cu aspirație naturală se învârte până la viteza maximă. În același timp, printre deficiențele existente, cele mai grave sunt consumul ridicat de combustibil și durata de viață relativ scăzută a motorului.
Câteva despre motoarele turbo
Motorul turbo este un clasic al genului. Majoritatea proprietarilor de mașini preferă motoarele cu turbo. Principiul de funcționare al unui motor turbo este aproximativ același cu cel al unui motor atmosferic. Amestecul combustibil-aer intră sub presiune în cilindrii motorului. Singura diferență este presiunea. În plus, în funcție de dorințele proprietarului, este posibilă creșterea presiunii pompate de turbină, ceea ce va da o creștere a puterii.
Cu toate acestea, deși motoarele turbo sunt cele mai comune dintre tipurile pe care le luăm în considerare, motoarele turbo au încă câteva dezavantaje:
- in primul rand, turbina dă o creștere a puterii doar la turații mari ale motorului; la turații mici practic nu se simte.
- În al doilea rând, motoarele turbo sunt caracterizate de un fenomen numit defect turbo. Aceasta înseamnă că turbina nu asigură imediat o creștere a puterii după ce apăsați pedala de accelerație pe podea, ci după câteva zecimi de secunde. Poate că acesta este un lucru mic pentru conducerea în oraș, dar în sporturile cu motor este un dezavantaj serios. În cele din urmă, motoarele cu turbo sunt foarte sensibile la sistemul de lubrifiere.
Motoare cu compresor
Compresorul de pe motor este un fel de compresor care este antrenat de o curea de transmisie. Aceasta înseamnă că, cu cât turația motorului este mai mare, cu atât va primi mai multă putere. Compresorul nu numai că furnizează amestecul de aer/combustibil sub presiune către cilindri, ci îi purifică și atunci când supapele de admisie și evacuare sunt în pozițiile semideschis și închis. Astfel, compresorul nu numai că mărește puterea, ci și curăță cilindrii, ceea ce permite motorului să funcționeze constant la capacitățile sale maxime.
Motor cu compresor un motor cu ardere internă, de obicei un motor diesel, în care combustibilul este furnizat cilindrului prin aer comprimat la 6 Mn/m 2 (60 kgf/cm 2). Conform designului lor, motoarele sunt împărțite în motoare cu cruce (vezi. Motor cu cruce) și motoarele portbagajului (vezi. Motor de coadă),
2 si 4 timpi. Într-un compresor cu purjare cu flux direct, presiunea medie a indicatorului în timpul arderii fără fum ajunge la 0,8-0,9 Mn/m 2 (8-9 kgf/cm2). Eficiența energetică - aproximativ 2,2-3,7 MW (3000-5000 l. Cu.), viteza de rotație - 180-500 rpm Datorită greutății și dimensiunilor semnificative, precum și dificultății de a regla presiunea aerului la diferite viteze ale arborelui cotit, compresoarele nu sunt folosite ca vehicule de transport (cu excepția navelor). Vezi si Motorină.
Mare Enciclopedia sovietică. - M.: Enciclopedia Sovietică. 1969-1978 .
Vedeți ce este un „motor compresor” în alte dicționare:
- (TRD) aer compresor motor turboreactor, în lucru rom turbina de gaz este cheltuit pentru acționarea compresorului și potențialul. energia gazelor din spatele turbinei asigură crearea de împingere a jetului pe măsură ce acestea curg din duza cu jet (vezi figura). Pe… … Big Enciclopedic Polytechnic Dictionary
Audi S4 ... Wikipedia
VC Enciclopedia „Aviație”
VC- Orez. 1. Motor VK 1. Marca VK de motoare de avioane create sub conducerea lui V. Ya. Klimov. Motoare create sub conducerea succesorilor săi (S.P. Izotov și alții) la Asociația științifică și de producție din Leningrad... ... Enciclopedia „Aviație”
Deschideți compresorul (presupuse)- O unitate compresor în care motorul de antrenare nu are contact cu agentul frigorific și este situat în afara carterului compresorului. Practic, astfel de dispozitive sunt folosite în frigidere sau în transport (mașini, trenuri). Dezavantajul este...... Glosar de termeni pentru echipamentele de uz casnic și computerizate Samsung
GOST R 55057-2012: Transport feroviar. Compoziția este mobilă. Termeni și definiții- Terminologie GOST R 55057 2012: Transport feroviar. Compoziția este mobilă. Termeni și definiții document original: 22 sistem de accidentare de urgență: un dispozitiv pentru materialul rulant feroviar conceput pentru a preveni sau reduce... ...
GOST 28567-90: Compresoare. Termeni și definiții- Terminologie GOST 28567 90: Compresoare. Termeni și definiții document original: Hubkolbenverdichter oder Membranverdichter, Lage der Zylinder oder Membran rechtwinklig zueinander (Winkelbauart) 68 Definiții ale termenului din diverse documente: ... ... Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice
Marca de motoare de avioane creată sub conducerea lui V. Ya. Klimov. Motoarele create sub conducerea succesorilor săi (S.P. Izotov și alții) la Asociația de producție științifică din Leningrad, numită după V.Ya. Klimov, au alte mărci… … Enciclopedia tehnologiei
BMW M3 ... Wikipedia
