En kompressor är en enhet som är konstruerad för att komprimera och tillföra luft, liksom andra gaser under tryck. Var används denna enhet?
Fordonsingenjörer, racerbilstillverkare och hastighetsentusiaster arbetar ständigt med att öka motoreffekten. Ett av sätten att öka den är att bygga en motor med en stor inre volym, men stora motorer väger mycket och dessutom är kostnaderna för deras produktion och underhåll mycket höga.
Foto. ProCharger D1SC - centrifugalkompressor
Det andra sättet att öka motorns intensitet är att skapa en enhet av standardstorlek, men mer effektiv att använda. Mer effektiv rekyl kan uppnås genom att injicera mer luft i förbränningskammaren, vilket gör att mer bränsle kan tillföras cylindern, vilket innebär att mer effekt uppnås på grund av högt tryck och följaktligen ett starkt gasutsläpp. Det är kompressorn, som också kallas en kompressor, som gör att du kan öka lufttillförseln och öka motoreffekten.
Förutom kompressorn finns även en turboladdare. Skillnaderna mellan dessa två enheter är i hur de utvinner energi. En konventionell kompressor drivs av energi som mekaniskt överförs från motorns vevaxel genom ett rem- eller kedjedriv. När det gäller turboladdaren fungerar den tack vare den komprimerade strömmen av avgaser som roterar turbinen.
Hur kompressorn fungerar
För att förstå hur denna mekanism fungerar, överväg att använda en konventionell fyrtakts förbränningsmotor. Med kolvens nedåtgående rörelse skapas en sällsynt luftmängd, som under påverkan av atmosfärstryck kommer in i förbränningskammaren. När luft väl kommer in i motorn kombineras den med bränsleblandningen för att skapa en laddning som kan omvandlas till användbar rörelseenergi genom förbränning. Tändstiftet skapar förbränning. När bränsleoxidationsreaktionen inträffar frigörs en stor mängd energi. Kraften i denna explosion driver kolven, och kraften i denna rörelse går till hjulen och får dem att rotera.
Det tätare flödet av bränsle / luftblandningen in i laddningen kommer att skapa mer våldsamma explosioner. Men det bör förstås att en viss mängd syre krävs för att förbränna en specifik mängd bränsle. Det rätta förhållandet anses: 14 delar luft till 1 del atmosfärisk luft. Denna andel är mycket viktig för en effektiv drift av bilens kraftenhet och uttrycker regeln: "för att bränna mer bränsle måste du tillföra mer luft."
Detta är kompressorns jobb. Det komprimerar luft när den kommer in i motorn, så att stora mängder luft kan fyllas i motorn och bygga upp tryck. Samtidigt kan mer bränsle komma in i motorn och orsaka ökad effekt. I genomsnitt lägger kompressorn till 46% effekt och 31% vridmoment.
Den mekaniska kompressorn startas med ett drivrem som lindas runt en remskiva som är ansluten till kugghjulet. Drivväxeln driver fläkten. Kompressorns rotor drar in luft, komprimerar den och slänger in den i insugningsröret. Kompressorns rotationshastighet är 50-60 tusen varv per minut. Som ett resultat ökar fläkten lufttillförseln till maskinmotorn med cirka 50%.
När varmluft dras ihop förlorar den sin densitet och kan inte expandera mycket under en explosion. I detta fall kan den inte ge så mycket energi som produceras när en svalare bränsle-luft-blandning antänds av ett tändstift. Det kan dras slutsatsen att för att fläkten ska fungera med maximal effektivitet måste tryckluften vid utloppet från enheten kylas. Mellankylaren är engagerad i luftkylningsprocessen. Varm luft kyls i mellankylarrören med kall luft eller kall vätska, beroende på typ av mekanism. Att sänka luftens temperatur, öka dess densitet gör laddningen som kommer in i förbränningskammaren starkare.
Kompressortyper
Kompressorer finns av tre typer: dubbelskruv, roterande och centrifugal. Huvudskillnaden mellan de två är hur luft tillförs till en bilmotors insugningsrör.
En fläkt med två skruvar består av två rotorer med luft som cirkulerar inuti. Denna design skapar mycket buller i form av trycklufts vissling, som dämpas av speciella motorisoleringsmetoder.
Foto. Kompressor med två skruvar
En roterande kompressor är vanligtvis placerad högst upp på en bilmotor och består av roterande kamaxlar som flyttar atmosfärisk luft in i insugningsröret. Den är tung och gör bilen tyngre. Dessutom har luftflödet i denna typ av kompressor en intermittent struktur, vilket gör den minst effektiv i jämförelse med andra typer av kompressorer.
