AUTOTECHNIC.SU
Ќовости
“ест-драйвы
–ейтинги
“ехнологии
јксессуары
ќфициально
 аталог
¬прок
‘ото
реклама на сайте
о сайте
RSS RSS
√лавна€ / “ехнологии / ¬оздушные компрессоры

јвтогипертони€

турбонагнетатель ћеханический компрессор, турбонагнетатель Ц слова, ставшие заклинани€ми дл€ всех фанатов скорости, готовых пойти на любые жертвы ради лишней дюжины лошадей. Ќо действующим в жестких рамках автопроизводител€м приходитс€ быть куда осмотрительнее и тщательно взвешивать плюсы и минусы каждого варианта наддува.

“екст:  арелов ќлег.

«адача любого компрессора Ц увеличение количества воздуха, подаваемого в цилиндры. ј, как известно, чем больше воздуха вберет в себ€ мотор, тем больше он может сжечь топлива, и тем выше будет его крут€щий момент. ќднако от современного двигател€ требуетс€ не только высока€ отдача, но и легкость управлени€. ј на это вли€ют такие параметры, как четкость откликов на нажатие педали газа, равномерность т€ги в широком диапазоне оборотов. » здесь результат уже существенно зависит от вида нагнетател€.

ћ≈’јЌ»„≈— »…  ќћѕ–≈——ќ–

»де€ улучшить наполнение цилиндров с помощью компрессора с приводом (как правило, ременным) от коленчатого вала по€вилась почти одновременно с рождением самого двигател€ внутреннего сгорани€, то есть в конце 19-го века. ј уже в 20-ых годах следующего столети€ были выпущены первые компрессорные автомобили.

—толь быстрому успеху механических компрессоров способствовала их относительна€ простота и долговечность. ѕри этом наиболее удачным из них оказалс€ нагнетатель, изобретенный брать€ми –утс: воздух в нем сжимаетс€ двум€ роторами, вращающимис€ в противоположные стороны со скоростью до 20000об/мин.

1929_Bentley_front_34_right.jpg - 120392 Bytes
¬ 20-ые годы 20 века механические нагнетатели уже широко примен€лись на гоночных автомобил€х. Ќапример, на этом Bentley 1929 года компрессор Roots (установленный снаружи спереди) позволил с 4,4 литров рабочего объема сн€ть 170л.с. Ѕезнаддувный же вариант выдавал лишь 103л.с.

ƒостоинства и недостатки механических нагнетателей обусловлены их жесткой св€зью с валом мотора.   преимуществам относитс€ эффективный наддув, начина€ уже с холостых оборотов двигател€, а так же посто€нное поддержание высокого давлени€ во впускном коллекторе, благодар€ которому автомобиль следует за педалью газа без каких-либо задержек.

√лавный же недостаток Ц это отбор мощности у мотора, и, соответственно, увеличение расхода топлива. ѕричем на мощных компрессорных двигател€х эти потери составл€ют далеко не один дес€ток лошадиных сил. Ќо разве можно считать недостатком потребность устройства в энергии дл€ работы? ќказываетс€ можно, ведь есть турбокомпрессоры!

“”–Ѕќ ќћѕ–≈——ќ–

–азумеетс€, турбонагнетатель Ц не Увечный двигательФ, но, в отличие от механического компрессора, дл€ сжати€ воздуха он использует УбесплатнуюФ энергию выхлопных газов. ƒействительно, когда в двигателе в конце такта расширени€ открываетс€ выпускной клапан, то нагретые до 1000 градусов отработавшие газы вырываютс€ из цилиндра под давлением около п€ти бар. ѕоэтому вполне логично поставить на их пути турбину, котора€ могла бы совершать какую-то полезную работу. Ќапример, нагнетать воздух в цилиндры, как предложил еще 1905 году инженер јльфред Ѕюи.

¬ыдвинутый им принцип турбокомпрессора осталс€ неизменным и до сих пор: к турбине через общий вал пристыковываетс€ центробежный воздушный насос, нагнетающий воздух в цилиндры. —оответственно, чем сильнее отработавшие газы раскручивают ротор турбины, тем большее давление обеспечивает компрессор.