Foto. Roterande kompressor
En centrifugalfläkt är mest effektiv för att tvinga till tryckuppbyggnad inuti en maskinmotor. Det är ett pumphjul som roterar med enorm kraft och tvingar luft in i ett litet kompressorhus. Centrifugalkraften driver luften till pumphjulets kant, vilket tvingar den att lämna sitt hålrum med stor hastighet. Små blad runt pumphjulet omvandlar höghastighets-, lågtrycksluft till låghastighets-, högtrycksluft.
Foto. Centrifugalkompressor
Kompressorfördelar
Den största fördelen med kompressorn är naturligtvis ökningen av fordonets motoreffekt. Experter anser att mekaniska superladdare är något bättre än turboladdade eftersom motorer utrustade med dem inte har en fördröjning i svaret när föraren trycker på gaspedalen, eftersom mekaniska kompressorer drivs direkt från motorns vevaxel. Turboladdare är i sin tur benägna att släpa efter, eftersom avgaserna tar upp den hastighet som krävs för att snurra upp turbinerna först efter att en viss tid har gått.
Nackdelar med motorer
Eftersom kompressorn startas av motorns vevaxel minskar detta kraftenheten något. Kompressorn ökar belastningen på motorn, så motorn måste vara tillräckligt stark för att klara kraftiga explosioner i förbränningskammaren. Moderna biltillverkare tar hänsyn till detta tillstånd och skapar starkare enheter för motorer som är utformade för att fungera tillsammans med en kompressor, vilket ökar bilens kostnad, liksom kostnaden för dess underhåll.
I allmänhet är superladdare det mest effektiva sättet att lägga till hästkrafter eller kraft till ett fordons motor med andra ord. Kompressorn kan lägga till 50 till 100% effekt, varför den ofta installeras i sina bilar av racers och fans av höghastighetskörning.
Mekanisk överladdning är ett av sätten att öka motoreffekten. Huvudelementet i ett sådant system är en mekanisk kompressor (kompressor). Det är en kompressor som drivs av vevaxelns rotation. Att installera en mekanisk kompressor ger en ökning av motoreffekten upp till 50%. Superladdaren drar in luft genom luftfiltret, komprimerar och skickar den sedan till insugningsröret i förbränningsmotorn, vilket bidrar till ökningen av den senare.
Design och princip för drift av mekanisk trycksättning
I den moderna bilindustrin används flera typer av mekaniska trycksystem, som alla har sina egna designfunktioner och principen för luftinjektion.
Mekanisk trycksättningsenhet
Det mekaniska trycksystemet består av följande element:
- mekanisk fläkt (kompressor);
- intercooler;
- gasventil;
- bypass spjäll;
- luftfilter;
- boosttryckssensorer;
- insugningsrörets temperaturgivare.
Den mekaniska kompressorn styrs av gasventilen, som är öppen vid höga hastigheter. I detta fall är rörledningens ventil stängd och all luft kommer in i motorns insugningsrör. När motorn går med lågt varvtal är gasventilen något öppen och ledningsventilen är helt öppen, så att en del av luften kan återgå till kompressorns inlopp.
Luften som kommer från kompressorn strömmar genom mellankylaren, vilket sänker utblåsningstemperaturen med cirka 10 ° C, vilket bidrar till ett högre kompressionsförhållande.
Mekaniska trycksättningsdrivningstyper
Kamkompressorremdrivning Överföringen av vridmoment från vevaxeln till den mekaniska kompressorn kan utföras på olika sätt:
- Direktdrivsystem - Detta innebär att kompressorn monteras direkt på motorns vevaxelfläns.
- Remdrift. Överföringen av krafter utförs med hjälp av ett bälte. Olika tillverkare använder olika typer av bälten (platta, V-formade eller tandade). Bältsystem kännetecknas av kort livslängd och glidpotential.
- Kedjedrift. Den har en princip som liknar remdrivningen.
- Växellåda. Nackdelen med ett sådant system är det ökade bullret och de stora dimensionerna.
Typer av mekaniska kompressorer
Centrifugalkompressor Varje typ av boost -enhet har sina egna funktioner. Totalt finns det tre typer av mekaniska fläktar:
- Centrifugalfläkt. Den vanligaste typen av mekanisk fläkt. Systemets huvudsakliga arbetselement är ett hjul (pumphjul), som har en liknande design som en turbins kompressorhjul. Den roterar med en hastighet av cirka 60 000 rpm. I detta fall sugs luft in i den centrala delen av kompressorhjulet vid hög hastighet och lågt tryck. Efter att ha passerat genom kompressorns blad tillförs luft till insugningsgrenröret, men redan vid låg hastighet och högt tryck. Denna typ av kompressor används i kombination med turboladdare för att eliminera turbolag.
- Skruvfläkt. Det är ett system med två roterande koniska skruvar (skruvar). Luft som kommer in i den bredare delen passerar genom kompressorkamrarna och komprimeras och tvingas in i insugningsröret på grund av rotation. Sådana system används främst i sport- och dyra bilar, eftersom de är ganska komplicerade att tillverka. Deras fördel är hög arbetseffektivitet.
- Roots kamfläkt. En av de första typerna av mekaniska fläktar. Strukturellt består den av två rotorer med en komplex tvärsnittsprofil. Rotornas rotationsaxlar är anslutna med två identiska kugghjul. När systemet roterar rör sig luft mellan husets väggar och kammarna, vilket resulterar i att det tvingas in i insugningsröret. Nackdelen med detta system är bildandet av övertryck, vilket framkallar funktionsstörningar i trycksättningsarbetet. För att eliminera detta fenomen tillhandahåller kamöverladdningens konstruktion antingen en elektriskt driven koppling (kontroll med avstängning av kompressorn) eller en bypassventil (utan avstängning av kompressorn).
Skruvfläkt Mekaniska kompressorer används ofta på bilar av märkena Cadillac, Audi, Mercedes-Benz och Toyota. Samtidigt installeras kam- och skruvkompressorer främst på kraftfulla sportbilar med bensinmotorer, och centrifugala är en del av det dubbla turboladdningssystemet för dieselmotorer.
Fördelar och nackdelar med en krets med en mekanisk kompressor
Jämfört med en turboladdare drivs det mekaniska laddningssystemet inte av motorns avgaser, utan av vevaxelns rotation. Detta innebär att å ena sidan motoreffekten ökar och å andra sidan uppstår en extra belastning som, beroende på kompressortyp, tar upp till 30% av motorns prestanda. Nackdelen med systemet är också den höga ljudnivån som systemdriven skapar.
Användningen av mekanisk överladdning vid högre hastigheter framkallar snabbare slitage på motordelar och därför måste de vara tillverkade av material med ökad hållfasthet.
Den största fördelen med den mekaniska drivenheten är de låga tillverkningskostnaderna (i jämförelse med turboladdning), enkel installation, samt systemets omedelbara svar på en ökning av motorvarvtalet. Så system med skruv- och kamkompressorer ger hög accelerationsdynamik och centrifugalfläktar ger stabil motordrift vid höga varvtal.
För cirka 10 år sedan kunde bara en sport- eller trimmad bil skryta med en turbin eller kompressor. Men idag kommer du knappast att överraska någon med motorns "extra muskler", för på många bilar installerar själva fabriken en enhet som ökar motoreffekten. Och om du vill veta vad som är skillnaden mellan en atmosfärisk, turboladdad och en kompressormotor, så har du kommit till rätt ställe, för det är vad vi kommer att berätta om.
Till att börja med kommer vi att nämna att bilmotorer kan delas in i två grupper: atmosfäriska och överladdade. Strukturellt är dessa typer väldigt olika och ökningen av motoreffekten är annorlunda.
Aspirerad motorns grunder
Den atmosfäriska motorn är kanske den mest komplexa i sin design. I en atmosfärisk motor matas bränsle-luft-blandningen in i cylindrarna utan minsta motstånd, vilket innebär att den har genomgått allvarliga förändringar. För det andra är kamaxeln mycket fininställd för att säkerställa längsta möjliga öppning av insugningsventilen. Slutligen ökas slaglängden och diametern för att ge ännu mer motoreffekt. Som du kan se är den naturligt aspirerade motorn strukturellt mycket komplex, men flexibel och lyhörd i drift.
Huvudhöjdpunkten för den naturligt aspirerade motorn är att den har en effektreserv vid vilken hastighet som helst, reagerar direkt på att trycka på gaspedalen. Det betyder att den naturligt aspirerade motorn är bäst på att snurra upp till maxvarv. Samtidigt är de allvarligaste bland de befintliga bristerna hög bränsleförbrukning och relativt låg motorresurs.
Lite om turboladdade motorer
Den turboladdade motorn är en klassiker i genren. De flesta bilägare föredrar turboladdade motorer. Principen för drift av en turboladdad motor är ungefär densamma som för en atmosfärisk. Bränsle-luft-blandningen tvingas in i motorcylindrarna. Skillnaden är bara i tryck. Beroende på ägarens önskemål är det dessutom möjligt att öka trycket som genereras av turbinen, vilket ger en ökad effekt.