ќднако в производстве такие агрегаты отнюдь не просты, ведь подшипники вала должны выдерживать крайне высокие температуры и огромные, до двухсот тыс€ч оборотов в минуту(!), скорости вращени€. »з-за этого приходитс€, например, включать турбокомпрессор в единую систему смазки двигател€.

ƒругой проблемой турбонаддува €вл€етс€ его инерционность, то есть задержки между нажатием водител€ на газ и началом интенсивного разгона - драгоценное врем€ уходит на раскручивание турбины. ј при низких оборотах двигател€ турбокомпрессор и вовсе оказываетс€ беспомощным Ц потока выхлопных газов просто не хватает дл€ интенсивной раскрутки ротора.

ѕ≈–—ѕ≈ “»¬џ

ќдно врем€ механические и турбинные нагнетатели €вл€лись полноценной альтернативой друг другу. Ќо сейчас, когда счет идет на каждый грамм CO2, их пути расход€тс€. “урбокомпрессоры перестали быть исключительно средством установлени€ рекордов мощности: теперь они помогают создавать экономичные компактные, но при этом динамичные моторы, такие как, например, агрегаты Audi TFSI. ј с врожденными недостатками борютс€ с помощью измен€емой геометрии лопастей, или просто установкой вместо одного большого турбокомпрессора двух маленьких, обладающих существенно меньшей инерционностью.

„то же до механических нагнетателей, то они сдают позиции Ц уж слишком велики потери мощности. ќднако, подключа€сь по мере необходимости, они вполне могут дополн€ть турбонаддув, устран€€ задержки и помога€ ему на низких оборотах, что и продемонстрировал Volkswagen своим необычным мотором TSI. » если этот двигатель пройдет испытание временем, то, может быть, в будущем давние конкуренты Ц турбонаддув и механический компрессор - вновь встрет€тс€ лицом к лицу, но на сей раз уже в качестве партнеров.


¬опросы?  омментарии? (50)


√лавна€ / “ехнологии / ¬оздушные компрессоры
–еклама:


ƒетали:

ѕринцип работы турбонагнетател€

ѕринцип работы турбонагнетател€ достаточно прост.  рыльчатка турбины и компрессора имеют общую ось. —оответственно, выхлопные газы, раскручива€ турбину, привод€т в движение и центробежный компрессор, поднимающий давление воздуха во впускной системе.


ѕринцип работы турбонагнетател€

1.  орпус компрессора
2. крыльчатка компрессора
3. крыльчатка турбины
4. корпус турбины.
ќбратите внимание на каналы, по которым масло поступает к подшипникам оси, и на рубашку охлаждени€, в которой циркулирует охлаждающа€ жидкость. ¬се это существенно усложн€ет конструкцию компрессора и его установку на двигатель.


ћеханический компрессор Roots

ћеханический компрессор Roots: вращающиес€ в противоположные стороны роторы захватывают и перенос€т воздух перпендикул€рно оси своего вращени€. “аким образом, Roots относитс€ к компрессорам внешнего типа, то есть, работа€ подобно насосу, он поднимает давление во впускной системе, но не сжимает воздух внутри себ€. »з-за этого возникает така€ проблема, как частичное движение воздуха в обратном направлении: из впускного коллектора в компрессор, что ведет снижению эффективности наддува.


 омпрессор Lysholm

 омпрессоры Lysholm похожи на Roots, но в них роторы закручены гораздо сильнее, за счет чего воздух уже не только прокачиваетс€ сквозь компрессор, но и сжимаетс€ внутри него. ѕоэтому каждый нагнетатель Lysholm имеет свою внутреннюю степень сжати€, и, если она подобрана правильно, то удаетс€ избежать и обратного движени€ воздуха: давление в компрессоре оказываетс€ больше давлени€ во впускном коллекторе.


–еклама:

Rambler's Top100


© 2008-2011 "Autotechnic.su". ¬се права защищены.
¬се материалы, опубликованные на http://magazine.autotechnic.su, €вл€ютс€ собственностью авторов. Ћюбое использование текстов и изображений возможно только при условии наличи€ ссылки autotechnic.su р€дом с опубликованным материалом.