Trots att turbomotorer är de vanligaste av de typer vi överväger, har turbomotorer fortfarande några nackdelar:
- för det första, turbinen ger en effektökning endast vid höga motorvarv, vid låga hastigheter känns det praktiskt taget inte.
- För det andra, turboladdade motorer kännetecknas av ett sådant fenomen som ett turbinsvikt. Det betyder att turbinen inte direkt ger en effektökning efter att du har tryckt gaspedalen mot golvet, utan efter några tiondelar av en sekund. Detta kan vara en liten sak för stadskörning, men i motorsport är det en allvarlig nackdel. Slutligen är turboladdade motorer mycket känsliga för smörjsystemet.
Kompressormotorer
Kompressorn på motorn är ett slag som drivs av en remdrift. Det betyder att ju högre motorvarvtalet, desto mer effekt kommer den att få. Kompressorn levererar inte bara luft / bränsleblandningen till cylindrarna under tryck, utan blåser också ut dem när inlopps- och utloppsventilerna är i halvöppet och halvstängt läge. Således ökar kompressorn inte bara effekten, utan rengör också cylindrarna, så att motorn kan arbeta kontinuerligt med sin maximala kapacitet.
Kompressormotor förbränningsmotor, vanligtvis diesel, där bränsle tillförs cylindern med luft komprimerad till 6 Mn / m 2 (60 kgf / cm 2). Enligt deras design är dieselmotorer indelade i tvärhuvudsmotorer. Crosshead motor) och bagagemotorer (se. Bagagerumsmotor),
2- och 4-takts. I en förbränningskammare med direktflöde når det genomsnittliga indikatortrycket vid rökfri förbränning 0,8-0,9 Mn / m 2 (8-9 kgf / cm 2). Kapaciteten för K. d. Är cirka 2,2-3,7 Mw (3000-5000 l. med.), rotationsfrekvens - 180-500 varv / min På grund av den betydande vikten och dimensionerna, liksom komplexiteten i att justera lufttrycket vid olika vevaxelns rotationshastigheter, används K. d. Inte som transportfordon (med undantag för fartyg). se även Diesel.
Stor sovjetisk encyklopedi. - M.: Sovjetisk encyklopedi. 1969-1978 .
Se vad "kompressormotor" finns i andra ordböcker:
- (turbojetmotor) kompressorluftstrålmotor, där gasturbinens arbete används på kompressorns drivning och potential. energin i gaserna bakom turbinen säkerställer att jetkraft skapas när de strömmar ut ur munstycket (se bild). På… … Big Encyclopedic Polytechnic Dictionary
Audi S4 ... Wikipedia
VK Encyclopedia "Aviation"
VK- Ris. 1. VK -motor 1. VK - ett märke av flygmotorer, skapat under ledning av V. Ya. Klimov. Motorer skapade under ledning av hans efterträdare (S.P. Izotov med flera) vid Leningrad Scientific and Production Association ... ... Encyclopedia "Aviation"
Öppen kompressor (packbox)- Kompressorpaket där drivmotorn inte är i kontakt med köldmediet och ligger utanför kompressorns vevhus. I princip används sådana anordningar i kylkammare eller i transport (bilar, tåg). Nackdelen är ...... Ordlista för Samsungs hem- och datorvillkor
GOST R 55057-2012: Järnvägstransporter. Kompositionen rullar. Termer och definitioner- Terminologi GOST R 55057 2012: Järnvägstransporter. Kompositionen rullar. Villkor och definitioner originaldokument: 22 nödkraschsystem: En anordning för rullande järnvägsmateriel avsedd att förhindra eller minska ... ...
GOST 28567-90: Kompressorer. Termer och definitioner- Terminologi GOST 28567 90: Kompressorer. Villkor och definitioner originaldokument: Hubkolbenverdichter oder Membranverdichter, Lage der Zylinder oder Membran rechtwinklig zueinander (Winkelbauart) 68 Definitioner av termen från olika dokument: ... ... Ordbok-referensbok med termer av normativ och teknisk dokumentation
Märket av flygmotorer, skapat under ledning av V. Ya. Klimov. Motorer som skapats under ledning av hans efterträdare (S.P. Izotov och andra) vid V. Ya. Klimov Leningrad Scientific and Production Association har andra märken. ... ... Encyclopedia of technology
BMW M3 ... Wikipedia
